Деградация наземных экосистем. Проблемы деградации экосистем. История, причины, параметры. Влияние форм собственности на процесс природопользования. Причины ухудшения окружающей природной среды Причины деградации естественных экосистем

Природа экосистемных взаимодействий варьирует от чисто физических, таких, как влияние ветров и дождей, до биохимических, к которым можно отнести, например, обеспечение метаболических потребностей разных организмов или разложение органических отбросов, возвращающее в среду те или иные химические элементы в форме, пригодной для повторного использования. Если под влиянием каких-то факторов эти взаимодействия становятся несбалансированными, то изменяются внутренние связи в экосистеме, и ее способность обеспечивать существование разнообразных организмов может значительно уменьшиться. Самая частая причина деградации окружающей среды – это деятельность человека, постоянно наносящая ущерб состоянию почв, воды и воздуха.

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. Чаще всего эти воздействия связаны с деятельностью человека, но иногда являются результатом природных катастроф. Так, например, извержение в 1980 вулкана Сент-Хеленс в северо-западной части США привело к глубоким изменениям ряда природных экосистем.

Иссушение тех или иных мест почти всегда есть результат деятельности человека, прежде всего – уничтожения им естественного растительного покрова. Лишенная растительности, открытая действию солнца и ветра, почва очень быстро теряет содержащуюся в ней влагу. Высыхание делает почву более уязвимой для эрозии, а эрозия, в свою очередь, снижает способность почвы поддерживать растительность и таким образом ведет к еще более сильному обезвоживанию. Другая распространенная причина понижения уровня грунтовых вод и иссушения территорий – чрезмерная эксплуатация подземных водных ресурсов (через колодцы и скважины).

Ухудшение качества почв может происходить вследствие разных причин, но основные из них – это урбанизация и эрозия.

Первые центры урбанизации возникали там, где природные условия позволяли значительной части населения не участвовать непосредственно в производстве продуктов питания. Неудивительно, что каждый такой город был со всех сторон окружен возделываемыми землями. Однако в 20 в. по мере роста городов все большую площадь на прилегающих территориях начали занимать дороги, свалки, места захоронения отходов, водохранилища, рекреационные комплексы и, наконец, сами дома. Значительные площади превращались по сути в непроницаемые поверхности (к примеру, покрытые асфальтом); в результате дождевые и талые воды вместо того, чтобы просачиваться через почву и пополнять подземные водоносные слои, отводились в сторону, где быстро испарялись.

В настоящее время главный и повсеместно действующий фактор деградации почвы – эрозия, которая в основном есть следствие ошибок, совершаемых человеком при эксплуатации земель. В результате водной эрозии верхний слой почвы смывается в 25 раз быстрее, чем на нетронутых природных участках, а ведь именно в этом слое скапливаются органические вещества, определяющие плодородие земли. Эрозия ведет не только к потере плодородия: унесенные водой мелкие илистые частицы заполняют водохранилища, реки, озера и бухты, что совершенно меняет характер местообитаний. Способствует эрозии и практика нещадящей обработки земли, перевыпас скота, сведение лесов, засоление и прямое загрязнение химикалиями.

Под нещадящей обработкой земли понимается слишком частая вспашка, возделывание участков на крутых склонах без предварительного террасирования (формирования плоских участков – террас, окруженных валами), а также вспашка больших площадей земли, которая остается открытой для действия солнца и ветра.

Перевыпас скота и сведение лесов разрушают защищающий почву растительный покров, подвергая ее ветровой и водной эрозии. Исследования, проведенные в Африке (в Кот-Д"Ивуар), показали, что в год с одного гектара склона, покрытого лесом, сносится примерно 30 кг почвы, а с такого же склона после сведения на нем леса – уже по 138 т. Уничтожение леса и разрушение травяного покрова также приводит к химическим изменения ее состава.

Засоление – это непосредственный результат излишнего орошения в регионах, где очень высока скорость испарения влаги. Соли, всегда присутствующие в природных водах, по мере испарения воды накапливаются в почве.

