Реферат: Взаимодействие человека и природы

Реферат: Взаимодействие человека и природы

Негосударственное образовательное учреждение

Вологодский кооперативный техникум

Р Е Ф Е Р А Т

на тему:

«Взаимодействие человека и природы»

по дисциплине:

«Экологические основы природопользования»

Выполнили студентки

очного отделения

группы 2 бух

Ордина И. М.

Кудряшова Ю.А.

г. Вологда

2003

Взаимодействие человека и природы

1.1 ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ БИОСФЕРЫ.. 3

1.2. ОБШИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭКОСИСТЕМЕ. 8

1.3. ВЛИЯНИЕ ЧЕЛОВЕКА НА БИОСФЕРУ.. 11

1.4. ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ. ПРИЗНАКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КРИЗИСА.. 21

1.5 Влияние биосферы на человека. 26

1.6. ПИЩЕВЫЕ РЕСУРСЫ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА. ПРОБЛЕМЫ ПИТАНИЯ И

ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ.. 28

1.6.1. Проблемы рационального питания. 28

1.6.2. Плодородие земли и почвы.. 34

1.6.3. Загрязнение земель и почв. 36

1.6.4. Нормирование загрязнений почв и их влияние на здоровье людей. 40

1.6.5. Нарушение и рекультивация земель. 43

1.6.6. Охрана земель и контроль за их использованием. 45

1.1 ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ БИОСФЕРЫ

Тонкий слой земной поверхности и атмосферы, где существует жизнь, называется

биосферой. Биосфера, или, как ее чаще назы­вают, окружающая среда, включает

две группы компонентов. Живые, или биотические, компоненты составляют

растения, животные и микроорганизмы; к неживым, или абиотическим, компонентам

отно­сятся: воздушная среда (атмосфера), водная среда (гидросфера), почва,

недра (верхняя часть земной коры), климатическая и акустиче­ская среды.

Рассмотрим абиогенные составляющие окружающей среды, под­вергающиеся

наибольшему антропогенному воздействию.

Воздушная среда может быть наружной, в которой чело­век находится меньшую

часть времени (до 10—15%), внутренней производственной, в которой человек

проводит примерно треть сво­его времени (до 25—30%), и внутренней жилой, в

которой люди пре­бывают большую часть времени (до 60—70%). Из этого не

следует, конечно, что можно недооценивать состояние наружной воздушной среды,

так как из нее поступает воздух в жилые и производственные помещения.

У поверхности земли наружный воздух содержит по объему (%): азота 78,08;

кислорода 20, 95; инертных газов 0,94; диоксида углерода 0,03. На высоте 5 км

содержание кислорода остается тем же, содержа­ние азота увеличивается до

78,89%. У поверхности земли воздух включает различные примеси. В городах в

нем может содержаться более 40 ингредиентов, чуждых природной воздушной

среде. Внутрен­ний воздух в жилищах, как правило, отличается повышенным

содер­жанием диоксида углерода. Внутренний воздух производственных по­мещений

имеет примеси, характер которых определяется технологией производства.

Водная среда включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды в

основном сосредоточены в Мировом океане. Площадь поверхности океана

(акватория) составляет 361 млн. км2, что в 2,4 раза больше площади суши (149

млн. км2). Более 1 млрд. км3 воды в океане сохраняет постоянную соленость

(около 3,5%о) и температуру (примерно 3,7°С). Заметные различия в солености и

температуре наблюдаются почти исключительно в поверхностном слое воды, а

также в окраинных и особенно средиземных морях. Со­держание растворенного

кислорода в воде заметно уменьшается на глубине 50—60 м.

Подземные воды могут быть солеными, солоноватыми и пресными; геотермальные

воды имеют повышенную температуру.

Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3 тыс. км3. Кроме

того, может использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. км3.

При отсутствии пресной воды используют соленую поверхностную или подземную

воду, подвергая ее опреснению или гиперфильтрации. Оба этих процесса весьма

энергоемки, поэтому представ­ляет интерес предложение, состоящее в

использовании в качестве ис­точника пресной воды айсбергов (или их части),

которые с этой целью буксируют по воде к берегам стран, испытывающих

недостаток пре­сной воды. По предварительным расчетам получение пресной воды

та­ким способом примерно вдвое менее энергоемко по сравнению с оп­реснением и

гиперфильтрацией.

Важным обстоятельством, связанным с водной средой, является то, что через нее

в основном передается примерно 80% инфекционных за­болеваний.

Почва — верхний слой литосферы (земной коры, твердой оболоч­ки Земли) —

занимает особое место среди всех природных богатств: она дает продукты

питания, корм для скота, волокно для одежды, ле­соматериалы и т. д. Толщина

почвы составляет в среднем 18—20 см, в некоторых районах суши она вообще

отсутствует, а кое-где достигает 1,5—2 м. Под сово­купным воздействием

климата, растительности, жизнедеятельности ор­ганизмов, изменений рельефа в

почве непрерывно происходят процес­сы созидания и разрушения. Подсчитано, что

создание плодородного слоя почвы толщиной 2—3 см при благоприятных условиях

происхо­дит за 200—1000 лет.

Структура почвы зависит от наличия в ней глины или песка. Если количество

песка (частицы диаметром 0,02—2 мм) в почве очень вы­сокое, она не сможет

удерживать воду и воздух, в результате чего бу­дут окисляться основные

органические вещества. Если в почве высо­кое содержание глины (частицы

диаметром менее 0,002 мм) и ила, почва будет менее проницаемой для воды и

газов. Обычно почвы с высоким содержанием глинистых частиц накапливают и

удерживают питательные вещества, необходимые для активного роста растений.

