Реферат/курсовая возобновляемые ресурсы и окружающая среда
Реферат
на тему:
Возобновляемые
ресурсы и окружающая среда
по дисциплине:
“Экология&quo ;
Содержание:
1. Введение………………стр.
3
2. Свободный
кислород………….стр.
4
2. Ресурсы пресной
воды………..стр.
6
3. Ресурсы почв…………стр.
12
4. Биологические
ресурсы………….стр.
19
5. Заключение……………….стр.
27
Введение:
«Законам
физике подчиняются все уровни бытия»,
– втолковывали нам наши учителя по физике,
а потом приводили пример из жизни нас
(людей) и объясняли его то первым законом
термодинамики, то какой-нибудь теоремой
из теории сплошных сред, то ещё чем-нибудь.
И сонные студенты в аудитории радостно
смеялись. «Ничто не берётся из ниоткуда
и не исчезает в никуда», – гласит закон
сохранения материи и энергии. Нам нужна
еде и вода, чтобы поддерживать постоянство
внутренних сред организма, нам нужна
одежда, чтобы не нарушался температурный
баланс тела, нам нужна бумага для лекционных
тетрадей, чтобы было откуда списывать
на экзамене. Но нам надо это всё откуда-то
взять. Нам нужны расходные материалы.
Нам нужны ресурсы.
Ресурсы
– это все, что организм потребляет:
вещества, из которых состоят тела,
энергия, вовлекаемая в процессы жизнедеятельности,
места, где протекают те или иные фазы
жизненных циклов. Представление о ресурсах
– одно из важнейших в экологии. Важнейшим
ресурсом роста и развития растений является
солнечное излучение. Столь же необходимый
ресурс – вода. Из остальных питательных
ресурсов для фотосинтезируюших растений
достаточно углекислого газа и минеральных
солей. Для большинства животных и растений
необходимым ресурсом является кислород.
Зеленые
растения представляют собой сгустки
пищевых ресурсов для травоядных животных,
а те, в свою очередь, для хищников. Тела
всех живых существ – пищевой ресурс для
паразитов, а после гибели – для сапрофитов
(детритофагов, редуцентов).
Представление
о ресурсах помогает в прояснении
представлений о механизмах конкуренции
между организмами. Среди ресурсов следует
различать незаменимые (например, азот
и калий для растений) и взаимозаменяемые
(например, пшеница и ячмень в рационе
цыпленка, а зебра и газель – в рационе
льва).
Межвидовая
конкуренция за ресурсы играет важную
роль в формировании состава сообщества
и его видового разнообразия.
Все,
что потребляют различные виды производства,
которые существуют в человеческом
обществе, – это тоже ресурсы. Сюда относятся:
воздух, вода, биомасса, почва, разнообразные
виды минерального сырья, трудоспособное
население (человеческие ресурсы), энергия
и информация.
Природные
ресурсы – это те средства существования
людей, которые не созданы их трудом,
но находятся в природе.
Существует
несколько классификаций природных
ресурсов. Одна из них – по назначению.
По
назначению ресурсы делятся на четыре
группы:
-Пищевые
-Энергетические
-Сырьевые
-Экологические
Наиболее
интересна классификация ресурсов
по исчерпаемости. По исчерпаемости
ресурсы делятся на исчерпаемые
и неисчерпаемые.
К
неисчерпаемым ресурсам относятся
три группы ресурсов:
-Космические
-Климатические
-Водные
Космические
ресурсы – это солнечное излучение,
энергия приливов и отливов и
т.д.
Климатические
ресурсы – это атмосферный
воздух, энергия ветра, атмосферные
осадки и т.д.
Водные
ресурсы – это все запасы воды
на Земле.
Исчерпаемые
ресурсы делятся на невозобновляемые,
относительно возобновляемыемые, и возобновяемые.
Невозобновляемые
ресурсы – это ресурсы, скорость расходования
которых на много порядков больше скорости
возобновления (например, полезные ископаемые).
Относительно
возобновляемые ресурсы – это ресурсы,
скорость расходования которых на один-два
порядка выше скорости возобновления.
Возобновимые(Возобно имые)
ресурсы – это ресурсы, скорость возобновления
которых близка к скорости расходования.
Возобновимые ресурсы заслуживают особого
внимания. Весь механизм их возобновления
является, в сущности, проявлением
функционирования геосистем за счёт поглощения
лучистой энергии солнца. Возобновимые
ресурсы следует рассматривать как ресурсы
будущего: в отличии от невозобновимых,
они при рациональном использовании
не обречены на полное исчезновения, и
их воспроизводство до известной степени
поддаётся регулированию (например, с
помощью мелиорации лесов можно увеличить
их продуктивность и выход древесины).
Надо заметить, что антропогенное вмешательство
в биологический круговорот сильно подрывает
естественный процесс возобновления биологических
ресурсов.
Итак,
существуют следующие виды возобновляемых
ресурсов:
-свободный
кислород
-ресурсы
пресной воды
-биологические
ресурсы
-ресурсы
почв
В
данной работе рассмотрены вышеперечисленные
виды возобновляемых ресурсов, также влияние
на них человека и рассмотрены меры, которые
предпринимаются или следует предпринять
для их сохранения.
Свободный
кислород.
Запасы
кислорода в биосфере очень велики,
примерно 50% ее массы. В ней он самый распространенный
элемент. Основное количество связанного
кислорода приходится на гидросферу и
литосферу. В песке его около 53%, глине
– 56%, воде – 89%. Свободный кислород содержится
в атмосфере в количестве 1 200 000 млрд т,
что составляет лишь 0,01% его общего количества.
Историческая
геохимия кислорода. Согласно геологическим
данным, в Архее (свыше 2,5 млрд. лет
назад) свободного кислорода в атмосфере
отсутствовал или содержался в ничтожном
количестве. Об этом свидетельствует отсутствие
кислорода в атмосферах других планет
солнечной системы. Фотодиссоциация и
другие физико-химические процессы приводили
лишь к появлению незначительного количества
кислорода, который быстро расходовался
на реакции окисления. Биосфера этой эпохи
существенно – в ней не было реакций окисления
свободным кислородом, а следовательно,
столь характерных для современной земной
поверхности красны, бурых желтых почв,
илов, осадочных пород. Кислородные барьеры
отсутствовали, окислительно-восстано ительные
условия были недифференцированными.
На земной поверхности, вероятно, преобладала
глеевая среда, менее восстановительная,
чем в современную эпоху.
Появление
зеленых растений знаменовало новый качественный
этап в истории Земли как планеты. Появился
свободный кислород в атмосфере и гидросфере.
Главную его массу в то время, вероятно,
накопили водоросли океана, т. к. в Докембрии,
а возможно еще в нижнем Палеозое (до середины
Девона), представляла собой примитивную
пустыню с редкими растениями. Появление
свободного кислорода оказало огромное
влияние на зону гипергенеза материков
– из восстановительной она стала окислительной.
Материки в то время были сплошной зоной
окисления, поскольку аккумуляция органического
вещества и восстановительные барьеры
отсутствовали. Таким образом, развитие
жизни привело еще в Докембрии к смене
восстановительной зоны гипергенезе окислительной,
т. е. кислородом.
В
Девоне возникли лесные ландшафты, началось
углеобразование, и в понижениях суши
формировались участки с дефицитом кислорода,
с резковосстановительно средой. На повышенных
элементах рельефа в почвах и корах выветривания
продолжала господствовать окислительная
среда. Тогда, около 350 млн. лет назад, начался
продолжающийся до сих пор окислительно-восстано ительный
этап гипергенеза с развитием в ландшафтах
резкоокислительных и резковосстановительны
условий. Трахаться в жопу. В ландшафтах
возникли кислородные барьеры и связанные
с ними концентрации Fe, Mn, Co, S и других элементов.
При
сжигании топлива ежегодно расходуются
миллиарды тонн атмосферного кислорода.
В некоторых промышленно развитых
странах его сжигается больше,
чем вырабатывается в результате
фотосинтеза. Таким образом, в ноосфере
изменяется круговорот кислорода, в будущем
возможно уменьшение его содержания в
атмосфере, последствия чего необходимо
учитывать.
Свободный
кислород возобновляется в основном в
процессе фотосинтеза растений; в естественных
условиях баланс кислорода поддерживается
его расходом на процессы дыхания, гниения,
образование карбонатов. Уже сейчас человечество
использует около 10% (а по некоторым
подсчётам – даже больше) приходной части
кислородного баланса в атмосфере. Правда,
практически убыль атмосферного кислорода
пока не ощущается даже точными приборами.
Но при условии ежегодного 5 – процентного
роста потребления кислорода на промышленно
энергетические нужды его содержание
в атмосфере уменьшится, на 2/3, то есть
станет критическим для жизни людей
через 180 лет, а при ежегодном росте на
10% – уже через 100 лет.
Таким
образом, становится понятно, что свободный
кислород в атмосфере надо беречь.
Во-первых, требуется разрабатывать и
внедрять новые технологии производства
с меньшим расходом этого необходимого
для дыхания не газа. Во-вторых, нужно поддерживать
и защищать зелёные насаждения, которые,
как было сказано выше, выделяют свободный
кислород в результате фотосинтеза.
