Интенсификация человеческой деятельности ведет к изменению ландшафтов на всей территории планеты. Нарушение экосистем биосферы характеризуется тем, что на планете осталось только около 28% площади (не считая материковых льдов), не затронутой хозяйственной деятельностью. Из 150 млн км 2 площади суши под прямым контролем человека находится около 50 млн км 2 (агропромышленные комплексы, города, полигоны, коммуникации, добыча ископаемых и т.д.).
В таблице 5.4 представлены масштабы нарушенных экосистем Земли, на которых весь процесс естественных природных процессов сопряжен с воздействием антропогенной деятельности человека.
Площади с нарушенными экосистемами (Промышленная экология..., 2009)
Таблица 5.4
|
Континент |
Общая площадь, млн км 2 (примерно) |
Территория, % |
||
|
ненарушен- частично ная нарушенная |
нарушенная |
|||
|
С. Америка |
||||
|
Ю. Америка |
||||
|
Австралия |
||||
Доля земель России, полностью измененных в процессе хозяйственной деятельности (Никаноров, Хоружая, 2001)
Таблица 5.5
Тайга: 0,84 Вырубки, пожары, добыча
Северная минерального сырья,
Что касается России, то ее территория является мощным компенсатором глобальных нарушений биосферы: большая степень сохранности природных экосистем (15%). При этом чрезвычайно важно представлять масштабы трансформации природных экосистем России (табл. 5.5). В связи с большим числом населяющих ее биологических видов и высокой степенью их сохранности Россия вошла в «восьмерку экологически доминирующих стран» (Brown, 1997), поэтому территорию Российской Федерации можно считать регионом стабилизации биосферы (Данилов-Данильян, Лосев, 2000).
Кроме того, одним из факторов, являющихся причиной возникновения ряда изменений в природных экосистемах в ближайшем будущем и все более активно проявляющееся в последнее время является изменение климата (табл. 5.6).
Прогноз изменения растительных сообществ в условиях потепления климата в XXI в. (Величко и др., 1991)
Таблица 5.6
|
Современная растительность |
2020-2030-е гг. |
конец XXI в. |
|
|
Увеличение численности кустарников и термофильных трав |
Распространение кустарниковых тундр за счет моховых |
Расселение древесных пород, сдвиг к северу границы леса |
|
|
Березовая и еловая лесотундра |
Увеличение численности деревьев за счет местного банка семян |
Увеличение площади участков лесов и редколесий |
Увеличение сомкнутости лесных сообществ, на юге - проникновение термофильных лесных элементов |
|
Темнохвойная европейская |
Увеличение численности березы и осины в коренных ценозах |
Увеличение роли термофильных элементов |
На юге - иммиграция широколиственных пород |
|
Хвойно-широко- лиственные леса |
Увеличение численности термофильных трав, березы и осины в коренных ценозах, увеличение численности дуба и других широколиственных пород в подросте. Возможно снижение численности ели у южной границы ареала |
Увеличение численности широколиственных пород. Постепенное сокращение численности ели вплоть до ее выпадания на юге ареала |
Постепенное сокращение численности бореальных элементов и преобладание широколиственно-лесных видов трав, деревьев и кустарников |
|
Широколиственные леса |
Увеличение численности термофильных видов (трав, подроста, деревьев и кустарников) |
Иммиграция граба и бука со спутниками на восток от их современных ареалов |
|
Современная растительность |
2020-2030-е гг. |
конец XXI в. |
|
|
Широколиственная лесостепь |
Увеличение численности деревьев (за счет местного банка семян), расселение их на степных участках |
Продолжение процессов, начавшихся в 2020-2030-х гг. |
Иммиграция граба и его спутников в центральные и восточные районы лесостепи |
|
Расселение деревьев из речных долин и посадок, увеличение их численности |
Иммиграция термофильных растений с запада |
||
|
Полупустыня |
Увеличение численности злаков и других мезофитов за счет местного банка семян. Сокращение ценотической роли полыни |
Продолжение процессов, начавшихся в 2020-2030-х гг. Вблизи северной границы зоны - начало расселения мезофильных степных видов |
Иммиграция степных видов |
|
Увеличение численности злаков и других мезофитов за счет местного банка семян. Сокращение ценотической роли эдификаторов пустынных ценозов. |
Продолжение процессов, начавшихся в 2020-2030-х гг. |
Формирование мезофитных растительных сообществ видами местной флоры ельных, на севере возможно участие иммигрантов |
Примечание: к числу спутников граба и бука относятся липа крупнолистная, клен явор, черешня, бересклет европейский, дерен красный.
В целом антропогенное воздействие ведет к ряду изменений.
Сокращение площади лесов. Леса - важнейший фактор в экологическом равновесии биосферы, один из основных источников кислорода на Земле, аккумулятор солнечной энергии и биологической массы. Лесной покров очищает околоземную атмосферу, регулирует температурный режим и сток воды, защищает почву от эрозии и является источником разнообразного сырья и питания людей. Леса располагаются следующим образом: сразу от тундры к югу начинаются обширные вечнозеленые хвойные леса, в более южных районах располагаются лиственные (листопадные), далее следуют вечнозеленые, а также сбрасывающие листву (на период засух) тропические леса. Лесные экосистемы являются самыми распространенными и наиболее ценными среди всех типов наземных экосистем. По оценке ООН, общая лесная площадь составляет более 4 млрд га, или 30% площади суши. Запасы растительной массы в лесных экосистемах составляют 82% фитомассы планеты, т.е. более 1500 млрд т. Доля северных хвойных лесов (в основном это Россия, Канада и США) составляет 14-15%, тропических - 55-60%.
Рис. 5.6.
Влажные тропические леса играют огромную роль в поддержании кислородного баланса на планете. Эти леса обеспечивают среду обитания примерно половине всех известных современной науке видов. В лесах произрастает более 1 тыс. видов деревьев, кустарников и лиан, под пологом которых находятся многолетние и однолетние травянистые растения, мхи, лишайники, плауны, хвощи, папоротники, грибы.
