В дальнейшем через ряд стадий восстанавливается экосистема исходного типа. При восстановлении некоторых типов леса (например, ельников) сукцессия идет через стадию растений-«нянь» (ольхи, березы, ивы). При интенсивном сенокосном или пастбищном использовании В. на ней развиваются сообщества лугов.
Задача рационального лесопользования — способствовать естественному восстановлению леса на В. Для этого при рубке леса сохраняют отдельные деревья, которые служат источниками семян для восстановления древостоя. Используются более экологичные методы рубки и вывоза древесины, которые не нарушают напочвенного покрова. В некоторых случаях на В. проводят лесопосадки, что значительно дороже, чем естественное лесовозобновление. На В. должен быть исключен выпас скота.
ВЫТАПТЫВАНИЕ (В.) — сильный антропогенный фактор, под действием которого уплотняется верхний слой почвы и обламываются высокорослые растения. В. является одним из элементов воздействия скота на травостой при выпасе. Особенно сильно вытаптывают пастбища овцы, давление которых на почву составляет 2 кг/см2, что в 4 раза выше, чем давление гусениц среднего танка. Одна овца ежедневно вытаптывает 200 м2 поверхности пастбища.
В. происходит также при рекреационном воздействии на экосистемы (см. Рекреационная сукцессия).
Для уменьшения В. при выпасе нормируют пастбищные нагрузки, а при организации рекреации проводят специальное обустройство территории.
Г
ГАЗОНЫ (Г.) — искусственные многолетние травяные сообщества, которые создаются в населенных пунктах. Г. играют эстетическую и фитомелиоративную роль (улучшают состав атмосферы — очищают от загрязнения, выделяют кислород и фитонциды, повышают влажность). Специальные устойчивые к вытаптывнию Г. создаются на стадионах.
Для создания высококачественных Г. необходимы специальные сорта трав. Культура Г. развита в Великобритании. В РФ семеноводство газонных трав развито слабо, чем и объясняется невысокое качество Г. в большинстве российских городов.
ГАЛОФИТЫ (Г.) — растения, приспособленные к произрастанию на засоленных почвах, как правило, встречающиеся в степной и пустынной зонах (исключение представляют некоторые приморские растения). Г. отличаются специальными физиологическими приспособлениями для жизни в условиях засоленных почв и представляют стратегию патиентов. Все приспособления для перенесения растениями стресса высокой концентрации солей в почвенном растворе в той или иной мере связаны с их водным режимом. Растения могут повышать осмотическое давление клеточного сока, чтобы «затягивать» воду из раствора с высокой концентрацией солей (полыни), или уменьшать потребление воды за счет суккулентности (т. е. накопления влаги в сочных листьях и стеблях, например, солерос), выделять избыток соли на поверхность листьев через специальные желёзки (кермек).
В степной зоне РФ настоящих Г. немного, но широко распространены растения умеренно засоленных почв (галомезофиты): бескильница расставленная, ячмень короткоостый, ситник Жерарда, подорожник солончаковатый и др. На почвах солонцеватого типа, в которых содержащий соли горизонт находится на глубине 15—40 см, встречаются кермек Гмелина, полынь Лерха и вострец ложнопырейный. Типичные Г., такие, как сарсазан, распространены в Прикаспийской низменности.
Виды Г. используются как индикаторы процесса засоления почв, который может быть вызван поливом чернозема в степной зоне или регулярным использованием соли для ускорения таяния снега на дорогах.
ГЕЛИОЭНЕРГЕТИКА (Г.) — получение электрической или тепловой энергии за счет солнечной энергии, одно из самых перспективных направлений нетрадиционной энергетики. По наиболее оптимистичным прогнозам, к 2020 г. Г. будет давать от 5 до 25% мирового производства энергии.
Различают два основных варианта Г.: физический и биологический. При физическом варианте Г. энергия аккумулируется солнечными коллекторами, солнечными элементами на полупроводниках или концентрируется системой зеркал. Исследования по Г. частично финансируются Всемирным банком по программе «Солнечная инициатива».
Солнечные коллекторы широко применяются в Японии, Израиле, Турции, Греции, на Кипре, в Египте для нагревания воды и отопления. Ряд предприятий РФ изготовляют несколько типов солнечных сушилок для сельскохозяйственных продуктов, которые позволяют сократить затраты энергии на единицу сухого продукта на 40%. Выпускаются в РФ и усовершенствованные плоские солнечные коллекторы и комплексные водонагревательные установки.