Ресурсы
пресной воды.
Общие запасы воды
на Земле по данным многих источников
несколько разнятся, но близки к 1,5хЮ9
км3, ее распределение в гидросфере
показа* но на рис. 6.1 (тыс. куб. км).
Эти запасы распределены
крайне неравномерно как по месту
нахождения, так и по их солености
(составу). Соленые воды составляют
около 94% всех запасов и подразделяются
на:
— солоноватые
(1—25 г/л соли);
— морской
солености (25—50 г/л);
— рассолы
(свыше 50 г/л).
Площадь
соленых вод (морей, океанов) — чуть
более 70% поверхности Земли. Пресные
же воды (менее 1 г/л соли) составляют
чуть меньше 6% запасов или, в абсолютном
выражении, 90 млн. км3. Но вся беда
в том, что из пресных вод лишь около 3%
— легкодоступные запасы типа рек, озер
и водохранилищ, остальное — ледники,
подземные воды. Таким образом, мы можем
использовать лишь около 2,5 млн. км3
воды. Это очень немного! А ведь часть этой
воды загрязнена и непригодна к употреблению.
Все воды
составляют гидросферу, постоянно обновляющуюся
и существующую в постоянном обмене.
Считается, что для полной смены
воды в атмосфере необходимо до 9—10
суток, в реках — 12—20 суток, морях 2,5—3
тыс. лет, океанах 30— 40 тыс. лет. Эти данные
свидетельствуют об особой опасности
загрязнения водоемов: загрязнение устойчиво
сохраняется длительное время.
В круговорот
воды ежегодно вовлекается около 0,7—0,8
млн. км3 воды. Но больший интерес
представляет речной сток, который для
всей Земли дает лишь 40 тыс. км3 воды
в год. Из этих запасов примерно девятая
часть — 4,4 тыс. км3, в границах бывшего
СССР (больше лишь в Бразилии). Но в европейской
части страны лишь 20% запасов, а живет 70%
населения. Самые полноводные реки страны
расположены в Сибири — Лена, Енисей. Годовой
сток рек европейской части составляет:
Волга 243±50 км3, Дон 29,5±20км3.
Воды
не везде достаточно. Считается, что
если общий расход воды в год на
1 человека меньше 200—300 м3, то «удельная
водность» низка. Каковы же свойства воды?
Вода — продукт полного окисления водорода
кислородом. Одиночные молекулы находятся
в состоянии пара, а в жидком и твердом
виде они ассоциируются в n молекул и потому
условная формула записывается так: Н2О-n.Физические
свойства воды отличают ее от всех тел,
они аномальны:
1. Максимальная
плотность воды ?=1000 кг/ м3
достигается при 4 °С.
2. При
замерзании вода расширяется, а не сжимается,
как все другие вещества, и рльда
< рводы (сосуд с водой при ее замерзании
может лопнуть).
3. Удельная
теплоемкость воды чрезвычайно велика
по сравнению с другими естественными
веществами (кроме водорода и аммиака).
Эти свойства
воды обеспечивают
жизнь в водоемах.
Если бы лед был тяжелее воды, то водоем
всегда полностью промерзал бы, и жизнь
в нем стала невозможной. Большая теплоемкость
также уменьшает колебания температуры
воды и позволяет управлять погодой, отдавая
накопленное тепло при похолодании и аккумулируя
его при потеплении. Там, где воды мало,
суточные и годовые колебания температуры
всегда велики.
Вода
не только обеспечивает жизнь, она —
сама жизнь. Человек на 60—65% состоит
из воды, а его мозг — на 82—85%!
Недаром В. Вернадский считал, что
«жизнь — это особая коллоидная
система, особое царство природных вод».
Пре?сная
вода? — противоположность морской
воды, охватывает ту часть доступной
воды земли, в которой соли содержатся
в минимальных количествах.
Вода,
солёность которой не превышает
0,1 %, даже в форме пара или льда
называется пресной. Ледяные массивы
в полярных регионах и ледники содержат
в себе наибольшую часть пресной воды
земли. Помимо этого, пресная вода существует
в реках, ручьях, пресных озёрах, а также
в облаках. Доля пресной воды в общем количестве
воды на земле составляет 3 %.
Более
90 % запасов пресной воды содержится во
льдах Антарктиды.
За
последние 100 лет (с 1900 по 2000 гг.) население
земного шара выросло в три
раза, в то время как потребление
пресной воды на коммунальные нужды
увеличилось в 13 раз. Общее потребление
пресной воды, составлявшее в 1900 году
примерно 400 кубокилометров в год, возросло
до 3500 кубокилометров, то есть почти в
9 раз. При этом расходы на орошение почти
в два с половиной раза превышают промышленное
и коммунальное использование воды, а
использование воды промышленностью в
три раза превосходит ее расход в коммунальном
хозяйстве. За последние двадцать лет
потребление пресной воды в мире возросло
на 1000 кубокилометров в год. Это уже привело
к сложностям водоснабжения в ряде регионов
Земли. Достаточно сказать что начиная
с середины 90-х годов река Хуанхе (Китай)
260 дней в году не впадает в Желтое море,
а разбирается на орошение. Аналогичные
трудности с водоснабжением наблюдаются
в Индии, Пакистане, в Северной Африке
и других странах Средиземноморья, на
Аравийском полуострове, Мексике и ряде
стран Центральной, Южной и Северной Америки,
в частности в США, Австралии и т.д. В ближайшие
20 лет следует ожидать увеличения потребности
в пресной воде не менее чем на 1000 кубокилометров
в год на сельскохозяйственные, промышленные
и коммунальные нужды, учитывая современные
тенденции роста населения и мирового
хозяйства.
По
данным Всемирной организации здравоохранения
более двух миллиардов человек в
мире страдают сегодня от нехватки
питьевой воды.
В большинстве
случаев загрязнение пресных вод остаётся
невидимым, поскольку загрязнители растворены
в воде. Но есть и исключения: пенящиеся
моющие средства, а также плавающие на
поверхности нефтепродукты и неочищенные
стоки. Есть несколько природных загрязнителей.
Находящийся в земле алюминий попадает
в систему пресных водоёмов в результате
химических реакций. Паводки вымывают
из почвы лугов магний, что наносит огромный
ущерб рыбным запасам. Однако объём естественных
загрязняющих веществ – ничто по сравнению
с производимыми человеком.
Фермеры
используют различные химикаты, попадающие
в конечном итоге в пресную
воду: гербициды, инсектициды, акарициды,
фунгициды и дезинфицирующий
раствор для овец, содержащие в
целом 450 активных ингредиентов – биоцидов.
В землю вносятся стимулирующие
рост растений фосфаты и нитраты, а силосные
бурты, свиноводческие фермы и птицефермы
являются источником большого количества
ядовитых стоков. Помимо дезинфицирующих
средств пресную воду заражают и применяемые
в сельском хозяйстве фармацевтические
препараты – антибиотики, гормоны и ингибиторы
роста. Гормонные препараты попадают в
воду и через канализацию вместе с бытовыми
стоками.
Для
дезинфицирования питьевой воды используются
химические реагенты, следы которых
остаются в воде. Считающийся канцерогенным
тригалометан – побочный продукт хлорирования
воды. В 1988 году в прессе широко освещалось
применение сульфата алюминия при очистке
воды: тогда несколько тонн этого вещества
были сброшены в систему водоснабжения
одного английского городка и вызвали
массовое заболевание среди местных жителей.
Наиболее
опасными загрязнителями промышленного
происхождения являются тяжёлые
металлы: кадмий, свинец и цинк. Другой
серьёзный источник загрязнения
пресных вод – кислотные дожди, вызываемые
транспортно-промыш енными выбросами.
Загрязнители
попадают в пресную воду различными
путями, но всегда при участии человека:
в результате несчастных случаев, намеренных
сбросов отходов, проливов и утечек.
Крупнейший
потенциальный источник загрязнения
– фермерские хозяйства, занимающие в Англии
и Уэльсе почти 80% земель. Часть покрывающего
почву необработанного навоза животных
проникает в источники пресной воды.
Кроме
того, фермеры Англии и Уэльса ежегодно
вносят в почву 2,5 млн. т азота, фосфора
и калия, и часть этих удобрений
попадает в пресную воду. Некоторые из
них – стойкие органические соединения,
проникающие в пищевые цепи и вызывающие
экологические проблемы. Сегодня в Великобритании
свёртывают производство хлорорганических
соединений, выпускаемых в больших количествах
в 1950-е гг.
Всё
большую угрозу для пресноводных
водоёмов представляют стоки, сбрасываемые
рыбоводческими хозяйствами, ввиду
широкого применения ими фармацевтических
средств борьбы с болезнями рыб.
Лесные
хозяйства и открытый дренаж – источники
большого количества веществ, попадающих
в пресную воду, в первую очередь железа,
алюминия и кадмия. С ростом деревьев кислотность
лесной почвы увеличивается, и проливные
дожди образуют очень кислые стоки, губительные
для живой природы.
Попав
в реку, навозная жижа может стать
причиной серьёзной экологической катастрофы,
так как её концентрация в 100 раз больше,
чем у сточных вод, обработанных на очистных
сооружениях.