Отходы современного технологически развитого общества представляют серьезную угрозу для качества почвы. Заполненные мусором котлованы и места захоронения токсичных веществ почти никогда не бывают полностью изолированы от окружающей среды. Нелегальное выбрасывание мусора на обочины дорог и вполне узаконенное, но плохо организованное захоронение токсичных отходов уже привело к потере многих тысяч гектаров сельскохозяйственных земель. Радиоактивное загрязнение, вызванное ядерной катастрофой в Чернобыле, сделало непригодными для использования огромные территории на Украине – одном из самых плодородных сельскозяйственных регионов Восточной Европы.

Меры, предпринимаемые для сохранения почв, часто оказываются недостаточными и запоздалыми. Например, в африканской стране Мали претворение в жизнь программы восстановления лесов из-за нехватки средств не успевает за темпами аридизации (иссушения) и опустынивания земель. Даже в регионах с устойчивым земледелием меры по охране почвы по-прежнему требуют вложения значительных средств. Фермеры и иные работники сельского хозяйства, чье благополучие зависит от качества почвы, на самом деле редко уделяют охране земель надлежащее внимание – ведь в краткосрочной перспективе предпринимаемые меры могут снизить плодородие и уменьшить доходы.

См . ТИПЫ ПОЧВ.

Земная атмосфера – это единая система. Методы современной метеорологии, в частности наблюдения со спутников, убедительно доказывают теснейшую взаимосвязь атмосферных явлений, ответственных за состояние погоды, на обширных пространствах земного шара. Эффект от изменения атмосферы в каком-то одном регионе в конце концов распространяется по всей атмосфере. См. также АТМОСФЕРА .

Наиболее очевидное загрязнение – выброс в атмосферу веществ, оказывающих прямой отравляющий эффект на все живое. Однако некоторые загрязняющие вещества проявляют свое действие спустя длительное время. Например, поступление в атмосферу хлорфторуглеродов (ХФУ), используемых в качестве наполнителей аэрозольных упаковок, охлаждающих агентов (фреонов) и химических растворителей, приводит к разрушению озона – газа, который образует в стратосфере слой, поглощающий ультрафиолетовое излучение Солнца. (Под действием ультрафиолетовых лучей молекулы ХФУ распадаются с высвобождением атомов хлора и оксидов хлора, которые и разрушают озоновый слой).

Поскольку ученые связывают наблюдаемое в последние годы сезонное уменьшение концентрации озона в стратосфере с возросшим поступлением в атмосферу ХФУ, отдельными государствами и на международном уровне были предприняты попытки сократить применение этих веществ. В США, например, применение ХФУ в качестве наполнителей аэрозольных упаковок не допускается с 1978, а все производство ХФУ запрещено начиная с 1995. В 1987 в Монреале представителям разных государств удалось достичь соглашения, предписывающего обязательное сокращение использования ХФУ. Эти договоренности были подтверждены в 1990, когда на международном уровне было решено полностью прекратить применение ХФУ к 2000.

Некоторые ученые оспаривали наличие непосредственной связи между выбросами ХФУ и уменьшением содержания озона в стратосфере на том основании, что, во-первых, относительно большая молекулярная масса ХФУ препятствует попаданию этих веществ в стратосферу в ощутимом количестве, а во-вторых, соединения хлора, поступающие в верхние слои атмосферы из природных источников, например из морской воды или при извержении вулканов, должны в значительной мере перекрывать эффект, оказываемый ХФУ. Однако специалисты в этой области указывают на то, что движения крупных воздушных масс перемешивают тяжелые и легкие молекулы газов в равной мере и что хлорсодержащие соединения естественного происхождения вымываются из атмосферы дождями и только ничтожное количество их достигает стратосферы; в то же время ХФУ, нерастворимые в воде и химически крайне инертные, сохраняются и в конечном итоге попадают в стратосферу.

Многое остается неясным. Так, например, не доказано, что интенсивность ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности Земли, действительно возрастает. Кроме того, степень сезонного уменьшения содержания озона колеблется, из чего следует, что на этот процесс существенное влияние оказывают какие-то другие факторы помимо концентрации ХФУ; это могут быть природные изменения в характере атмосферной циркуляции или выделение серной кислоты при извержении вулканов.

