Эволюция среды обитания под воздействием деятельности человека

Земной шар окружают 3 оболочки: твердая - литосфера, жидкая - гидросфера <glossary:wordГидросфера> и газообразная - атмосфера. Все эти оболочки резко разграничены, хотя на границах переходят друг в друга.

В прошлом веке была выделена еще одна оболочка, получившая название биосфера. Она не имеет самостоятельной сферы и располагается в других, преимущественно в верхних, слоях литосферы и гидросферы и в нижнем слое атмосферы. Биосфера <glossary:wordБиосфера> располагается в диапазоне от 10 км вглубь Земли и до 33 км над землей. Верхней границей служит защитный озоновый экран, который предохраняет живые организмы на Земле от вредных влияний ультрафиолетовых лучей.

Формирование биосферы началось с появлением живых организмов под влиянием солнечной энергии и в результате длительных биохимических процессов.

Впервые термин биосфера <glossary:wordБиосфера> появился в литературе в 1875 году. Его автором был австрийский геолог Э.Зюсс. Он предложил объединить всю совокупность живых организмов, населяющих нашу планету под названием биосфера. Однако он недооценил вклад живых организмов в энергетику биосферы и их влияние на неживые тела.

Большую роль в раскрытие понятия биосферы в современном представлении сыграли работы Докучаева В.В. и его ученика В.И. Вернадского. В понимании Вернадского биосфера <glossary:wordБиосфера> - это прежде всего область распространения жизни, охватывающая не только свои организмы, но и среду их обитания, к биосфере относится и человек. Более того, он считал, что биосфера <glossary:wordБиосфера> это «Организованная, определенная оболочка земной коры сопряженная с жизнью».

Появление человека - носителя разума - ускорило все процессы, развивающиеся на планете. В настоящее время человек нарушил свое равновесие с биосферой. Пока человек и крупные животные в своем потреблении продуктов биосферы не превышали 1% их общего количества, биосфера <glossary:wordБиосфера> находилась в динамическом равновесии с другими земными оболочками. Современный человек потребляет на свои нужды уже более 7% продуктов биосферы и существенно нарушает ее естественный баланс.

Воздействие человека на биосферу сводится к четырем основным формам

. Изменение структуры земной поверхности (распашка степей, вырубка лесов, мелиорация, создание искусственных озер и морей и т.д.)

. Изменение состава биосферы, круговорота и баланса слагающих ее веществ (выброс различных веществ в атмосферу и в водные объекты, изъятие ископаемых, изменение влагооборота и т.д.)

. Изменение энергетического, в частности, теплового баланса отдельных районов земного шара и всей планеты.

Изменения, вносимые в биоту (совокупность живых организмов) в результате истребления некоторых их видов, создание новых пород животных и сортов растений, перемещение их на новые места обитания

Исследуя процессы, происходящие в биосфере и роль разумного человека в преобразовании биосферы, Вернадский сформулировал учение об ноосфере - (ноос или нус означает разум) как особом периоде развития планеты и окружающего ее космического пространства. Для ноосферы характерен процесс взаимодействия природы и общества, когда разумная деятельность человека становится главным, решающим фактором. Другими словами ноосфера, включает в себя социальные и природные явления, взятые в их целостности, в их единстве и противоречиях.

Следует отметить, что биологический обмен веществ между человеком и природой сохранился. Но в современных условиях зависимость человека от природных факторов возросла, поскольку резкое воздействие на природу также резко меняет условия жизни людей. Окружающая человека среда кроме природной (общей для всех животных) включает, созданную человеком, материальную среду.

В результате производственной деятельности возник новый процесс обмена веществ и энергии между природой и обществом, новый круговорот.

Этот обмен носит техногенный характер и называется антропогенным или социальным обменом веществ и энергии. А такая среда называется техногенной (иногда техносферой),

Этот круговорот является открытой системой: на входе природные ресурсы на выходе - производственные и бытовые отходы.

Антропогенный обмен ускоряет обще планетарный круговорот веществ в природе.

В результате такого взаимодействия человека и природы сложилась и соответствующая экологическая ситуация. Это, прежде всего быстрое истощение природных ресурсов - сырьевых, энергетических, быстрое загрязнение природной среды - атмосферы, литосферы, гидросферы.

Нарушение равновесия между человеком и биосферой стало особенно ощутимым в настоящее время и ученые упорно говорят об экологическом кризисе планеты, называя несколько глобальных причин, способствующих его развитию.

Прежде всего следует отметить рост народонаселения.

Человечество, насчитывающее примерно 150 тыс. лет, произошло от генотипов одного мужчины и одной женщины, родина этих предков человека - Восточная Африка. Человек - самый молодой из видов крупных животных на Земле. 50... 100 тыс. лет назад человек расселился в Европе, 30...40 тыс. - в Америке, Австралии. Ко времени рождения Иисуса Христа население Земли составляло 100 млн человек (табл. 2.1.).

