Экология, человек и экосистема

экология, человек и экосистема

Принципы развития экосистемы следует учитывать при взаимодействии между человеком и природой. В этом взаимодействии содержится противоречие. Экосистема всегда стремится достигнуть и поддержать сложную структуру биомассы, богатое биологическое разнообразие сообщества. Человек же стремится получить максимум продукции, наивысший возможный урожай. В агроэкосистемах он обычно развивает и поддерживает ранние стадии сукцессии, например, в виде монокультуры. При этом резко снижается разнообразие растений для обеспечения развития какой-то одной сельскохозяйственной культуры с целью получения определенного продукта.

Например, известны многолетние монокультуры сахарной свеклы или льна. Но людям нужны не только пища и одежда. Им необходимы также сбалансированная по кислороду и углекислому газу атмосфера, чистая вода и незагрязненная почва. Природа обеспечивает газообмен, очистку вод и почв. И чем богаче ее биологическое разнообразие, многообразнее виды, населяющие планету, тем эффективнее она осуществляет эти процессы. Занять под пашни всю обширную поверхность биосферы, чтобы прокормить все возрастающее население Земли, было бы равносильно самоубийству. Самый благоприятный для жизни ландшафт - это тот, что имеет разнообразные поля и леса, реки и озера, болота, морские берега, дорожные обочины, пустоши - иными словами смесь экосистем разных возрастов с большим биологическим разнообразием.

Охранять природу - значит знать законы ее развития и  соблюдать их. В противном случае человечество сталкивается с экологическими проблемами, приобретающими глобальный характер. Решение этих проблем лежит в первую очередь в экологизации политики, в заботе о сохранении на планете биосферы - живой ее оболочки, а вместе с ней и человека. Рачительное использование природных ресурсов, создание нормальных условий жизни для человека, регулирование рождаемости - проблемы, стоящие перед правительствами и народами на сегодняшний день. Человечество должно обеспечить коэволюцию (коэволюция - параллельная, взаимосвязанная эволюция) природы и общества, при которой изменения природной среды, вызываемые деятельностью человека, максимально вписываются в природные циклы. К сожалению, в нашей стране социальные проблемы мешают росту экологического сознания и политиков, и населения.

Из-за несбалансированного  развития природы и общества на планете  возникли и усугубляются следующие  глобальные (общепланетарные) экологические проблемы:

• потепление климата,
• разрушение озонового слоя,
• кислотные дожди,
• загрязнение природной среды,
• сокращение генофонда растений и животных,
• сведение тропических лесов, опустынивание.

Глобальное потепление климата Земли. Вызвано это явление  увеличением концентраций в атмосфере так называемых "парниковых газов": двуокиси углерода, закиси азота, метана и др. Эти газы препятствуют нормальным процессам теплообмена между атмосферой и сушей. Они удерживают тепло в атмосфере, повышая температуру окружающей среды.

Глобальное потепление климата Земли. Вызвано это явление  увеличением концентраций в атмосфере так называемых "парниковых газов": двуокиси углерода, закиси азота, метана и др. Эти газы препятствуют нормальным процессам теплообмена между атмосферой и сушей. Они удерживают тепло в атмосфере, повышая температуру окружающей среды.

Природа способна фиксировать определенное количество углекислого газа, по некоторым оценкам  порядка 4 миллиардов тонн в год, в  основном в результате фотосинтезирующей  деятельности растений. В настоящее  время на планете выделяется не менее 7 миллиардов тонн двуокиси углерода в  год. Значительная часть углекислого  газа остается ежегодно невостребованной, вне круговорота веществ. На состоявшейся в августе 1993 года Международной конференции (г. Оппдал, Норвегия) ученые разных стран на основании многолетних наблюдений в различных регионах нашей планеты сделали вывод о действительно существующем в настоящее время глобальном потеплении климата Земли. Затопление городов, лесов и пашен, превращение в пустыни оазисов и тропических лесов - лишь небольшой перечень грозящих человечеству бед от этого процесса. Предлагаемые меры, предотвращающие глобальное потепление климата планеты, заключаются в ограничении антропогенных выбросов (эмиссий) углекислого газа путем снижения использования каменного угля и нефти для производства энергии внедрения других ее источников, например, природного газа. Следует проводить утилизацию метана на шахтах, крупных свалках. Реальным мероприятием, снижающим парниковый эффект, является борьба с обезлесением и опустыниванием, т.е. борьба за "зеленые легкие" планеты, поглощающие углекислый газ.