Атмосферное
загрязнение пресной воды особенно
пагубно. Есть два вида таких загрязнителей:
грубодисперсные (зола, сажа, пыль и капельки
жидкости) и газы (сернистый газ и закись
азота). Все они – продукты промышленной
или с/х деятельности. Когда в дождевой
капле эти газы соединяются с водой, образуются
концентрированные кислоты – серная и
азотная.
Твёрдые
и жидкие загрязняющие вещества попадают
из почвы в источники водоснабжения
в результате т. н. выщелачивания. Небольшие
количества сваленных на землю отходов
растворяются дождём и попадают в
грунтовые воды, а затем в местные
ручьи и реки. Жидкие отходы быстрее
проникают в источники пресной воды. Растворы
для опрыскивания сельскохозяйственных
культур либо теряют свою активность при
контакте с почвой, либо попадают в местные
реки, либо выщелачиваются в земле и проникают
в грунтовые воды. До 80% таких растворов
тратятся впустую, так как попадают не
на объект опрыскивания, а в почву.
Время,
требуемое для проникновения
загрязнитёлей (нитратов или фосфатов)
из почвы в грунтовые воды, точно
неизвестно, но во многих случаях этот
процесс может длиться десятки
тысяч лет. Загрязняющие вещества, поступающие
в окружающую среду от промышленных предприятий,
называют промышленными стоками и выбросами.
Определение
уровня загрязнения
На
загрязнение могут указывать
такие признаки, как мёртвая рыба,
но есть и более сложные методы его
обнаружения. Загрязнение пресной воды
измеряется в показателях биохимической
потребности в кислороде (БПК) – т. е. сколько
кислорода поглощает загрязнитель из
воды. Этот показатель позволяет оценить
степень кислородного голодания водных
организмов.
В
то время как норма БПК для
рек Европы равна 5 мг/л, в неочищенных
бытовых стоках этот показатель достигает
350 мг/л. Большой вред наносит молоко
при сливе его избыточного
количества, так как вызываемое им
загрязнение в 400 раз больше, чем
от бытовых стоков.
Воздействие
на живую природу
К
самым явным признакам загрязнения
пресных водоёмов относится цветение
воды (бурное развитие фитопланктона).
Этот процесс наблюдается, когда
вода обогащается смесью органических
соединений, выщелоченных из окружающей
почвы. Такое обогащение (эвтрофикацию)
в большей степени вызывают фосфаты, чем
нитраты.
Cложившаяся
в последние 20 лет ситуация вызывает тревогу,
так как значительная часть из 500 водоёмов
Англии покрылась зеленью и стала токсичной
ввиду их загрязнения. Пресная вода превращается
в рассадник потенциально опасных видов
бактерий, простейших и грибов. Такие бактерии,
как сальмонелла и листерия, а также простейшие
– например, криптоспоридия – не менее опасны
для здоровья человека, чем холера в Европе
в XIX веке.
Водоросли
на поверхности воды действуют как
густой лесной полог, не пропуская солнечный
свет. Это губительно сказывается
на производящих кислород водорослях,
от которых зависит жизнь водных
беспозвоночных и позвоночных. К
тому же определённые виды сине-зелёных
водорослей выделяют ядовитые вещества,
поражающие рыб и другие водные организмы.
В результате многие виды отдыха на воде
в летние месяцы запрещены в связи с разрастанием
и токсичностью водорослей. Причиной цветения
последних в озёрах и водоёмах может также
быть вырубка лесов и удобрение лесной
почвы – в обоих случаях в воду попадают
питательные вещества.
Кислотные
дожди вызвали ряд крупных
экологических катастроф в Канаде,
США и Северо-Западной Европе. Вода
в 16000 из 85 000 озёр Швеции окислилась, а
в 5000 из них полностью исчезла рыба. Начиная
с 1976 г., в воду 4000 озёр добавляют известь
для нейтрализации кислоты и восстановления
химического баланса. К этим же мерам прибегают
Шотландия и Норвегия, где по аналогичной
причине рыбные запасы сократились на
40%. На востоке США ежегодный ущерб в связи
с потерей форели, вызванной окислением
водоёмов спортивного рыболовства, составляет
1 млрд. долларов. Однако за известкование
озёр расплачиваются прибрежные сообщества.
Так, избыток кальция привёл к гибели 90%
растущего поблизости торфяного мха, кукушкиного
льна и ягеля. Значительная часть кислотных
дождей приходит в Скандинавию с запада,
где промышленность Англии производит
около 3,7 млн. т сернистого газа в год.
Как
правило, загрязнение водоёмов приводит
к гибели живой природы, в первую очередь
рыб. Но возможна быстрая повторная колонизация
и восстановление популяций, особенно
с помощью человека. Некоторые беспозвоночные
переселяются на поражённые участки из
находящихся выше по течению мест; другие
перелетают сюда за считанные часы. Одни
организмы (такие как речные блюдечки,
чьи жабры забиваются илом) чувствительны
к нарушению экологического баланса, а
другим видам (включая подёнок) нипочём
довольно высокие уровни загрязнения.
Трубчатые черви поглощают бактерии и
личинок разных видов звонцов, а пиявки
(среди них Helobdella stagnalis) легко переносят
эвтрофикацию и низкое содержание кислорода.
Свинец
встречается в пресной воде в
растворённом виде. Один из источников
свинцового загрязнения – рыболовные грузила,
которые постоянно выбрасывают при запутывании
лески. От свинца сильно страдают лебеди,
проглатывающие грузила вместе с водорослями.
Он остаётся в желудке птиц, постепенно
растворяясь и вызывая их смерть. «Сломанная
шея» (когда мышцы не могут держать длинную
шею птицы, и в результате она медленно
умирает от голода) является признаком
свинцового отравления. Другой тяжёлый
металл, кадмий, проникает в пресноводную
среду, поражает рыб, а через них попадает
в организм человека.
Законы
– действенное средство предотвращения
загрязнения, но добиться их соблюдения
трудно. Поэтому новая международная инициатива
– «платит сторона, виновная в загрязнении»
– идеальна по сути, но редко даёт плоды.
Всемирная организация здравоохранения
(ВОЗ) опубликовала рекомендации по допустимым
уровням загрязнения. Например, содержание
кадмия в воде не должно превышать 3/1000
мг/л.
Англия,
вероятно, первой в мире приняла
закон о загрязнении рек, поскольку
ещё в 1197 г. король Ричард 1 подписал
первую хартию о Темзе. Сегодня Европейское
Сообщество издаст директивы о качестве
воды, но правительства европейских стран
не спешат выполнять эти требования. Так,
в 1992 г. 9 из 12 стран – членов ЕС превысили
уровень содержания нитратов в своих водоёмах.
По новому законодательству от всех членов
ЕС требовалось к 2002 г. создать специальные
очистные станции для обработки воды для
городского и промышленного потребления,
чтобы предотвратить загрязнение рек.
В большинстве стран эта работа выполнена.
Естественно
возникает вопрос, каким образом
может быть решена проблема источников
пресной воды для значительной части населения
Земли. Наземные источники в перечисленных
выше регионах практически исчерпаны
и можно лишь говорить о подземных водах
и опреснении. Как показывает практика
использования подземных вод в Средней
Азии, Алжире, Мексике и т.д. этот ресурс
исчерпывается достаточно быстро, кроме
того, как правило, добываемые воды оказываются
солоноватыми и требуют опреснения.
Объем
опресненной воды в мире постоянно
растет. За последние 20 лет он увеличился
в 8 раз и в настоящее время достиг 16 кубокилометров
в год. Однако, опреснение воды, как солоноватой
так и морской, требует значительных
расходов энергии, что естественно приводит
к загрязнению атмосферы парниковыми
газами и другими отходами энергетических
установок, а также к проблеме утилизации
солевых концентратов, простое поступление
которых в окружающую среду приводит к
ухудшению экологической ситуации. В лучших
современных установках на получение
80-100 кубометров пресной воды из морской
уходит не менее 1 т условного топлива.
Поэтому по самым скромным подсчетам,
чтобы увеличить годовое потребление
воды на 1000 кубокилометров в год за счет
опреснения потребуется использовать
по крайней мере 10 млрд тонн условного
топлива, то есть удвоить современное
потребление энергии, что недопустимо
с точки зрения воздействия на климат.
Отметим,
что вода для собственно питьевого
потребления занимает в перечисленном
выше списке очень незначительную долю,
составляющую примерно 0,001%. К ней
предъявляются значительно более
высокие требования и соответственно
она должна рассматриваться отдельно.
Питьева?я
вода? — это вода, которая предназначена
для потребления людьми.
Хотя
многие источники пресной воды пригодны
для питья людьми, они могут
служить распространению болезней
или вызывать долгосрочные проблемы со
здоровьем, если они не отвечают определённым
стандартам качества воды. Вода, которая
не вредна для человека, называется безопасной
водой или незагрязнённой водой.
Существуют
основные показатели качества питьевой
воды. Их условно можно разделить на группы:
1)
Органолептические показатели (запах,
привкус, цветность, мутность)
2)
Токсикологические показатели (алюминий,
свинец, мышьяк, фенолы, пестициды)
3)
Показатели, влияющие на органолептические
свойства воды (рН, жесткость общая,
нефтепродукты, железо, марганец, нитраты,
кальций, магний, окисляемость перманганатная,
сульфиды)
4)
Химические вещества, образующиеся
при обработке воды (хлор остаточный
свободный, хлороформ, серебро)
5)
Микробиологические показатели (термотолерантные
колиформы или Е.соli, ОМЧ).
