Возникновение глобального экологического кризиса, его причины и сущность

     Указанный вывод согласуется с правилом социально-экологического равновесия: «Общество развивается до тех  пор и постольку, поскольку сохраняет равновесие между своим давлением на среду и восстановлением этой среды — природно-естественным и искусственным».

     Изменение границ оптимальных и лимитирующих факторов. Своей деятельностью человек  способен изменять силу действия и число лимитирующих факторов, а также сужать или, напротив, расширять границы оптимальных значений факторов среды. Так, уборка урожая связана с извлечением из почв элементов минерального питания культурных растений и переходом некоторых из них в разряд лимитирующих факторов для вновь посаженных растений. С другой стороны, такие мелиоративные мероприятия, как обводнение, осушение, внесение удобрений и т.п., оптимизируют факторы, фактически устраняют их лимитирующий характер.

     Сокращение  численности популяций. Животные, птицы и насекомые находят смерть на дорогах под колесами автотранспорта, а также при проведении полевых работ. Перелетные птицы сгорают в газовых факелах, где сжигают отходящие газы при добыче нефти. Животные гибнут в разливах нефти, на проводах и опорах линий электропередач, в рыболовных сетях. Загрязняющие вещества (оксиды серы, фтор и фтористый водород, хлориды и диоксид азота) наиболее опасны для растений, вызывают ожоги, а при высоких концентрациях и гибель отдельных особей. Образующиеся из диоксида серы сернистая, а также серная кислоты, вместе с другими веществами попадая в почву, снижают ее плодородие, подавляя жизнедеятельность бактерий и снижают численность дождевых червей. Крайне опасными загрязнителями являются и поверхностно-активные вещества и нефть, попавшая в водоемы.

     Загрязняющие  вещества влияют на эмбрионы, развивающиеся  зародыши, отравляя их, вызывают уродства и ненормальности в развитии организма, нарушение функций нервной системы, половых желез и органов.

     Загрязнители  разной природы, действуя одновременно, оказывают кумулятивный эффект: вредное влияние меди на растения усиливается в присутствии солей свинца, а также при воздействии радиации. Под влиянием загрязняющих веществ сокращается продолжительность жизни прежде всего долгоживущих видов, способных накапливать их в организме.

     Изменяются  половая и возрастная структуры  популяции; численность сокращается  до таких пределов, что затрудняется поиск брачных партнеров. Из-за загрязнения  среды нарушаются циклы размножения, уменьшается количество беременных самок, число детенышей в помете, растет смертность новорожденных. Распадается ареал вида, сокращаются площади местообитания, изолируются мелкие островки обитаний.

     Воздействие на характер функционирования экосистем. Некоторые экосистемы и даже их крупные блоки (например, степи, прерии) человеком практически уничтожены. В других нарушены свойственные им процессы, принципы и закономерности функционирования:

     1) цепи питания и экологические  пирамиды. В природных экосистемах  на высоких звеньях цепей питания не бывает большой продукции, биомассы и численности организмов. Человек нарушил этот принцип по отношению как к своей популяции, так и к другим видам (сортам, породам), особенно сельскохозяйственным, что стало возможным благодаря присвоению и вложению в системы дополнительной энергии (например, при внесении удобрений).

     Нарушение правил экологических пирамид вызывает изменения в круговороте веществ, накопление отходов и загрязнение  среды. В качестве примера можно  привести животноводческие комплексы с их экологическими проблемами. Указанное нарушение обусловливается также и тем, что в круг интересов человека ныне включаются продукты (ресурсы) прежних геологических эпох, отходы и загрязнители, т.е. они превращаются в тупиковое звено;

     2) изменение границ экологических ниш организмов. Вследствие выравнивания местообитаний (земледелие, урбанизация, опустынивание и др.) усиливается сближение ниш близких в экологическом отношении видов. В свою очередь усиливается конкуренция и активизируется правило конкурентного исключения. Конечный результат таких явлений — обеднение видового состава сообществ и расширение возможностей для внедрения в экосистемы несвойственных им видов;