Парниковый эффект не является, однако, чем-то новым для Земли. Изолирующий покров атмосферы – естественное образование, существующее уже по крайней мере более миллиарда лет и совершенно необходимое для сохранения жизни. Установлено, что природный парниковый эффект обеспечивает в настоящее время поддержание средней температуры на поверхности Земли на 33

Современные ежегодные выбросы в атмосферу углерода за счет таких источников, как промышленность, автомобильный транспорт и сжигание растительности (лесов и травяного покрова с целью расчистки площадей для сельскохозяйственных культур), оценивается приблизительно в 7 млрд. т. Это намного больше того количества углерода, которое выбрасывалось в атмосферу до наступления промышленной эры. По данным регулярных измерений, за период с 1958 содержание диоксида углерода в атмосфере возросло на 15% (в объемных единицах), что соответствует повышению его концентрации с 0,030% до 0,035%.

Существует убеждение, что рост содержания углерода в атмосфере может стать причиной усиления парникового эффекта и глобального потепления с вероятными разрушительными последствиями. Некоторые математические модели, учитывающие повышение концентрации СО

Хотя 7 млрд. т – огромное количество, это лишь малая доля от массы углерода, выделяемого в атмосферу естественным образом. Дыхание растений, животных и микроорганизмов, биологическое разложение органических остатков и другие природные процессы в сумме дают ежегодное поступление в атмосферу ок. 200 млрд. т углерода в год, что составляет ту часть глобального круговорота углерода, которая связана с выделением СО

Можно ли восстановить поврежденную экосистему? В некоторых случаях деградация окружающей среды бывает обратимой, и чтобы вернуть систему в исходное состояние, достаточно просто прекратить дальнейшее загрязнение и дать системе очиститься за счет природных процессов. В других случаях, например при попытках восстановить леса Западной Африки или соленые марши (заболоченные места) на восточном побережье Северной Америки, достигнутые успехи были очень скромными. Часто к моменту, когда деградация окружающей среды становится очевидной, соответствующие экосистемы оказываются настолько поврежденными, что восстановить их уже невозможно.

В период между 1960 и 1990 народонаселение земного шара почти удвоилось, достигнув 5,3 млрд. человек, а к 2025 ожидается, что оно будет составлять 8,5 млрд. Поскольку с ростом численности населения растут и потребности в продуктах питания, жилье и проч., а освоенное пространство ограниченно, деятельность человека начинает распространяться на такие регионы, которые ранее считались малопригодными для заселения (маргинальными), будучи слишком влажными, или слишком засушливыми, или слишком удаленными. В будущем основная активность в деле охраны природы, видимо, развернется именно в подобных маргинальных экосистемах – в заболоченных и аридных местностях, а также в дождевых тропических лесах.

Эффект от разрушения подобных местообитаний может сказываться далеко за их пределами. Например, если на болотах не будет достаточно пищи для останавливающихся здесь во время перелетов птиц, многие из них погибнут. А поскольку они в свою очередь являются компонентами экосистем, расположенных на противоположных концах их миграционных путей (и удаленных друг от друга порой на тысячи километров), внезапное изменение их численности может оказать сильное дестабилизирующее влияние на эти системы.

Когда европейцы начали заселять Северную Америку, площадь заболоченных земель в ней составляла 87 млн. га. В настоящее время их остается не более 40 млн. га, причем каждый год уничтожается примерно 160 тыс. га. Засыпание болот и использование занятого ими ранее пространства для строительства жилья или в коммерческих целях – один из наиболее обычных способов уничтожения этих местообитаний.

В настоящее время предпринимаются некоторые меры, направленные на сохранение заболоченных земель. Например, во многих регионах США болота находятся под охраной закона и любая деятельность по их освоению строго контролируется.

Самый очевидный результат неправильного использования легко ранимых местообитаний – опустынивание. Сахара расширяется и продвигается в южном направлении со скоростью ок. 5 км в год, превращая в пустыню сотни тысяч квадратных километров саванны. Однако не исключено, что на самом деле опустынивание распространяется не так быстро, как принято считать. Во всяком случае, наблюдения, проводимые с метеорологических спутников, показывают, что южный край Сахары (окаймленный полосой растительности) не просто продвигается на юг, а совершает повторяющиеся перемещения то в одну, то в другую сторону. Подобные перемещения края пустыни в северо-южном направлении, происходящие в течение одного-двух лет, отражают колебания количества осадков, выпадающих здесь за год.