Растения и животные также влияют на характер почвы. В верхних слоях почвы

накапливаются растительные остатки, которые впослед­ствии разлагаются под

действием почвенных организмов. Разложив­шиеся растительные остатки

разрыхляют почву, делая ее воздухо- и водопроницаемой. Роющие животные от

сурка до муравья, земля­ного червя и крохотных беспозвоночных также

способствуют раз­рыхлению почвы.

Главный фактор, характеризующий качество почвы, — плодородие. Его ухудшение

возможно в результате действия процессов природного или антропогенного

происхождения (водная и ветровая эрозия, заболачивание, загрязнение почвы

промышленными и бытовыми отходами, загрязнение в результате вноси­мых

удобрений и ядохимикатов). Особенно большой ущерб плодоро­дию почв наносит

эрозия.

Растительный и животный мир целесообразно рас­сматривать совместно, так как

они не могут существовать раздельно. В зеленых растениях благодаря

фотосинтезу создается органическое вещество. Фотосинтез — процесс получения

углеводов из диоксида уг­лерода и воды с помощью световой энергии солнечных

лучей, кото­рую растения превращают в химическую энергию и запасают в

угле­водах. При этом выделяется кислород, а углерод входит в состав

орга­нических соединений.

Животный мир вносит значительный вклад в почвообразователь­ные процессы,

состояние водоемов, расселение растений. Звери и пти­цы, мигрируя, рассеивают

семена растений, обогащают почву и водо­емы органическими веществами. Они

служат резервом генетического фонда для дальнейшего выведения ценных пород

домашних живот­ных. Животный мир включает более 2 млн. видов, раститель­ный —

лишь около 500 тыс.

Человек оказывает большое воздействие на животный и раститель­ный мир. Это

воздействие может быть прямым, выражающимся, на­пример, в добыче промысловых

животных и истреблении вредных ви­дов, и косвенным, состоящим в изменении

условий их существования: загрязнении атмосферы, воды и почвы; осушении

болот, распашке сте­пей, строительстве плотин и водохранилищ и др.

Недра содержат величайшие богатства Земли, ее минеральные ресурсы. Это

полезные ископаемые: руды черных, цветных и редких металлов, различные виды

топлива, химическое сырье и строительные материалы.

Минеральные ресурсы не способны к самовосстановлению и отно­сятся к

исчерпаемым, невозобновляемым. Поэтому необходимо сле­дить за сохранностью

запасов полезных ископаемых, обеспечивать ох­рану месторождений от затопления

и обновления, не застраивать тер­ритории их залегания.

С целью нанесения наименьшего ущерба природе и по экономиче­ским соображениям

необходимы комплексная разработка месторожде­ний полезных ископаемых и

рекультивация нарушенных земель. Наря­ду с полезными ископаемыми все

составные вещества, содержащиеся в рудном теле и по­крывающих породах, могут

служить сырьем для различных отраслей народного хозяйства, и при их

комплексном использовании сопутст­вующие компоненты не будут образовывать

отвалы. Следует учесть, что стоимость сопутствующих компонентов часто бывает

не меньше стоимости основного полезного ископаемого.

Рекультивация состоит в сохранении почвенного слоя, снимаемо­го до начала

горных работ, в формировании из вынутого грунта пло­ских отвалов, террас и в

последующем использовании почвенного слоя для покрытия их поверхности.

Рекультивация включает восста­новление почвы или создание на отвалах условий,

обеспечивающих ее плодородие.

Климатическая среда — важный фактор, определяю­щий развитие видов животного и

растительного мира, урожайность сельскохозяйственных культур. Большая часть

территории нашей стра­ны имеет значительно более холодный, чем в других

странах, климат.

Акустическая среда — фактор, существенно влияющий на самочувствие людей и

животных. Исследования доказали, что по­вышенный шум неблагоприятно влияет

даже на развитие растений.

Акустические колебания охватывают большой диапазон частот: от 1 до 16 Гц —

инфразвуковые, от 16 Гц до 20 кГц — звуковые, свыше 20 кГц — ультразвуковые.

Находящиеся в звуковой области шумы принято делить на низкочастотные (ниже

350 Гц), среднечастотные (от 350 до 800 Гц) и высокочастотные (свыше 800 Гц).

Как правило, в спектре шума присутствуют все частоты. Самое неблагоприятное

действие на человека оказывает шум, в спектре которого преобладают высокие

частоты.

Люди по-разному воспринимают шум в зависимости от возраста, эмоциональности,

состояния нервной системы и пр. Он мешает работе, отдыху, нарушает сон. Шум —

не только причина развития глухоты, но и таких заболеваний, как гипертония,

расстройство центральной нервной системы, язва желудка и др. Сильный шум,

длительное время воздействующий на человека, понижает его способность к

продолже­нию рода. Звук, равный 130 дБ, воспринимается уже не как звук, а как

давление, причиняющее боль. По данным австралийских исследовате­лей шумовое

загрязнение, характерное сейчас для больших городов, сокращает

продолжительность жизни людей на 10—12 лет.