В процессе фотосинтеза леса производят ежегодно огромное количество (около 100 млрд т органической массы). Средняя ежегодная продуктивность этих лесов в виде органического вещества составляет 28 т/ га, тогда как смешанные леса умеренных широт продуцируют до Ют/ га. Проблема заключается в том, что эти леса уничтожены уже на 40%. Основными причинами обезлесения являются распашка лесных земель под сельхозугодья, увеличение спроса на древесное топливо, промышленная вырубка лесов, осуществление крупномасштабных проектов.
Ежегодно в мире теряется 15-20 млн га тропического леса, что эквивалентно половине площади Финляндии. В последнее десятилетие темпы обезлесевания составляют в среднем 1,8% в год. Наибольшие потери понесли 10 стран мира, в числе которых Бразилия, Мексика, Индия и Таиланд. Если уничтожение тропических лесов будет продолжаться такими же темпами, то через 30-40 лет их уже не останется на Земле. Из-за исчезновения тропических лесов количество кислорода в атмосфере уменьшается ежегодно на 10-20 млрд т. Возникает опасность нарушения баланса кислорода.
Деградация почв. К явлениям деградации почв относятся: дегумификация почв (потеря почвами гумуса); промышленная эрозия почв (отчуждение почв городами, поселками, дорогами, линиями электропередач и связи, трубопроводами, карьерами, водохранилищами, свалками и т.д.); водная и воздушная эрозия (дефляция) почв (разрушение верхних слоев почвы под действием воды и ветра); вторичное засоление почв (результат неправильного орошения минерализованными или пресными водами); затопление, разрушение и засоление почв водами водохранилищ (затопление пойменных и надпойменных террас; подъем уровня грунтовых вод и подтопление почв; абразия берегов и засоление дельт); загрязнение почв промышленное, сельскохозяйственное, радиоактивное и др.
Предельным случаем деградации земель является опустынивание - совокупность природных и антропогенных процессов, приводящих к разрушению равновесия в экосистемах и к деградации всех форм органической жизни на конкретной территории.
Исчезновение видов животных и растений. Деградация и разрушение местообитаний ведет к деградации животного мира, их населяющего. За 2000 лет нашей эры исчезло 270 видов млекопитающих и птиц и одна третья часть из них - за прошлый век (среди них пиренейский горный козел, берберский лев, японский волк, сумчатый волк). С 1970 по 2004 г. биоразнообразие Мирового океана уменьшилось на Уз, а в пресных водоемах на 55%. Поголовье тигров на планете за 100 лет снизилось на 95%. Считается, что в настоящее время под угрозой уничтожения находится более трех четвертых всех видов птиц и одна четверть млекопитающих.
Среди основных факторов, угрожающих сегодня существованию животных, выделяют следующие (Банников и др., 1985):
- - разрушение местообитаний: вырубка лесов, вспашка целины, осушение болот, строительство городов, дорог, промышленных предприятий;
- - строительство плотин и регулирование стоков рек, что блокирует места нереста рыб, тепловые и химические загрязнения водоемов;
- - переэксплуатация (чрезмерная добыча) грозила уничтожением видов животных и прежде. В настоящее время существует угроза перелова, чрезмерной добычи животных и рыб, особенно в развивающихся странах, на долю которых приходится 90% экзотических видов, уничтожаемых рьяными коллекционерами;
- - интродукция чужеродных видов, которые становятся конкурентами за пищу и убежища, или уничтожают местных животных и птиц - некоторых пресноводных рыб, рептилий, амфибий и млекопитающих;
- - потеря, сокращение или ухудшение кормовой базы, главным образом для млекопитающих, особенно для крупных кошачьих (тигр на Дальнем Востоке), оленей и прочих копытных (конкурентов домашнего скота на пастбищах), а также водных млекопитающих (выдра, выхухоль) в результате загрязнения водоемов пестицидами, что приводит к сокращению их кормовой базы;
- - уничтожение диких животных для защиты сельскохозяйственных растений, домашних животных и животных - объектов промысла: уничтожаются крупные кошки, выдры, тюлени, крокодилы, некоторые хищные птицы, некоторые виды обезьян, слоны;
- - случайная добыча при охоте и различных видах хозяйственной деятельности: при ловле рыбы, креветок и других промысловых организмов гибнут тысячи черепах, ластоногих, мелких китообразных, морских птиц, ондатр, бобров, выдр, которые попадают в ловушки для рыб, в сети, тралы, ставные невода. Несколько сот миллионов животных ежегодно гибнет на автострадах (это больше, чем в результате охоты);
- - прямое воздействие на животных (отлов, отстрел, гибель птиц и насекомые на дорогах под колесами автотранспорта, а также при проведении полевых работ, поражение птиц при контакте с проводами и опорами линий электропередач, гибель животных в разливах нефти).
Потеря (сокращение ) биологического разнообразия в среде живой природы является серьезной проблемой. Обобщенно, биологическое разнообразие в странах мира в восьмерке экологически доминирующих стран мира представлено в табл. 5.7.
Таблица 5.7
Состояние биологического разнообразия в восьмерке экологически доминирующих стран (Глазовский, 2002)
|
Доля видов растений, % от общемирового числа |
исчезающих растений |
Доля исчезающих видов растений, % от числа видов в стране |
исчезающих видов животных |
|
|
Германия |
||||
|
Индонезия |
||||
|
Бразилия |
Исторически генофонд сложился в результате длительной эволюции и обеспечил приспособление человеческих популяций к широкому спектру природных условий. Потеря этого разнообразия помимо прямого биоэкологического ущерба повлечет еще и серьезный ущерб для общечеловеческого культурного наследия, принадлежащего в равной степени как ныне живущим, так и следующим поколениям людей. Каждый вид живого связан с другими видами. Нередко за исчезновением вида в экосистеме всегда тянется цепочка перестроек во всей системе.
Сегодня в контексте концепции зеленой экономики принято оценивать роль природных экосистем в целом как вид природного капитала, который оказывает человечеству целый ряд экосистемных услуг (табл. 5.8).
Сегодня в мире предпринимаются попытки рассчитать интегральные агрегированные индексы устойчивости природы, базирующиеся на экологических параметрах. По мнению С.Н. Бобылева, эти показатели позволяют оценить тенденции в экологически устойчивом развитии.