Таблица 2.1 Рост народонаселения

Человек - самое распространившееся по поверхности Земли животное. Он, подобно любому другому виду, стремится освоить возможно большее пространство с наибольшей полнотой. Обобщенный взгляд на человека со стороны природы: человек - чрезвычайно многочисленный, могущественный, безжалостный, жадный и нечистоплотный хищник, который уничтожает больше, чем может съесть, обрекая себя на гибель.

Экологическая ниша человека, т.е. его месторасположение, занимает более 3/4 площади суши (около 100 млн км²)

Очень быстрое увеличение численности человечества в XX в. называют демографическим взрывом.

Следует отметить, что 3/4 численности человечества за все время его существования жили и живут в XX и XXI веке.

Научные прогнозы говорят о том, что в средине ХХ1 века численность землян может достигнуть 10 млрд. И будем надеяться, что качество их жизни будет лучше, чем сегодня.

За последние 100 лет человек уничтожил больший объем органической продукции, чем было создано за сотни миллионов лет. Человек потребляет примерно 30% фотосинтезированной продукции, что ведет к уничтожению биомассы, опустыниванию и пр. При таком интенсивном освоении и уничтожении человеком биоты диким животным не остается пищи для существования, а диким растениям - пространства для воспроизводства. По имеющимся данным при потере 50% экологического пространства исчезает около 10% видов. Таковы печальные прогнозы.

Таким образом, очевидно, что рост народонаселения не улучшает экологическую обстановку и уменьшает безопасность жизнедеятельности.

Именно от человека и его поведения зависит в настоящее время его жизнь и жизнь на Земле. В целом же человек живет ради будущих поколений, так или иначе все остается людям.

Вторая причина - это изъятие природных ресурсов. Естественно, что рост народонаселения привел к росту экономики. К началу ХХ века человечество пришло с экономикой, которая производила валовой мировой продукт в объеме 60 млрд долл., т.е. именно такой экономический потенциал был создан человечеством до XX в.). К концу XX в. экономика создавала такой продукт всего за один день, т.е. всего за одно столетие темпы роста экономики возросли в сотни раз.

Основным показателем экономики является валовой национальный продукт (ВНП) - рыночная стоимость всех товаров и услуг, произведенных в течение года. Чем больше ВНП, тем больше изъятие природных ресурсов. Рост экономики происходит по экспоненте. Сейчас ВНП США составляет более 30% мирового и удваивается каждые 8 лет. Экспоненциальный рост ВНП свидетельствует и об экспоненциальном росте изъятия природных ресурсов и загрязнения природы. С этой точки зрения в XXI в. Россия имеет колоссальные преимущества почти перед всеми странами, обладая 30% запасов полезных ископаемых, 20% биоты, 50% запасов пресной воды, 20% всех лесов мира.

Уникальность России - ее резерв на будущее и величайшая для нее опасность <glossary:wordОпасность> из-за необходимости защищать эти богатства.(третья мировая война - это война за природные ресурсы) В наиболее сложном положении в XXI в. могут оказаться развитые страны, которые экологический кризис затронет больше всего.

Все природные ресурсы делятся на неисчерпаемые и исчерпаемые. К неисчерпаемым относятся ресурсы космического происхождения: энергия солнечного излучения и ее производные (энергия движущегося воздуха, энергия воды). Исчерпаемые ресурсы - животный и растительный мир Земли, полезные ископаемые. Многие исчерпаемые ресурсы, находятся под угрозой исчезновения. Расчеты показывают, что при наметившихся тенденциях развития человечества через 100 лет исчезнут запасы пресной воды, кислорода в атмосфере (его количество ежегодно уменьшается на 10...12 млрд. т из-за вырубки лесов (масштабы уничтожения лесов колоссальны: за 10 тыс. лет ликвидировано почти 50% лесов на Земле, вырубка лесов идет с темпами 50 га в минуту; наибольшая опасность <glossary:wordОпасность> для человечества - возможное уничтожение через 40 лет лесов в Амазонии), древесины, полезных ископаемых (угля, нефти, газа, железа и пр.), плодородных земель (только в XX в. из-за эрозии потеряно около 2 млрд. га, т.е. столько, сколько находится в настоящее время под пашнями и пастбищами).

В то же время в России сохранились огромные территории не нарушенных хозяйственной деятельностью экосистем: восточносибирская тайга (площадью 6 млн км²), Север (2,8 млн км²). Около 60% земли не затронуты хозяйственной деятельностью (такой высокий показатель только у Канады), в то время как во всем мире площадь не затронутых хозяйственной деятельностью земель составляет около 40%. В Европейской части потребляется до 40% ресурсов, в Уральском регионе - 20%, в Сибири и на Дальнем Востоке - 10%.

В Европейской части России естественные сообщества потеряли устойчивость, разрушенная биота не самовоспроизводится, а выбрасывает загрязнители: углекислый газ, метан, фосфаты и нитраты (вещества, содержащие растворимые соединения азота). Европейская часть России и отдельные регионы Урала и Сибири находятся в условиях жесточайшего экологического кризиса, экосистемы потеряли способность к самоочищению, резко снизилось производство биомассы, идет распад экологических ниш, деградация и опустынивание земель, сокращается площадь лесов из-за их вырубки и выгорания (до 1 млн га в год в результате антропогенных воздействий, 2 млн га - из-за вырубки).