Все вещества на нашей планете находятся в процессе биохимиче­ского

круговорота. Выделяют два основных круговорота: боль­шой (геологический) и

малый (биотический). Геологический кругово­рот длится миллионы лет и

происходит между сушей, атмосферой и океаном. При этом часть химических

соединений растворяется в воде, переходит в воздух или потребляется

организмами. В результа­те медленных геотектонических изменений материки

опускаются, а морское дно поднимается, морские напластования возвращаются на

сушу, и процесс начинается вновь.

Малый круговорот является частью большого, происходит на уров­не конкретной

экологической системы (лес, тундра, болото и т. д.) и заключается в том, что

минеральные питательные вещества почвы и воды под действием солнечной энергии

аккумулируются в растени­ях, расходуясь на создание их массы, обеспечивая

существование дру­гих биотических компонентов.

1.2. ОБШИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭКОСИСТЕМЕ

Живые и неживые компоненты в разных сочетаниях образуют экосистемы,

представляющие собой участки земли, где все живые существа приспособлены к

совместному сущест­вованию — биогеоценозу.

Экосистемы удивительным образом различаются в разных частях планеты. Но хотя

тропический влажный лес или коралловый риф име­ют как будто мало общего с

холодной тундрой или открытым морем, жизнеспособность всех экосистем

основывается на четырех общих принципах: 1) каждая экосистема способна

поглощать энергию и на­правлять ее своим обитателям; 2) в каждой экосистеме

происходит круговорот питательных веществ; 3) в каждой экосистеме

устанавлива­ется и сохраняется динамическое равновесие; 4) поток энергии и

ве­ществ зависит от характеристики организмов, от уникальной роли ка­ждого из

них.

В любой экосистеме обязательно существует поток- энергии, заклю­чающийся в

том, что солнечная энергия сначала поглощается расте­ниями, затем переходит

от растений к травоядным животным, от тра­воядных к плотоядным животным и т.

д. Все экосистемы имеют осо­бые пути, по которым осуществляются поток и

распределение ве­ществ. В част­ности, в биосфере постоянно происходит

циркуляция воды. Вода и те­пло с различных источников (живых и неживых)

достигают атмосфе­ры в результате испарения. Когда водяной пар движется

вместе с вет­ром, теряя тепло и конденсируясь, образуются аэрозоли или

другие, конденсационные центры. Позднее пар выпадает в виде дождя, снега и

града или вновь конденсируется на более холодной поверхности в виде росы или

инея.

Третий основной компонент экосистемы — изменяющаяся совокуп­ность генотипов,

которые организуют материю, используя имеющуюся энергию. Распространение этих

генотипов, а иначе говоря, видов рас­тений и животных, и вместе с ними

перемещение различных веществ в пространстве и во времени обычно происходят в

определенном по­рядке.

Растения поглощают около 1—5% энергии, достигшей поверхности земли, и

фиксируют ее в процессе фотосинтеза для образования Саха­ров и других

углеводов. Эти растения, называемые продуцентами (производителями),

используют часть фиксированной энергии для дыхания, поскольку они должны

восстанавливать и увеличивать свою клеточную массу. Все травоядные и

плотоядные животные — по­требители — зависят от фиксированной энергии,

которая идет на удовлетворение их собственных энергетических потребностей и

на об­разование сырьевого материала для других потребителей, в частности для

человека. Это относится и к организмам — разрушителям (микроорганизмам),

которые разлагают мертвые ткани и освобождают питательные вещества в такой

форме, чтобы продуценты опять могли их использовать. Каждая экосистема имеет

своих продуцентов, потре­бителей и разрушителей.

Кроме того, все системы определенным образом изменяются до тех пор, пока не

достигнут состояния динамического равновесия под влия­нием условий среды.

Экосистемы имеют высокоорганизованную структуру взаимодейст­вия между своими

компонентами, причем рискованным для дина­мического равновесия экосистемы

может оказаться как удаление того или иного организма, так и введение нового

вида.

С годами экосистемы изменяются, изменяется их абиотическая сре­да,

численность и виды организмов, живущих в экосистеме, пути и эф­фективность

передачи энергии и веществ, и, если не возникает ка­ких-либо катастрофических

условий, стабильность экосистемы увели­чивается. Можно предположить

существование примитивных экоси­стем в прошлом, которые эволюционировали в

более сложные, биоло­гически более разнообразные и физически более устойчивые

совре­менные экосистемы. Какими бы характеристиками ни обладали экоси­стемы,

все они эволюционируют в направлении более высокой ста­бильности, т. е. к

динамическому равновесию, при котором обеспечи­ваются потребности всех видов

в пище, убежище, удалении отходов, регуляция численности популяций и уровня

заболеваемости.

Процесс изменения экосистем называют сукцессией. Первич­ная сукцессия

начинается в бесплодной среде, которая никогда до этого не была обитаемой.

Вторичная сукцессия происходит на территории, которая была ранее заселена, но

оказалась разрушенной под действием естественных сил: огня, шторма и

климатиче­ского сдвига, или в результате искусственного вмешательства —

обра­ботки земли, распашки и т. д. В обоих случаях образуется простое

со­общество первых организмов, которые постепенно создают условия,

благоприятные для обеспечения все большего разнообразия организ­мов,

населяющих экосистему. Сообщество, состоящее из популяций растений и

животных, живущих на одной и той же территории, стано­вится все более

сложным, пока не будет достигнуто равновесие с фи­зической средой. Такое

сообщество называют климаксовым, и до тех пор, пока оно не будет нарушено,

оно само поддерживает свою ста­бильность, будь это тропический, березово-

осиновый лес или северная тундра.