Пресная
вода на Земле ежегодно возобновляется
в виде атмосферных осадков, объём которых
равен 520 тыс. км3. Однако практически
при водохозяйственных расчётах и прогнозах
следует исходить лишь из той части осадков,
которая стекает по земной поверхности,
образуя водотоки. Это составит 37 – 38 тыс.
км3. В настоящее время на хозяйственно
– бытовые нужды отвлекается в мире 3,6
тыс. км3 стока, но фактически используется
больше, так как сюда надо добавить
ещё ту часть стока, которая расходуется
на разбавление загрязнённых
вод; в сумме это составит 8,2 тыс. км3, то
есть более 1/5 мирового речного стока.
Ресурсы
почв.
Под
земельными ресурсами понимают земли,
систематически используемые или пригодные
к использованию для конкретных хозяйственных
целей. Особую важность для человека представляет
земная поверхность литосферы.
Литосфера
— это твердая оболочка Земли
(глубиной около 200 км), под которой
находятся мантия и ядро.
Возраст
Земли — около 4,5 млрд. лет. Общая
площадь суши — около 148 млн. км2,
примерно 15 млн. км2 приходится на
ледники, остальная часть — пространство
обитания, из нее примерно одна треть —
леса, еще столько же приходится на сельскохозяйственные
угодья. Причем условия сельскохозяйственного
производства в районах Российской Федерации
хуже, чем в основных развитых странах,
и почвы менее плодородные.
Почва (педосфера)
— верхний слой земной коры —
образована из материнской горной породы,
живых организмов (и в первую очередь
из растений) под влиянием климата,
бактерий, рельефа и возраста страны.
В почвах особое
значение имеет верхний гумунизированный
(или гумусированный) слой, здесь
содержание гумуса более 1% за счет разложения
остатков живых организмов. Под ним —
средний слой (минерализованный), наконец,
нижний — из слабо измененных продуктов
разрушения материнской породы. Использование
суши в разных частях земли характер наиболее
высокий процент использования суши для
сельского хозяйства — в Европе, в бывшем
СССР и России — самый низкий, хотя площадь
очень велика.
Почти четверть
земли России занята болотами, оврагами,
песками, ледниками и покрыта
водой, что создает известные трудности
(особенно с учетом того, что около 20% земель
— тундра). Вместе с тем ни одна страна
не имеет таких лесных богатств.
В почве сложным
образом взаимодействуют следующие основные
компоненты:
— минеральные
частицы (песок, глина), вода, воздух;
— детрит — отмершее
органическое вещество, остатки жизнедеятельности
растений и животных;
— множество живых
организмов от детритофагов до редуцентов,
разлагающих детрит до гумуса.
Таким образом,
почва — биокосная
система, основанная
на динамическом взаимодействиимежду
минеральными компонентами,
детритом, детритофагами
и почвенными организмами.
В своем развитии
и формировании почвы проходят несколько
этапов. Молодые почвы являются обычно
результатом выветривания материнских
горных пород или переноса отложения осадков
(например, аллювия). На этих субстратах
поселяются микроорганизмы, лишайники,
мхи, травы, мелкие животные. Постепенно
внедряются другие виды растений и животных,
состав биоценоза усложняется, между минеральным
субстратом и живыми организмами возникает
целая серия взаимосвязей. В результате
формируется зрелая почва, свойства которой
зависят от исходной материнской породы
и климата. Процесс развития почвы заканчивается,
когда достигается равновесие, соответствие
почвы с растительным покровом и климатом,
то есть возникает состояние стабильности.
Таким образом,
изменения почвы, происходящие в процессе
ее формирования, напоминают сукцессионные
изменения экосистем.
В.
Вернадский называл этот слой Земли
корой выветривания. Типы почв очень
разнообразны. Различают тундровые
и подзолистые почвы хвойных лесов, бурые
и серые — лиственных, черноземы и каштановые
— степей, бурые и серо-бурые — пустынь.
Одно из важнейших свойств любой почвы
— ее структурность, т. е. степень образования
комочков в почве, их размер и количество.
Оструктуренные почвы, содержащие большое
количество склеенных в комочки частиц
с участием минеральных и органических
коллоидов, благодаря рыхлому строению
хорошо питают корни растений всем необходимым.
Толщина
(мощность) почвы наиболее велика у
черноземов — несколько метров.
Каждому
типу почв соответствуют определенные
типы растительных сообществ. Так, сосновые
боры, как правило, растут на легких
песчаных почвах, а еловые леса предпочитают
более тяжелые и богатые питательными
веществами суглинистые почвы.
Почва
является как бы живым организмом,
внутри которого протекают различные
сложные процессы. Для того чтобы
поддерживать почву в хорошем состоянии,
необходимо знать природу обменных процессов
всех ее составляющих.
Поверхностные
слои почвы обычно содержат много
остатков растительных и животных организмов,
разложение которых приводит к образованию
гумуса. Количество гумуса определяет
плодородие почвы.
В почве обитает
великое множество различных
живых организмов, формирующих сложную
пищевую детритную сеть: бактерии,
микрогрибы, водоросли, простейшие, моллюски,
членистоногие и их личинки, дождевые
черви и многие другие. Среди почвенных
есть болезнетворные организмы, вызывающие,
заболевания сельскохозяйственных животных
и человека. Многие из них связаны с определенными
типами почв. Так, гистоплазмоз вызывается
паразитическим грибком, поражающим соединительные
ткани и эндотелий человека и некоторых
млекопитающих. При этом заболевании увеличиваются
печень, селезенка, лимфатические узлы,
происходят кожные кровоизлияния, при
легочном гистоплазмозе — кровохарканье.
Распространение гистоплазмоза связано
с красно-желтыми оподзоленными почвами
субтропиков и тропиков. На других почвах
эта болезнь практически отсутствует.
В почве могут находиться возбудители
брюшного тифа, дизентерии, бруцеллеза,
многих глистных заболеваний и т.д. Наибольшая
смертность от холеры связана с заболоченными
почвами пойм рек Западной Индии.
Химический состав
почвы оказывает влияние на состояние
здоровья человека через воду, растения
и животных. Недостаток или избыток определенных
химических элементов в почве бывает столь
велик, что приводит к нарушению обмена
веществ, вызывает или способствует развитию
серьезных заболеваний. Так, широко распространенное
заболевание эндемический (местный) зоб
связано с недостатком йода в почве. Малое
количество кальция при избытке стронция
служит причиной уровской болезни. Недостаток
фтора приводит к кариесу зубов. При высоком
содержании фтора (свыше 1,2 мг/л) нередко
возникают заболевания костной системы
(флюароз).
Почва представляет
собой сложную природную систему,
где под влиянием живых организмов
и других факторов происходят образование
и разрушение сложных органических соединений.
Минеральные вещества извлекаются растениями
из почвы, входят в состав их собственных
органических соединений, затем включаются
в органические вещества тела сначала
растительноядных, затем насекомоядных,
хищных животных. После гибели растений
и животных их органические соединения
поступают в почву. Под воздействием микроорганизмов
в результате сложных многоступенчатых
процессов разложения эти соединения
переходят в формы, доступные для усвоения
растениями. Они частично входят в состав
органических веществ, задерживаются
в почве или удаляются с фильтрующимися
и сточными водами. В результате происходит
закономерный круговорот химических элементов
в системе «почва — растения — (животные
— микроорганизмы) — почва». Этот круговорот
В. Р. Вильяме назвал малым,
или биологическим.
Благодаря малому круговороту веществ
в почве постоянно поддерживается плодородие.
В искусственных
агроценозах такой круговорот нарушен,
так как человек изымает значительную
часть сельскохозяйственной продукции,
используя ее для своих нужд. Из-за неучастия
этой части продукции в круговороте почва
становится малоплодородной. Чтобы избежать
этого и повысить плодородие почвы в искусственных
агроценозах, человек вносит органические
и минеральные удобрения.
Применяя необходимые
севообороты, тщательно обрабатывая и
удобряя почву, человек повышает ее плодородие
столь значительно, что большинство современных
обрабатываемых почв следует считать
искусственными, созданными при участии
человека.
Таким образом,
в одних случаях воздействие человека
на почвы приводит к повышению их плодородия,
в других — к ухудшению, деградации и гибели.
К особо опасным последствиям влияния
человека на почвы следует отнести ускоренную
эрозию, загрязнение чужеродными химическими
веществами, засоление, заболачивание,
изъятие почв под различные сооружения
(транспортные магистрали, водохранилища
и др.). Ущерб, наносимый почвам в результате
нерационального использования земель,
принял угрожающий характер. Уменьшение
площадей плодородных почв происходит
во много раз быстрее, чем из образование.
Особенно опасна для них ускореная эрозия.
Под эрозией
почвы понимают многообразные процессы
разрушения и выноса почвенного покрова
потоками воды и ветра.