Изменения численности ряда видов являются одним из важных показателей экологического состояния планеты. Всемирным Фондом Дикой Природы (WWF) предложен индекс живой планеты для оценки состояния природных экосистем планеты. Расчет проводится на основе динамики численности 9014 популяций 2688 видов млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, земноводных и рыб, представляющих различные биомы и регионы. Индекс живой планеты измеряет природный капитал лесов, водных и морских экосистем и рассчитывается как среднее из трех показателей: численность животных в лесах, в водных и морских экосистемах. Каждый показатель отражает изменение популяции наиболее представительной выборки организмов в экосистеме. Согласно графику (рис. 5.7), за последние 30 лет человечество вышло за пределы восстановительных возможностей биосферы, о чем свидетельствует уменьшение индекса живой планеты на 33%.
Таблица 5.8
Классификация экосистемных услуг (Millennium..., 2005)
|
Обеспечивающие услуги - продукты, получаемые от экосистем |
|
|
Продовольствие |
Широкий набор пищевых продуктов, получаемых из растений, животных и микроорганизмов |
|
Пресная вода |
Люди получают пресную воду из экосистем. Поскольку вода необходима для существования жизни |
|
Материалы, включающие древесину, хлопок, шерсть, шелк и т.д. |
|
|
Дерево, биологические материалы (навоз и т.д.) |
|
|
Генетические ресурсы |
Гены и генетическая информация, используемые для выращивания растений и животных, и биотехнологии |
|
Регулирующие услуги |
Выгоды, получаемые от регулирования экосистемных процессов |
|
Регулирование качества воздуха |
Экосистемы, с одной стороны, выделяют химические соединения в атмосферу, а с другой - удаляют их из атмосферы, воздействуя на многие аспекты качества воздуха |
|
Регулирование |
Экосистемы воздействуют на климат как локально, так и глобально |
|
Регулирование воды |
Продолжительность и величина водного стока, наводнений и пополнение запасов воды в подземных водоносных системах |
|
Регулирование эрозии |
Растительный покров играет важную роль в сохранении почвы |
|
Очистка воды и сточных вод |
Экосистемы обеспечивают фильтрацию и удаление из воды органических загрязнений |
|
Культурные услуги - нематериальные выгоды, которые люди получают от экосистем посредством духовного обогащения, развития познавательной деятельности, рекреации, эстетического опыта, рефлексии |
|
|
Культурное разнообразие |
Разнообразие экосистем является одним из факторов, влияющих на разнообразие культур |
|
Духовные и религиозные ценности |
Многие религии приписывают религиозные и духовные ценности экосистемам и их компонентам |
|
Система знаний |
Экосистемы оказывают влияние на типы систем знаний |
|
Образовательные ценности |
Экосистемы, их компоненты и процессы обеспечивают основу как для формального, так и для неформального образования |
|
Эстетические ценности |
Красота и эстетические ценности в различных свойствах экосистем |
|
Рекреация и экотуризм |
Выбор места для проведения досуга на основе характеристик ландшафта |
|
Поддерживающие услуги - услуги, необходимые для поддержки всех других экосистемных услуг |
|
|
Почвообразование |
Многие обеспечивающие услуги зависят от плодородности почв и скорости почвообразования |
|
Круговорот питательных веществ |
Множество питательных веществ, необходимых для жизни, циркулируют в экосистемах |
|
Круговорот воды |
Вода циркулирует по экосистемам и является жизненно необходимой для живых организмов |
|
Фотосинтез |
В процессе фотосинтеза продуцируется кислород, необходимый многим живым организмам |
Рис. 5.7.
Основные причинно-следственные связи взаимоотношения человека и экосистем приведены на рис. 5.8.
Рис. 5.8.
WWF также разработало достаточно конструктивный показатель - «экологический след». Данный подход позволяет вычислить меру потребления человечеством ресурсов и услуг биосферы и соотнести это потребление со способностью Земли к их воспроизводству или биоемкостью в эквивалентах площади биологически продуктивной земли и площади моря, которые необходимы для производства этих ресурсов и поглощения образующихся отходов, а потребление энергии - в эквивалентах площади, необходимой для абсорбции соответствующих выбросов СС>2 (рис. 5.9).
Экологический след, приходящийся на одного человека, представляет собой сумму шести слагаемых: площадь пашни для выращивания потребляемых человеком зерновых, площадь пастбищ для производства продукции животноводства, площадь лесов для производства древесины и бумаги, площадь моря для производства рыбы и морепродуктов, занятая под жилье и инфраструктуру территория, площадь лесов для абсорбции выбросов СО2, образующихся при душевом потреблении энергии. Метод позволяет сравнить фактическое давление общества на природу и возможное с точки зрения потенциальных запасов природных ресурсов и ассимиляционных процессов.
Рис. 5.9.
По расчетам WWF в настоящее время фактическое давление населения планеты на 30% превышает ее потенциальные возможности (рис. 5.10). За период 1970-1997 гг. экологический след возрос на 50%.
Сегодня экологический след среднего потребителя из развитых стран мира в 4 раза превышает соответствующий показатель потребителя из стран с низкими душевыми доходами. Вероятно, это является следствием ряда факторов, один из которых - возможность импортировать ресурсы из более бедных стран, способствуя тем самым деградации их биоразнообразия и одновременно снижая нагрузку на сохранившееся биоразнообразие и экосистемы в своем собственном «дворе».
Деградация окружающей среды – это процесс, в результате которого снижается способность экосистем поддерживать постоянство качества жизни, а именно ухудшение свойств подземных и поверхностных вод, горных пород, газовой составляющих (компонентов) природной среды вследствие природного и техногенного изменения условий ее эволюционной трансформации. Она сводится к двум аспектам: ухудшение природной среды и жизни человека в результате природных явлений (извержения вулканов, наводнения, землетрясения, цунами и др.) или при хозяйственной деятельности человека (уничтожение естественных экосистем, загрязнения и т.д.); ухудшение условий обитания человека в искусственно созданной им среде, например, в городе, за счет нарастающего изменения компонентов окружающей среды (загрязнения воздуха, воды, ландшафтов и пр.). Деградация компонентов природной среды неминуемо приводит к угасанию ее живых (биотических) компонентов и условий жизнеобеспечения и жизнеобитания.. Естественные перемены в экосистемах, как правило, происходят очень постепенно и являются составной частью эволюционного процесса. Однако многие перемены вызваны такими внешними воздействиями, к которым система не приспособлена.