Разрушение озонового  слоя. Защитный озоновый слой предохраняет поверхность Земли от жесткого ультрафиолетового  облучения. Разрушается он окислами азота, поступающими в атмосферу  в больших количествах от сверхзвуковых  самолетов и в результате трансформации  азотных минеральных удобрений, производство и использование которых  возрастает. Повинны в образовании "озоновых дыр" также хлорированные  и фторированные углеводороды. Они широко используются в аэрозольных упаковках, холодильниках, кондиционерах.

Эти газы не задерживаются  в нижних слоях атмосферы, поднимаются  ввысь, в стратосферу, вызывая химический процесс, разрушающий озоновый слой. Происходит это на высоте 12-15 километров. В результате усилившегося ультрафиолетового  излучения возрастает частота заболеваний  человека раком кожи и частота  мутаций у растений, животных, микроорганизмов. Может снизиться урожай ряда растений: капусты, тыквы, кабачков, яблок и  др. "Жизнь" двух самых опасных  молекул - хлористых и фтористых  углеводородов очень продолжительна - от 70 до 100 лет. Газы, сегодня выпущенные в атмосферу, будут оставаться там  и при будущих поколениях.

Эти газы не задерживаются  в нижних слоях атмосферы, поднимаются  ввысь, в стратосферу, вызывая химический процесс, разрушающий озоновый слой. Происходит это на высоте 12-15 километров. В результате усилившегося ультрафиолетового  излучения возрастает частота заболеваний  человека раком кожи и частота  мутаций у растений, животных, микроорганизмов. Может снизиться урожай ряда растений: капусты, тыквы, кабачков, яблок и  др. "Жизнь" двух самых опасных  молекул - хлористых и фтористых  углеводородов очень продолжительна - от 70 до 100 лет. Газы, сегодня выпущенные в атмосферу, будут оставаться там  и при будущих поколениях. В 1988 году многие государства подписали  международный договор об ограничении  выбросов фреонов в атмосферу.

Кислотные дожди  обусловлены поступающими в атмосферу  окислами серы и азота (SOX и NOX), имеющими в основном техногенное происхождение. Гибель на большой территории лесов, закисление поверхностных вод, приводящее к изменению их качества и к гибели обитателей, разрушение бесценных архитектурных памятников, вред здоровью людей - таковы последствия кислотных дождей. Подавляющее большинство Европейских государств вошли в Клуб 30, члены которого взяли на себя обязательства сократить на 30% серосодержащие и азотосодержащие эмиссии.

Загрязнение природной  среды - это накопление опасных и  токсичных веществ в природе, внесение в нее вещества и энергии в количествах, превышающих природную ассимиляционную способность. К загрязняющим веществам в первую очередь относятся соединения, созданные человеком и доселе неизвестные в природе. Они объединены общим названием ксенобиотики. К ним относятся, например, пестициды, используемые в практике сельского хозяйства для борьбы с сорняками и болезнями растений, о которых мы поговорим позднее. К загрязняющим элементам относятся и тяжелые металлы, когда их количество в окружающей среде значительно превосходит природный фон. Лидером в выбросе токсичных соединений является химическая промышленность, ненамного отстают от нее цветная металлургия, энергетика, транспорт. В монографии "Химия окружающей среды" (М., Изд. "Химия". 1992. ред. Дж.О.М.Бокрис) приведен перечень загрязнителей основных видов промышленности и других сфер деятельности человека.

Особую опасность  представляет проблема захоронения  токсичных и радиоактивных отходов, которых на нашей планете накапливается  все больше. Возникают трудности  и при хранении нетоксичных муниципальных  отходов, сжигание которых приводит к образованию вредных диоксинов.

Сокращение генофонда  растений и животных ставит перед  человеком задачу сохранения биоразнообразия жизни на Земле. По некоторым оценкам на Земле насчитывается сейчас 5 млн. видов животных и растений. Некоторые биологи считают, что их значительно больше за счет, например, неучтенных видов насекомых. Во всяком случае назвать точные цифры видов, населяющих планету, навряд ли кто сейчас сможет. Согласно различным оценкам сегодня ежедневно с лица Земли исчезает от 50 до 100 видов растений и животных. Некоторые биологи предупреждают, что в ближайшие 20-30 лет исчезнет около 25% всех обитающих сегодня на Земле видов. Причин вымирания множество, но важнейшая из них - разрушение естественной среды обитания живых организмов.

