Пути решения экологических проблем. Решаем экологические проблемы вместе

Право на благоприятную окружающую среду закреплено Конституцией Российской Федерации. За соблюдением этой нормы следят ряд органов:

• Минприроды России;
• Росприроднадзор и его территориальные управления;
• природоохранная прокуратура;
• органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации в области экологии;
• ряд других ведомств.

Но логичнее было бы закрепить обязанность каждого по сохранению природных ресурсов, минимизации отходов потребления, бережного отношения к природе. У человека много прав. А что есть у природы? Ничего. Только обязанность удовлетворять всё растущие потребности человека. И такое потребительское отношение ведёт к возникновению экологических проблем. Давайте разберём, что это такое и как улучшить существующее положение вещей.

Понятие и виды проблем окружающей среды

Проблемы экологии трактуются по-разному. Но суть понятия сводится к одному: это результат бездумного, бездушного антропогенного воздействия на окружающую среду, которое приводит к изменению свойств ландшафтов, истощению или потере природных богатств (полезных ископаемых, животного и растительного мира). И бумерангом отражается на жизни и здоровье человека.

Экологические проблемы затрагивают всю природную систему. Исходя из этого, выделяется несколько видов этой проблемы:

• Атмосферные . В атмосферном воздухе, чаще всего городских территорий, наблюдается повышенная концентрация загрязняющих веществ, в том числе твёрдых частиц, диоксида серы, диоксида и оксида азота, оксида углерода. Источники – автомобильный транспорт и стационарные объекты (промышленные предприятия). Хотя, согласно Государственному докладу «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2014 году», общий объём выбросов уменьшился с 35 млн. т/год в 2007 году до 31 млн. т/год в 2014 году, воздух чище не становится. Самые грязные российские города по этому показателю – Биробиджан, Благовещенск, Братск, Дзержинск, Екатеринбург, а самые чистые – Салехард, Волгоград, Оренбург, Краснодар, Брянск, Белгород, Кызыл, Мурманск, Ярославль, Казань.
• Водные . Наблюдается истощение и загрязнение не только поверхностных, но и подземных вод. Возьмём, к примеру, «великую русскую» реку Волгу. Воды в ней характеризуются как «грязные». Превышена норма содержания меди, железа, фенола, сульфатов, органических веществ. Это связано с работой промышленных объектов, которые выбрасывают в реку неочищенные или недостаточно очищенные стоки, урбанизацией населения – велика доля бытовых стоков через биологические очистные сооружения. На уменьшение рыбных ресурсов оказало влияние не только загрязнение рек, но и строительство каскада гидроэлектростанций. Ещё лет 30 назад даже около г. Чебоксары можно было выловить каспийскую белугу, теперь же не попадётся ничего крупнее сома. Возможно, что ежегодные акции гидроэнергетиков по запуску мальков ценных пород рыб, таких как стерлядь, когда-нибудь принесут ощутимый результат.
• Биологические . Деградируют такие ресурсы, как леса, пастбища. Про рыбные ресурсы упомянули. Что касается леса, то мы вправе назвать свою страну крупнейшей лесной державой: четверть площади всех лесов в мире произрастает у нас, половина территории страны занята древесной растительностью. Нам нужно научиться бережнее относиться к этому богатству, чтобы сохранить его от пожаров, своевременно выявлять и наказывать «чёрных» лесорубов.

Пожары чаще всего – дело рук человеческих. Не исключено, что таким образом кто-то пытается скрыть следы незаконного использования лесных ресурсов. Возможно, не случайно к наиболее «горимым» районам Рослесхоз относит Забайкальский, Хабаровский, Приморский, Красноярский края, республики Тыва, Хакасия, Бурятия, Якутия, Иркутскую, Амурскую области, Еврейскую автономную область. При этом на ликвидацию пожаров тратятся огромные средства: например, в 2015 году израсходовано свыше 1,5 млрд. рублей. Есть и хорошие примеры. Так, республики Татарстан и Чувашия в 2015 году не допустили ни одного лесного пожара. Есть с кого брать пример!

• Земельные . Речь идёт об истощении недр, о выработке полезных ископаемых. Чтобы сберечь хотя бы часть этих ресурсов, достаточно максимально перерабатывать отходы и направлять их на повторное использование. Тем самым мы будем содействовать уменьшению площади свалок, а предприятия могут экономить на разработке карьеров, применяя в производстве вторсырьё.
• Почвенно —геоморфологические . Активное ведение сельского хозяйства и ведут к оврагообразованию, эрозии почв, их засолению. По данным Минсельхоза России, на 1 января 2014 г. деградации подвержено почти 9 млн. га сельхозугодий, из них деградировано свыше 2 млн. га земель. Если эрозия возникает в результате землепользования, то помочь почве можно: за счёт террасирования, создания лесополос для защиты от ветра, изменения типа, густоты и возраста растительности.
• Ландшафтные . Ухудшение состояния отдельно взятых природно-территориальных комплексов.

Современные мировые экологические проблемы

Локальные и глобальные экологические проблемы тесно взаимосвязаны. Что происходит в отдельно взятом регионе, в итоге отражается на общей ситуации во всём мире. Поэтому к решению вопросов окружающей среды нужно подходить комплексно. Для начала выделим основные глобальные экологические проблемы:

• . В результате уменьшается защита от ультрафиолетового излучения, что приводит к различным заболеваниям населения, в том числе раку кожи.
• Глобальное потепление климата . За последние 100 лет произошло повышение температуры поверхностного слоя атмосферы на 0,3-0,8°С. Площадь снегов на севере стала меньше на 8%. Произошёл подъём уровня мирового океана до 20 см. За 10 лет скорость роста среднегодовой температуры на территории России составила 0,42°С. Это в два раза больше, чем скорость роста глобальной температуры Земли.
• . Ежедневно мы вдыхаем около 20 тыс. литров воздуха, насыщенного не только кислородом, но и содержащим вредные взвешенные частицы и газы. Так, если учесть, что в мире 600 млн. автомобилей, каждый из которых ежедневно выбрасывает в атмосферу до 4 кг угарного газа, оксидов азота, сажу и цинк, то путём нехитрых математических подсчетов приходим к выводу, что автопарк выбрасывает в воздух 2,4 млрд. кг вредных веществ. Нельзя забывать и о выбросах от стационарных источников. Поэтому не удивительно, что ежегодно свыше 12,5 млн. человек (а это население целой Москвы!) умирает от болезней, связанных с плохой экологией.

• . Эта проблема приводит к загрязнению водоёмов и почв азотной и серной кислотой, соединениями кобальта и алюминия. В результате падает урожайность, гибнут леса. Токсичные металлы попадаю в питьевую воду и отравляют нас.
• . 85 млрд. тонн отходов в год человечеству нужно где-то складировать. В результате почва под санкционированными и несанкционированными свалками загрязняется твёрдыми и жидкими промышленными отходами, ядохимикатами, бытовым мусором.
• . Основные загрязнители – нефть и нефтепродукты, тяжёлые металлы и сложные органические соединения. В России экосистемы рек, озёр, водохранилищ сохраняются на стабильном уровне. Таксономический состав и структура сообществ не претерпевают существенных изменений.

Пути улучшения окружающей среды

Насколько глубоко бы ни проникли современные экологические проблемы, их решение зависит от каждого из нас. Итак, что мы можем сделать, чтобы помочь природе?