Основные факторы деградации окружающей среды: 1)Демографический Неуправляемый рост населения планеты - главная причина развития глобального экологического кризиса, который повлек остальные кризисы(истощение ресурсов, загрязнение геосфер, негативные климатические изменения и т.д.). Рост численности населения сопровождается аномальным территориальным делением его за счет формирования мегаполисов с млн. жителей. Именно мегаполюсы стали крупнейшими и самыми опасными загрязнителями окружающей среды и губителями природы, ее «раковыми опухолями». Сегодня энергетические объекты, промышленность и транспорт потребляют столько кислорода, сколько его хватило бы для дыхания 43 млрд. человек. Если человечество будет тратить воду такими же ускоряющимися темпами, как и до этого времени, то к 2100 г. запасы пресной воды окончательно иссякнут. Сегодня на все живые существа биосферы отрицательно действуют более 50 тыс. химических веществ, которые использует человек. 2)Уменьшение биоразнообразия Ученые утверждают, что в ближайшие лет через техногенные изменения в окружающей среде мир может потерять более 1 млн. видов растений и животных. Скорость вымирания видов сегодня в 1000 раз превышает естественную. Около 10% видов растений зоны умеренного климата и 11% видов птиц мира оказались под угрозой исчезновения.
Биологическое разнообразие - это залог устойчивости, выносливости как отдельных экосистем, так и биосферы в целом. Экологические взаимодействия различных видов живых существ с окружающей средой формируют экосистемы, от состояния которых зависит жизнь людей. Уменьшение биоразнообразия - это серьезная потеря биосферы, одна из главных экологических проблем современности. Масштабы уничтожения человеком тропических лесов, в которых живет 50% всех животных на планете и растет 50% всех растений, стали угрожающими (особенно в Бразилии и Индии), а количество людей, существование которых зависит от тропических лесов, составляет 200 млн. Среднестатистический европеец тратит 500 л пресной воды в сутки, а житель Центральной Африки - 8 л; дефицит пресной воды становится все острее во всем мире. Сегодня на Земле под угрозой уничтожения оказались около 25 тыс. видов растений, 72 млн. га тропических лесов. Ежедневно на планете исчезает от одного до десяти видов животных, еженедельно - минимум один вид растений.
Сегодня в Африке количество крупных млекопитающих составляет лишь 10% той, что была там 100 лет назад. Еще 30 лет назад на этом континенте жили 100 тыс. носорогов, а ныне - менее 4 тыс. Ежегодно более 6 млн. га земель превращаются в пустыни. 3)Урбанизация Как видим, глобальные негативные биологические и климатические изменения (Опустынивание, деградация почв, биосферы, уменьшение биоразнообразия, учащение кислотных дождей, развитие парникового эффекта и увеличения размеров озоновых "дыр«) в атмосфере происходят от неконтролируемой, не согласованную с законами жизни и природы деятельность человека.
И чем активнее эта деятельность, тем сильнее обратная реакция Природы. Яркий пример этого - регионы крупных городов, промышленных и энергетических центров практически во всем мире, где за комфорт люди расплачиваются болезнями, стрессами, неполноценными детьми, сокращением продолжительности жизни, вырождением. Возьмем например Москву и Киев из-за негативного влияния комплекса техногенных факторов на жителей Москвы и Киева продолжительность их жизни за последние 30 лет сократилась в среднем на 5-6 лет, смертность увеличилась в 1,5-2 раза, заболеваемость (особенно детей) повысилась в несколько раз. По сравнению с Европой смертность детей в этих городах на сегодня выше в З раза, а средняя продолжительность жизни мужчин (57-58 лет) - меньше на лет. Кроме того, у детей школьного возраста наблюдают снижение коэффициента интеллектуальности. 4)Гибель водных экосистем Огромное количество ядовитых веществ, накапливающихся вокруг городов, промышленных центров и перенасыщенных химическими удобрениями и пестицидами сельскохозяйственных угодий, выносится поверхностными и грунтовыми водами в реки, а оттуда - в моря и океаны. К ним добавляются загрязнители переносящиеся ветром, нефтепродукты от аварий танкеров и от работы нефтепромыслов, бытовые стоки городов и поселков, расположенных на побережьях. Предприятия химической промышленности, а также те, которые производят удобрения, ежегодно сбрасывают в реки и водоемы Украины около 50 млн. т агрессивных веществ, в которых содержатся, в частности, фенол, фтор, пестициды, формальдегид.
Начала резко снижаться биопродуктивность некогда крупнейших рыбных районов, уменьшился промысел, наступили тяжелые времена для рыболовецкого флота. Недавно в Мексиканском заливе у устья реки Миссисипи, которая выносит большой объем очень загрязненных вод, образовалась огромная «мертвая зона» (площадью более 4 тыс. км2). Все чаще такие зоны образуются в устьях Дуная, Днепра, Днестра, Южного Буга. Уже много лет «цветут» наши Днепровские водохранилища, в которых продолжается накопление загрязнителей, а биомасса становится все меньше, жизнестойкость и продуктивность водных организмов снижаются. Продолжается накопление загрязнителей, а биомасса становится все меньше, жизнестойкость и продуктивность водных организмов снижаются. Хищнический промысел рыбы в Мировом океане и внутренних морях последние лет привел к катастрофическому уменьшению рыбных запасов во всем мире, до полного исчезновения некоторых ценных видов рыб. А в озерах Северной Америки и Скандинавии рыба периодически погибает из-за повышения кислотности воды (выпадают кислотные дожди, принесенные из промышленных районов Великобритании и Северной Европы)
5) Деградация почв В последнее время много проблем у человечества возникло также в связи с безжалостной эксплуатацией земельных угодий. Во всем мире быстрыми темпами происходят деградация и эрозия почв. Как известно, для образования слоя плодородной почвы нужны тысячи, даже миллионы лет. Современный человек способен разрушить почву за 1-2 года. Подсчитано: ежегодно с обрабатываемых земель выносится более 25 млрд. т полезных веществ. По оценке Международного Почвенного центра (Нидерланды), в результате деятельности человека уже деградировало более 15% всей площади мировой суши, причем около 6% земель уничтожено водной эрозией, 28% - ветровой, 12% - засолена из-за неправильного орошения, около 5% выведено из оборота в результате Перехимизация и физической деструкции (вытаптывание скотом, разработка карьеров, экстенсивное перепахивание и др.). Таким образом человек сам себя лишил многих миллионов гектаров земли-кормилицы. Ежегодно земли Украины теряют 24 млн. т гумуса (перегноя), что определяет плодородие почв. Потому что почвы стали неплодородными, активизировалось Опустынивание и продолжается вырубка лесов, лишь в 21 государстве Африки в гг пострадали около 30 млн. человек, 10 млн. человек вынуждены были сменить место своего проживания, став «экологическими» беженцами.