Вообще вымирание  видов на Земле - естественное явление. На протяжении последних 200 миллионов  лет в процессе эволюции вымирало примерно 90 видов за век. Вспомним вымерших мамонтов, динозавров. Однако эволюция приводила к появлению новых  видов. Сегодня уровень вымирания  примерно в 40 тысяч раз выше, а  условия для появления новых  видов в природе малы, т.к. разрушаются  экосистемы, наиболее благоприятные для их появления: коралловые рифы, зоны приливов и отливов, влажные тропические леса.

Сохранение биоразнообразия на - генетическом, видовом и экосистемном уровнях необходимо для поддержания биосферы в состоянии гомеостаза (относительного равновесия), для обеспечения круговорота веществ в биосфере, а также как источника получения высокопродуктивных видов культурных растений и домашних животных,

Для сохранения биоразнообразия животных и растений принимаются меры, подробно описанные в следующих разделах книги: составляются Красные книги, включающие списки редких и находящихся под угрозой исчезновения организмов, для их охраны создаются специальные территории в виде заповедников и заказников. С этими направлениями вы ознакомитесь, читая книгу дальше.

Проблемой сокращения генофонда растительного и животного  мира обеспокоены ученые всей планеты. Не только биологи понимают, что  живые природные ресурсы исчерпаемы, если их не защитить от натиска развивающейся цивилизации. Главы государств, политические деятели собираются вместе, чтобы выработать решения о поддержании биоразнообразия живых существ на Земле, обеспечивающего динамичное равновесие жизни на нашей планете (конференция в Рио-де-Жанейро, 1992 г.).

Тропические леса выполняют ценнейшие экологические функции на планете. Они являются "двигателями эволюции", генетическим банком планеты. В тропических лесах обитает 50%, а возможно и 90% всех земных видов растений и животных. На десяти гектарах тропического леса Юго-Восточной Азии может расти больше видов деревьев, чем во всей Северной Америке. Вымирание вида во влажных тропических лесах обычно означает полное его исчезновение с лица земли. Вырубка тропических лесов приводит в быстрому смыванию в океан плодородного слоя почвы, т.к. в этой зоне выпадает половина всех дождей на планете. Регулирование водного режима планеты еще одна важнейшая экологическая функция тропических лесов. Миллионы тонн воды постоянно циркулируют в этих лесах при испарении и выпадении осадков, обеспечивая водой не только 200 миллионов людей, живущих в данных регионах, но и фермерские хозяйства прилегающих регионов.

В свете сказанного главные задачи охраны биосферы сводятся к: сохранению качественного многообразия жизни на земле, поддержанию на планете  определенного количества живого вещества, необходимого для обеспечения нормального  функционирования биосферы с целью  сохранения качества вод, атмосферы, поддержания  плодородия почв и продуктивности океана.

К перечисленным  выше глобальным экологическим проблемам теснейшим образом примыкает проблема регулирования народонаселения на планете. Воздействие человека на окружающую природную среду можно выразить следующей формулой:

(Численность  населения х Стиль жизни)/Экологические последствия = Уровень экологического сознания

Эта формула  показывает, что воздействие общества на окружающую среду определяется не только одной численностью народонаселения, но и стилем (уровнем) жизни. В высокоразвитых странах потребляется множество  материальных благ и природных ресурсов на их изготовление, накапливаются  горы отходов. Негативное влияние нашего стиля жизни на природу может  быть ослаблено или, наоборот, усилено  в зависимости от уровня экологического сознания общества. Последствия высокообеспеченного уровня жизни можно снизить, переходя на менее вредные источники топлива и энергии. Все чаще слышны призывы к переходу к обществу ограниченных потребностей. Однако самый простой "первобытный" стиль жизни при отсутствии экологического сознания также наносит ущерб природе. Например, вырубка леса вблизи водоемов и на склонах гор ведет к заболачиванию местности, к эрозии, смыву почвы, гибели водоемов.