На протяжении столетий климаксовые сообщества прогрессирова­ли, разрушались,

исчезали и вновь появлялись в зависимости от изме­нения климата. Если

указанные процессы происходят без вмешатель­ства человека, то их

последовательность предсказуема, так как базиру­ется на известных принципах,

приведенных ранее.

Известно, что экосистемы становились разнообразнее и накапливали химические

элементы по мере эволюции наземных рас­тений от мха до пышных лесов. Слой

почвы утолщался по мере того, как у растений развивались настоящие корни

(отсутствующие у самых ранних наземных растений). Увеличивалась

взаимозависимость видов, например, насекомых и цветковых растений, муравьев и

тли.

1.3. ВЛИЯНИЕ ЧЕЛОВЕКА НА БИОСФЕРУ

В 60-х годах XX в. в Египте вблизи города Асуана была построе­на высокая

плотина через реку Нил. Это огромное сооружение приве­ло к появлению одного

из самых крупных искусственных озер в мире. Вода вращает гигантские турбины,

которые производят мил­лионы киловатт электроэнергии ежегодно, и орошает 3000

га земли. Там, где раньше собирали только один урожай в год, стало возмож­ным

выращивать три и даже четыре урожая ежегодно. Плотина регу­лирует также

значительные сезонные колебания уровня воды Нила, Увеличена навигация,

промышленность получает электроэнергию, а само озеро послужило источником

лова пресноводных рыб. Это по­ложительные последствия, связанные с постройкой

плотины. Но име­ются и отрицательные последствия, которым не было уделено

доста­точного внимания.

Одно из таких последствий — значительное уменьшение улова сар­дин в водах

дельты Нила. Как известно, во время ежегодного разлива Нила в высокогорных

районах Эфиопии в его пойме собираются тыся­чи тонн богатых веществами

илистых наносов, которые до строитель­ства плотины уносились по реке в море.

Эта вода не только обогащала питательными веществами берега Нила, но также и

близлежащие воды Средиземного моря. Мелкие плавающие растения моря быстро

росли, затем использовались в пищу беспозвоночными животными, которые, в свою

очередь, становились добычей сардин. Однако с завершением строительства

плотины плодородные осадки перестали достигать Сре­диземного моря, и поэтому

популяция сардин начала сокращаться. Это сокращение составляет приблизительно

18 000 т ежегодно и дает убы­ток в 5 млн. долларов.

Отсутствие богатых питательными веществами осадков сказывает­ся также на

плодородии полей нижней части долины Нила. Увеличи­лось применение

синтетических удобрений (азота), что, естественно, повлекло за собой

определенные расходы и частично компенсировало эту потерю, но промышленные

удобрения сами по себе не в состоянии поддерживать высокий уровень азота в

почве.

Таким образом, строительство плотины оказалось серьезным, доро­гим и

драматичным экспериментом, нарушившим равновесие экоси­стемы Нила в

результате недальновидного вмешательства человека. Возникает вопрос: вносят

ли люди, как другие организмы, вклад в уве­личение продуктивности и

стабильности биосферы или же они нару­шают равновесие в результате своего

вмешательства?

Человек несет ответственность за нарушение экосистемы, потому что уменьшает

ее способность поддерживать популяцию человека без внесения какого-либо

дополнительного вклада, часто очень дорогого. Необходимо сводить к минимуму

вред, наносимый экосистеме, учить­ся такому важному и часто дорогостоящему

делу, как восстановление разрушенных или исчезнувших экосистем.

Наряду со значительными непосредственными изменениями в окружающей среде

деятельность людей приводит к менее заметным, но более стабильным и

отдаленным последствиям.

Один из наиболее опасных экспериментов такого рода — широкое применение

хлорсодержащих углеводородов в качестве инсектицидов. В 40-х годах XX в. эти

ядовитые вещества оказались такими эффек­тивными против мух, москитов, вшей,

блох и других потенциальных возбудителей заболеваний, что их начали

использовать во всем мире. Сотни тысяч тонн этих веществ вносились на площади

в сотни мил­лионов гектаров земли в лесах и городах. При этом преследовалась

только одна узкая цель — борьба с насекомыми.

Однако отдаленные последствия таких действий чрезвычайно серь­езны.

Увеличилось количество насекомых, устойчивых к пестицидам. Сами пестициды не

разлагались, а концентрировались в окружающей среде и поглощались всеми

видами организмов. У многих крупных ор­ганизмов в тканях накапливалось

большое количество пестицидов, что влияло на их приспособляемость. В

результате многие естественные враги насекомых погибали, и поэтому с

насекомыми некому было бо­роться. В отсутствие естественных врагов насекомых

с вредителями можно бороться, только увеличивая коли­чество и разнообразие

пестицидов. Более того, даже те насекомые, ко­торые ранее были безвредными,

могут стать вредителями, если их численность больше не подвергается

ес­тественному контролю.