6)Загрязнение атмосферы. Огромную тревогу в мире вызывает перезагрезнение атмосферы вредными газами, что приводит к увеличению площадей озоновых "дыр" и активизации развития парникового эффекта на планете. Первое явление повлекло снижение защитного действия озонового слоя от солнечного ультрафиолетового излучения и, как следствие, - массовые заболевания людей (рак кожи, ожоги, потеря зрения) и животных - дельфинов, китов, проживающих под озоновым «дырами» (Австралия, Южная Аргентина, Ирландия, Скандинавия). Парниковый эффект приводит к потеплению климата, таяние ледников, значительного глобального повышения уровня Мирового океана, к изменениям режима образования циклонов и ураганов, нарушения функционирования, даже деградации экосистем отдельных районов суши.
Каждый час на нашей планете: 6-8 га продуктивной земли становится пустыней; 2 тыс. детей умирают от голода; 55 человек погибают от отравления пестицидами и другими химическими веществами; 1 тыс. человек умирает от отравления водой; 2 тыс. т кислотных дождей выпадает в Северном полушарии. Ежеминутно: Уничтожается более 20 га тропических лесов; Используется около 159 л нефти; Уничтожается 50 т плодородных почв; Выбрасывается в атмосферу более 12 тыс. т углекислого газа.
Последствия деградации окружающей среды: 1. Изменение туристической карты мира. Глобальное потепление приводит к таянию снегов и ледников, так, например, в Альпийских горах за последние годы существенно сократился горнолыжный сезон, кроме того были сокращены или изменены многие популярные горнолыжные трассы. А на Средиземноморье и в Северной Африке страдает пляжный отдых, ведь большинство людей, предпочитающих проводить отпуск летом, вместе с детьми, вынуждены отказываться от поездок в это время года в эти регионы из- за слишком большой жары. 2. Распространение тропических заболеваний в районах с умеренным климатом. Уже сейчас медики констатируют, что во многих южных районах Средиземноморья тропические бактерии начали прекрасно выживать, в итоге участились случаи заболевания малярией в районах, где прежде такого не наблюдалось. 3. Увеличение числа заболеваний аллергией. В воздухе вокруг нас огромное количество химических веществ, которые самым негативным образом сказываются на здоровье. Они разрушают работу именной системы, а также вызывают различные формы аллергии. Причем особенно сильно это отражается на здоровье детей! 4. Вымирание различных видов животных и растений. От таяния ледников страдают северные животные и растения, более южные погибают от засух. Многие виды рыб вымирают от загрязнения воды. Происходит деградация окружающей среди, из-за слишком быстро меняющихся условий существования большинство видов животных и растений не способны к ним приспособиться, в результате они вымирают. Тем самым, нарушается жизненный цикл всего живого на Земле. 5. Миграции населения. Они происходят из-за изменений климата в сторону увеличения температуры и засух, затопления прибрежных районов и различных техногенных катастроф. В результате во многих районах мира наблюдается перенаселение, другие же становятся безжизненной пустыней, что приводит к увеличению различных конфликтов, росту преступности и голоду.
Состояние природной среды и экологические проблемы
По существующим официальным комплексным оценкам Росгидромета и РАН в последние несколько лет наблюдаются существенные и неоднозначные тенденции изменений климата и состояния природной среды как в глобальном масштабе, так и на территории Российской Федерации , вызванные, главным образом, антропогенными факторами. Эти изменения отчетливо проявляются в контактных зонах «суша-море-атмосфера» и могут приводить к негативным, а в ряде случаев - к катастрофическим последствиям (абразия берегов, ухудшения качества среды обитания, деградация биоты и т.п.). С точки зрения обеспечения экологической безопасности и создания достаточных условий для устойчивого развития прибрежных зон дальневосточных морей требуются непрерывные и надежные оценки гидрометеорологического режима, экологического состояния и динамики биоразнообразия морской среды для их всестороннего учета в природопользовательской деятельности. В регионе созданы необходимые механизмы и имеется достаточный научный потенциал для оперативной оценки и изучения долговременных изменений процессов и характеристик прибрежно-морской среды во всем ее многообразии. В интересах и под контролем административных органов территории, природоохранных служб, научных и производственных организаций осуществляется непрерывный мониторинг состояния окружающей среды для оценки воздействия хозяйственной деятельности на ее компоненты, запасы и масштабы использования природных ресурсов, а также меры, принимаемые для уменьшения негативных антропогенных воздействий на окружающую среду. Основными источниками загрязнений прибрежной зоны являются здесь муниципальные и промышленные сточные воды, речной сток и атмосферный перенос, прямые поступления в море мусора и нефтепродуктов, гидротехнические работы.
На основании Закона Российской Федерации "Об охране окружающей природной среды" в МПР РФ разработана система научно обоснованных критериев выделения территории, объявляемой зоной чрезвычайной экологической ситуации или зоной экологического бедствия . Документ предназначен для следующих лиц и организаций:
Органов управления на местах;
Территориальных комитетов по охране природы;
Специализированных организаций и лиц, привлекаемых к работе по оценке экологического состояния территорий;
Государственной экологической экспертизы;
Заинтересованных министерств и ведомств;
Лиц, принимающих решения.