• Использование альтернативного вида топлива или альтернативного транспортного средства. Чтобы сократить вредные выбросы в атмосферный воздух, достаточно перевести автомобиль на газ или пересесть на электрокар. Весьма экологичен способ перемещения на велосипеде.
• Раздельный сбор. Достаточно установить дома две ёмкости для мусора, чтобы эффективно внедрить раздельный сбор. Первая – для отходов, не поддающихся переработке, а вторая – для последующей передачи на вторсырьё. Стоимость пластиковых бутылок, макулатуры, стекла становится всё дороже, поэтому раздельный сбор – это не только экологично, но и экономично. Кстати, пока в России объём образования отходов в два раза выше объёма использования отходов. В результате за пять лет объём отходов на свалках утраивается.
• Умеренность. Во всём и везде. Эффективное решение экологических проблем предполагает отказ от модели общества потребления. Человеку для жизни не нужно 10 сапог, 5 пальто, 3 автомобиля и т.д. С пластиковых пакетов легко перейти на экопакеты: они прочнее, срок эксплуатации намного дольше, а стоимость порядка 20 рублей. Экосумки под собственным брендом предлагают многие гипермаркеты: Магнит, Ашан, Лента, Карусель и др. Каждый может самостоятельно оценить, от чего он может легко отказаться.
• Экологическое просвещение населения. Участвуйте в экологических акциях: посадите дерево во дворе, съездите на восстановление лесов, пострадавших от пожаров. Примите участие в субботнике. И природа поблагодарит вас шелестом листьев, легким дуновением ветерка… Воспитайте в детях любовь ко всему живому и научите грамотному поведению на прогулке в лесу, на улице.
• Вступить в ряды экологических организаций. Не знаете, как помочь природе и сохранить благоприятную окружающую среду? Вступайте в ряды экологических организаций! Это могут быть всемирные экологические движения Гринпис, Фонд дикой природы, Зелёный крест; российские: Всероссийское общество охраны природы, Русское географическое общество, ЭКА, Раздельный СБОР, Зелёный патруль, РосЭко, Неправительственный экологический фонд имени В.И.Вернадского, Движение дружин охраны природы и др. Креативный подход к сохранению благоприятной окружающей среды и новый круг общения ждут вас!

Природа одна, другой не будет никогда. Уже сегодня, начав сообща решать проблемы окружающей среды, объединив усилия граждан, государства, общественных организаций и коммерческих предприятий, можно улучшить мир вокруг нас. Вопросы охраны природы волнуют многих, ведь от того, как мы к ним отнесёмся сегодня, зависит, в каких условиях буду жить наши дети завтра.

Сбалансированное развитие человечества - путь к решению современных экологических проблем. Сбалансированное развитие, Международная комиссия по охране окружающей среды и развитию ООН характеризует как путь социального, экономического и политического прогресса, который позволит удовлетворить нужды настоящего и будущих поколений. Иными словами, человечество должно научиться «жить по средствам», использовать природные ресурсы, не подрывая их, вкладывать деньги, образно выражаясь, в «страховку» - финансировать программы, направленные на предотвращение катастрофических последствий собственной деятельности. К таким важнейшим программам следует отнести: сдерживание роста населения; развитие новых промышленных технологий, позволяющих избежать загрязнения, поиск новых, «чистых» источников энергии; увеличение производства продовольствия без роста посевных площадей.

Регулирование рождаемости. Четыре основных фактора определяют численность народонаселения и скорость ее изменения:

разница между коэффициентами рождаемости и смерти, миграция, фертильность и количество жителей в каждой возрастной группе. Пока коэффициент рождаемости выше коэффициента смертности, население будет увеличиваться со скоростью, зависящей от положительной разницы между этими величинами. Среднегодовая величина изменения населения отдельной области, города или страны в целом определяется по соотношению (новорожденные+иммигранты) - (умершие+эммигранты). Численность населения Земли или отдельной страны может выравняться или стабилизироваться только после того, как суммарный коэффициент фертилъности - среднее число детей, рожденных женщиной за ее репродуктивный период, - будет равен или ниже среднего уровня простого воспроизводства, равного 2,1 ребенка на женщину. При достижении уровня простого воспроизводства требуется некоторое время для стабилизации роста населения. Продолжительность этого периода зависит в первую очередь от количества женщин, которые находятся в репродуктивном возрасте (15-44 года), и от числа девочек моложе 15 лет, вступающих вскоре в свой репродуктивный период.

Промежуток времени, в течение которого рост населения мира или отдельной страны стабилизируется, после того как средний коэффициент фертильности достигнет или упадет ниже уровня простого воспроизводства, зависит также от возрастной структуры населения - процентного соотношения женщин и мужчин в каждой возрастной категории. Чем больше женщин в репродуктивном (15-44 лет) и в дорепродуктивном (до 15 лет) возрасте, тем длиннее период, который потребуется жителям, чтобы достичь нулевого прироста населения (НПН). Основные изменения в возрастной структуре населения, происходящие вследствие высокой или низкой фертильности, имеют демографические, социальные и экономические последствия, которые длятся в течение жизни целого поколения или даже больше.

Нынешние темпы роста населения не могут сохраняться долго. Специалисты утверждают, что уже к концу XX в.общая численность людей превышает допустимую в несколько раз. Естественно, это определяется не по биологическим потребностям человека в пище и т. д., а по качеству жизни, достойному конца XX в., и удельному давлению на среду, возникающему при стремлении к обеспечению данного качества существования. Существует мнение, что ко второй половине XXI в. население Земли стабилизируется на уровне 10 млрд человек. Этот прогноз основывается на предположении, что рождаемость в развивающихся странах снизится. Практически во всем мире признается необходимость регулирования рождаемости. В большинстве развивающихся стран существуют правительственные программы по контролю за рождаемостью. Проблема заключается в том, что рождаемость снижается параллельно с ростом уровня благосостояния, а при современном быстром темпе роста населения благосостояние можно поднять только при очень высоких темпах экономического развития. Нагрузка на окружающую среду в данной ситуации может превысить допустимый уровень. Снижение рождаемости - единственный приемлемый способ вырваться из этого порочного круга.

Устойчивое развитие в глобальной системе «Общество-природа». Конференция ООН по окружающей среде и развитию, проходившая в 1992 г. в Рио-де-Жанейро, приняла для всех стран нашей планеты на XXI в. концепцию устойчивого развития как руководство к действию.

Устойчивое развитие -это обеспечение потребностей настоящего времени без ущерба основополагающим параметрам биосферы и не ставящим под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои потребности (рис.20.3).

Рис. 20.3. Спираль устойчивого развития

В глобальной системе «общество - природа» устойчивое развитие означает соблюдение динамического равновесия в социоэкосистемах разного уровня. Компонентами социоэкосистем является общество (социальные системы) и природная среда (эко- и геосистемы).

При ограниченных ресурсных возможностях нашей планеты для непрерывного развития социоэкосистем необходимо поддержание со стороны общества и развития природной средой.

Рациональное управление природными ресурсами. Ограниченность ресурсов Земли является на рубеже XXI в. одной из наиболее актуальных проблем человеческой цивилизации. В связи с этим одним из важнейших условий современности можно считать решение задач по рациональному управлению природными ресурсами. Их выполнение требует не только обширных и глубоких знаний закономерностей и механизмов функционирования экологических систем, но и целенаправленного формирования нравственного фундамента общества, осознания людьми единства с природой, необходимости перестройки системы общественного производства и потребления.

Для сознательного и квалифицированного управления экономикой и природопользованием необходимо:

Определить цели управления;

Разработать программу их достижения;

Создать механизмы реализации поставленных задач.

Стратегия развития промышленности, энергетики и борьба с загрязнениями. Главным, стратегическим направлением развития промышленности является переход на новые вещества, технологии, которые позволяют уменьшить выбросы загрязнений. Используется общее правило, что предотвратить загрязнение легче, чем ликвидировать его последствия. В промышленности для этого применяются системы очистки сточных вод, оборотное водоснабжение, газоулавливающие установки, на выхлопных трубах автомобилей устанавливаются специальные фильтры. Переход на новые, более «чистые» источники энергии также способствует уменьшению загрязнения природной среды. Так, сжигание на ГРЭС или ТЭЦ природного газа вместо угля позволяет резко снизить выбросы диоксида серы.