     3) воздействие на динамику экосистем.  Осушение болот, вырубка лесов,  пожары и другие виды антропогенной деятельности разрушают или нарушают конечные (климаксные) стадии экосистем, заменяют их промежуточными сообществами. В своих интересах человек нередко поддерживает экосистемы на промежуточных стадиях динамики в течение длительного времени. Например, он сохраняет лиственные леса на месте коренных хвойных, поскольку они более ценны в рекреационном (для отдыха) отношении или устойчивы к загрязнениям атмосферы. Иногда, наоборот, стимулируются сукцессионные процессы для скорейшего перевода экосистем в завершающие стадии динамики. Так, в лесном хозяйстве удаляются лиственные деревья из хвойно-лиственных лесов с целью ускорения их перевода в чисто хвойные леса. Экологические издержки таких мероприятий неизбежны — снижение устойчивости сообществ;

     4) обеднение генофонда. Сокращение  числа видов уменьшает сложность  экосистемы; выпадение одних видов  часто приводит к вспышке численности  других; доминантные виды могут  быть угнетены, и их место занимают  вновь вселяющиеся виды; разрушаются  межвидовые отношения: хищник — жертва, опылитель — опыляемое растение, симбиотические связи. Подсчитано, что гибель одного вида растения может вызвать к гибель от 5—7 до 30—35 связанных с ним видов животных, главным образом беспозвоночных. Световое, звуковое, химическое загрязнение нарушает сложившиеся системы сигнализации в природном сообществе между видами. На наших глазах происходит обеднение генофонда биосферы вследствие вымирания видов, сокращения их популяционного разнообразия и численности особей во всех сокращающихся по территории популяциях. Ежедневно из этого числа безвозвратно исчезает один вид животных и еженедельно — один вид растений;

     5) сокращение территорий, занимаемых  естественными экосистемами. Ныне 9—12% поверхности суши распахано, 22—25% составляют полностью или частично окультуренные пастбища. Более 450 экваторов — такова протяженность дорог на планете; 24 км на каждые 100 км² — такова густота дорог. По данным ООН, в одних лишь промышленно развитых странах под бетоном строящихся автострад, населенных пунктов, аэропортов ежегодно исчезает более 3 тыс. км² ландшафта.

     Влияние человека на функции живого вещества в биосфере. Результатом крупномасштабной деятельности человека является нарушение  механизмов функционирования живого вещества и его функций. Рассмотрим некоторые из них:

     а) константность живого вещества. Условием постоянства массы живого вещества в биосфере является сохранение условий, обеспечивающих нормальную продуктивность сообществ. Они нарушаются результате истощения почв, замены более продуктивных экосистем (например, тропических, пойменных и т.п.) менее продуктивными, при отчуждении земель под различные виды строительства и т.п. Все это приводит к уменьшению объемов живого вещества (биомассы) на Земле. Подчеркнем, что за счет повышения человеком продуктивности агроэкосистем потери живого вещества не компенсируются;

     б) транспортная и рассеивающая функции  живого вещества. Перемещая большие  массы биологической продукции  в пространстве, человек нарушает при этом естественные круговороты. Например, с 1 га соснового леса вместе с древесиной удаляется около 140 кг калия, 330 кг кальция, 70 кг магния, 20 кг фосфора и 250 кг азота. Более масштабны негативные последствия от разрушения почв. Вынос водным стоком натрия, магния, кальция, калия и азота с площадей вырубок увеличился соответственно в 3; 8; 9; 20 и 100 раз.

     Рассеивающая  функция усиливается в результате использования человеком практически  всех видов ресурсов. Одного железа ежегодно рассеивается около 100—120 млн  т (из 6—7 млрд т этого металла, находящегося в использовании);

     в) деструкционная и концентрационная функции. Усиление человеком деструкционных (разрушительных) явлений в биосфере (в сотни и тысячи раз по сравнению  с естественным ходом процессов) происходит в результате извлечения ресурсов из недр, а также воздействия на поверхность литосферы. Только обработкой почв ежегодно разрушаются и выносятся в океан или перемещаются в пределах материков воздушными и водными потоками миллиарды тонн материала, в том числе наиболее ценной части почвы — гумуса.

     Результатом интенсификации концентрационных процессов  является накопление на поверхности  Земли ресурсов или продуктов  их переработки в таких объемах, что они выделяются в специфические  техногенно-геохимические провинции.