В документе предусмотрен единый подход, позволяющий классифицировать обследуемые территории по степени экологического неблагополучия, и определен порядок поэтапного проведения оценки экологического состояния территории. Согласно нему выявление зон экологического бедствия и зон чрезвычайных экологических ситуаций на основании набора предложенных критериев проводится с целью определения источников и факторов ухудшения экологической обстановки и разработки обоснованной программы неотложных мер по стабилизации и снижению степени экологического неблагополучия на обследуемой территории. Состояние природной среды, растительного и животного мира характеризуют критерии загрязнения воздушной среды, воды, почв, истощения природных ресурсов, деградации экосистем в соответствии с общей схемой (таблица 1).
Таблица 1 - Изменение природной среды и деградация естественных экосистем
Естественные экосистемы - деградация и разрушение |
Согласно экологическая обстановка может классифицироваться по возрастанию степени экологического неблагополучия следующим образом:
1) относительно удовлетворительная;
3) критическая;
4) кризисная (или зона чрезвычайной экологической ситуации);
5) катастрофическая (или зона экологического бедствия).
Согласно ст.58 и ст.59 "Закона об охране окружающей среды", общая оценка степени экологического неблагополучия территорий и акваторий проводится по следующим признакам (таблица 2). Эти положения являются определяющими для любой территории
Таблица 2 - Признаки территорий крайних степеней экологического неблагополучия
| Положения | Степень экологического неблагополучия |
|
Экологическое бедствие |
Экологический кризис |
|
Окружающая природная среда |
Глубокие необратимые изменения |
Устойчивые отрицательные изменения |
Здоровье населения |
Существенное ухудшение здоровья |
Угроза здоровью населения |
Естественные экосистемы |
Разрушение естественных экосистем (нарушение природного равновесия, деградация флоры и фауны, потеря генофонда) |
Устойчивые отрицательные изменения состояния естественных экосистем (уменьшение видового разнообразия, исчезновение отдельных видов растений и животных, нарушение генофонда) |
Серьезные экологические проблемы возникают в процессе прибрежно-морского природопользования. Идентификация и решение экологических проблем обширных морских акваторий
региона требует проведения многоплановых и масштабных научных исследований, результаты которых находятся в стадии обобщения, сравнительно мало доступны и поэтому не нашли широкого применения среди заинтересованных организаций и в сфере концепции КУПЗ.
Все многообразие экологических проблем прибрежных вод, вызванных антропогенным воздействием
можно условно разделить на три группы : (1) проблемы, вызванные поступлением в прибрежные воды вещества, в том числе потенциально опасных химических соединений, с прилегающей суши, из атмосферы и/или в результате деятельности на акватории; (2) проблемы вследствие чрезмерного прямого изъятия биологических ресурсов; (3) проблемы, связанные с уничтожением или деградацией биотопов.
В настоящее время в список основных экологических проблем
прибрежных вод, вызванных поступлением сюда дополнительного количества вещества, входят:
а) заиление, вызванное увеличением твердого стока рек и плоскостного смыва, и/или хозяйственной деятельности на акватории (разведка, добыча ресурсов, производство, транспорт);
б) эвтрофикация, обусловленная увеличением выноса биогенных веществ с суши, и/или интенсивной марикультурой;
в) загрязнение компонентов прибрежно-морских экосистем (воды, донных отложений, гидробионтов) металлами, легко окисляемыми органическими соединениями, пестицидами, бытовым мусором в результате различной хозяйственной деятельности.
Деградация и разрушение прибрежно-морских биотопов во многих случаях обусловлены вышеназванными проблемами дополнительного поступления вещества, ведущими к изменению среды обитания как таковой. Кроме того, можно выделить проблемы физического разрушения биотопов в результате дноуглубительных работ, дампинга изъятого материала, и добычи прибрежных донных осадков как полезных ископаемых.
Основная часть исходных данных для оценки антропогенной нагрузки на акватории получается в процессе мониторинга
, то есть слежения за пространственно-временной изменчивостью комплекса химических, биологических и физических характеристик прибрежных морских экосистем. Соответственно выделяются геофизический, геохимический и биологический виды мониторинга, обоснованного в работах в ряде исследований (Федоров, 1975, Бурдин, 1985, Израэль, Цыбань, 1989).
Геофизический
мониторинг включает наблюдение за климатическими и гидродинамическими параметрами экосистемы, которые определяют распределение загрязняющих веществ в водной толще в результате адвекции и диффузии.
Биологический
(биотический) мониторинг, когда отслеживаются структура и функционирование биотических составляющих экосистем, имеет наибольшую экологическую значимость. Однако существенные изменения в структуре и функционировании биологического сообщества наблюдаются, как правило, на стадии масштабного, часто уже необратимого изменения экосистемы в целом. Поэтому биологический мониторинг часто лишь констатирует результат негативного антропогенного воздействия на среду и менее применим как средство оперативного слежения и прогноза.
Геохимический
мониторинг рассматривает изменение концентраций и геохимических потоков элементов и соединений как в биотических, так и в абиогенных составляющих экосистем. По сравнению с биологическим мониторингом, он больше акцентирован на характеристике среды обитания гидробионтов. Геохимический мониторинг может проводиться по всем основным компонентам морских экосистем: донным отложениям, воде, взвеси, гидробионтам. Наиболее распространенной интегральной оценкой антропогенного влияния на прибрежно-морские экосистемы является изменение химического состава донных отложений. Перспективным объектом геохимического мониторинга считаются прикрепленные или малоподвижные гидробионты: моллюски и макрофиты, поскольку концентрация в них загрязнителей отражает количество биодоступных форм загрязняющих веществ в среде.
Для более детальной оценки дополнительного привноса загрязняющих веществ необходимо привлечение данных по распределению их растворенных и взвешенных форм в водной толще. Растворенные формы это самые геохимически и биогеохимически подвижные соединения, через которые происходит аккумуляция загрязняющих веществ гидробионтами. Однако в настоящее время широкое использование растворенных форм для оценки антропогенного влияния на прибрежно-морские воды данного региона ограничено по причине методических трудностей пробоотбора и анализа, и химический состав донных осадков продолжает оставаться наиболее надежным индикатором общей антропогенной нагрузки на акваторию.