Для всех стран мира крупнейшими, практически неиссякаемыми вечными и возобновимыми источниками энергии являются солнце, ветер, текущие воды, биомасса и внутреннее тепло Земли или геотермальная энергия (рис. 20.4).

Рис. 20.4. Возобновляемые энергоресурсы (по Б. Небелу, 1993)

Технологии использования солнечной энергии быстро развиваются. Фотоэлектрогенераторы уже находят широкое применение, а стоимость производимого ими киловатт-часа энергии в середине 80-х годов по сравнению с 1973 годом сократилась в 50 раз. Ожидается дальнейшее сокращение того же порядка к концу XX в. благодаря применению более эффективных полупроводников и других технологических новшеств. Термоэлектрические генераторы производят более дешевую энергию, и их использование открывает перспективу получения большого количества энергии в аридных районах и ее экспорта в страны с умеренным климатом. Солнечные водонагреватели установлены в 90% всех домов на Кипре, в Израиле 65% горячей воды, используемой в быту, поступает из простых активных гелиосистем. Около 12% домов в Японии и 37% в Австралии также используют такие системы.

Концентрация солнечной энергии для производства высокотемпературного тепла и электричества может быть осуществлена в системах, где громадные управляемые компьютерами зеркала фокусируют солнечный свет на центральный коллектор тепла, обычно расположенный наверху высокой башни. Эта сконцентрированная солнечная энергия позволяет получить сравнительно высокие температуры, необходимые для индустриальных процессов или для производства пара под высоким давлением для вращения турбин и выработки электричества.

Прямое преобразование солнечной энергии в электричество может быть осуществлено при помощи фотоэлементных ячеек, обычно называемых солнечными батареями. В середине 90-х гг. XX в. солнечные батареи снабжали электроэнергией около 15 тыс. домов в разных странах мира.

В некоторых регионах, обладающих особыми условиями, энергия ветра является неограниченным источником энергии. Ветроэнергетические системы, как правило, имеют относительно высокий коэффицент полезного действия, не выделяют углекислый газ или другие загрязнители воздуха, при эксплуатации не требуют воды для охлаждения. В Дании и других странах европейского Севера ветряные двигатели дают не менее 12% электроэнергии. Ветроэнергетические установки не нуждаются в воде, что делает их особенно актуальными в аридных и семиаридных районах.

С XVII в. кинетическая энергия падающей и текущей воды рек и ручьев используется для выработки электричества на небольших и крупных гидроэлектростанциях. Электричество, вырабатываемое силой падающей воды, является скрытой формой солнечной энергии, благодаря которой происходит гидрологический цикл. В 90-х гг. XX в. на долю гидроэнергии приходился 21% вырабатываемого в мире электричества и 6% всей энергии. Страны и районы, расположенные в горах и на высокогорных плато, имеют наибольший гидроэнергетический потенциал.

В гидроэнергетике получают распространение бесплотинные ГЭС, не наносящие ущерба земельным и водным ресурсам.

Энергия приливов у побережий морей и океанов может использоваться для выработки электричества путем создания плотины, отсекающей залив от морей. Если разница между полной и малой водой достаточно велика, кинетическая энергия этих ежедневных приливных течений, обусловленных приливообразующими силами Луны, может быть использована для вращения турбин, размещенных в плотине и вырабатывающих электричество. Использование энергии приливов для производства электричества имеет целый ряд преимуществ. Прилив как источник энергии практически бесплатен, а коэффициент полезного действия достаточно высок. Не происходит выбросов в атмосферу углекислого газа, загрязнение воздуха и нарушения почвы незначительны.

На Земле есть около 15 мест, где амплитуда приливов и отливов достигает такой величины, что позволяет строить плотины для выработки электроэнергии.

Океаническая вода аккумулирует огромное количество солнечного тепла. Заслуживает внимания практическое использование большой разницы температур холодных глубинных и теплых поверхностных вод тропических океанов для выработки электроэнергии. Разность температур между поверхностью и глубиной в 600 м там, где проходит теплый Гольфстрим, может достигать 22°С. Принцип работы ОТЕС (океаническая тепловая энергия) сводится к попеременному использованию слоев воды с разной температурой для кипячения и конденсации рабочей жидкости. В промежутках ее пары при высоком давлении вращают турбину.

Солнечные пруды - сравнительно дешевый способ улавливать и запасать солнечную энергию. Искусственный водоем частично заполняется рассолом (очень соленой водой), сверху которого находится пресная вода. Солнечные лучи без помех проходят через пресную воду, но поглощаются рассолом, превращаясь при этом в тепло. Горячий раствор соли может циркулировать по трубам, отапливая помещения или использоваться для выработки электричества. Им нагревают жидкости с низкой точкой кипения, которые, испаряясь, приводят в движение турбогенераторы низкого давления. В связи с тем что солнечный пруд представляет собой высокоэффективный теплоаккумулятор, с его помощью можно получать энергию непрерывно.

Перспективным является использование тепла земных недр или геотермальной энергии. В недрах Земли в результате распада природных радиоактивных веществ идет постоянное высвобождение энергии. Внутренняя часть планеты представляет собой расплавленную горную породу, которая время от времени вырывается наружу в виде вулканических извержений. Это огромное тепло поднимается к поверхности Земли в форме воды и пара с температурой до 300°С. Ресурсы разогретых эндогенным теплом горных пород в 20 раз превышают запасы горючих ископаемых. Геотермальная энергия практически неисчерпаема и вечна, может быть использована для выработки электроэнергии и для обогрева домов, учреждений и промышленных предприятий.

В связи с сокращением запасов нефти и природного газа о водороде (Н 2) нередко говорят как о «топливе будущего». Водород легко воспламеняющийся газ, который можно использовать в быту вместо природного, слегка изменив распределительные сети и горелки. Водород может служить и горючим для автомобилей с небольшой модификацией карбюратора. Водород может сжигаться в реакциях с кислородом на электростанции, в специально спроектированном автомобильном двигателе или в топливных элементах, которые преобразуют химическую энергию в постоянный ток. Топливные элементы, работающие на смеси водорода и воздуха, имеют коэффициент полезного действия 60-80%. С экологической точки зрения, использование водорода в качестве топлива значительно чище и безопаснее для окружающей среды, так как единственный побочный продукт горения здесь вода: 2Н + О 2 -> 2Н 2 О + Кинетическая энергия. Проблема использования водорода как топлива заключается в том, что он практически в свободном виде не встречается на Земле. Весь он уже окислился до воды. Однако он может быть получен химическим путем из таких природных ресурсов, как уголь и природный газ, за счет использования тепла, электричества и, возможно, солнечной энергии для разложения пресной и морской воды и т. д.

Все большую роль приобретает энергетическое использование биомассы - органического растительного вещества, производимого солнечной энергией в процессе фотосинтеза. Некоторые из этих растительных веществ могут сжигаться как твердое топливо (древесина и древесные отходы, сельскохозяйственные отходы и городской мусор и др.) или преобразовываться в более удобное газообразное (смесь 60% метана и 40% углекислого газа) или жидкое (метиловый или этиловый спирт) биотопливо. В конце 80 - начале 90-х гг. XX в. на биомассу, главным образом в виде дров и навоза, использовавшуюся для отопления жилищ и приготовления пищи, приходилось около 15% энергии, вырабатываемой в мире.

В целом же следует отметить, что человечество не может и не должно зависеть от одного невозобновимого источника энергетических ресурсов, такого, как нефть, уголь, природный газ или ядерное топливо. Напротив, мир и Россия должны больше рассчитывать на повышение энергоэффективности и комплексное использование вечных и возобновимых источников энергии.