Дождевые леса играют важнейшую роль в поддержании необходимого для жизни состава атмосферы. Растения в ходе фотосинтеза поглощают диоксид углерода и выделяют кислород. Если площадь, занимаемая дождевыми лесами, существенно сократится, относительное содержание этих газов может претерпеть существенные изменения, что, в свою очередь, будет иметь губительные последствия для жизни на Земле. Сохранение дождевых лесов необходимо и для связывания и включения в круговорот того дополнительного количества углерода, которое выбрасывается в атмосферу промышленностью.

Истребление дождевых лесов, происходящее под сильнейшим прессом экономических и демографических факторов, достигло почти катастрофических масштабов. В Бразилии, в бассейне Амазонки, где леса занимают еще ок. 5 млн. км

Уничтожение тропических дождевых лесов имеет множество последствий, вносящих свой вклад в процесс глобальной деградации окружающей среды. Тропические почвы относятся к т.н. латеритным почвам; образовавшиеся в результате выветривания горных пород, они содержат много железа и алюминия, но бедны биогенными элементами и не отличаются плодородием. Большая часть органического вещества в экосистемах дождевых лесов содержится в тканях живых растений, тогда как в почве органического вещества очень мало. Участки земли, используемые в этих регионах под сельскохозяйственные угодья, обычно сохраняют свою продуктивность лишь несколько лет, и потому сведение тропических лесов с целью расширения площадей для земледелия – крайне нерациональный способ эксплуатации ресурсов этой экосистемы. Как правило, после того как почва на участках, занятых сельскохозяйственными культурами, полностью истощается, приступают к сведению леса на новой территории. На заброшенных же землях растительный покров восстановиться уже не может, а почвы подвергаются усиленной эрозии.

К тому же по-прежнему очень распространена практика сжигания громадной массы растительности. В настоящее время выжиганию с целью подготовки площадей для ведения сельского хозяйства подвергается ежегодно ок. 5% земной поверхности. В атмосферу при этом поступает почти 2 млрд. тонн углерода.

По мере того как в результате человеческой деятельности погибают тропические леса, исчезает и та гетерогенность среды, которая поддерживает свойственное экосистемам биоразнообразие.

Небел Б. Наука об окружающей среде. Как устроен мир , тт. 1–2. М., 1993
Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания , тт. 1–4. М., 1994–1995

До недавнего времени главной проблемой выживания человечества была проблема войны и мира, а в наши дни большинство специалистов сходится на том, что таковой стала глобальная экологическая проблета, связанная с деградацией окружающей природной среды.

Хорошо известно высказывание великого русского ученого академика В. И. Вернадского, сделанное им еще в 30-е гг. XX в., о том, что человечество неразрывно связано с материально-энергетическими процессами в биосфере и, взятое в целом, оно становится мощной геологической силой. Но это тем более относится ко второй половине XX в., к эпохе НТР – времени невиданного ранее развития и преобразования мировой экономики, прогресса производительных сил. Однако такое развитие во все большей мере стало осуществляться без учета возможностей окружающей природной среды, допустимых хозяйственных нагрузок на нее, потенциальной емкости биосферы.

Характеризуя общее состояние окружающей природной среды, ученые разных стран обычно употребляют такие определения, как «деградация глобальной экологической системы», «экологическая дестабилизация», «разрушение природных систем жизнеобеспечения» и т. п. В последних годичных докладах американского Института всемирного наблюдения («Уорлдуотч») прямо говорится о «страшной» экологической ситуации, складывающейся в мире. Примерно таких же оценок придерживаются и российские ученые – экологи, географы и представители других наук.