С точки зрения обеспечения экологической безопасности и создания достаточных условий для устойчивого развития прибрежных зон дальневосточных морей негативные последствия экологических проблем региона проявляются в следующих формах :
Снижении уровня здоровья, заболеваниях населения;
Загрязнении питьевой воды и продуктов питания;
Снижении эффективности в ряде отраслей хозяйства, например в рыболовстве, сельском хозяйстве, транспорте, туризме;
Ухудшение условий воспроизводства биотических компонентов наземных и морских экосистем;
Сокращении биоразнообразия, возрастании угрозы редким видам животных и растений. В конечном итоге все это ведет к сокращению природно-ресурсного потенциала региона, особенно в части использования возобновляемых ресурсов.
Основные экологические угрозы
, которые сохраняются и возможны в перспективе:
Загрязнение вод сбросами недостаточно очищенных хозяйственно-бытовых стоков населенных пунктов и сточных вод промышленных предприятий.
Нефтяное загрязнение за счет сброса балластных и льяльных вод с судов в связи с отсутствием береговых нефтезачистных сооружений или недостаточной их мощностью.
Угрозы, связанные с разработкой минеральных и нефтегазовых ресурсов.
Угрозы, связанные с транспортировкой газа и нефтепродуктов.
Угрозы, связанные с нерациональным природопользованием в уникальных участках экосистем.
Угрозы, связанные с возможным превышением расчетных научно обоснованных норм.
добычи морепродуктов.
Угрозы, связанные с добычей строительного сырья из морского дна и строительства объектов в прибрежной зоне.
Литература к разделу
1. Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации (в 2-х том.) (колл. авт.)/ под общ. ред. Бедрицкого А.И. - М.: 2008.
2. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия (утв. Минприроды РФ 30 ноября 1992 г.). -
[Электронный ресурс]. Доступно из URL: http://www.priroda.ru/lib/detail.php?ID=5179 .
3. Шулькин В.М. Металлы в экосистемах морских мелководий. - Владивосток: Дальнаука, 2004. - 279 с.
Поступление загрязняющих веществ со сточными водами в водоемы. Хабаровский край
Человечество не изобрело ничего, что могло бы заменить биоту в качестве регулятора окружающей среды. Но за время своего существования оно уже уничтожило 70 % естественных экосистем, которые способны переработать все отходы. Уничтожение био- и экосистем - самый страшный знак близкой катастрофы». Прежде всего следует обратить внимание на почвы, леса, водоемы, растительный и животный мир.
Почвы - ценнейшие природные ресурсы . Почва - это поверхностный слой земной коры, возникший под действием света, воздуха, влаги, растительных и животных организмов и деятельности человека. В результате бессистемного использования за всю историю цивилизации около 2 млрд га продуктивных земель превратились в пустыни: на заре земледелия продуктивные земли составляли около 4,5 млрд га, а сейчас их осталось около 2,5 млрд га. Угрожающе расширяет свои границы Сахара - величайшая пустыня мира. По официальным данным властей Сенегала, Мали, Нигера, Чада и Судана, темпы ежегодного продвижения края Сахары составляют от 1,5 до 10 м. За последние 60 лет она разрослась на 700 тыс. км 2 . А ведь в 3000 г. до н. э. территория Сахары представляла собой саванну с густой гидрографической сетью. Там, где еще не так давно процветало земледелие, песчаный покров достигает полуметровой толщины.
Все это можно объяснить поспешной ломкой традиционного земледелия и кочевого животноводства в развивающихся странах. Интенсификация посевов монокультур привела к увеличению числа видов вредителей сельского хозяйства. Отрицательное воздействие оказывают водная эрозия и ливневые дожди, смывая плодородный слой. Негативные антропогенные изменения почв часто являются результатом вторичного засоления при искусственном орошении.
Зарубежные экологи подвергают критике усиливающуюся эксплуатацию африканских почв с использованием современной техники и призывают к возрождению древних методов земледелия, объясняя это особым механическим составом этих почв и концентрацией микроорганизмов в верхнем слое, который разрушается современной техникой.
Зловещие симптомы деградации почвенно-растительного покрова проявляются сегодня в Латинской Америке, Южной Азии, Австралии, Казахстане, Поволжье и т. д. Площади пахотных земель постоянно сокращаются из-за горнопромышленных разработок, расширения селитебных зон, промышленного и гидротехнического строительства. Огромный ущерб наносит загрязнение почв, связанное с загрязнением атмосферы и вод. Основные источники загрязнения - жилые дома и бытовые предприятия (больницы, столовые, гостиницы, магазины и т.д.), промышленные предприятия, теплоэнергетика, сельское хозяйство, транспорт. С 1 870 по 1970 г. на земную поверхность осело 20 млрд т шлаков, 3 млрд т золы. Выбросы цинка и сурьмы составили по 0,6 млн т, кобальта - свыше 0,9 млн т, никеля - более 1 млн т, мышьяка - 1,5 млн т.
Деградация лесов способствует разрушению почв и интенсификации эрозийных процессов. Леса играют уникальную роль в эко- экономических системах. Сокращение лесных массивов неизбежно влечет за собой изменение состава атмосферы, водного баланса ландшафтов, уровня грунтовых вод, что, в свою очередь, влияет на плодородие почв и микроклимат.
Экономический потенциал лесных ресурсов связан с использованием древесины (в качестве топлива и строительных материалов, сырья для целлюлозно-бумажной промышленности), а также другой лесной продукции (растений, ягод, грибов, смолы и др.) и животных. Исключительно велико значение лесных массивов в сохранении устойчивости природы в региональном и глобальном масштабе (поглощение СО 2). Возрастает роль лесов и как источника генетических ресурсов для сохранения биологического разнообразия организмов. Хищническая вырубка лесных массивов уже привела к трудно поправимым экологическим последствиям в странах Африки, Азии, Латинской Америки. На глазах «тают» леса Амазонии. Бичом амазонских джунглей являются и пожары (население использует огонь для расчистки участков земли под посевы): по данным Национального института космических исследований (США), в 1987 г. огонь уничтожил в Бразилии 20 млн га джунглей, в 1990 г. - 12 млн га. Спутники ежедневно фиксируют до 8,5 тыс. очагов пожаров. Дым от них препятствует воздушной и речной навигации. Если правительство Бразилии не примет чрезвычайных мер по охране лесов Амазонии, то это грозит экологической катастрофой мирового масштаба.