Рациональное использование минеральных ресурсов. Из-за несовершенства технологии добычи и переработки минеральных ресурсов наблюдается разрушение биоценозов, загрязнение окружающей среды, нарушение климата и биогеохимических циклов. К рациональным подходам к извлечению и переработке природных минеральных ресурсов относятся:

Максимально полное и комплексное извлечение из месторождения всех полезных компонентов;

Рекультивация (восстановление) земель после использования месторождений;

Экономное и безотходное использование сырья в производстве;

Глубокая очистка и технологическое использование отходов производства;

Вторичное использование материалов после выхода изделий из употребления;

Использование технологий, позволяющих проводить концентрацию и извлечение рассеянных минеральных веществ;

Использование природных и искусственных заменителей дефицитных минеральных соединений;

Разработка и широкое внедрение замкнутых циклов производства;

Применение энергосберегающих технологий и т. д. Некоторые из современных производств и технологий отвечают многим из этих требований, но вместе с тем нередко они еще не стали нормой производственной сферы и природопользования в мировом масштабе. Например, отходы производства представляют собой неиспользованное вещество, на создание котрого затрачен определенный труд. Отсюда выгоднее использовать отходы в качестве исходного сырья для других целей, чем их просто разлагать (рис. 20.5).

Рис. 20.5. Взаимосвязь производств

Полное использование отходов возможно путем создания замкнутых технологических процессов, объединения мелких предприятий в крупные производственные комплексы, где отходы одних могут служить сырьем для других. В этом случае значительно овышается эффективность использования природных ресурсов, но и до минимума сводится химическое загрязнение природной среды.

Создание новых технологий должно сочетаться с грамотной экологической экспертизой всех, особенно широкомасштабных проектов в промышленности, строительстве, транспорте, сельском хозяйстве и других видах деятельности человека. Проводимая специальными независимыми органами, такая экспертиза позволит избежать многих просчетов и непредсказуемых последствий реализации этих проектов для биосферы.

Стратегия развития сельского хозяйства. В конце XX в.объем мировой сельскохозяйственной продукции рос быстрее, чем население. Однако этот рост сопровождается, как известно, существенными издержками: сведением лесов для расширения посевных площадей, засолением и эрозией почв, загрязнением среды удобрениями, пестицидами и т. д.

В дальнейшем развитии сельского хозяйства стратегическим направлением является повышение урожайности, позволяющей обеспечить растущее население продовольствием без увеличения посевных площадей. Повышение урожайности сельскохозяйственных культур может быть достигнуто за счет расширения орошения. Большое значение, особенно при недостатке водных ресурсов, должно придаваться капельному орошению, при котором вода рационально используется путем непосредственной ее подачи к корневой системе растений. Другой путь - выведение и возделывание новых сортов сельскохозяйственных культур. Возделывание новых сортов, например зерновых культур, более продуктивных и устойчивых к болезням, дало в последние десятилетия XX в. основной прирост сельскохозяйственной продукции. Этот успех селекционеров был назван «зеленой революцией».

Урожайность повышается при чередовании возделываемых культур (севооборотах) применительно к зональным условиям, а нередко и при переходе от монокультуры к смешанным посевам, например, совместному выращиванию зерновых культур с бобовыми, особенно на кормовые цели.

Для получения максимального урожая и длительного поддержания плодородия почвы технология внесения удобрений также сложна и требует определенной экологической культуры. Оптимальное соотношение между минеральными и органическими удобрениями, их нормы, сроки, способы и место внесения, использование полива и рыхление почвы, учет погодных условий - это неполный перечень факторов, которые влияют на эффективность применения удобрений.

Повышение нормы, неправильные сроки или способы внесения, например азотных удобрений, приводят к накоплению их в почве, а в растениях, соответственно, нитратов, вредных в избыточных количествах для человека. Поверхностное и чрезмерное внесение удобрений приводит к частичному их смыву в реки, озера, отравлению воды, гибели животных и растений. Многочисленные примеры нерационального обращения с удобрениями свидетельствуют о необходимости тщательного и серьезного выполнения всех работ в этой отрасли сельского хозяйства.

Вероятно, в XXI в. сельское хозяйство современного типа сохранится. В его развитии нынешние тенденции позволяют надеяться, что растущее население Земли будет обеспечено продовольствием.

Сохранение природных сообществ. Основа благосостояния человечества в будущем - сохранение природного разнообразия. Устойчивость в функционировании биосферы обеспечивает разнообразие природных сообществ.

Животные в сообществах характеризуются определенной продуктивностью, производимой в единицу времени новой биомассой. Человек при использовании изымает часть биомассы в виде урожая, представляющего собой ту или иную долю биопродукции. Снижение продукции может происходить из-за наличия внутривидовой или межвидовой конкуренции, воздействия неблагоприятных условий внешней среды и других факторов. Разница между ней и урожаем может значительно сократиться и даже стать отрицательной. В последнем случае изъятие будет превышать естественный прирост биомассы того или иного вида животных, популяций.

Разумное использование биологических ресурсов состоит:

В поддержании продуктивности популяции на максимально высоком уровне;

Сборе урожая, величина которого максимально близка к производимой популяцией продукции.

Данное регулирование предполагает глубокое знание экологии эксплуатируемого вида, популяции, выработку и соблюдение норм и правил использования.

В материальном производстве человек использует в настоящее время незначительный процент видов. Несомненно, в будущем могут быть использованы полезные свойства большего числа видов при условии, если они к тому времени сохранятся. Сохранение природных сообществ важно не только для материального благополучия, но и для полноценного существования человека.

В настоящее время ясно, что для сохранения видового разнообразия необходимы: полная охрана ландшафтов как комплексов экосистем; частичная охрана природных объектов при возможно полном сохранении целостности или облика ландшафта; создание и поддержание оптимального антропогенного ландшафта (рис. 20.6).

Две первые формы охраны ландшафта связаны с заповедными территориями-заповедниками и национальными парками.

Заповедники - высшая форма охраны природных ландшафтов. Участки суши и водных пространств, изъятые в установленном порядке из какого бы то ни было хозяйственного использования и надлежащим образом охраняемые. В заповедниках подлежат охране все присущие его территории или акватории природные тела и взаимосвязи между ними. Охраняется природно-территориальный комплекс в целом, ландшафт со всеми его компонентами.

Рис. 20.6. Схема взаимосвязей целей создания особо охраняемых территорий (по Н. Ф. Реймерсу, 1990):

Р. - ресурсоохранные территории; 3. - заповедно-эталонные охраняемые территории; Рц. - часть средообразующих и ресурсоохранных территорий, выделенная для целей рекреации (дополняется урбанистскими рекреациями и территориями отдыха в культурных ландшафтах); П.-И. - часть средооб-разующих и ресурсоохранных территорий, выделенная в познавательно-информационных целях; С. - средообразующие охраняемые природные и природно-антропогенные территории; Об. - объекто-защитные охраняемые природные и природно-антропогенные территории; Г. - участки специального сохранения генофонда (коллекции сортов культурных растений), в том числе совмещающие цели обучения и пропаганды (экологические и ботанические сады и т. п.)

Основное назначение заповедников - служить эталонами природы, быть местом познания хода естественных, не нарушенных человеком процессов, свойственных ландшафтам определенного географического региона. В 90-х гг. XX в. в России насчитывалось 75 заповедников, в том числе 16 биосферных, общей площадью 19970,9 тыс. га. Был открыт международный российско-финляндский заповедник «Дружба-2», проводилась работа по созданию новых международных заповедников в пограничных районах: российско-норвежский, российско-монгольский, российско-китайско-монгольский.

Национальные парки - это участки территории (акватории), выделенные для сохранения природы в эстетических, оздоровительных, научных, культурных и просветительских целях. В большинстве стран мира национальные парки являются основной формой охраны ландшафтов. Национальные природные парки в России стали создаваться в 80-е гг., а в середине 90-х гг. в XX в. их насчитывалось около 20, общей площадью более 4 млн. га. В большинстве своем их территории представлены лесами и водными объектами.

Заказники. В России кроме «абсолютной» охраны территории (ландшафта) широко распространен неполный режим охраны в заказниках. Заказники - это участки территории или акватории, на которых в течение ряда лет или постоянно в определенные сезоны или круглогодично охраняются отдельные виды животных, растений или часть природного комплекса. Хозяйственное использование остальных природных ресурсов разрешается в такой форме, которая не наносит ущерба охраняемому объекту или комплексу.