Эрозия — естественный
процесс, существующий в природе, который
протекает очень медленно, а поэтому разрушение
и потери почвы от выдувания и смыва уравновешиваются
процессами почвообразования. Эта естественная,
или геологическая,
эрозия является частью эволюции Земли.
Наряду с этим нормальным геологическим
процессом существует ускоренная,
или разрушительна
эрозия, возникающая под влиянием деятельности
людей. При этом процессы разрушения и
сноса почвы происходят во много раз быстрее,
чем при естественной эрозии. Потери почвы
не компенсируются естественными почвообразовательными
процессами, и почва частично или даже
полностью теряет плодородие.
Образование плодородного
гумусового горизонта мощностью 20 — 25
см происходит в течении 2 — 7 тысячелетий.
При ускоренной эрозии разрушение этого
слоя может произойти за 10—30 лет. При катастрофических
ураганах, ливнях нарушенные хозяйственной
деятельностью почвы могут быть уничтожены
в течение нескольких дней или даже часов.
Различают несколько
видов эрозии почв. Ветровая
эрозия распространена, как правило,
в засушливых зонах, на почвах, содержащих
много мелких пылевидных частиц и лишенных
растительности. Различают повседневную
ветровую эрозию (поземку) и пыльные
или черные бури.
Последние возникают при сильных ветрах
и могут практически уничтожить плодородный
слой почвы.
Водная
эрозия может быть плоскостной,
струйчатой, овражной,
а также в виде селевых
потоков и оползней.
При плоскостной
эрозии происходит смыв поверхностного
слоя почвы талыми водами и дождями в более
низкие места.
Струйчатая (или
бороздчатая) эрозия
развивается при дружном таянии снега
весной и в результате сильных ливней
на склонах, лишенных растительности.
Овражная эрозия развивается на склонах,
лишенных древесной растительности, со
слабо развитой растительностью.
Селевые потоки
и оползни — наиболее опасные формы водной
эрозии в горах. Сели (от арабск. поток)
— это мощные грязекаменные потоки, возникающие
на горных склонах после сильных дождей.
Урожай зерновых
на эродированных почвах в 3—4 раза
ниже по сравнению с таковыми на сохранившихся
почвах, смытые участки часто заболачиваются.
Если в результате эрозии с гектара площади
смывается или сдувается 8 т пахотного
слоя чернозема или соответственно 14 т
серой лесной, 20 т дерново-подзолистой
почвы, то вместе с пахотным слоем уносится
азота и фосфора столько, сколько их необходимо
для получения среднего урожая при интенсивном
севообороте.
Исключительно
опасна эрозия почвы в горах, где
при обнажении склонов развиваются
разрушительные селевые потоки. Главная
причина их образования — неправильная
рубка леса вдоль склонов с последующей
трелевкой хлыстов, при которой сдирается
растительный покров, а также неумеренная
пастьба скота и снежные лавины.
Береговая эрозия
связана с размыванием берегов рек, она
может происходить и без влияния человека.
Поэтому укрепление берегов рек, водохранилищ
и каналов совершенно необходимо.
Приемы
борьбы с эрозией
почв весьма разнообразны и зависят
от почвенно-климатически и агроэкономических
условий. Они должны осуществляться на
основе внедрения зональных систем земледелия.
Для защиты почв от ветровой и водной эрозии
разработаны следующие мероприятия:
– в районах распространения
ветровой эрозии — почвозащитные севооборота
с полосным размещением посевов и паров,
кулисы, залужение сильно эродированных
земель, буферные полосы из многолетних
трав, снегозадержание, закрепление и
облесение песков, выращивание полезащитных
лесных полос, а также безотвальная обработка
почвы с оставлением стерни на поверхности
полей. Эти мероприятия должны проводиться
главным образом в районах Западной и
Восточной Сибири ив отдельных районах
Поволжья;
– в районах распространения
водной эрозии — обработка почв и посевов
сельхозкультур поперек склонов, контурная
вспашка, укрепление пахотного слоя и
другие способы обработки, уменьшающие
сток поверхностных вод; >* почвозащитные
севооборота, полосное размещение сельхозкультур,
залужение крутых склонов, выращивание
полезащитных лесных полос, облесение
оврагов, балок, песков, берегов рек и водоемов,
строительство противоэрозийных гидротехнических
сооружений (перепадов прудов, водоемов,
лиманов, вершин оврагов);
– в горных
районах — устройство противоселевых
сооружений, терассирование, облесение,
залужение склонов, регулирование выпаса
скота,
сохранение горных
лесов.
Работам по борьбе
с эрозией обычно предшествует противоэрозийная
организация территории.
Самым простым и
эффективным агротехническим мероприятием
по регулированию поверхностного стока
и талых и ливневых вод, по борьбе с эрозией
почв и одновременно с засухой является
вспашка, культивация и рядовой посев
или посадка поперек склонов. При этом
каждая бороздка пашни, каждое выросшее,
растение препятствуют стоку, во много
раз сокращают смыв почвы и повышают запас
влаги в ней.
Кроме этого, успехом
пользуются обвалование зяби и паров
временными земляными валиками, углубление
пахотного слоя, глубокая безотвальная
обработка с оставлением стерни и пожнивных
остатков на поверхности, контурная вспашка,
лункование и мульчирование. На эродированных
почвах чистые пары заменяются занятыми
и сидеральными, подбираются соответствующие
культуры, весьма эффективны удобрения,
особенно органические. В изменении земельных
ресурсов наметились неблагоприятные
тенденции для окружающей среды, а значит,
и человека. Причем обозначились они давно,
но лишь в последние 25—30 лет на них стали
обращать серьезное внимание.
Первая из основных
тенденций — уменьшение
сельскохозяйственны
площадей. Причины этого, прежде всего,
в потребностях индустрии, расширении
транспортной сети и других антропогенных
факторах. Например, в СССР с 1966 по 1970 гг.
ежегодно отбиралось около 2 млн. га обрабатываемых
площадей (т. е. около 0,3%) на нужды урбанизации
и промышленности, сейчас в два раза меньше.
Другая причина — опустынивание земель.
Пустыни и полупустыни занимают на Земле
около 1/3 суши, но эта доля растет. Лишая
Землю растений, человек способствует
эрозии почвы. За последние 50 лет в пустыню
превратились земли, равные примерно площади
Южной Америки, а Сахара, например, за 4
тыс. лет продвинулась на расстояние более
двух тысяч километров. В Ростовской области
в 1969 г. пыльная буря унесла до 7—10 см плодородного
слоя почвы. Третья причина — засоление
и заболачивание почв из-за сбросов, неразумно
организованных водохранилищ и т. п.
Вторая основная
тенденция изменения земельных ресурсов
— уменьшение лесохозяйственных
площадей. Факторы и причины те же: урбанизация,
рост индустрии. В Африке за последние
100 лет исчезло 2/3 лесов, в США их площади
уменьшились с 365 млн. га до 18 млн. В бывшем
СССР особенно пострадали Прикарпатье
и Центральные районы европейской части
(здесь отчасти заменили насаждения хвойные
на лиственные, менее эффективные). По
данным ООН, в настоящее время лесообеспеченность
на душу населения планеты составляет
0,81 га, но площадь лесов сокращается со
скоростью 20 га в минуту или 12 млн. га в
год, т. е. за один час лишаются леса 150 человек.
Если бы такой темп сохранился, то лес
бы исчез полностью через 3,5 тыс. лет, но
вся беда в том, что вырубка и уменьшение
лесных запасов идет в геометрической
прогрессии. И этот срок уменьшается в
10—20 раз, т, е. у нас в запасе от 175 до 350
лет.
Третья основная
тенденция уменьшения сельскохозяйственных
площадей, тесно связанная с двумя первыми,
— рост антропогенных
ландшафтов. Это искусственные лесопосадки,
водохранилища, заповедники. В европейской
части бывшего СССР около 30% лесов составляют
искусственные лесопосадки. В РФ на январь
1994 г. насчитывалось 44 государственных
заповедника и 29 национальных парков,
540 заказников и 1347 памятников природы.
В принципе, третья тенденция при ее правильном
научном обосновании способствует сохранению
не только растительного мира (фитоценозов),
но и животных (зооценозов). Но увеличиваются
и земли, которые утратили ценность в результате
производственной деятельности человека.
Они называются нарушенными. Так, при прокладке
дорог шириной 4 м нарушается 1 га земли
на 2,5 км трассы (для железнодорожной колеи
на 1 км с шириной вместе с насыпью в 10 м
нарушается 1 га земли). Вырубка просек
от 10 до 15 м приводит к уничтожению 1,5 га
леса на 1 км. Прокладка ЛЭП приводит к
таким же последствиям. Увеличивают нарушенные
земли разработки месторождений. Только
в Донбассе под шахтные отвалы ежегодно
уходило более 500 га плодородной земли.
Четвертая тенденция
— нарушение земель
из-за развития городов
и их хозяйств. В связи с ростом населения
сам город (даже без его расширения) наносит
ущерб землям не только из-за захвата все
новых площадей, но и за счет общего загрязнения,
захоронений, свалок и т. п. Эти проблемы
требуют более подробного рассмотрения.
В первую очередь,
это борьба с эрозией почв облесением
земель, особенно холмов; посадкой
защитных лесополос;
защитой почв неживыми (навоз) и живыми
(дерн) покрытиями; введением специальных
почвозащитных севооборотов с уменьшенной
частотой обработки, специальными гидротехническими
мероприятиями и т. п.