Хуже всего то, что человек продолжает совершать те же самые ошибки. Как

только один инсектицид становится бесполезным, его стараются заменить другим,

причем в большинстве случаев следуя той же стратегии полного истребления,

которая не оправдала себя раньше. Сколько же ядовитых веществ используется

против насекомых? И сколько же из них, попадая в пищу, отравляют тех же самых

людей, которых они должны были защищать? Многие пестициды плохо растворяются,

но сравнительно легко усваи­ваются организмами. В результате происходит их

биоаккумуляция. Этот процесс можно проиллюстрировать следующим образом. В

воде содержится примерно 50 частей пестицида на триллион частей воды;

микроскопический зоопланктон может аккумулировать в 1000 раз большее

количество пестицидов. В креветках, питающихся зоопланк­тоном, концентрация

ядовитого вещества в четыре раза выше; мелкая и другая рыба содержит еще

большее количество токсических остат­ков, а ныряющие птицы, которые питаются

рыбой, могут накапливать чрезвычайно высокое количество данного вещества: до

600—800 частей на миллион частей воды. По этой причине птицы размером с

дроз­да гибнут в огромном количестве. Кроме того, яйца, отложенные сам­ками

орлов, могут иметь такие тонкие стенки, что птенцы в них не развиваются.

Биоаккумуляцией объясняется и тот факт, что лосось, пойманный в о. Мичиган,

нередко содержал такое большое количество ДДТ, что признавался непригодным

для пищи. Иногда непригодным по этой же причине становилось материнское

молоко. В настоящее время применение ДДТ запрещено.

В результате биоаккумуляции происходит накопление и радиоак­тивных изотопов

некоторых метаболически важных элементов. Эти изотопы обычно существуют в

природе в незначительных количествах, но их содержание в окружающей среде

стало возрастать с начала «атомного века» (т. е. с 1945 г.) в результате

испытания атомного ору­жия и развития производства ядерной энергии. Наиболее

опасные изотопы для человека — иод 133, который скап­ливается в щитовидной

железе, стронций 90, концентрирующийся в костных тканях, и цезий 137,

аккумулирующийся в тканях мышц. Когда эти элементы становятся компонентами в

цепи питания, то их концентрация на каждом уровне этой цепи оказывается выше,

чем на предыдущем.

Таким образом, деятельность людей все чаще приводит к непред­сказуемым цепным

реакциям в окружающей среде. Человек успешно конкурирует с любыми другими

организмами, например с крупными рыбами и млекопитающими, в потреблении

продуктов моря. Люди проникают повсюду: в Антарктиду, джунгли, пустыни и т.

д. Такое расширение зон обитания и экологической нищи неизбежно ограничи­ло

«права» других видов организмов.

Особенно тяжелыми были последствия такого ограничения для ди­ких форм.

Вычислено, что за каждое тысячелетие существования чело­века, которое

насчитывает более миллиона лет, в результате его дея­тельности исчезал один

вид организмов. Правда это только научная догадка, основанная на ископаемых

данных. Но тем не менее, можно с уверенностью сказать, что скорость вымирания

организмов резко по­высилась. Сегодня вымирает один вид каждые пять или

десять лет.

Исчезло более 1% из­вестных видов млекопитающих и птиц, а более 300 видов

птиц в настоящее время находятся под серьезной угрозой исчезно­вения.

Люди существенно видоиз­менили окружающую среду, по­строив огромную сеть

дорог, го­родов, промышленных, сельско­хозяйственных и других

ком­плексов, разделяющих и нару­шающих естественные экоси­стемы, при

этом мало внимания уделяя негативным экологиче­ским последствиям.

Дороги разделяют поверх­ность Земли на отдельные части и в ряде случаев

нарушают целост­ность биогеоценоза. Леса прорезают широкие просеки, с которых

уда­ляют верхний слой почвы и которые регулярно скашивают с целью

ре­гулирования на них роста растительности. Каждую зиму на проезжих дорогах

расходуют тонны соли. А летом тротуар нагревается под дей­ствием солнечных

лучей более чем до 50° С. Движение транспорта на дорогах создает шум,

вибрацию, приводит к загрязнению воздуха. Кроме того, движение автомобилей

препятствует перемещению через дорогу животных.

Строительство дорог способствует заселению тех территорий, ко­торые раньше

были недоступны.

Дорога, пересекающая лес, препятствует естественному движению воды, а также

перемещению живых организмов. Дорога, пересекающая дренажный путь в

мелководной долине, может через несколько лет превратить богатое пастбище в

болото, если дорога не будет дрениро­вана.

Влияние дорог на состояние тех или иных компонентов окружаю­щей среды еще не

осознано полностью. Каждый год строятся тысячи километров новых дорог и

появляются миллионы новых автомобилей и других видов транспорта.

Города характеризуются скоплением людей, зданий, дорог, науч­ных,

промышленных и культурных учреждений, транспорта. По мере роста городов

уменьшается количество земли — мест обитания фло­ры и фауны. Концентрация

отходов продуктов в городе также оказы­вает неблагоприятное воздействие на

естественную среду, поскольку в ней резко уменьшилось количество организмов,

разрушающих эти отходы. Воздух, вода, почва и даже космос становятся все

более за­грязненными.

Температурные условия города и дикой местности резко противо­положны. Из-за

ограниченного количества растительности, которая бо­гата влагой и активно ее

испаряет, температура в городе быстро повы­шается в течение дня и уменьшается

ночью, если при этом отсутствует смог.

Города являются также центрами шумового загрязнения, что не­благоприятно

сказывается на работоспособности.

Будет ли человек продолжать игнорировать экологические факторы или нет, в

конце концов ему придется платить истинную цену за свое существование. И эта

цена высока, поскольку приходится расплачи­ваться за 200-летний период

нерадивого отношения к природе.