Заказники разнообразны по своим целям. Они создаются для восстановления или увеличения численности охотничье-промысловых животных (охотничьи заказники), создания благоприятной обстановки для птиц во время гнездования, линьки, миграций и зимовок (орнитологические), охраны мест нереста рыб, нагула молоди или мест их зимних скоплений, сохранения особо ценных лесных рощ, отдельных участков ландшафта, имеющих большое эстетическое, культурное или историческое значение (ландшафтные заказники).

Общее количество заказников в 90-х гг. XX в. в России составляло 1519, из них федерального значения - 71, местного 1448. Они занимали 3% территории страны.

Памятники природы - это отдельные невосполнимые природные объекты, имеющие научное, историческое и культурно-эстетическое значение, например пещеры, гейзеры, палеонтологические объекты, отдельные вековые деревья и т. д.

В России имеется 29 памятников природы федерального значения, которые занимают площадь 15,5 тыс. га и расположены большей частью на европейской территории. Число памятников природы местного значения насчитывает несколько тысяч.

В Курганской области в 90-х гг. XX в. 91 природный объект имел статус государственного памятника природы, из них 41

Ботанические. Назовем некоторые: в Белозерском районе

- сосновый лес, с вековыми деревьями в Тебенякском лесничестве; в Звериноголовском районе - Абугинский бор, фрагмент типчаково-разнотравной степи у с. Украинец, сосна обыкновенная 200-летнего возраста у санатория «Сосновая роща»; в Катайском районе - Троицкий бор у г. Катайска, Белокрыльниковое болото у с. Ушаковское, посадки дуба черешчатого, урочище Черемуховый наволок; в Кетовском районе -участок березняка с лесными полянами по левому берегу р. Утяк по охране лекарственных растений у с. Митино, Просветский дендрарий у пос. Старый Просвет; в Петуховском районе - сосновые леса с примесью липы на полуостровах оз. Медвежье в Петуховском и Новоильинском лесничествах; в Целинном районе - пойменный луг с популяцией рябчика шахматовидного у д. Подуровка; в Шадринском районе - сосновый бор у с. Мыльниково, Носиловская дача; в Шатровском районе - бор-брусничник у с. Мостовка, участок леса с елью сибирской естественного происхождения у д. Бединка, Дворецкий сад, у д. Дворцы, посадки сосны сибирской в урочище Орловское; в Шумихинском районе - сосновая роща на острове оз. Медвежье, остатки сада приусадебного типа у с. Птичье; в Щучанском районе - участок старовозрастного соснового леса Советского лесничества; сосновый лес в пойме р. Чесноковка; в Юргамышском районе - приозерные сосновые леса у оз. Тишково, смешанные леса у д. Красноборье.

В Каргапольском, Куртамышском, Лебяжьевском, Макушинском, Мокроусовском, Шадринском и Шумихинском районах в охраняемые объекты (памятники) включена темнокорая береза.

Курортные и лечебно-оздоровительные зоны. На территории России курортные и лечебно-оздоровительные зоны распределены неравномерно (табл. 20.1). В 1992 г., например, только профсоюзам принадлежали 455 здравниц на 213100 мест, где отдыхали и восстанавливали здоровье 2,6 млн человек.

Таблица 20.1

Курортные и лечебно-оздоровительные зоны

Примечание: Б - бальнеологический, К - климатологический, Г - грязелечебный.

В охранных зонах природных объектов - заповедников и национальных парков, заказников, природных парков и сани-тарно-курортных зон, зон массового отдыха населения, охраняемых ландшафтах и отдельных природных объектах должны выполняться действующие нормативы (табл. 20.2).

Таблица 20.2

Нормативы охранных зон природных объектов

Примечание. Первое число показывает минимальное удаление промышленных предприятий от охраняемых объектов (размещение с наветренной стороны вниз по течению рек), второе число - необходимую ширину зоны при неблагоприятном размещении предприятий (вверх по течению рек, с подветренной стороны и т. д.).

Охрана антропогенных ландшафтов. Человек в результате своей хозяйственной деятельности преобразовал огромные территории. Он создал совершенно новые ландшафты: поля, сады, парки, водохранилища, каналы, железные дороги, шоссе, поселки, города. В какой-то мере испытали на себе влияние человека все или почти все ландшафты Земли, но в данном случае мы говорим о ландшафтах качественно новых, в значительной мере созданных человеком, ландшафтах, которые человек в своей деятельности использует постоянно.

Безусловно, антропогенный ландшафт должен быть наиболее рационален, а по отношению к агроценозам - наиболее продуктивен. Одновременно он должен иметь оптимальные условия среды для здоровья человека и отвечать запросам эстетики.

Города и поселения человека - наиболее резко выраженный антропогенный ландшафт, быстро разрастающийся с каждым годом, требующий особой заботы в отношении охраны окружающей среды, и в первую очередь воды и атмосферного воздуха, о чем речь шла ранее.

Большое значение в санитарно-гигиеническом и эстетическом отношениях имеет озеленение городов и населенных пунктов. При проектировании новых районов городов, поселков и парков озеленение должно включаться как обязательный раздел.

Деревья в городах способствуют очищению воздуха от пыли и аэрозолей, повышают его влажность, снижают температуру в жаркое время года, выделяют фитонциды, убивающие бактерии, поглощают городской шум.

Для оздоровления и в эстетических целях важное значение имеют посадки древесно-кустарниковой растительности вдоль железных и шоссейных дорог и других транспортных магистралей.

Для агроценозов крайне важно создание не только оптимальных норм лесистости в виде посадок деревьев и кустарников по балкам, обочинам дорог, берегам прудов и на других неудобных землях, но и специальных лесных полос (рис. 20.7), лесопарков, садов и т. п.

Подобные посадки создают благоприятные условия и для основной формы землепользования.

Специальной охране подлежат берега всех водоемов, в том числе и малых рек, где необходима охрана существующей древесно-кустарниковой растительности, восстановление бывшей и посадка новой. Необходимо строгое соблюдение законов, запрещающих промышленное и жилищное строительство непосредственно на берегах водоемов.

Береговые зоны морских и озерных побережий имеют исключительно оздоровительное значение. Использование песка и гальки побережий как строительного материала влечет за собой не только исчезновение пляжа как места лечения и отдыха, но и разрушение берегов. По этой причине запрещается изъятие, например, галечно-песочных материалов с пляжей Черноморского побережья Краснодарского края. Все формы природно-заповедного фонда, защитные леса и антропогенные ландшафты должны планироваться в единую систему с тем, чтобы она обеспечивала экологическое равновесие биосферы.

Рис. 20.7. Размещение полезащитных лесных полос

В целом же при решении экологических проблем должны предусматриваться следующие виды деятельности:

Местный (локальный) и глобальный экологический мониторинг, т. е. изменение и контроль состояния важнейших характеристик окружающей среды, концентрации вредных веществ в атмосфере, воде,почве;

Восстановление и охрана лесов от пожаров, вредителей и болезней;

Дальнейшее расширение и увеличение заповедных зон, эталонных экосистем, уникальных природных комплексов;

Охрана и разведение редких видов растений и животных;

Международное сотрудничество в деле охраны среды;

Широкое просвещение и экологическое образование населения.

Сейчас человечество стоит перед выбором: либо «сотрудничать» с природой, учитывая естественные круговороты, либо - наносить вред. Будущее человечества на нашей планете, как и самой планеты, зависит от того, что мы сегодня выберем.

Экологический кризис

На сегодняшний день воздействие человека на окружающую среду привело к экологическому кризису на всей планете. На этой странице рассматриваются важнейшие проблемы, перед которыми мы стоим, и указывается ряд мер, исправляющих положение.