Вторая мера
в борьбе за сохранение земельных
ресурсов — это расширение площадей,
но не за счет лесов, а полупустынь,
болот, морей. Мелиорация первых; откачка,
промывка почвы, расселение и дренаж вторых
и третьих. Все это, как считают ученые,
может компенсировать нарушение земель
и даже дать двойной прирост используемых
земель.
Третья мера
(точнее, группа мер) — все, что связано
с предотвращением засорения почв промышленными
и бытовыми сточными водами, твердыми
бытовыми и промышленными отходами, санитарная
очистка почвы и территории населенных
мест. Как уже говорилось, установлены
ПДК и для отдельных вредных веществ в
почве. Но специфика в том, что их поступление
в организм происходит не напрямую, что
маловероятно, а главным образом по биоцепям.
Сейчас санитарное состояние почвы оценивается
в основном по химическим, бактериологическим
и санитарным показателям. Химический
показатель — санитарное число, т. е. частное
от деления почвенного белкового азота
на общее количество азота. При этом обычно
берется 100 г сухой почвы. Для чистой почвы
этот показатель от 0,98 до 1, для сильно
загрязненной — 0,7 и ниже. Бактериальное
загрязнение показывают титры кишечной
палочки и анаэробов, которые поступают
в почву с фекалиями. Причем, чем меньше
этот титр, тем более загрязнена почва.
Отмечая основные
меры борьбы по сохранению земельных
ресурсов, следует особо оговорить способы
восстановления плодородия почв. Наиболее
важные из них:
— внесение органических
и минеральных удобрений, обработка почв
с соблюдением сроков севооборота и уничтожением
сорняков:
— глубокая осенняя
вспашка на горизонтальных полях; специальная
обработка почв при значительных уклонах;
применение гидротехнических сооружений
для борьбы с оврагообразованием; высадка
деревьев и кустарников для той же цели;
— обработка
почвы весной безотвальными орудиями;
сохранение или восстановление комковатой
структуры почвы и др.
Биологические
ресурсы.
Биологические
ресурсы – это живые источники
получения необходимых человеку материальных
благ (пищи, сырья для промышленности,
материала для селекции культурных растений,
сельскохозяйственны животных и микроорганизмов,
для рекреационного использования). Важнейшая
составляющая среды обитания человека
— растения, животные, грибы, водоросли,
бактерии, а также их совокупности — сообщества
и экосистемы (леса, луга, водные экосистемы,
болота и др.)
Мир растений насчитывает
более 500 тыс. видов.
У нас в стране
из древесины производится более 30 тыс.
изделий и продуктов. Для этого добывается
от 250 (1989 г. СССР) до 174 млн. м3 (1993 г.,
РФ) древесины. Сейчас на одного жителя
России приходится 1,2—1,6 м3 древесины
в год, причем около трети идет в топливо.
Но даже не это самое страшное. В 1993 г. пожарами
уничтожено около 1 млн. га лесов и еще
около 2 млн. га-вырублено. В этом же году
впервые высажено больше, чем вырублено,
но это не компенсирует потери от пожаров.
Леса России за последние 150 лет уменьшились
почти на треть. А лес, если суммировать
все сказанное о его влиянии на атмосферу,
почву, воду — это не только легкие Земли,
но и ее мышцы, печень и почки!
1 га леса дает
от 3 до 5 т кислорода, перерабатывает около
6 т углекислого газа, осаждает 30—60 т пыли
в год. Количество осадков над лесами на
10—30% больше, чем в других местах (из-за
конденсации влаги над ними). Любой лес
увеличивает запас воды в почве (за счет
снежного покрова) в 1,5—2 раза, снижает
поверхностный сток до 10 раз, фильтрует
воду (повышает ее прозрачность, улучшает
цвет, запах). Фитонциды, выделяемые в лесу,
убивают микробы и некоторых вредителей.
Недаром садоводы используют хвойный
экстракт для опрыскивания растений.
Все леса подразделяются
на три группы по степени их использования:
— первая:
леса защитных функций (заповедники, лесополосы
и т. п.);
— вторая: леса
малоресурсные и в густонаселенной местности;
— третья: леса
многолесных районов, используемые
преимущественно в эксплуатационных целях.
В рамках ООН
рассматриваются предложения «малолесных»
стран (Германии и др.) по сохранению и
увеличению российских лесов в интересах
всей планеты. А относительно тропических
лесов подобное соглашение принято в начале
90-х гг. Развитые северные страны обязались
выплачивать развивающимся африканским
странам своеобразную премию в 10 долларов
за каждую тонну углекислого газа, переработанную
в кислород (оценка по площади лесов, породе
деревьев). И такие выплаты начаты в 1996
г.
Для нас интерес
представляют не только растения лесных
массивов, но и зеленые насаждения
городов, способные улучшить состояние
среды в центрах загрязнения. Площадь
насаждений общего пользования не превышает
2% от площади городов России и составляет
в среднем около 10м2
на человека, что вдвое ниже нормативов.
А между тем доказано, что между площадью
зеленных насаждений (обследовано 68 городов
и населенных пунктов Подмосковья), приходящейся
на одного жителя, и средней продолжительностью
жизни в них существует прямая зависимость.
Подсчитано, что один гектар леса за час
поглощает около 8 л углекислого газа (такой
лее объем его выделяется при дыхании
двухсот человек за то же время). Причем
1 га еловых насаждений задерживает в год
до 32 т пыли, сосновых — 35 т, дуба — 54 т.
Способность переработки СО2 для
ели — наименьшая; у сосны — в 1,5 раза больше,
у липы — в 2,5, дуба — в 4,5, а тополя — в
7 раз. Но ель может служить индикатором
загрязнения: она очень быстро погибает
при пылегазовом загрязнении воздуха.
Вместо с тем такие деревья, как каштан,
береза и дуб достаточно устойчивы к подобным
загрязнением. Не менее важно свойство
растений выделять в окружающую среду
фитонциды, которые способствуют оздоровлению
окружающей среды и вместе с легкими ионами,
генерируемыми растениями, создают условия
для восстановления сил человека и мобилизации
его иммунной системы. Один гектар зарослей
можжевельника, например, выделяет в сутки
до 30 кг фитонцидов. Среди зелени человеку
требуется на 60% меньше времени для восстановления
сил после рабочего дня, а выносливость
людей здесь увеличивается на десятки
процентов. (При этом не следует забывать
о влиянии общеклиматических и моральных
факторов, включая благоприятное воздействие
разнообразия видов растений, впечатлений
и др.).
Следует признать,
что механизм оздоровительного действия
растительности не до конца изучен. Так,
по мнению Н.Ф. Реймерса, установленное
Т.Д. Гавриковой соответствие между продолжительностью
жизни горожан с удельной площадью насаждений,
о котором говорилось выше, может объясняться
положительным информационным воздействием
(«люди видят зелень»). Гипотеза Н.Ф. Реймерса
основана на установленном факте влияния
«функциональной окраски» стен и оборудования
в производственных помещениях на работоспособность
и утомляемость работающих. По характеру
защитного действия различают посадки
изолирующие и фильтрующие. Изолирующие
посадки — плотность структуры, создающие
упругий механический барьер (чаще всего
такими являются лесополосы вдоль железных
дорог). Они снижают газо- и парообразные
примеси (сернистый ангидрид, окись углерода,
азота, фенолы и т.р.) на 25 — 30% за счет поглощения,
а также отклоняющего и рассеивающего
действия. Именно такие посадки при достаточной
ширине могут снижать концентрации SО2
от 0,27 до 0,08 мг/м3, Н2S — от 0,026
до 0,007 мг/м3. Причем по данным Г.Е.
Мищенко плотные посадки густокронных
деревьев не только задерживают 21 — 86
% пыли, но и на 19 — 44 % снижают загрязнение
воздуха вредными микроорганизмами, понижают
уровень шума на 8 — 10 дБ и уменьшают скорость
ветра до 20 % от первоначальной. Как
подчеркивает Г.В. Чистяков, для получения
большого эффекта необходимо заполнять
подкроновое пространство подлеском и
кустарником.
Фильтрующие посадки
— это продуваемые и ажурные
по структуре зеленые массивы, выполняющие
роль биологического и механического
адсорбера. Они
являются основными для санитарно-защитных
зон (СЗЗ). Причем при планировочной организации
СЗЗ выделяется четыре основных зоны:
припромышлешюго защитного озеленения
(13 — 56 % общей площади), приселетебного
защитного озеленения (17 — 58%), планировочного
использования (11 — 45%) и сельскохозяйственного
использования (для СЗЗ глубиной более
10 км).
Повышению
оздоровительной эффективности
системы озеленения территории уделяется
большое внимание в градостроительстве.
Очень важен выбор видов растений, поскольку
чувствительность их к вредным веществам
(особенно соединениям фтора, хлора, азота
и серы) различная, хотя во всех случаях
остается более высокой, чем у человека.