Закономерности существования естественных экосистем могут по­служить основой

для организации человеческих сообществ. В процес­се эволюции экосистемы

достигли состояния динамического равнове­сия, при котором все члены экосистем

находятся в равновесии друг с другом. Люди должны научиться жить в

гармоническом взаимодей­ствии с другими организмами и элементами экосистемы,

иначе их экс­плуатация человеком приведет к разрушению всей структуры

экоси­стемы.

Первый урок касается территориального располо­жения в экосистеме организмов-

производителей и организ­мов-потребителей. Образование и разложение веществ в

природе осу­ществляется в основном локально, без распространения вширь.

Дерево вырастает, используя углекислоту воздуха, минеральные элементы и воду

из почвы на месте своего произрастания. Его листья не упот­ребляются в

качестве компоста где-нибудь в нескольких километрах от дерева, а опадают

прямо рядом с корнями и таким образом возвра­щают часть питательных веществ в

почву. Поэтому потеря питатель­ных веществ в лесу очень мала.

Растительноядные олень или дикий кабан могут передвигаться по сравнительно

большой территории до 12—15 км . Орел может схва­тить рыбу и улететь со своей

добычей за несколько километров от гнезда. Но все это незначительные

расстояния по сравнению с расстоя­ниями в тысячи километров, на которые люди

перевозят уголь, сталь, пшеницу, мясо и бесчисленное множество других

продуктов и товаров' потребления. Скорее следует думать о том, как сократить

количество перевозимых материалов, чем концентрировать внимание на том, как

сделать их перевозку более эффективной.

Следует также попытаться предотвратить потерю энергии и ве­ществ в воздухе,

почве, морях и реках, где они накапливаются в боль­ших количествах, часто

становясь загрязнителями окружающей среды. Особенностью экосистем является и

территориальное распростра­нение живых организмов. Организм (чаще всего

самец) стремится за­крепиться на определенном участке, а затем пытается

привлечь на него самку. Он защищает эту территорию от вторжения других

пред­ставителей того же вида и пола. Мелкие рыбы, птицы и многие

млеко­питающие, включая человека, проявляют территориальное поведение.

Очевидно, это одно из удовлетворительных решений проблемы адек­ватного и

эффективного распределения пищи, убежищ, строительного материала и

территории.

Каждая экосистема характеризуется соответствующим распределе­нием организмов

в имеющемся пространстве. Такую оптимальную продуктивность окружающей среды,

способную поддерживать жизнь, называют переносимым объемом. Это в равной мере

относится и к людям.

Второй урок организации экосистем заключается в том, что природа образует

мало токсических веществ, которые не подвержены биологическому распаду.

Защитные токсины, образуемые многими тысячами животных и растений, не

распростра­няются беспорядочно и не остаются ядовитыми в течение долгого

времени.

Люди же производят ядовитые вещества, биоциды, которые не рас­падаются на

неядовитые вещества. Некоторые из них вступают в реак­цию с веществами

окружающей среды и становятся еще более ядовитыми, накапливаясь в почве и

воде до значительного уровня. Посколь­ку организмы поглощают и аккумулируют

эти вещества в цепях пита­ния, то вполне вероятно, что в биосфере уже

скопилось достаточное количество токсичных веществ, которое может привести к

многочис­ленным вредным последствиям.

В природе существует ряд биологически стабильных соединений углерода. Однако

за прошедшие геологические эпохи эти вещества на­капливались глубоко под

землей, где они были недоступны для живых организмов. Некоторые из этих

высокорезистентных соединений угле­рода составляют часть нефтяных запасов на

Земле. При использовании составных веществ нефти и смешивании их с

неорганическими веще­ствами высвобождается це­лый арсенал смертельно опасных

веществ. Если эти вещества вновь начинают участвовать в круговороте, они не

подвергаются разложе­нию и не оседают в почве. Наоборот, они легко

усваиваются живыми организмами и мигрируют выше в экологической пирамиде.

Помимо токсических веществ, люди производят продукцию, со­стоящую из сотен

компонентов, не разлагающихся под действием дру­гих организмов. Это прежде

всего пластмасса. В природу поступает все больше веществ, ко­торые она не в

состоянии перерабатывать.

Таким образом, основные правила, которые следует заимствовать у

сбалансированных экосистем, следующие:

1) ограничение распространения продукции человеческой деятель­ности;

2) непревышение переносимого объема Земли;

3) ограничение производства продукции как токсичной, так и не­токсичной,

которая не может разлагаться естественным путем или вновь участвовать в

круговороте под влиянием искусственных воздей­ствий.

По мере того как усложняется экосистема и увеличивается взаимо­зависимость

между ее компонентами, в ней устанавливается динамиче­ское равновесие, и она

способна нейтрализовать различные наруше­ния, чего нельзя сказать о

человеческом обществе.

Чем сложнее становится техника, тем разрушительнее последст­вия ее

неправильного использования и тем беспомощнее люди чув­ствуют себя при

решении встающих перед ними задач. Народонасе­ление в мире увеличивается с

возрастающей скоростью, в то время как способность природной среды

поддерживать существование че­ловека уменьшается в связи с ее неправильной

эксплуатацией. Возобновляемые ресурсы, такие как леса, рыбные запасы и

пастбищ­ные луга, постепенно сокращаются. Все это тоже свидетельствует о

нестабильности.

Усиленное злоупотребление природными ресурсами неизбежно ве­дет к

экологическому «банкротству». Чрезмерное использование ки­слорода, сокращение

природных ресурсов, эрозия почвы, разрушение лесов и загрязнение атмосферы

диоксидом углерода — это только не­которые результаты деятельности человека,

нарушающей природные механизмы стабилизации.