Академик Н. Н. Моисеев с большой тревогой писал об угрозе потери устойчивости (стабильности) биосферы как целостной системы, частью которой является человечество. В. И. Данилов-Данильян и К. С. Лосев считают, что в наши дни произошло «столкновение цивилизации» с биосферой, которая на протяжении 4 млрд лет сосуществовала с постоянно изменяющейся обстановкой и находила способы выживания, но ныне такое сосуществование оказалось нарушенным. В результате деформации и разрушения естественных экосистем на больших территориях механизм биотической регуляции окружающей среды перестал действовать нормально. Примерно такую же оценку давали и дают современному состоянию биосферы академики И. П. Герасимов, А. В. Яблоков, В. М. Котляков, К. Я. Кондратьев, такие видные специалисты в этой области знаний, как Н. Ф. Реймерс, А. М. Рябчиков, В. Г. Горшков, К. М. Петров, В. С. Преображенский и многие другие. А Н. Н. Родзевич недавно обратил внимание на отрицательные геоэкологические последствия милитаризации, которые продолжают сказываться и в наши дни.

При характеристике деградации глобальной экологической системы большинство ученых ссылаются на так называемый принцип Ле-Шателье. Этот принцип, заимствованный из сферы термодинамических равновесий, проявляется в том, что изменение любых переменных в системе в ответ на внешние возмущения происходит в направлении компенсации этих возмущений. Такая же компенсация характерна и для круговорота биогенного вещества в естественной природной среде, но только до тех пор, пока возбуждения не начинают превышать определенных пороговых значений. А поскольку в наши дни допустимый порог возмущения в биосфере превышен, она уже не в состоянии компенсировать изменения плотности биологических веществ на единицу поверхности Земли. Это и означает потерю необходимой для нее устойчивости.

Можно утверждать, что большинство отечественных и зарубежных ученых сходятся во мнении о том, что для современного этапа развития человеческой цивилизации характерно нарастание глобального экологического кризиса. Это понятие означает напряженное состояние отношений между человечеством и природой, возникновение несоответствия между развитием производительных сил и производственных отношений, с одной стороны, и биосферными процессами – с другой. Обычно подчеркивается, что для экологического кризиса характерно не только воздействие человека на природу, но и резкое увеличение влияния измененной людьми природы на развитие человеческого общества. Но при этом отмечается также, что такой кризис представляет собой обратимое состояние, в котором человек выступает активно действующей стороной. Это означает, что в результате целенаправленных усилий он может быть ослаблен или даже преодолен. В отличие от кризиса экологическая катастрофа – это необратимое явление, в условиях которого человек выступает в качестве пассивной, страдающей стороны.

Экологические кризисы не раз случались и в историческом прошлом. Ученые считают, что первым из них был кризис собирательства и примитивного промысла, который произошел еще в конце раннего палеолита. Второй кризис был связан с оскудением охотничьих ресурсов во время последнего ледникового периода и начала голоцена, когда стали исчезать крупные позвоночные животные – так называемая мамонтовая фауна (его обычно называют кризисом консументов – растительноядных и хищных животных). Третий кризис был вызван засолением почв и деградацией поливного земледелия 3–4 тыс. лет назад, после неолитической революции и появления земледелия и скотоводства. Четвертый кризис, называемый кризисом продуцентов (т. е. зеленых растений, осуществляющих фотосинтез), связывают с началом массового сведения лесов, которое еще в древности началось в некоторых районах Азии, затем продолжалось в Средиземноморье, во всей Европе, а после Великих географических открытий распространилось по всему миру. Впрочем, К. С. Лосев отмечает, что перечисленные кризисы имели преимущественно региональный или даже локальный характер.

Что же касается современного, действительно глобального экологического кризиса, то он стал проявляться еще в начале XX в., но особенно устрашающие масштабы приобрел уже в конце столетия.

С известной степенью условности всю проблему деградации глобальной экологической системы можно расчленить на две составные части: 1) деградацию окружающей природной среды в результате нерационального природопользования; 2) деградацию этой среды в результате загрязнения ее отходами человеческой деятельности.

Яркими примерами деградации окружающей природной среды в результате нерационального природопользования могут служить уже приводившиеся в тексте темы II данные о нарушениях глобального баланса невозобновляемых и возобновляемых природных ресурсов, нарушениях, которые уже привели к таким отрицательным последствиям, как истощение некоторых минеральных ресурсов, эрозия почвенного покрова, засоление, заболачивание и опустынивание, вырубка и деградация обширных лесных массивов (которая отражается в прогрессирующем обезлесивании), сокращение биологического разнообразия на Земле.