     Изменение временного фактора развития биосферных процессов. Если (по Б. Небелу), весь период развития жизни на Земле (порядка 4 млрд лет) представить в годичном масштабе, тогда время появления человека как вида (3 млн лет назад) относится примерно к 16 часам 31 декабря, сельское хозяйство начало развиваться за 2 минуты до окончания года (10—12 тыс. лет назад), а промышленная революция, начавшаяся в XVIII веке, длится всего 2 секунды. Время наиболее интенсивного воздействия человека на биосферные процессы (с 60—70-х годов прошлого века) в принятой шкале времени измеряется долями секунды. Следовательно, периоды «биогенеза» и «ноогенеза» совершенно несопоставимы ни по продолжительности, ни по интенсивности. Нарушение временного фактора в развитии биосферы и среды обитания приводит к несоответствию темпов изменения среды и адаптационных возможностей организмов. Следствием этого являются нарушение в соотношении численности отдельных видов (результат неодинаковой адаптивности), снижение устойчивости и продуктивности экосистем и даже гибель некоторых видов.

     В заключение отметим, что принцип Jle Шателье-Брауна в рамках биосферы нарушается современным человечеством. Н.Ф. Рей- мерс указывает: «Если в конце  прошлого века еще происходило увеличение биологической продуктивности и  биомассы в ответ на возрастание концентрации углекислого газа в атмосфере, то с начала нашего века это явление не обнаруживается. Наоборот, биота выбрасывает углекислый газ, а биомасса ее автоматически снижается».

     Экологические кризисы в истории  человечества

     Определенные противоречия во взаимодействии общества с природной средой неизбежны. В процессе обмена между обществом и природой материя (вещество, энергия и информация) никуда не исчезает, а переходит из одной формы и состояния в другую. При этом прогресс общества неизбежно идет «за счет» природы, ибо, удовлетворяя свои потребности, люди в процессе производства заимствуют у природной среды материальные блага, отчуждая их у нее. Однако если общество существует за счет природы, его прогрессивное развитие может быть бесконечным только при условии бесконечности и разнообразия природной среды. Но реальное общество всегда развивается на ограниченном по объему пространстве, каким и является наша планета. Поэтому оно неизбежно на определенном этапе (в силу несотворимости и неуничтожимости материи) должно столкнуться с экологической проблемой. Следовательно, указанная проблема обусловлена возрастанием противоречий в вещественных, энергетических и информационных связях общества с природной средой.

     За  истекшее столетие в человеческом обществе произошли два важнейших сдвига. Во-первых, резко увеличилась численность населения Земли (до 6,0 млрд человек в 2000 г.) и имеется тенденция дальнейшего ее возрастания. Еще в начале 50-х годов эта цифра была вдвое меньше. Во-вторых, значительно выросло производство: промышленное, выпуск энергии и продуктов сельского хозяйства, хотя и не адекватно росту населения.

     Человечество  заявило о себе как сила, по мощности воздействия на поверхностные оболочки планеты почти не уступающая суммарному воздействию всех живых организмов. Обладая способностью влиять на вековой ход биосферных процессов, человечество создало техносферу. Техносфера — часть биосферы, преобразованная людьми с помощью прямого и косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия ее своим социально-экономическим потребностями.

     Современное человечество использует не только огромные энергетические ресурсы биосферы, но и небиосферные источники энергии (например, атомной), ускоряя при  этом геохимические преобразования природы. Некоторые антропогенные процессы при этом направлены противоположно по отношению к естественному ходу их в биосфере. Это рассеивание металлов руд, углерода и других биогенных элементов, торможение минерализации и гумификации, освобождение законсервированного углерода (уголь, нефть, газ) и его окисление, нарушение крупномасштабных процессов в атмосфере, влияющих на климат, и т.п. В конечном итоге все это приводит к экологическим кризисам в биосфере.

     Экологический кризис (по И.И. Дедю) —- ситуация, которая возникает в экологических системах (биогеоценозах) в результате нарушения равновесия под воздействием стихийных природных явлений или в результате воздействия антропогенных факторов (загрязнение человеком атмосферы, гидросферы, педосферы, разрушение естественных экосистем, природных комплексов, лесные пожары, зарегулирование рек, вырубка лесов и др.). В более широком смысле экологический кризис — критическая фаза в развитии биосферы, при которой происходит качественное обновление живого вещества (вымирание одних видов и возникновение других). Здесь уместно привести образное высказывание Ю.С. Шевчука (1991 г.): «...Экологический кризис — это кнут, которым природа направляет нас на единственно прогрессивный «зеленый» путь развития. Но это и топор, которым природа отсекает с дерева человечества тупиковые ветви».

     В предыстории и истории человечества выделяют ряд экологических кризисов.