Быстрота, с которой разрушаются те самые механизмы, от которых зависит наша

жизнь, требуют от нас осознания ответственности за со­стояние окружающей

среды, стремления к постижению эффективных методов и средств поддержания в

ней динамического равновесия.

Проблема охраны окружающей среды включает сле­дующие аспекты: социально-

политические, правовые, социально-ги­гиенические, технико-технологические и

эколого-экономические.

Социально-политический аспект проблемы охраны окружающей среды связан с

необходимостью решения этой проблемы в масштабах всего человечества

независимо от той или иной полити­ческой системы. Загрязнение природной среды

невозможно удержать в территориальных границах страны, в которой оно

происходит. Ка­ким бы мощным экономическим и научно-техническим потенциалом

ни обладала отдельная страна, она не может полностью решить слож­ную

экологическую проблему. Россия по проблемам охраны окружаю­щей среды

сотрудничает как со странами ближнего зарубежья, так и с США, Англией,

Францией, Швецией, активно участвует в осущест­влении программы ООН по

окружающей среде.

Правовой аспект касается установленной законом систе­мы мер, направленных на

охрану окружающей среды и рациональное использование, восстановление и

умножение природных богатств. Правовой охране подлежат все объекты природы,

как вовлеченные в хозяйственный оборот, так и неэксплуатируемые; государство

осу­ществляет контроль за рациональным использованием природных ре­сурсов и

охраной природы, за соблюдением законодательства по охра­не природы.

Социально-гигиенически и аспект охраны окружаю­щей среды отражает принципы

приоритета охраны здоровья и сохра­нения благоприятных гигиенических условий

жизни населения. Меро­приятия по оздоровлению окружающей среды предполагают

разработ­ку количественных санитарно-гигиенических показателей состояния

качества окружающей среды; критериев безвредности, обеспечивающих оптимальные

условия жизнедеятельности человека; учет адапта­ционных возможностей живых

организмов к изменениям окружающей среды.

Важный момент данного аспекта — социально-гигиеническое про­гнозирование

будущего состояния преобразованной окружающей сре­ды с целью сохранения

здоровья населения.

Технико-технологический аспект охраны окружаю­щей среды предполагает

организацию производства по принципу безотходности. Реальный путь

экологизации технологии в современных условиях — постепенный переход сначала

к малоотходным, а затем к безотходным замкнутым производственным циклам.

Эколого-экономический аспект охраны окружаю­щей среды начал формироваться

недавно и обусловлен бурным рос­том производства и научно-технической

революцией. Масштабы ан­тропогенной деятельности сейчас неизмеримо возросли,

изменения природного равновесия стали сильно отражаться на развитии

народ­ного хозяйства, и проблема охраны окружающей среды приобрела не только

биологическое, но и большое экономическое значение особен­но в связи с

ограниченностью природных ресурсов. В то же время само экономическое развитие

внутренне противоречиво: с одной сто­роны, оно порождает острые экологические

проблемы, с дру­гой — в самом экономическом развитии заложены основы для

реше­ния этих проблем. Оптимальным вариантом было бы такое положе­ние, когда

экономический рост и повышение благосостояния людей сочетались бы не только с

сохранением, но и с непрерывным улуч­шением окружающей среды.

1.4. ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ. ПРИЗНАКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КРИЗИСА

Каждый час днем и ночью население нашей планеты увеличивает­ся более чем на

7500 человек. За год чистый прирост населения дости­гает 70 млн. человек. За

последние 30 лет население в мире увеличи­лось примерно вдвое. В то же время

за последние 40 лет зна­чительно изменилась средняя плотность населения на

земном шаре. По сравнению с 1950 годом она увеличилась вдвое и составляет 36

че­ловек на квадратный километр. Характерно, что одновременно с рос­том

населения увеличивается (особенно в развитых странах) его сред­ний возраст,

растет число пенсионеров, что создает определенные трудности для работающей

части населения.

Численность населения существенно влияет на окружающую среду и, в частности,

на ее загрязнение, так как с увеличением количества населения возрастает

количество всего того, что потребляется, произ­водится, строится человеком

(продукты питания, энергия, жилье, ма­шины, транспорт, сырье, металл и т.п.)

и выбрасывается.

В общем виде «кризис есть нарушение равновесия системы и в то же время

переход к новому ее равновесию». Таким образом, кризис есть стадия, на

которой функционирование системы достигает своих пределов. Кризис может

характеризоваться ситуацией возникновения препятствий в развитии системы, и

задача системы — найти приемле­мый выход из создавшегося положения.

Человечество уже не раз стал­кивалось с возникновением экологических кризисов

и достаточно уве­ренно преодолевало их.

Рассмотрим не менее глобальные экологические проблемы, во мно­гом связанные с

усилением антропогенной деятельности.

Известно, что главный источник жизни на земле — энергия Солнца. От Солнца на

Землю поступает огромное количество энергии, в том числе тепловой. Годовое ее

количество примерно в десять раз больше количества всей тепловой энергии,

заключенной во всех разведанных запасах органического топлива планеты.

Использование лишь 0,01% об­щего количества световой энергии, поступающей на

поверхность Земли, могло бы полностью обеспечить мировые потребности в

энергии. Одна­ко количество усвояемой Землей солнечной энергии ничтожно мало.