Эрозия почв . Эрозия почв возникает, когда плодородный поверхностный слой разрушают дожди и ветры. Способы решения проблемы:

Посадки лесов (кустарников и деревьев): деревья и кустарники встают на пути ветров, а их корни связывают почву.

Экологически чистое земледелие: органические удобрения лучше задерживают воду, препятствуя высыханию и выветриванию почвы.

Уничтожение тропических лесов . Решение:

Реформы права собственности на в странах, где растут , чтобы спасти их от гибели.

Контроль за скотоводством и заготовкой древесины в тропических лесах с помощью сокращения потребности богатых стран в мясе и древесине.

Эффективные методы использования лесных ресурсов, учитывающие естественные природные круговороты и т. д., например производство натурального каучука.

Малые поля: чем меньше размеры поля, тем меньшей эрозии подвергается земля на нем.

Кислотные дожди и прочие загрязнения . Решение:

Установка фильтров на электростанциях и транспорте.

Применение других, нехимических удобрений.

Прекращение загрязнения окружающей среды промышлен­ными выбросами и отходами.

Наступление пустынь . Это происходит там, где бедные, засушливые земли из-за их активного использования превращаются в пустыню. Решения:

Уменьшение зависимости слаборазвитых стран от производства экспортных культур: их выращивание на лучших землях вынуждает крестьян переселяться на худшие, вскоре превращающиеся в .

Применение эффективных методов орошения.

Активные посадки лесонасаждений.

Разрушение природной среды обитания . Решение:

Создание новых, более крупных заповедников и природных парков в городах и сельских районах.

Более строгий международный контроль и меры по охране природной среды обитания; запрещение охоты на диких животных и торговли ими.

Разрушение озонового слоя. Защитному озоновому слою в атмосфере угрожает разрушение. Единственный выход:

Полное и скорейшее запрещение производства хлорфторуглеродов.

Парниковый эффект . Решение:

Использование возобновляемых источников энергии.

Запрет на уничтожение влажных тропических лесов, которые выполняют роль фильтров, поглощающих углекислый газ из воздуха и использующих его в процессе фотосинтеза.

Снижение потребления энергии и образования отходов.

Неэффективное расходование природных ресурсов . Пути решения:

Переработка и утилизация отходов.

Длительное пользование вещами и одеждой, их ремонт и починка вместо того, чтобы просто выбрасывать.

Создание программ для перехода на более рациональный и экономный образ жизни.

Практические меры

Все меры, предложенные выше, желательно осуществить на мировом уровне. Для этого необходимо более тесное международное сотрудничество, особенно между богатыми и бедными странами. Вся беда, однако, что политики обычно заботятся о выгоде для своих стран, не думая о будущем всего мира. Многие полагают, что даже эти меры явно недостаточны и что человечество должно в корне изменить свой образ жизни. Защитники окружающей среды объединяют свои усилия в защиту окружающей среды. В наши дни в мире действует немало благотворительных организаций, которые успешно помогают беднейшим жителям планеты. Они конкретно помогают общинам решать стоящие перед ними проблемы, не нарушая местных традиций и образа жизни. Они применяют экологически чистые механизмы, например ветряные электрогенераторы в Африке. Подсолнух - один из символов движения «зеленых». Он символизирует возрождение природы (в странах, уделяющих достойное внимание проблемам ). Экологические проблемы важны для всего мира, но мы можем внести в их решение и свой вклад. Даже небольшие изменения образа жизни каждого из нас будут означать, что положение и целом начало улучшаться. В этой книге рассказано, с чего начать. Если же вы захотите узнать об этом поподробнее, обратитесь в организации по защите окружающей среды.

Одна из важнейших проблем, стоящих перед мировым сообществом, - защита окружающей природной среды и сохранение устойчивого развития человеческой цивилизации. Катастрофически быстрое увеличение численности населения Земли, неуклонный рост его материальных и духовных потребностей, расширение областей использования природных ресурсов, внедрение новых и новейших технологий, увеличение производства в энергетике, промышленности, сельском хозяйстве, строительстве, на транспорте происходят с глубоким преобразованием природных ландшафтов. Такие преобразования ведут к возникновению новых, ранее неизвестных биосфере искусственных ландшафтов. Современный научно-технический прогресс и расширение межгосударственных хозяйственных связей привели к резко возросшей нагрузке на окружающую среду и усилили противоречия во взаимодействии между средой и человеческим обществом.

Глобальный масштаб использования природных ресурсов и развития трудовых процессов, обусловливающий накопление материальных благ в обществе, носит широкоаспектный и многовариантный характер. Этот масштаб можно свести в экологическом смысле к четырем основным направлениям:

формирование региональных и глобальных природно-техногенных экосистем;

возникновение локальных, региональных и глобальных экологических катастроф;

резкое сокращение и исчерпание ресурсов природного сырья; возникновение экологического иммунодефицита планеты в результате глобального антропогенного пресса на природную среду, торможение и подавление естественных механизмов саморегулирования биосферы.

С момента возникновения человеческой цивилизации происходит непрерывное взаимодействие человека с природной средой. С ростом численности населения Земли усиливается экологический пресс на природу. Это вызвано многократно увеличивающейся технической вооруженностью, использованием огромных энергетических возможностей созданных человеком производств и целых систем, широчайшим спектром технологических факторов, которые в своей совокупности со всех сторон воздействуют на земные оболочки - , гидросферу, литосферу и биосферу. Типичные черты современного развития цивилизации, прямо или косвенно воздействующие на геосферы и усиливающие скорость протекания природных процессов, приводят к весьма существенному видоизменению природной среды.

Антропогенный фактор изменения природных объектов и геосфер необходимо учитывать при их общей характеристике. Поэтому при геоэкологической характеристике отдельных геосфер большое значение придается антропогенным воздействиям. В учебном пособии раскрываются весьма сложные взаимодействия между геосферами Земли на разных иерархических уровнях - от планетарного до локального, на которые неуклонно увеличивается антропогенное давление. Важно учитывать не только эти межгеосферные связи, но и воздействия современной человеческой цивилизации на их отдельные компоненты. Обобщенные результаты могут быть получены лишь на междисциплинарном направлении, которое объединила геоэкологию и экологическую геологию.

Вопросами экологии с учетом важности экологической проблематики и высокой степени воздействия человеческой деятельности на широкий спектр природных процессов занимаются специалисты практически всех профессий - от геологов, географов, биологов, физиков, химиков до инженеров, технологов, юристов, социологов, политиков и т. д. В зависимости от отдельных геосфер, объектов исследования и отраслей производства выделяют отдельные дисциплины экологии, которые преподают в технических и гуманитарных высших учебных заведениях. Кроме собственно экологии, имеющей четко выраженную биологическую направленность, а таковой являются молекулярная, видовая и системная экологии, известны экологическое почвоведение, геоэкология, экологическая геология, экологическая геофизика, промышленная или инженерная экология, радиационная экология, космическая экология, экология специальных объектов, социальная экология, экологическое право и т. д.

Генная инженерия

Одна из важнейших проблем, стоящих перед человечеством, - контроль за генной инженерией. Ученные, работающие в этой области науки, используют (или их части), чтобы изменить существующие формы жизни или создать новые. Они часто экспериментируют с генами - живых клеток, которые содержат генетический код определяющий основные особенности организма. Изменяя информацию, хранящуюся в генах организма, ученые могут целенаправленно изменять особенности и свойства будущих поколений этого вида. Генетические опыты показывают, что генная инженерия - это и перспективное направление науки, и серьезная угроза. Например, ученые-генетики создали особые микроорганизмы, убивающие гусениц-вредителей, но некоторые специалисты считают, что это может серьезно нарушить природное равновесие. Поэтому все эксперименты в области генетики необходимо строго контролировать.