Хотя Россия стоит на одном из первых мест в мире по площади пашни на душу населения (приходится в среднем 11 га сельскохозяйственных территорий (во всем мире в среднем 3 га), , однако она используется настолько неэффективно, что Россия - один из крупнейших в мире импортеров сельскохозяйственных продуктов.

В стране идет истощение используемых ресурсов (особенно нефти и газа).

Таким образом, очевидно, что рост народонаселения требует увеличения использования сырьевых ресурсов и, как следствие этого, экология ухудшается, безопасность уменьшается.

Следующая причина - Энергетика. Для жизнеобеспечения народонаселения необходимо не только ежегодно добывать миллиарды тонн сырьевых ресурсов, но и вырабатывать гигантское количество энергии, получать огромные объемы с/х продукции. И любой вид производственной деятельности человека - будь то промышленность, энергетика, транспорт или выращивание урожая -обязательно влечет за собой загрязнение природной среды.

Увеличение потребления энергии вызвало истощение природных ресурсов. Истощаются запасы нефти, угля, газа, а освоение новых месторождений становится все дороже. За последние годы в энергетике произошли две революции: уголь уступил место нефтепродуктам, а нефть уступает место природному газу. При этом в энергетике превалирует технологи, связанная со сжиганием ископаемого топлива.

Особенно опасна ядерная энергетика. Так, аварии <glossary:wordАварии> на АЭС «Три Майл Айленд» в США и на Чернобыльской АЭС принесли несколько миллиардов долларов прямых убытков и до триллиона долларов косвенных. Остается нерешенной проблема ядерных отходов. Проблема не только в их эффективном захоронении, главное - то, что многие радиоактивные изотопы, возникающие в ядерной промышленности, противоестественны и крайне опасны для жизни: долгие годы разрушают организмы и их генетические программы. Самое главное, что биота не может справиться с радиоактивными загрязнениями.

Гидроэнергетика (особенно развита в России, Китае, Египте, Бразилии, США) связана с глобальными воздействиями на окружающую среду вследствие затопления миллионов гектаров территорий.

Такие виды энергии, как солнечная; ветровая, океаническая, геотермальная и др., являются возобновляемыми. Они считаются экологически чистыми, но также отрицательно воздействуют на окружающую среду.

Использование солнечной энергии ограничено районами, где велико число солнечных дней. Эта энергия очень дорогая и пока не находит широкого использования. Приливные электростанции построены во Франции, очень перспективны в России (например, в Охотском море). Геотермальные электростанции задействованы в США, Мексике, Японии. Ветровые электрогенераторы широко используются в Дании, Нидерландах, США, Швеции.

Однако все альтернативные виды энергии в обозримом будущем не могут составить конкуренции ГЭС и ТЭС.

Выводы: издержки развития энергетики по отношению к безопасности жизнедеятельности очевидны.

Большой вклад в создание кризисной ситуации на планете вносят твердые и опасные отходы. К концу ХХ века на Земле утилизировалось в год: 3,5 млрд. т. нефти; 3,5 млрд. т угля; 3 млрд. т. древесины и т.д. Основными потребителями служат развитые страны, которые при населении 1млрд расходуют 50% энергии, 70% металлов и порождают 75% всех отходов, причем значительная доля отходов остается в странах поставщиках сырья. Много отходные и вредные производства (выплавка железа, алюминия) перемещается в слаборазвитые страны. В среднем масса отходов на человека в мире составляет 50 т./год. (ФРГ 10т, Япония 4т)

Наиболее опасны радиоактивные отходы. После взрыва первой атомной бомбы произведено 2 тысячи взрывов и радиоактивный фон планеты повысился на 2%. В настоящее время на суше накопилось более 10млн м³ радиоактивных отходов Их захоронение дело очень дорогое и не гарантирующее полной безопасности.

Особый случай - химические отходы. В год образуется 500 млн т. из них 50% в США. На втором месте Россия, на третьем - Индия.

Человек выбрасывает в окружающую среду большое количество отходов: пластмассы, тяжелые металлы, которые или по массе превышают естественный оборот (свинец, железо), или вообще отсутствуют в биосфере, поэтому природа не перерабатывает их или перерабатывает с трудом.

Более того, при любом уничтожении растительных организмов в атмосферу выбрасывается углекислый газ, земли, находящиеся в сельскохозяйственном обороте, насыщаются химическими веществами (пестицидами, удобрениями). Сейчас в массовых масштабах производится около 5 тыс. синтезируемых веществ, причем около 80% их не оценены человеком с точки зрения токсичности, воздействия на окружающую среду.

Самые массовые отходы связаны-с производством энергии и транспортом. Сжигание топлива, движение автомобилей приводят к выбросам СО, оксидов азота, диоксида серы, углеводородов и др..

Все отходы распределяются в атмосфере, воде и почве.