Его увеличению способствует наличие в атмосфере так называемых «парниковых»

газов и прежде всего диоксида углерода, выделение кото­рого заметно

возрастает. Он свободно пропускает солнечные лучи, но задерживает отраженное

тепловое излучение Земли. В атмосфере содер­жатся и другие газы, обладающие

тем же эффектом: метан, фторхлоруглероды (фреоны), рост мирового выброса

которых за 1957—1987гг.

Повышение содержания этих газов в воздухе, а также озона, за­грязняющего

нижние слои атмосферы, может привести к тому, что Землей будет усваиваться

больше солнечной энергии. Это, а также увеличение тепловыделений от

хозяйственной деятельности человека, приводит к повышению температуры воздуха

на Земле. В Северном полушарии сейчас температура воздуха у поверхности Земли

на 0,4°С выше, чем в 1950—1980гг.

По прогнозам на 2050 г. вероятное глобальное повышение темпера­туры составит

3—4° С, изменится режим осадков. В связи с этим в высоких широтах могут

растаять мате­риковые льды; уровень воды в морях и океанах поднимется не

только вследствие таяния льдов, но и в ре­зультате увеличения объема воды из-

за повышения ее температуры.

Высказывается предположение, что летняя жара в последние годы во многих

районах планеты есть ре­зультат парникового эффекта.

Для снижения угрозы потепления климата Земли необходимо со­кращение выбросов

диоксида углерода и других «парниковых» газов, а также сокращение сжигания

различных видов органического топли­ва.

Еще одна глобальная экологическая проблема — так называемые кислотные дожди.

Кислотный дождь — одна из наиболее серьезных форм загрязнения окружающей

среды, опасная болезнь биосферы. Эти дожди образуются вследствие поступления

в атмосферу на большую высоту от сгорающего топлива (особенно сернистого)

диоксида серы и окислов азота. Получающиеся при этом в атмосфере слабые

раство­ры серной и азотной кислоты могут выпадать в виде осадков иногда через

несколько дней в сотнях километров от источника выделения. Установить место

зарождения кислотного дождя технически пока не­возможно.

Проникая в почву, кислотные дожди нарушают ее структу­ру, пагубно влияют на

полезные микроорганизмы, растворяют природ­ные минералы, такие как кальций и

калий, унося их в подпочвенный слой и отбирая у растений их основной источник

питания. Вред, нано­симый растительности кислотными дождями, особенно

соединениями серы, огромен. Внешний признак воздействия сернистого ангидри­да

— постепенное потемнение листьев на деревьях, покраснение игл сосны. Из

культивируемых растений наиболее чувствительны к его действию люцерна,

ячмень, овес, пшеница, ревень, салат-латук, шпи­нат, табак, фасоль, свекла,

редис и томаты.

Загрязнение воздушной среды теплогенерирующими установками, промышленностью и

транспортом, как полагают ученые, привело к но­вому явлению — поражению

некоторых видов лиственных пород де­ревьев, а также к быстрому сокращению

скорости роста по меньшей мере шести видов хвойных деревьев, что

прослеживается по годовым кольцам этих деревьев. Начался этот процесс

примерно в 1960г. и значительно ускорился в последние 10 лет. Предварительные

анализы показывают, что рост некоторых вечнозеленых видов растений

за­медлился на 20—30% по сравнению с 1930—1950гг.

Ущерб, наносимый в Европе кислотными дождями рыбным запа­сам, растительному

покрову, архитектурным сооружениям, оценивает­ся в 3 млрд. долл. в год.

Кислотные дожди, различные вредные вещества, находящиеся' в воздухе крупных

городов, вызывают также разрушение промышлен­ных конструкций и металлических

деталей. Исследования, проведен­ные в Спрингфилде (штат Иллинойс, США),

показали, что интенсив­ность коррозии в городе в три раза выше, чем в

сельской местности.

Большой урон наносят кислотные дожди здоровью людей.

Вредные вещества, образующие кислотные дожди, переносятся, с воздушными

потоками из одной страны в другую, что иногда служит причиной международных

конфликтов.

Кроме потепления климата и появления кислотных дождей, на пла­нете

наблюдается еще одно глобальное явление — разрушение озоно­вого слоя Земли.

При превышении предельно допустимой концентра­ции (в воздухе рабочей зоны она

составляет 0,1 мг/м3) озон оказывает вредное воздействие на человека и

животных. При соединении с вы­хлопными газами автомобилей и промышленными

выбросами вредное действие озона усиливается, особенно при солнечном

облучении этой смеси. Вместе с тем озоновый слой на высоте Н—20 км от

поверхно­сти земли задерживает жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца,

которое разрушительно влияет на организм человека и животных. Из­быток

солнечного излучения вызывает рак кожи и другие заболевания, снижая

продуктивность сельскохозяйственных угодий и Мирового океана.

Сегодня во всем мире производится около 1300 тыс. т озоноразрушающих веществ,

из них менее 10% — в России. На долю США при­ходится 35% выпуска

фторхлоруглеродов, на долю Японии— 10%.

Для предотвращения тяжелых последствий, связанных с разруше­нием защитного

озонового слоя Земли, на международном уровне была принята Венская конвенция,

посвященная его охране. Она преду­сматривает замораживание и последующее

сокращение выпуска озоноразрушающих веществ, а также разработку их безвредных

замените­лей.

1.5 Влияние биосферы на человека.

Страницы: 1, 2