Солнечные элементы (фотоэлектрические преобразователи, ФЭП) широко используются в космических аппаратах. Однако более экономична Г. с использованием системы зеркал, которые нагревают масло в трубах солнечных электростанций (СЭС). Энергия, получаемая на СЭС, в 5—7 раз дешевле, чем энергия ФЭП. Недостатком СЭС являются лишь очень большие затраты металла на их сооружение (в пересчете на единицу производимой энергии они в 10—12 раз выше, чем при производстве энергии на ТЭС или АЭС). Затраты цемента при этом еще выше: в 50—70 раз. СЭС занимают большие площади, и потому их строительство перспективно только в пустынях. Так, к югу от Лос-Анджелеса построена СЭС мощностью 80 МВт, причем затраты на ее строительство быстро окупились, получаемая энергия на 1/3 дешевле, чем энергия АЭС.
При биологическом варианте Г. используется солнечная энергия, накопленная в процессе фотосинтеза в органическом веществе растений (обычно в древесине). Количество диоксида углерода, которое выделяется при сжигании растительной массы, равно его усвоению при росте растений (так называемые «суммарные нулевые выбросы»). Австрия планирует в ближайшие годы получать от сжигания древесины до 1/3 необходимой ей электроэнергии. Для этих же целей в Великобритании планируется засадить лесом около 1 млн. га земель, непригодных для сельскохозяйственного использования. Высаживаются быстрорастущие породы, такие, как тополь, срезку которого производят уже через 3 года после посадки (высота деревьев около 4 м, диаметр стволиков больше 6 см). В Бразилии из отходов сахарного тростника получают этиловый спирт, который используют в качестве топлива; в США работают электростанции, сжигающие отходы кукурузы.
Американская компания «Дженерал электрик» использует биомассу быстрорастущих бурых водорослей (ежедневно с 1 га таких плантаций получается энергия, эквивалентная энергии 28 л бензина). Используется также планктонная микроскопическая водоросль спирулина, способная дать с 1 га до 24 т сухого вещества в год. В этом случае организуется замкнутая система производства энергии: зола после сжигания водорослей поступает в бассейн для многократного использования, что снижает расход элементов минерального питания.
Биологическим вариантом Г. является получение биогаза, а также швельгаза, который образуется при термической обработке (пиролизе) органических бытовых отходов в специальных установках, где они в анаэробных условиях нагреваются до температуры 400—700оС. (В этом случае затрачивается некоторое количество тепловой энергии из традиционных источников.)
ГЕОБОТАНИКА (Г.) — наука о закономерностях связи растений и растительных сообществ (фитоценозов) с условиями среды. Термин получил хождение в конце прошлого столетия, в настоящее время используется как синоним более современного термина «наука о растительности». В состав Г. включается несколько дисциплин: фитоценология — наука о природе фитоценозов, ботаническая география — наука о закономерностях распределения на планете видов (см. Ареал) и совокупностей видов определенных территорий (флор), география растительности (см. Биом). Как разделы Г. рассматривались учение о жизненных формах растений и оценка условий среды по растительности (так называемая индикационная геоботаника — см. Биологические индикаторы).
ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА (Г.э.) — получение тепловой или электрической энергии за счет тепла земных глубин, один из вариантов нетрадиционной энергетики. Экономически эффективна Г.э. в районах, где горячие воды приближены к поверхности земной коры — в районах активной вулканический деятельности с многочисленными гейзерами (Камчатка, Курилы, острова Японского архипелага). В РФ перспективным районом для развития Г.э. является также Северный Кавказ.
Сегодня геотермальная энергия в широких масштабах используется в США, Мексике и на Филиппинах. Доля Г.э. в энергетике Филиппин 19%, Мексики — 4%, США (с учетом использования «напрямую» для отопления, т. е. без переработки в электрическую энергию) — около 1%. Суммарная энергия всех геоТЭС США превышает 2 млн. кВт. Геотермальная энергия обеспечивает теплом столицу Исландии Рейкьявик. Уже в 1943 г. там были пробурены 32 скважины на глубину от 440 до 2400 м, по которым к поверхности поднимается вода с температурой от 60 до 130оС. Девять из этих скважин действует по сей день. В РФ на Камчатке действует геоТЭС мощностью 11 МВт и строится еще одна, мощностью 200 МВт.
Развитие Г.э. сдерживается ограниченностью числа районов, где она экономически эффективна. Кроме того, экологическую опасность представляют сильно засоленные воды, которые получаются после конденсирования горячего пара.
ГЕРФИЦИДЫ (Г.) — химические препараты, используемые для контроля плотности популяций сорных растений. Число Г. в настоящее время превышает 100. Создаются новые Г., которые обладают высокой эффективностью (что позволяет уменьшать их дозы) и быстро разрушаются в природе. Такие Г. менее опасны для окружающей среды и здоровья человека.
Различают Г. сплошного и избирательного действия (т. е. уничтожающие все сорные виды или только некоторые из них), контактные (действующие на растения примерно так же, как кипяток) и системные, нарушающие метаболизм растений. В США широкое распространение получили почвенные Г., которые вносятся после уборки урожая. Это позволяет отказаться от агротехнических мер контроля засоренности посевов и использовать минимальную или нулевую обработку почвы.