Проблема охраны лесов остро стоит и в Африке, так как топливом для домашних очагов там испокон веков служат дрова. В развивающихся странах ежегодно превращаются в дым 12 млн га леса. Так, в Индии сорок лет назад леса охватывали 22 % территории, сейчас на их долю приходится не более 10 %. Опасными темпами сокращаются леса Сибири. Здесь ежегодно вырубается более 500 тыс. га леса. Ученые фиксируют изменение сибирского ландшафта: на месте вырубок начинается заболачивание местности. Поскольку вырубают прежде всего ценные сосновые, а иногда и кедровые леса, повсеместно наблюдается обеднение леса этими породами. Под натиском человека леса отступают на всех континентах, практически во всех странах. Как мы писали вначале, первое срубленное дерево было началом цивилизации. Последнее дерево означало бы ее конец.
Но леса гибнут не только вследствие пожаров или вырубки, их деградация идет повсеместно из-за кислотных дождей, поступающих в атмосферу, воду, почву.
Отмеченные примеры имеют общие черты. Во-первых , все описанные регионы были охвачены кислотными дождями. Во- вторых , в большинстве случаев поврежденные леса находятся на возвышенностях и значительную часть их окутывают облака, которые также могут иметь кислую реакцию (до рН=3,5). В третьих , из-за повышенной кислотности в высокогорных районах из почв легко вымываются кальций и магний. В четвертых , химический анализ показал, что в листьях больных деревьев серы на 10 % больше, чем в листьях здоровых. И, наконец, в воздухе в этих горных лесах было обнаружено высокое содержание озона, который может быть токсичным для деревьев. Появление озона на горных склонах оказалось неожиданностью. Возможно, это объясняется реакциями с углеводородами (терпенами), выделяемыми хвойными деревьями. На солнечном свету терпены могут вступать в реакции с диоксидом азота, в результате чего выделяется озон. Итак, комплекс факторов: кислотные дожди; большая высота над уровнем моря; облачный покров; повышение кислотности и изменение минерального состава почв; наличие серы в листве; содержание озона в атмосфере - могут привести к гибели лесов и, как следствие, к экологической катастрофе в северном полушарии. Но леса - возобновляемые природные ресурсы и при сохранении устойчивости лесных экосистем могли бы использоваться в течение длительного времени. Поэтому, как записано в документах Конференции ООН в Рио- де-Жанейро, назрела острая необходимость «принять достаточно решительные меры по сохранению многогранной роли и разнообразных функций всех видов лесов и лесных угодий на основе целостного и рационального подхода к устойчивому и экологически безопасному развитию лесного хозяйства».
Растительный и животный мир планеты вместе с ее лесами, степями, реками, озерами, морями составляют гигантский суперорганизм. Поэтому, говоря о почвах и лесах, нельзя не коснуться растительного и животного мира. Многие виды растений и животных исчезают на наших глазах, некоторые из них человек даже не успел изучить. Это происходит не только в результате их истребления, но и вследствие уничтожения природных экосистем, в которых они обитают. Каждый исчезнувший вид растений может унести с собой пять видов насекомых или других беспозвоночных животных. По прогнозам ученых, уничтожение влажных тропических лесов может привести к исчезновению от 2 до 5 млн видов животных. И это при общем числе живущих на Земле около 10 млн видов!
В 1966 г. Международный союз охраны природы (более чем 100 стран) начал издавать Красную книгу. Еще в конце 80-х гг. в печальном списке растений и животных, находящихся под угрозой исчезновения, значились 768 видов позвоночных, 264 вида птиц, 250 видов растений. В Красную книгу занесены лемуры, орангутанги, гориллы, белый журавль, кондор, морские черепахи, носороги, слоны, тигры, гепарды и многие другие.
Особенно хищнически истребляются промысловые животные: осетровые рыбы, морские котики, носороги, слоны, леопарды и многие другие. Если 20 лет назад в Африке обитало 60 тыс. носорогов, то сегодня их осталось не более 2 тыс. Поголовье слонов с 1990 г. сократилось в 4 раза.
Сохранение разнообразия растений и животных, существующих на Земле, - это не только условие сохранения систем жизнеобеспечения человека, но и сложнейшая нравственная проблема. Не случайно большинство стран на Конференции ООН в 1992 г. подписали Конвенцию по сохранению, в рамках которой государства, обладая суверенным правом эксплуатировать биологические ресурсы своей территории, принимают на себя ответственность за сохранение их разнообразия. Это обусловлено как необходимостью сохранения целостности природных экосистем, так и тем, что растения, животные и микроорганизмы являются носителями генетического ресурса планеты. Каждая страна должна разработать национальную стратегию охраны биологического разнообразия и регулярно представлять в ООН доклады о состоянии работ в этом направлении.
Вопросы для самоконтроля:
1. Какие виды ископаемого топлива вам известны?
2. В чем преимущества и недостатки ядерной энергетики?
3. Какие альтернативные источники энергии вы знаете?
4. Чем объясняется «парниковый эффект» и каковы его последствия?
5. Почему истощается озоновый слой Земли?
6. Какие факторы влияют на образование и разрушение озона?
7. Чем вызваны кислотные дожди?
8. Из каких источников попадают в атмосферу оксиды серы и азота?
9. В какие химические реакции вступает двуокись серы в воздухе?
10. В чем сущность процесса антропогенного эвтрофирования водоемов?
1 1. Каковы последствия антропогенного эвтрофирования?
12. Каковы источники поступления в воду биогенных веществ?
13. Как можно предотвратить эвтрофирование?
14. Каковы основные причины деградации почв?
15. Какова роль лесов на планете?
16. Почему погибают леса?
17. Какова роль животного мира в сохранении природных экосистем?
18. Почему сохранение природных экосистем - главное условие сохранения жизни на Земле?
Вопросы для самостоятельного изучения темы:
1. Проблема голода
2. Мероприятия по предотвращению антропогенного эвтрофирования
Литература к теме 6:
Тема 7.Окружающая среда и здоровье человека (2 ч).
Состояние биосферы и болезни. Биологические факторы риска. Химические факторы. Физические факторы. Добровольный риск.