Антарктида - пробный камень

Антарктида - континент, почти незатронутый деятельность человека. Однако многие высокоразвитые страны в наше время активно интересуются Антарктидой, так как в ее недрах находятся громадные запасы и других полезных ископаемых. Менее развитые страны тоже хотели бы получить свою долю этих ресурсов. Освоение Антарктиды - пробный камень нашей способности сотрудничать друг с другом в интересах будущих поколений. По площади Антарктида больше США и Мексики, вместе взятых. Антарктида - всемирный заповедник и открыта для всех научных исследований; ей не угрожает экологическая катастрофа. Любые загрязнения нанесут непоправимый ущерб ее хрупкой экосистеме. Низкие температуры замедляют впитывание нефти в почву.

Холизм - новый взгляд на природу

Научиться с уважением относиться к природе очень важно. И не только потому, что она удовлетворяет основные наши потребности (в пище, и воздухе), но и потому, что у нее есть полное право существовать и развиваться по своим собственным законам. Когда мы поймем, что каждый из нас - тоже составная часть мира природы, и не будем отделять себя от нее, тогда мы сполна осознаем всю важность охраны всех до единой форм жизни, из которых и состоит природа. Холизм (от английского слова «хоол» - целое) рассматривает природу как единое целое, сплошную переплетающуюся сеть жизни, а не механическое соединение ее разрозненных частей. И если мы разорвем отдельные нити в этой сети, это рано или поздно приведет к гибели всей сети. Иначе говоря, уничтожая растения и животных, мы уничтожаем самих себя.

Впервые термин «экология» был введен в оборот немецким биологом Эгеккелем (1834-1919) в 1866 г. под которым понималась наука о взаимоотношении живых организмов с окружающей средой. В настоящее время этот термин приобрел новое значение и отражает по существу идеи социальной экологии - науки, изучающей проблемы взаимодействия общества и окружающей .

В настоящее время перед современным человечеством стоят две основные опасности - опасность того, что оно уничтожим себя в огне ядерной войны, и опасность экологической катастрофы, которая сегодня стала реальностью. Подтверждением тому является авария на Чернобыльской , отрицательные последствия которой будут сказываться на будущих поколениях людей. Уже сейчас рождаются дети с серьезными изъянами и патологическими изменениями, увеличивается количество людей с онкологическими заболеваниями и заболеваниями щитовидной железы. Ухудшение экологической ситуации связано с тем обстоятельством, что человечество ежегодно извлекает из недр Земли свыше 100. млрд. тонн различных минеральных ресурсов. Преобладающая их часть - от 70 до 90% - превращается в разного рода отходы производства, загрязняющие окружающую среду, что приводит к гибели растительного и животного мира.

Одной из серьезных проблем сегодня является сокращение имеющихся запасов полезных ископаемых, а также увеличение в перспективе численности населения нашей планеты. Согласно специалистам ООН, в XXI веке темпы роста мирового народонаселения несколько замедлятся, но абсолютный прирост будет продолжаться, и население мира составит к 2005 году - 6 млрд. человек, к 2050 году - 10 млрд. человек, а к 2100 году - 14 млрд. чел. Этого количества населения будет достаточно для того, чтобы уничтожить все экосистемы планеты.

Нынешнюю экологическую ситуацию можно охарактеризовать как критическую. Она приобрела глобальный характер и решение ее возможно только посредством совместных усилий правительств всех цивилизованных стран мира.

Важной мерой на пути решения современных экологических проблем является экологизация производства:
- развитие безотходных технологий на основе замкнутых циклов;
- комплексная переработка сырья;
- использование вторичных ресурсов;
- поиск новых источников энергии;
- широкое внедрение биотехнологий;
- обязательная экологическая экспертиза новых производственных проектов;
- развитие экологически обоснованных форм ведения сельского хозяйства при постоянном отказе от пестицидов и др.

Важным направлением улучшения современной экологической ситуации является также разумное самоограничение в расходовании ресурсов, особенно энергетических источников, имеющих для жизни важнейшее значение.

Еще одной мерой решения экологической проблемы является формирование в обществе экологического сознания. Экологическое и должны быть поставлены на государственный уровень, а применительно к вузовскому образованию стать важнейшим элементом подготовки специалистов любого профиля.

Глобальные экологические проблемы и пути их решения.

Сегодня экологическую ситуацию в мире можно охарактеризовать как близкую к критической.

Среди глобальных экологических проблем можно отметить следующие:

• уничтожены и продолжают уничтожаться тысячи видов растений и животных;в значительной мере истреблен лесной покров;
• стремительно сокращается имеющийся запас полезных ископаемых;
• мировой океан не только истощается в результате уничтожения живых организмов, но и перестает быть регулятором природных процессов;
• атмосфера во многих местах загрязнена до предельно допустимых размеров, а чистый воздух становится дефицитом;
• частично нарушен озоновый слой, защищающий от губительного для всего живого космического излучения;
• загрязнение поверхности и обезображивание природных ландшафтов: на Земле невозможно обнаружить ни одного квадратного метра поверхности, где бы не находилось искусственно созданных человеком элементов.

Cтало совершенно очевидной пагубность потребительского отношения человека к природе лишь как к объекту получения определенных богатств и благ. Для человечества становится жизненно необходимым изменение самой философии отношения к природе.

Какие же необходимы меры для решения глобальных экологических проблем!

Прежде всего следует перейти от потребительско-технократического подхода к природе к поиску гармонии с нею. Для этого, в частности, необходим целый ряд целенаправленных мер по экологизации производства: природосберегающие технологии, обязательная экологическая экспертиза новых проектов, создание безотходных технологий замкнутого цикла.

Сейчас идут разговоры об изменении климата. Является ли это следствием деятельности человека или нет, как оно подействует на человека? На этот вопрос сейчас нет однозначного ответа.

Также существует проблематика экологической угрозы, попытки оценить экономически и внеэкономически стоимость природных ресурсов. Возьмем, например, лес. Ясно, сколько стоит древесина, ягоды, пушнина в отдельности. Но также ясно, что лес не сводится к этим ресурсам, он еще очищает воздух, запасает углерод и т.д.

Возникает вопрос, как это оценить? Это огромная проблема во всем мире. В нашем современном рыночном мире то, что не имеет стоимости, не включается в систему цивилизации, в какие-либо программы охраны.

Можно ли выделить основную проблему геоэкологии, такую, от которой зависят ответы на частные вопросы?

Ее можно сформулировать так: является ли цивилизация составной частью системы биосферы или самостоятельной системой - биосферопользователем?

В первом случае есть механизмы, регулирующие развитие цивилизации, направленные от биосферы к цивилизации, то есть цивилизация включена в систему биосферных процессов, во втором случае таких механизмов нет и цивилизация "сидит" на биосфере как спрут.

От ответа на этот вопрос зависят стратегии выживания человечества. Понятно, что человек - потребитель ресурсов (сам он ресурсом не является, разве что для комаров). Потребителей (называемых в экологии консументами первого порядка, консументами второго порядка) очень много, однако они никогда не смогут «съесть» свою экосистему, потому что существуют механизмы регуляции их численности. Это проиллюстрировано на следующем рисунке:

На верхнем графике показаны колебания численности рыси и зайца по данным о закупках шкур этих зверей компанией Гудзонова залива. Это классическая схема колебания численности зверей при наличии механизмов их регуляции. Рысь никогда не сможет съесть всех зайцев, так как существуют механизм регуляции. В более упрощенной схеме (справа вверху) колебания выравниваются и численность колеблется около среднего значения.

Совершенно по-другому ведет себя система, если нет регулирующих связей (нижний график). Есть какая-то питательная среда, туда «высевается» жертва, после в пробирку запускают хищника, который съедает жертву и затем сам погибает от голода.

Какая из этих схем соответствует отношениям цивилизации и биосферы?

Существуют два подхода к разрешению этого вопроса.