Вторая причина деградации мировой экологической системы – загрязнение ее отходами производственной и непроизводственной деятельности человека. Количество этих отходов в последнее время приняло размеры, которые стали угрожать самому существованию цивилизации. И вполне можно согласиться с академиком Н. Н. Моисеевым, заметившим, что «ни один живой вид не способен жить в среде, образованной отбросами его жизнедеятельности».

Под антропогенныт загрязнениет окружающей природной среды понимают комплекс различных воздействий человеческого общества на эту среду, которые приводят к увеличению уровня содержания в ней вредных веществ или повышению концентрации имеющихся. Такое загрязнение угрожает здоровью человека, состоянию окружающей среды. Оно ограничивает возможности дальнейшего развития человеческой цивилизации. О том, насколько разнообразным по составу и последствиям оно может быть, свидетельствует рисунок 127. Анализируя его, следует различать две категории – количественного и качественного загрязнения.

Количественныт загрязнением можно назвать возвращение в окружающую природную среду тех веществ и соединений, которые встречаются в ней в естественном состоянии, но в гораздо меньших количествах, а вследствие роста разного рода антропогенных отходов возрастают во много раз.

Наглядным примером такого рода служат соединения железа и других металлов, добыча которых в ряде случаев уже превосходит размеры их глобальной миграции, что, в свою очередь, приводит к возрастанию металлизации окружающей среды.

Другой пример подобного же рода – увеличение выбросов углекислого газа (диоксида углерода, СО)), которое угрожает человечеству глобальным потеплением в результате действия парникового эффекта. Изменение газового баланса атмосферы в связи с увеличением содержания СО 2 и других парниковых газов уже привело к тому, что по сравнению с концом XIX в. среднегодовая температура воздуха у поверхности Земли увеличилась примерно на 0,6 °C.

Рис. 127. Источники загрязнения, распространение загрязняющих веществ и последствия их воздействия (по «Экологическому энциклопедическому словарю»)

Наиболее явственно повышение среднегодовых температур начало ощущаться еще в 1980-х гг., когда жаркими оказались осень, лето. Эта же тенденция сохранилась в 1990-х гг. и в начале XXI в. Так, лето 2003 г. принесло рекордную температуру для Западной Европы. В Германии, Франции, Испании летние месяцы оказались самыми жаркими за всю историю наблюдений (с 1861 г.). Жара вызвала засуху и лесные пожары, привела к смерти 20 тыс. человек. А летом 2006 г. волны раскаленного воздуха обрушились уже на весь мир. В США (Калифорния) температура поднималась до +50 °C, в Китае (Сиань) – до +43° и даже в Санкт-Петербурге до +34°. В результате погибли многие посевы, отступили ледники, участились стихийные бедствия.

Но еще большую угрозу для окружающей среды представляет качественное загрязнение, связанное с поступлением в нее неизвестных природе веществ и соединений. Главную роль среди них играют химические продукты, в особенности продукты органического синтеза. Общий ассортимент их уже превысил 100 тыс. наименований, причем не менее 5000 из них производятся в более или менее массовом масштабе. В результате происходит негативный процесс хитизации окружающей среды, который иногда не без основания называют ее отравлением.

В последнее время внимание ученых особенно привлекают хлорфторуглеродистые соединения (ХФУ, фреоны), имеющие чисто антропогенное происхождение. Эту группу газов широко используют в качестве хладагентов в холодильниках и кондиционерах, в виде растворителей, распылителей, стерилизаторов, моющих средств идр. Хотя было известно и парниковое действие хлорфторуглеродов, их производство продолжало довольно быстро расти, достигнув уже 1,5 млн т. Оно и продолжало бы расти, если бы не было обнаружено крайне отрицательное воздействие фреонов на озоновый слой атмосферы.