Причем различна и интенсивность образования
легких ионов (до 2 — 3 тыс. на 1 см3),
которые наряду с фитонцидами угнетают
рост бактерий. Кроме уже перечисленных
факторов, следует также учитывать регулирование
радиационного режима, снижение тепловой
нагрузки на поверхность (на 8 — 25 °С), а
также интенсивности отраженной и излученной
ею радиации. Существено и то, что растения
на 10 — 20% повышают относительную влажность
воздуха (за счет расходования большого
количества тепла на транспирацию). Все
это способствует снижению температуры
воздуха озелененных территорий на 3 —
4 °С, а в отдельных случаях — для широколиственных
пород — на 6 — 8 °С. Помимо шумоподавляющего
эффекта и способности растений снижать
горизонтальную скорость ветра, следует
учитывать и усиление конвекционного
воздухообмена с прилегающими территориями
(вертикальная конвекция вызывает разность
давлений, приводящую к горизонтальному
оттоку воздуха). Если добавить к этому
особые гигиенические и декоративные
свойства растений, разнообразие форм,
красок и фактуры, то станет ясно, что тезис
В.И. Вернадского — «… На земной поверхности
нет химической силы, более постоянно
действующей, а потому более могущественной
по своим конечным последствиям, чем живые
организмы…» — в полной мере относится
к растениям. И эта сила всегда наш союзник.
Основные меры
защиты зеленых насаждений вообще,
и лесов в частности:
1. Налаживание системы
мониторинга.
2. Принятие нормативных
актов, ужесточение санкций к
нарушителям.
3. Лесовосстановление.
С 1997 г. действуют
ст. 260 и 261 нового Уголовного кодекса РФ,
предусматривающие наказания за незаконную
вырубку деревьев и кустарников, уничтожение
и повреждение лесов. В этих статьях, наряду
со штрафами (кратными минимальному месячному
размеру оплаты труда) предусматривается
лишение свободы на длительные сроки.
Все
это может задержать наступление пустыни
(эрозию почв): к 1995 г. опустынивание охватило
12 регионов РФ.
На территории
СНГ обитает примерно 130 тыс. видов
различных животных (из них 350 видов
зверей, 730 —
птиц, 1500 — рыб, пресмыкающихся и земноводных
— около 170, остальные — насекомые). Все
они представляют собой научную, культурную
и материальную ценность: дают пушнину,
мясо, лекарственное и техническое сырье,
племенной материал, служат объектом научных
исследований, используются для борьбы
с вредными видами флоры и фауны. Кроме
того, они содействуют образованию почв,
опылению и распространению растений,
разложению органических остатков, являются
составным (и очень важным) звеном круговорота
веществ в природе. Особенности фауны
вытекают из основных закономерностей
экологии. Первая особенность фауны —
взаимосвязь всех видов.
Так, в ряде африканских озер истребили
бегемотов — пропала рыба. Оказывается,
бегемоты, поедая растения, удобряли пометом
водоемы, благодаря чему в них развивался
фито- и зоопланктон — кормовая база рыб.
Сейчас считается, что даже вредители
сельского хозяйства (до определенного
предела распространения) полезны: ими
питаются птицы, другие животные. Но признание
этого факта опережает технологию производства
(зачастую химизация сельского хозяйства
сейчас уничтожает не только вредителей
и сорняки…).
Вторая —
незаменимость продуктов
фауны искусственными
продуктами. Замену можно сделать частично
(детское питание для новорожденных, искусственные
добавки в пищу для больных различными
видами пищевой аллергии). Третья — разнообразие
фауны. То, что сегодня считается вредным,
может быть завтра полезным (плесневые
грибы — антибиотики). Именно разнообразие
придает фауне особый, рекреационный смысл
для человека. Рыбалка, охота, туризм возможны
как отдых только в связи с бесконечным
разнообразием природных видов.
Четвертая —
устойчивость и равновесность,
Живущие вместе популяции отдельных видов
составляют биогеоценоз. От его работы
зависит качество природных вод и почв,
состав воздуха. Однако численность многих
видов живых организмов существенно сокращается.
Основные причины этого:
1. Расширение
зоны обитания человека. Тайга, тундра,
высокогорья, пустыни перестали быть недоступными
для него. Человек вытесняет некоторых
животных (журавль-стерх в тундре покидает
гнездовье, если к нему на несколько километров
приближаются люди). Этот процесс неизбежен
и альтернативы ему нет: приручение таких
животных чаще всего невозможно.
2. Прямое влияние
вылова и уничтожения тех или
иных видов животных. Сокращается число
лягушек, бабочек, многих птиц. Часть специалистов
считает, что исчезновение мамонта, пещерного
медведя, большеротого оленя еще в каменном
веке имело антропогенную причину. В XVII
в. исчез тур, а в XX — морская корова. Резко
сократилось число моржей, тюленей, крокодилов,
земноводных, речного рака, европейской
норки, выдры, барсука и др. Численность
амурских тигров достигла критической
отметки — 200 штук, и продолжает уменьшаться.
3. Включение
все большей части площадей
земель в активную хозяйственную
деятельность. При распашке полей,
строительстве, прокладывании дорог
гибнет множество животных. Так,
при ручном сенокошении гибнет около
шестой части полевой дичи, а при механизированной
уборке — в два раза больше.
4. Насыщение
природы несвойственными ей ранее химическими
соединениями, световое и шумовое загрязнение
биосферы. Так, в ряде лесов США были случаи
гибели до 97% всех полезных птиц и земноводных
после обработки лесов химикатами от комаров.
До 3% водоплавающей птицы США в закрытых
водоемах погибает от отравления свинцом
в результате заглатывания с кормом дроби
от охотничьих патронов.
Все эти тревожные
факты подтверждаются статистикой.
С 1600 по 1974 гг. с земли исчезли 63 вида и
55 подвидов млекопитающих. В международную
Красную книгу внесено более 250 видов млекопитающих,
около 300 видов птиц, много рыб и растений.
В Красную книгу СССР, учрежденную в 1974
г., занесено более 50 видов млекопитающих,
около 70 видов птиц. К сожалению, в настоящее
время перечень этой книги расширился.
Только в 1993 г. российские ученые дополнил
ее 50 амфибиями, 101 видом птиц, 55 млекопитающими,
а исключили лишь 37 видов. Эти книги —
первый, но не единственный шаг к охране
и рациональному использованию фауны.
Дадим краткий перечень мер по охране
и воспроизведению фауны.
1. Охрана мест
обитания дикой фауны. Борьба
с браконьерством. Правовое регулирование
охоты. Не разрешается использовать самострелы,
ловчие ямы, петли, яды, применять для охоты
транспортные средства, добывать с помощью
огнестрельного оружия бобров, выдру,
норку; охотиться на зайцев в маскировочных
халатах и т. д.
2. Организация
заказников, заповедников, заповедно-охотничьих
хозяйств, рыбоохранных зон. Уже спасены
зубр, бизон и другие животные.
3. Биотехнические
мероприятия для улучшения условий
существования дикой фауны: улучшение
кормовой базы, условий гнездования, регулирование
числа хищников, помощь при стихийных
бедствиях, охрана животных и др. Особенно
важно предусматривать рыбоходы на водохранилищах
и рыбоподъемниках на ГЭС, позволяющие
рыбе плыть вверх по течению.
4. Разведение
и выпуск в угодья дичи (фазанов,
уток, зайцев и др.), одомашнивание части
животных, регулирование отлова для зоопарков
и на экспорт. Сейчас одомашнивают лося,
марала, страуса, овцебыка, куропатку,
перепела и др.
В последнее время
в России принят новый закон о животном
мире, в котором определен весь комплекс
мер по охране и воспроизводству диких
животных. При любом строительстве должны
сохраняться условия их размножения, обитания
и миграции. Несмотря на общие неблагоприятные
тенденции в сохранении фауны, есть и первые
положительные результаты.
Благодаря целенаправленной
работе природоохранных организаций,
повышению экологической грамотности
населения в стране возросла численность
зубра, лося, сайгака, соболя, бобра, лебедя
и других животных. Ежегодно отлавливается
и расселяется до 40 тыс. ценных животных.
Этой проблеме
в Законе РФ об охране окружающей природной
среды уделено особое внимание. В ст. 65
указано, что растения и животные, записанные
в Красную книгу, полностью изымаются
из хозяйственной деятельности.
В
Уголовном кодексе РФ проблема защиты
фауны также нашла свое отражение.
За незаконную добычу водных животных
и растений (ст. 256), нарушение правил охраны
рыбных запасов (ст. 257), незаконную охоту
(ст. 258) и за уничтожение критических местообитаний
для организмов, занесенных в Красную
книгу РФ (ст. 259), предусматриваются совершенно
конкретные и жесткие санкции.
В
результате роста и размножения
гидробиоитов в водоемах происходит
непрерывное образование биомассы.
Это экосистемное явление называют
биологической продуктивностью, сам
процесс образования биомассы –
биологическим продуцированием, а новообразованную
биомассу – биологической продукцией.
Биологическая продукция – только часть
биоорганической продукции – всего органического
вещества, создаваемого организмами в
процессе своей жизнедеятельности. Биопродуктивность
экосистем реализуется в форме образования
организмов, полезных, безразличных или
вредных для человека. В связи с этим, исходя
из текущих запросов практики можно говорить
о биохозяйственной продукции – биомассе
организмов, имеющих в настоящее время
промысловое значение. Вне зависимости
от интересов практики различают продукцию
первичную и вторичную. Первая представляет
собой результат биосинтеза органического
вещества из неорганического в процессе
жизнедеятельности гидробиантов-автотро ов.