Первый подход, которого, к сожалению, до последнего придерживалось большинство ученых, представляет человека как биосферопользователя. Этот подход представлен в ставших классическими работах супругов Даниелы и Денниса Медоузов и Й.Рандерса, выполненных под эгидой Римского клуба (организация, созданная 100 крупнейшими промышленниками, они дают заказы ученым, которые пишут книги на заказанные темы). Это работы «Пределы роста» (1972 г.) и «За пределами роста» (1992 г.). На схеме из этой книги человек представлен системой, стоящей на потоке, переводящей энергию высокого уровня и ресурсы в отходы.

Человек здесь представлен как система, стоящая на потоке, превращающая энергию высокого уровня (солнечную энергию, нефть) и ресурсы (древесину, полезные ископаемые) в энергию низкого уровня, словом, ресурсы в отходы.

Смысл работы в том, что источники ресурсов и стоки имеют свои пределы. Человечество близко подошло к этим пределам, и из-за экспоненциального роста скоро эти пределы перейдет. Выход за эти пределы грозит катастрофой, разрушением биосферы, а вместе с этим и разрушением человечества в целом. Так, как это было представлено с моделью хищника и жертвы в пробирке.

Какие существуют ограничения по использованию ресурсов? Из 3.2 млрд. га максимально возможных зеленых ресурсов (то есть если мы сведем все леса) мы используем 1.5. Использовали уже почти половину доступных водных ресурсов, треть лесных и т.д. Согласно этим расчетам, 10% стоков уже заполнено.

На основе таких рассуждений была сделана модель МИР-3, которая описывает стандартный сценарий развития человечества. Сверху показана схема стандартного сценария будущего модель разработана до 2100 г.), если ничего не будет предпринято в ближайшее будущее. Видно, что после истощения ресурсов, численность населения многократно упадет.

Если вложить в эту модель удвоенные значения пределов, то есть если у нас в 2 раза больше ресурсов, чем мы сейчас думаем, и если у нас будут сверхмощные, безотходные технологии переработки, картина принципиально не изменится, только сдвинется на 20-30 лет.

Сверху показана схема оптимистического сценария. Если в 1995 г принята программа стабилизации населения (1 семья - 2 ребенка), внедрены безотходные и ресурсосберагающие технологии, удвоенные значения пределов. Все это приводит к тому, что в 2005 г. ситуация стабилизируется. Но так как ничего не сделано, Медоузы разработали модель, когда меры приняты в 2015 г. Тогда ситуация несколько ухудшается, а затем стабилизируется. И чем позже приняты меры, тем больше "оптимистический" сценарий приближается к стандартному.

Что же предлагается в социально-экономическом отношении:

• Скорейшее прекращение роста населения (к 2015 г.: 1 семья - 2 ребенка, эффективность контроля -100%).
• Стабилизация промышленного производства на уровне 350$ на человека в год (это примерно Южная Корея или в два раза больше, чем Бразилия в 1990 г.).
• Внедрение «безотходных» и ресурсосберегающих технологий (снижение ресурсопользования и загрязнения до уровня 1975 г.).

В отношении ресурсопользования:

• Темпы потребления возобновимых ресурсов не должны превышать темпов их регенерации.
• Темпы потребления невозобновимых ресурсов не должны превышать темпов их замены на возобновимые (очень сложно выполнить в практическом смысле, т.е. наращивать добычу нефти так, чтобы вкладывать в лесоразведение, чтобы количество энергии в новых лесах было таким же, как в использованной нефти)
• Темпы выбросов загрязняющих веществ не должны превышать темпов их природной «переработки» (очистки).

Требования очень жесткие. Но они мягкие по сравнению с другой теорией.

Вторая теория, называемая «теорией золотого миллиарда» принадлежит физику В.Г. Горшкову, разработана в 1990-1995 гг. Она говорит о следующем:

1. Биосфера представляет собой систему, работающую по принципу Ле Шателье (компенсация внешних воздействий внутренними механизмами).
2. Действие этих механизмов устойчивости обеспечивается «невозмущенной биотой», т.е. ненарушенными природными экосистемами.
3. Разрушение природных экосистем приводит к потере устойчивости биосферы, ее разрушению и последующей гибели цивилизации
4. Современная цивилизация уже превысила пределы возмущения биоты, что привело к нарушению принципа Ле Шателье (биосфера, теряющая управляемость - об этом говорит изменение климата, нарушение/размыкание круговоротов, загрязнение среды и др.).

Устойчивость суши, по его мнению, была нарушена в середине XVIII века, до начала ХХ века устойчивость биосферы поддерживалась за счет океана, после чего она была нарушена глобально. Принцип, заложенный в основу работы, совершенно другой, если у Медоузов были рассмотрены ресурсы, то здесь рассмотрена термодинамическая модель биосферы.

Пределы нарушения биоты: площадь нарушенных экосистем не должна превышать 20% от площади суши, а сейчас нарушено уже 60%, доля антропогенного потребления продукции биосферы не должна превышать 1%, а сейчас она составляет 10%. То есть здесь тоже есть пределы, но совсем другие.

В социально-экономическом отношении предлагается сокращение численности населения за несколько десятилетий в 10 раз до 0,5 - 1 млрд. человек..

В отношении ресурсопользования предлагается:

1. Фактический отказ от использования невозобновимых ресурсов: уменьшение их эксплуатации в сотни раз.
2. Прекращение роста энергопотребления (в первую очередь ГЭС и АЭС).
3. Сокращение вырубки лесов как минимум в 10 раз.
4. Прекращение экспансии на еще неосвоенные земли и сокращение уже используемых в 3 раза.

Как это сделать - неизвестно, в том числе и автору теории, понятно, что демографическими методами это сделать не удастся (если только мерами физического воздействия)

Что общего в этих двух классических работах? Очень жесткие требования к численности населения и ресурсопользованию. Причем если эти требования не будут выполнены в ближайшие десятилетия, нам грозит катастрофа.

Этот подход очень безрадостен. Допустим, эта модель верна. Но мы реально не готовы не только сократить население, но даже и прекратить его рост (как показывает опыт Китая). Переход только на возобновимые ресурсы - также невозможен, это другая цивилизация. Допустим, мы согласимся принять меры, а окажется, что модели неверны.

То есть в любом случае, будем ли мы принимать эти требования или нет, согласно этим моделям наша цивилизация или погибнет или радикально поменяется.

Второй подход гласит, что цивилизация - часть биосферы. Основу заложили работы Вернадского, Тьер де Шардена и др. Их теория ноосферы говорит о том, что появится некий центр, который может управлять биосферой с помощью разума. Этот подход представлен на следующей схеме.

Рассмотрим с этих позиций взаимоотношения человека с ресурсами и с природой. Начнем с типов ресурсов?

Ресурсы существуют возобновимые и невозобновимые. Мы можем выделить 4 типа:

1. природно-возобновимые ресурсы (воздух, вода, растительная и животная биомасса):

• они восстанавливаются после использования до исходного состояния посредством природных механизмов
• производительность природных механизмов восстановления имеет свой предел (река может переработать определенное количество отходов в год, а если больше - то начнется загрязнение)
• человек может вложить средства в интенсификацию возобновления

2. антропогенно-возобовимые ресурсы (металлы, сера, соли, фосфаты, строительные материалы и т.д.):

• восстановления осуществляется только самим обществом за счет имеющихся у него средств
• в принципе могут быть восстановлены после использования до исходного состояния, но природные механизмы для этого отсутствуют

3. невозобновимые ресурсы ( энергоресурсы углеводородные - нефть, газ, уголь, неуглеводородные - уран, а также алмазы-брильянты т.д.). Они в принципе не могут быть восстановлены после использования до исходного состояния.

4. условно неисчерпаемые ресурсы (солнечная и гравитационная энергии):

• поступают из-за границ биосферы
• за счет них функционируют природные механизмы восстановления ресурсов

Соотношение между этими группами представлено на рисунке. Видно, что возобновимых ресурсов большинство, они могут вовлекаться в круговороты «ресурс - отход - ресурс» посредством природных и антропогенных механизмов.