Гипотеза о разрушении озонового слоя хлорфторуглеродами была выдвинута еще в середине 1970-х гг. Но сначала она не вызвала большого интереса и оказалась в центре внимания ученых лишь десять лет спустя. Вскоре весь механизм этого процесса был выяснен в деталях. Было доказано, что, накопившись в тропосфере, хлорфторуглероды проникают оттуда в стратосферу и катализируют (прежде всего благодаря выделению свободного хлора) реакции разложения озона, тонкий слой которого расположен на высоте 20–30 км. В результате началось разрушение этого слоя, выполняющего важнейшую функцию щита биосферы, предохраняющего все живое на Земле от губительного ультрафиолетового излучения Солнца.

Было установлено, что за последние 25–30 лет в связи с ростом выбросов фреонов (а также оксидов азота) защитный озоновый слой атмосферы уменьшился примерно на 2 %, а по другим данным – даже на 2–5 %. Казалось бы, это очень небольшое сокращение. Но, во-первых, по расчетам ученых, уменьшение озонового слоя всего на 1 % приводит к усилению ультрафиолетового излучения на 2 %. Во-вторых, в Северном полушарии содержание озона в атмосфере уменьшилось уже на 3 %, причем в зимние месяцы, когда низкие температуры особенно способствуют разрушительному воздействию фреонов на озоновый слой, понижение может доходить и до 5 %. Особую подверженность Северного полушария воздействию фреонов можно объяснить и с экономико-географических позиций: ведь 31 % фреонов производят США, 30 – Западная Европа, 12 – Япония, 10 % – страны СНГ. Наконец, в-третьих, надо иметь в виду, что в некоторых районах нашей планеты время от времени стали возникать такие «озоновые дыры», которые отличаются значительно более сильным разрушением озонового слоя.

Первая такая «дыра» была обнаружена над Антарктидой в 1978 г. Сначала ее изучали со спутников Земли, затем – с наземных станций, и в 1985 г. английские ученые опубликовали сенсационное сообщение о том, что ежегодно в октябре над Антарктидой количество атмосферного озона уменьшается на 40–50 %, а иногда падает и до нуля. При этом размеры «дыры» колеблются от 5 млн до 20 млн км 2 (рис 128). В первой половине 1990-х гг. международные исследования в Антарктиде были продолжены. Они показали, что «озоновая дыра» не только продолжает возникать, но и увеличивается в размерах. Например, особенно ярко она была выражена в 1992 г.

Вторая подобная «дыра» была обнаружена над Арктикой. Хотя она оказалась не столь обширной и к тому же состоящей из нескольких «дыр» меньшей площади, интенсивности и продолжительности, для населения северных широт Евразии она может представлять значительно большую опасность, чем огромная «озоновая дыра» над безлюдной Антарктидой. А в середине 1980-х гг. содержание озона начало уменьшаться и над территорией средних широт Северного полушария. В конце 1994 г. возникла огромная озоновая аномалия над территорией зарубежной Европы, России, США. В начале 1995 г. было зарегистрировано рекордное (на 40 %) падение содержания озона над территорией Восточной Сибири. Весной 1997 г. снова наблюдалось аномально низкое содержание озона над Арктикой и значительной частью Восточной Сибири. Диаметр этой «озоновой дыры» составлял примерно 3000 км.

Рис. 128. «Озоновая дыра» над Антарктидой в 1997 г.

Естественно, что особую проблему представляет радиоактивное загрязнение окружающей среды, выражающееся в повышении естественного уровня содержащихся в ней радиоактивных веществ вследствие испытаний ядерного оружия и аварий на АЭС. До 2000 г. в мире было проведено примерно 1850 испытаний ядерного оружия, причем последствия атомных взрывов в атмосфере имели глобальный характер. Наиболее опасны для человека изотопы цезия и стронция, которые адсорбируются на почве и затем по пищевым цепям попадают в организм человека.

В условиях экологического кризиса ученые разных стран составляют экологические прогнозы. В большинстве своем они скорее пессимистичны, чем оптимистичны. Это относится и к прогнозам отечественных ученых.

Однако в итоге многое будет зависеть от того, насколько действенные меры сможет противопоставить мировое сообщество происходящей деградации мировой экологической системы.

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.

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

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

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)

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)

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».

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

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

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