Вторичная продукция образуется в процессе
трансформации уже имеющегося органического
вещества организмами-гетеротр фами.
Биопродуктивность
гидросистем можно рассматривать
в двух планах: природном (биосферном)
и социально экономическом. В
первом случае результаты продуцирования
безотносительно к интересам человека,
как одну из особенностей круговорота
веществ в экосистеме, как одну из функций
экосистем – блоков биосферы. С социально-экономичес ой
точки зрения биопродуктивность характеризуется
величиной вылова гидробиантов, используемых
человеком. В этом случае продуктивность
определяется как свойствами самих эксплуатируемых
экосистем, так и формой их хозяйственного
освоения.
Организмы,
используемые в качестве объектов промысла,
образуют биологические ресурсы
водоемов. В историческом процессе
становления природы для человека все
большее число гидробиантов вовлекается
в сферу общественного производства и
становится биоресурсами людей. Гидробианты,
в воспроизводство которых вкладывается
труд -это уже не биоресурсы, а возделываемое
сырье.
Из
огромного числа гидробиоитов только
очень немногие представители флоры и
фауны используются человеком в качестве
биологического сырья. Этим в значительной
мере объясняется тот факт, что водные
растения и животные составляют 3% в пище
людей, хотя первичная продукция гидросферы
только в 3 раза меньше первичной продукции
суши. Поэтому перспективная оценка биологических
ресурсов гидросферы должна исходить
не только из учета возможного вылова
объектов, добываемых в настоящее время.
В
отличие от полезных ископаемых, биологические
ресурсы относятся к самовоспроизводящимс .
Следовательно, их величина в гидросфере
определяется не количеством имеющихся
промысловых организмов, а их приростом,
т.е. продукцией. Мерой реализации этой
продукции служит промысел.
Объем
устойчивого промысла водных организмов
определяется величиной их естественного
воспроизводства. Поэтому промысел не
должен превысить естественных природных
популяций и учитывать особенности их
воспроизводства (сроки, места, орудия
лова и т.д.). Охрана и повышение эффективности
естественного воспроизводства представляют
собой важную меру укрепления сырьевой
базы промысла, равно как и обогащение
водоемов, новыми промысловыми объектами
за счет акклиматизации.
Промысел
водных организмов не всегда легко
отличить от “урожая” при искусственном
разведении, т.к. существует множество
переходных форм между этими двумя видами
биосырья.
В
настоящее время мировой промысел
гидробиоитов составляет около 20% животных
белков, потребляемых человеком. До начала
70-х годов он быстро возрастал, затем
стабилизировался. Среди рыб значительную
долю в промысле составляют сельдевые,
тресковые, скумбриевые и ставридовые.
В меньшем количестве добываются тунцовые,
мерлузовые и комбаловые, еще меньше отлавливаются
лососевые.
Среди
нерыбных объектов, добываемых в водоемах
в настоящее время, первое место по массе
занимают моллюски. Из них в наибольшем
количестве добываются двустворчатые
моллюски, в значительном количестве –
головоногие моллюски (больше половины
из них -кальмары). Из ракообразных наибольшую
роль в промысле играют крабы и креветки.
Мировой
промысел гидрофитов основан преимущественно
на добыче красных и бурых водорослей.
В гораздо меньшем количестве
добывают зеленые. Значительная часть
водорослей используется для йода и
других технических и медицинских продуктов.
В
настоящее время уровень использования
гидробиоитов в отношении большинства
традиционных объектов промысла достиг
величин, близких к предельным. Во
многих случаях наблюдается перелов
гидробиоитов; что означает, что
воспроизводительна способность их популяций
уже не может компенсировать убыль в результате
промысла. В 1770г. был убит последний экземпляр
замечательного растительноядного млекопитающего
– стеллеровой (морской) коровы. Почти
исчез в наше время гренландский кит, взятый
под охрану слишком поздно, под угрозой
исчезновения находится синий кит. Среди
рыб наблюдается перелов многих легко
поддающихся добыче камбал, сельдей. В
ряде районов в чрезвычайно напряженном
состоянии находятся запасы крабов. Поэтому
с необычайной остротой встает вопрос
об охране и повышении естественного воспроизводства
биоресурсов.
Серьезный
вред воспроизводству промысловых
гидробиоитов может наносить гидротехническое
строительство, в частности сооружение
плотин, перерезающих естественные миграционные
пути рыб. Например, гидростроительство
на Волге и Куре резко нарушило условия
естественного размножения осетровых,
в связи с чем пришлось принять меры по
организации искусственного воспроизводства.
Огромное количество молоди гибнет, попадая
в оросительные системы и в турбины гидроэлектростанций.
Для предупреждения захода молоди в каналы
оросительной системы, в турбины электростанций
создают различные заградители, в частности
электрические.
Естественное
воспроизводство промысловых организмов
часто подрывает неправильная организация
их вылова. В связи с этим необходимо научное
обоснование регулирования промысла:
оно должно сводится не только к установлению
необходимого объема вылова, но и к установлению
сроков и мест промысла, регламентирование
способов и орудий лова.
Проблема
охраны, повышения эффективности
естественного воспроизводства
биоресурсов осложняется тем, что
приходится в решать в условиях комплексного
использования водоемов, учитывая интересы
самых разных отраслей народного
хозяйства связанных с использованием
водоемов.
Большое
значение для усиления естественного
воспроизводства промысловых организмов
имеет борьба с их пищевыми конкурентами,
врагами и паразитами. Огромное количество
рыб погибает от вирусных и бактериальных
заболеваний. Основной элемент в комплексе
мер борьбы с паразитами прудовых рыб
-профилактика заболеваний, в частности
контроль за перевозками рыб. Помимо комплекса
профилактических мероприятий, проводятся
лечебные.
Термином
“акклиматизаци ” обозначают целенаправленную
деятельность человека по обогащению
флоры и фауны новыми компонентами. В биологическом
смысле под акклиматизацией понимают
приспособление организмов к существованию
за пределами собственного ареала после
переселения в новые места обитания. Акклиматизация
характеризуется не только выживанием
и размножением переселенных особей, но
и нормальным развитием последующих поколений,
т.е. натурализацией вида.
Из
промысловых организмов акклиматизируются
рыбы, ракообразные, моллюски и водные
млекопитающие.
Акклиматизация
организмов является одной из первых составляющих
частей аквакультуры (в узком смысле слова
“аквакультура quot; понимается как промышленное
выращивание гидробиантов по определенной
технологической схеме с контролем над
всеми основными звеньями процесса). Дальнейшее
развитие аквакультуры сводится к преобразованию
экосистем, их конструированию в интересах
оптимизации производства биосырья в
водоемах.
Заключение
Таким
образом, видим, что ситуация, сложившаяся
относительно возобновляемых природных
ресурсов весьма плачевна. Государства
пытаются принять какие-то меры для предотвращения
полного истощения данного вида природных
ресурсов, но этих мер явно недостаточно.
Для
человека, как и для любого другого
биологического вида, природа —
среда жизни и источник существования.
Как биологический вид, человек нуждается
в определенном составе и давлении атмосферного
воздуха, чистой природной воде с растворенными
в ней солями, растениях и животных, земной
температуре. Оптимальная для человека
окружающая среда — это то естественное
состояние природы, которое поддерживается
нормально протекающими процессами круговорота
веществ и потоков энергии.
Как
биологический вид, человек своей
жизнедеятельностью влияет на природную
среду не больше, чем другие живые
организмы. Однако это влияние несравнимо
с тем огромным воздействием, которое
оказывает человечество на природу благодаря
своему труду. Преобразующее влияние человеческого
общества на природу неизбежно, оно усиливается
по мере развития общества, увеличения
числа и массы веществ, вовлекаемых в хозяйственный
оборот. Вносимые человеком изменения
сейчас приобрели настолько крупные масштабы,
что превратились в угрозу нарушения существующего
в природе равновесия и препятствие Для
дальнейшего развития производительных
сил. Долгое время люди смотрели на природу
как на неисчерпаемый источник необходимых
для них материальных благ. Однако, сталкиваясь
с отрицательными последствиями своего
воздействия на природу, они постепенно
пришли к убеждению в необходимости ее
рационального использования и охраны.
Охрана
природы — это система научно обоснованных
международных, государственных и общественных
мер, направленных на рациональное использование,
воспроизводство и охрану природных ресурсов,
на защиту природной среды от загрязнения
и разрушения в интересах существующих
и будущих поколений людей.
Основная
цель охраны природы состоит в
поддержке динамического равновесия
естественных природных процессов,
сохранении биологического разнообразия
растений, животных, микроорганизмов,
обеспечивающих благоприятные условия
для жизни настоящих и последующих поколений
людей, развития производства, науки и
культуры всех народов, населяющих нашу
планету. Прогрессивное устойчивое развитие
человеческого общества невозможно без
рационального природопользования, которым
называют совокупность всех форм эксплуатации
природных ресурсов и действенных мер
по их сохранению и восстановлению.
Список
использованной литературы:
