Как хозяйственная деятельность человека изменила природные комплексы

Многообразные
воздействия на природную среду можно
условно объединить в несколько групп:

• изъятие
  из природы вещества (минерального,
  органического, воды, воздуха) и энергии
  (тепловой, гидравлической, ветра, солнца
  и т.д.);

• привнесение
  в природу искусственных веществ и
  эмиссий, в том числе отходов
  производственного и непроизводственного
  потребления, химических удобрений и
  ядохимикатов, химически активных,
  токсических, радиоактивных, а также
  более инертных веществ, но в количествах,
  превышающих их содержание в окружающей
  природной среде, выбросы тепловой,
  звуковой энергии и т.д.;

• перераспределение
  природного вещества вследствие распашки
  и мелиорации земель, инженерной
  подготовки земель к строительству,
  освоению, использованию;

• трансформация
  компонентов или процессов природы,
  сооружение технических объектов,
  сопровождаемое изменениями ландшафтов
  (иссушением, заболачиванием, обводнением
  и т.д.), изменением режимов природных
  процессов (скоростей ветра, температур,
  осадков и т.п.).

Кроме
приведенной группировки воздействий,
возможна их классификация и по другим
признакам, например, по территориальному
и временному, а также по интенсивности. 

В
территориальном аспекте могут различаться
воздействия следующего типа:

• точечно-очаговые
  (воздействия промышленности и поселений);

• линейно-сетевые
  (воздействия транспорта);

• площадные
  (воздействия сельского хозяйства).

Во
временном аспекте различают воздействия:

• длительные
  и кратковременные;

• непрерывные
  и импульсивные,

• сезонные
  и круглогодичные и т.п.

Различают
воздействия также по силе, интенсивности.
Каждый вид деятельности характеризуется
тем или иным видом воздействия или
определенным их сочетанием. Это позволяет
разрабатывать типологию воздействий,
которая может быть использована для
изучения регионов с разными видами
производственных комплексов. 

Изменения
в природной среде 

Разное
отношение природных комплексов и их
компонентов к воздействиям (разная их
устойчивость — способность к самоочищению,
самовосстановлению) во многом определяют
территориальное распространение
изменений и их продолжительность.
Изменения природной среды могут быть
обратимыми, когда после прекращения
(снятия) «нагрузки» возможно
возвращение природной среды в «исходное»
состояние за определенный период времени
(например, срок жизни поколения) и
необратимыми, когда такого возвращения
не происходит. 

Степень
измененности природных комплексов и
их компонентов зависит как от степени
их устойчивости, так и от характера и
величины «нагрузок» — силы воздействий
на них. 

Последствия
воздействия —
изменения в состоянии хозяйства или
жизни населения, происходящие под
влиянием измененной природной среды.
Подобные последствия, как уже отмечалось,
могут быть как положительными для
общества, так и отрицательными. 

При
изучении и прогнозировании последствий
воздействия необходим учет «цепных
реакций» связывающих между собой все
виды деятельности человека. В результате
цепного характера связей последствия
могут распространяться от одной отрасли
хозяйства к другой, а также от одной
группы населения — к другой. Здесь также
большую роль играет «устойчивость»
хозяйства, его разных отраслей к
воздействиям. Необходимо учитывать,
что разные демографические и
профессиональные группы населения
также по-разному реагируют на изменения
окружающей среды.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Тема проекта: Изменение природы под влиянием хозяйственной деятельности человека.

Обоснование выбора темы: тема проекта мною выбрана в связи с тем, что при изучении отраслей хозяйства в курсе географии России, я серьезно задумался над проблемой взаимоотношений при разных видах хозяйственной деятельности человека. Ведь человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, не заботясь о том, какое это может иметь последствие.

В первой половине нынешнего века эти изменения нарастали и в настоящее время лавиной обрушились на человеческую цивилизацию. Просто так быть не должно!!! Это создает угрозу и существованию биосферы, и самого человека.

Я решил изучить подробнее данный вопрос. Чем больше я изучал разные источники информации, тем все больше понимал, что данная тема требует к себе особого внимания всего человечества. Это меня  убедило в правильности выбора темы моего проекта.

Цели и задачи:

1. Изучение различных точек зрения о современном состоянии природной среды.
2. Изучение дополнительной литературы об основных источниках загрязнений биосферы.
3. Пути охраны окружающей среды от загрязнений.

План работы над проектом:

I. Введение.
II. Основная часть

1. Современное состояние природной среды.
2. Атмосфера — внешняя оболочка биосферы. Загрязнение атмосферы.
3. Почва — важная составляющая часть биосферы. Загрязнение почвы.
4. Вода — основа жизненных процессов в биосфере. Загрязнение природных вод.
5. Радиация в биосфере
6. Экологические проблемы биосферы.

III. Заключение.
Приложение.

Источники информации:

1. Е. А. Криксунов, В.В. Пасечник, А.П. Сидорин «Экология» Издательский дом «Дрофа» 1995

2. Г. А. Богдановский «Химическая экология» Издательство Московского университета 1994

3. Н.А. Агаджанян, В.И. Торшин «Экология человека» ММП «Экоцентр», КРУК 1994

4. http://ru.wikipedia.org

1. Введение.

Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако в течение очень длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. В первой половине нынешнего века эти изменения нарастали и в настоящее время лавиной обрушились на человеческую цивилизацию. Стремясь к улучшению условий своей жизни, человек постоянно наращивает темпы материального производства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто ядовитых или непригодных для утилизации. Это создает угрозу и существованию биосферы, и самого человека.

1. Основная часть.

1. Современное состояние природной среды.

Рассмотрим некоторые черты современного состояния биосферы и процессы, происходящие в ней.

Глобальные процессы образования и движения живого вещества в биосфере связаны и сопровождаются круговоротом огромных масс вещества и энергии. В отличие от чисто геологических процессов биогеохимические циклы с участием живого вещества имеют значительно более высокие интенсивность, скорость и количество вовлеченного в оборот вещества.

Как уже говорилось, с появлением и развитием человечества процесс эволюции заметно видоизменился. На ранних стадиях цивилизации вырубка и выжигание лесов для земледелия, выпас скота, промысел и охота на диких животных, войны опустошали целые регионы, приводили к разрушению растительных сообществ, истреблению отдельных видов животных. По мере развития цивилизации, особенно бурного после промышленной революции конца средних веков, человечество овладевало все большей мощью, все большей способностью вовлекать и использовать для удовлетворения своих растущих потребностей огромные массы вещества — как органического, живого, так и минерального, косного.

Рост населения и расширяющееся развитие сельского хозяйства, промышленности, строительства, транспорта вызвали массовое уничтожение лесов в Европе, Северной Америке, Выпас скота в больших масштабах приводил к гибели лесов и травяного покрова, к эрозии (разрушению) почвенного слоя (Средняя Азия, Северная Африка, юг Европы и США). Истреблены десятки видов животных в Европе, Америке, Африке.

Ученые предполагают, что истощение почв на территории древнего центральноамериканского государства майя в результате подсечно-огневого земледелия явилось одной из причин гибели этой высокоразвитой цивилизации. Аналогично в Древней Греции исчезли обширные леса в результате вырубки и неумеренного выпаса скота. Это усилило эрозию почвы и привело к уничтожению почвенного покрова на многих горных склонах, повысило засушливость климата и ухудшило условия ведения сельского хозяйства.

Строительство и эксплуатация промышленных предприятий, добыча полезных ископаемых привели к серьезным нарушениям природных ландшафтов, загрязнению почвы, воды, воздуха различными отходами.

Настоящие сдвиги в биосферных процессах начались в XX в. в результате очередной промышленной революции. Бурное развитие энергетики, машиностроения, химии, транспорта привело к тому, что человеческая деятельность стала сравнима по масштабам с естественными энергетическими и материальными процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность потребления человечеством энергии и материальных ресурсов растет пропорционально численности населения и даже опережает его прирост.

Предупреждая о возможных последствиях расширяющегося вторжения человека в природу, еще полвека назад академик В. И. Вернадский писал: «Человек становится геологической силой, способной изменить лик Земли». Это предупреждение пророчески оправдалось. Последствия антропогенной (производимой человеком) деятельности проявляются в истощении природных ресурсов, загрязнении биосферы отходами производства, разрушении природных экосистем, изменении структуры поверхности Земли, изменении климата. Антропогенные воздействия приводят к нарушению практически всех природных биогеохимических циклов.

В результате сжигания различного топлива в атмосферу ежегодно выбрасывается около 20 млрд т углекислого газа и поглощается соответствующее количество кислорода. Природный запас СO2 в атмосфере составляет величину порядка 50 000 млрд т. Эта величина колеблется и зависит, в частности, от вулканической активности. Однако антропогенные выбросы углекислого газа превышают естественные и составляют в настоящее время большую долю его общего количества. Увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере, сопровождающееся ростом количества аэрозоля (мелких частиц пыли, сажи, взвесей растворов некоторых химических соединений), может привести к заметным изменениям климата и соответственно к нарушению складывавшихся в течение миллионов лет равновесных связей в биосфере.

Итогом нарушения прозрачности атмосферы, а следовательно, и теплового баланса может явиться возникновение « парников ого эффекта», то есть увеличения средней температуры атмосферы на несколько градусов. Это способно вызвать таяние ледников полярных областей, повышение уровня Мирового океана, изменение его солености, температуры, глобальные нарушения климата, затопление прибрежных низменностей и многие другие неблагоприятные последствия.

Выброс в атмосферу промышленных газов, включающих такие соединения, как окись углерода СО (угарный газ), окислы азота, серы, аммиака и других загрязнителей, приводит к угнетению жизнедеятельности растений и животных, нарушениям обменных процессов, к отравлению и гибели живых организмов.

Неуправляемое влияние на климат в совокупности с нерациональным ведением сельского хозяйства способны привести к значительному снижению плодородия почв, большим колебаниям урожайности культур. По данным экспертов ООН, в последние годы колебания продукции сельского хозяйства превышали 1 %. А ведь уменьшение производства продовольствия даже на 1 % может привести к гибели от голода десятков миллионов человек.

Катастрофически сокращаются леса на нашей планете, Нерациональные вырубки лесов и пожары привели к тому, что во многих местах, некогда сплошь покрытых лесами, к настоящему времени они сохранились лишь на 10-30 % территории. Площадь тропических лесов Африки уменьшилась на 70 %, Южной Америки — на 60 %, в Китае лишь 8 % территории покрыто лесом.

Загрязнение природной среды.

Появление в природной среде новых компонентов, вызванное деятельностью человека или какими-либо грандиозными природными явлениями (например, вулканической деятельностью), характеризуют термином загрязненность. В общем виде загрязненность — это наличие в окружающей среде вредных веществ, нарушающих функционирование экологических систем или их отдельных элементов и снижающих качество среды с точки зрения проживания человека или ведения им хозяйственной деятельности. Этим термином характеризуются все тела, вещества, явления, процессы, которые в данном месте, но не в то время и не в том количестве, какое естественно для природы, появляются в окружающей среде и могут выводить ее системы из состояния равновесия.

Экологическое действие загрязняющих агентов может проявляться по-разному; оно может затрагивать либо отдельные организмы (проявляться на организменном уровне, либо популяции, биоценозы, экосистемы и даже биосферу в целом.

На организменном уровне может происходить нарушение отдельных физиологические функций организмов, изменение их поведения, снижение темпов роста и развития, снижение устойчивости к воздействиям иных неблагоприятных факторов внешней среды.

На уровне популяций загрязнение может вызывать изменение их численности и биомассы, рождаемости, смертности, изменения структуры, годовых циклов миграций и ряда других функциональных свойств.

На биоценотическом уровне загрязнение сказывается на структуре и функциях сообществ. Одни и те же загрязняющие вещества по-разному влияют на разные компоненты сообществ. Соответственно меняются количественные соотношения в биоценозе, вплоть до полного исчезновения одних форм и появления других. Изменяется пространственная структура сообществ, цепи разложения (детритные) начинают преобладать над пастбищными, отмирание — над продукцией. В конечном счете происходит деградация экосистем, ухудшение их как элементов среды человека, снижение положительной роли в формировании биосферы, обесценение в хозяйственном отношении.

Различают природное и антропогенное загрязнения. Природное загрязнение возникает в результате естественных причин — извержения вулканов, землетрясений, катастрофических наводнений и пожаров. Антропогенное загрязнение — результат деятельности человека.

В настоящее время общая мощность источников антропогенного загрязнения во многих случаях превосходит мощность естественных. Так, природные источники окиси азота выбрасывают 30 млн т азота в год, а антропогенные — 35-50 млн т; двуокиси серы, соответственно, около 30 млн т и более 150 млн т. В результате деятельности человека свинца попадает в биосферу почти в 10 раз больше, чем в процессе природных загрязнений.

Загрязняющие вещества, возникшие в результате хозяйственной деятельности человека, и их влияние на среду очень разнообразны. К ним относятся: соединения углерода, серы, азота, тяжелые металлы, различные органические вещества, искусственно созданные материалы, радиоактивные элементы и многое другое.

Так, по оценкам экспертов, в океан ежегодно попадает около 10 млн т нефти. Нефть на воде образует тонкую пленку, препятствующую газообмену между водой и воздухом. Оседая на дно, нефть попадает в донные отложения, где нарушает естественные процессы жизнедеятельности донных животных и микроорганизмов. Кроме нефти, значительно возрос выброс в океан бытовых и промышленных сточных вод, содержащих, в частности, такие опасные загрязнители, как свинец, ртуть, мышьяк, обладающие сильным токсическим действием. Фоновые концентрации таких веществ во многих местах уже превышены в десятки раз.

Каждый загрязнитель оказывает определенное отрицательное воздействие на природу, поэтому их поступление в окружающую среду должно строго контролироваться. Законодательство устанавливает ‘для каждого загрязняющего вещества предельно допустимый сброс (ПДС) и предельно допустимую концентрацию (ПД К) его в природной среде.

Предельно допустимый сброс (ПДС) — это масса загрязняющего вещества, выбрасываемого отдельными источниками за единицу времени, превышение которой приводит к неблагоприятным последствиям в окружающей среде или опасно для здоровья человека. Предельно допустимая концентрация (ПДК) понимается как количество вредного вещества в окружающей среде, которое не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека или его потомство при постоянном или временном контакте с ним. В настоящее время при определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, но и воздействие их на животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природное сообщество в целом.

Специальные службы мониторинга (наблюдения) окружающей среды осуществляют контроль за соблюдением установленных нормативов ПДС и ПДК вредных веществ. Такие службы созданы во всех районах страны. Особенно важна их роль в крупных городах, вблизи химических производств, атомных электростанций и других промышленных объектов. Службы мониторинга имеют право применять предусмотренные законом меры, вплоть до приостановки производства и любых работ, если нарушаются нормы охраны окружающей среды.

Кроме загрязнения среды, антропогенное воздействие выражается в истощении природных ресурсов биосферы. Огромные масштабы использования природных ресурсов привели к значительному изменению ландшафтов в некоторых регионах (например, в угольных бассейнах). Если на заре цивилизации человек использовал для своих нужд всего около 20 химических элементов, в начале XX втекало 60, то сейчас более 100 — почти всю таблицу Менделеева. Ежегодно добывается (извлекается из геосферы) около 100 млрд т руды, топлива, минеральных удобрений.

Быстрый рост потребностей в топливе, металлах, минеральном сырье и их добыче привели к истощению этих ресурсов. Так, по оценкам специалистов, при сохранении современных темпов добычи и потребления разведанные запасы нефти будут исчерпаны уже через 30 лет, газа — через 50 лет, угля — через 200. Аналогичная ситуация сложилась не только с энергетическими ресурсами, но и с металлами (истощение запасов алюминия ожидается через 500-600 лет, железа — 250 лет, цинка — 25 лет, свинца — 20 лет) и минеральными ресурсами, как, например, асбест, слюда, графит, сера.

Вот далеко не полная картина экологической ситуации на нашей планете в настоящее время. Даже отдельные успехи природоохранной деятельности не могут заметным образом изменить общий ход процесса пагубного влияния цивилизации на состояние биосферы.

2. Атмосфера — внешняя оболочка биосферы. Загрязнение атмосферы.

Масса атмосферы нашей планеты ничтожна — всего лишь одна миллионная массы Земли. Однако ее роль в природных процессах биосферы огромна. Наличие вокруг земного то шара атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее от вредных космического и ультрафиолетового излучений. Циркуляция атмосферы оказывает влияние на местные климатические условия, а через них — на режим рек, почвенно-растительный покров и на процессы рельефообразования.

Современный газовый состав атмосферы — результат длительного исторического развития земного шара. Он представляет собой в основном газовую смесь двух компонентов — азота (78,09 %) и кислорода (20,95 %). В норме в нем присутствуют также аргон (0,93 %), углекислый газ (0,03 %) и незначительные количества инертных газов (неон, гелий, криптон, ксенон), аммиака, метана, озона, диоксидов серы и других газов. Наряду с газами в атмосфере содержатся твердые частицы, поступающие с поверхности Земли (например, продукты горения, вулканической деятельности, частицы почвы) и из космоса (космическая пыль), а также различные продукты растительного, животного или микробного происхождения. Кроме того, важную роль в атмосфере играет водяной пар.

Наибольшее значение для различных экосистем имеют три газа, входящих в состав атмосферы: кислород, углекислый газ и азот. Эти газы участвуют в основных биогеохимических циклах.

Кислород играет важнейшую роль в жизни большинства живых организмов нашей планете. Он необходим всем для дыхания. Кислород не всегда входил в состав земной атмосферы. Он появился в результате жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов. Под действием ультрафиолетовых лучей он превращался в озон. По мере накопления озона произошло образование озонового слоя в верхних слоях атмосферы. Озоновый слой, как экран, надежно защищает поверхность Земли от ультрафиолетовой радиации, гибельной для живых организмов.

Современная.атмосфера содержит едва ли двадцатую часть кислорода, имеющегося на нашей планете. Главные.запасы кислорода сосредоточены в карбонатах, в органических веществах и окислах железа, часть кислорода растворена в воде. В атмосфере, по-видимому, сложилось приблизительное равновесие между производством кислорода в процессе фотосинтеза и его потреблением живыми организмами. Но в последнее время появилась опасность, что в результате человеческой деятельности запасы кислорода в атмосфере могут уменьшиться. Особую опасность представляет разрушение озонового слоя, которое наблюдается в последние годы. Большинство ученых связывают это с деятельностью человека.

Круговорот кислорода в биосфере необычайно сложен, так как с ним вступает в реакцию большое количество органических и неорганических веществ, а также водород, соединяясь с которым кислород образует воду.

Углекислый газ (диоксид углерода) используется в процессе фотосинтеза для образования органических веществ. Именно благодаря этому процессу замыкается круговорот углерода в биосфере. Как и кислород, углерод входит в состав почв, растений, животных, участвует в многообразных механизмах круговорота веществ в природе. Содержание углекислого газа в воздухе, который мы вдыхаем, примерно одинаково в различных районах планеты. Исключение составляют крупные города, в которых содержание этого газа в воздухе бывает выше нормы.

Некоторые колебания содержания углекислого газа в воздухе местности зависят от времени суток, сезона года, биомассы растительности. В то же время исследования показывают, что с начала века среднее содержание углекислого газа в атмосфере, хотя и медленно, но постоянно увеличивается. Ученые связывают этот процесс главным образом с деятельностью человека.

Азот — незаменимый биогенный элемент, поскольку он входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Атмосфера — неисчерпаемый резервуар азота, однако основная часть живых организмов не может непосредственно использовать этот азот: он должен быть предварительно связан в виде химических соединений.

Частично азот поступает из атмосферы в экосистемы в виде оксида азота, образующегося под действием электрических разрядов во время гроз. Однако основная часть азота поступает в воду и почву в результате его биологической фиксации. Существует несколько видов бактерий и сине-зеленых водорослей (к счастью, весьма многочисленных), которые способны фиксировать азот атмосферы. В результате их деятельности, а также благодаря разложению органических остатков в почве растения-автотрофы получают возможность усваивать необходимый азот.

Круговорот азота тесно связан с круговоротом углерода. Несмотря на то что круговорот азота сложнее, чем круговорот углерода, он, как правило, происходит быстрее.

Другие составные части воздуха не участвуют в биохимических циклах, но наличие большого количества загрязнителей в атмосфере может привести к серьезным нарушениям этих циклов.

Загрязнение атмосферы. Различные негативные изменения атмосферы Земли связаны главным образом с изменением концентрации второстепенных компонентов атмосферного воздуха.

Существует два главных источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный. Естественный источник — это вулканы, пыльные бури, выветривание, лесные пожары, процессы разложения растений и животных.

К основным антропогенным источникам загрязнения атмосферы относятся предприятия топливно-энергетического комплекса, транспорт, различные машиностроительные предприятия.

По данным ученых (1990 е.), ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд т оксидов углерода, 190 млн т оксидов серы, 65 млн т оксидов азота, 1,4 млн т хлорфторуглеродов (фреонов), органические соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные (вызывающие заболевание раком).

Помимо газообразных загрязняющих веществ, в атмосферу поступает большое количество твердых частиц. Это пыль, копоть и сажа. Большую опасность таит загрязнение природной среды тяжелыми металлами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий стали практически постоянными компонентами воздуха промышленных центров. Особенно остро стоит проблема загрязнения воздуха свинцом.

Глобальное загрязнение атмосферного воздуха сказывается на состоянии природных экосистем, особенно на зеленом покрове нашей планеты. Одним из самых наглядных показателей состояния биосферы служат леса их самочувствие.

Кислотные дожди, вызываемые главным образом диоксидом серы и оксидами азота, наносят огромный вред лесным биоценозам. Установлено, что хвойные породы страдают от кислотных дождей в большей степени, чем широколиственные.

Только на территории нашей страны общая площадь лесов, пораженных промышленными выбросами, достигла 1 млн. га. Значительным фактором деградации лесов в последние годы является загрязнение окружающей среды радионуклидами. Так, в результате аварии на Чернобыльской АЭС поражено 2,1 млн га лесных массивов.

Особенно сильно страдают зеленые насаждения в промышленных городах, атмосфера которых содержит большое количество загрязняющих веществ.

Воздушная экологическая проблема истощения озонового слоя, в том числе появление озоновых дыр над Антарктидой и Арктикой, связана с чрезмерным применением фреонов в производстве и быту.

3. Почва- важная составляющая биосферы. Загрязнение почвы.

Почва — верхний слой суши, образовавшийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он находится. Это важный и сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими ее частями.

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 взаимодействии между 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, пионерные растения — 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 климакса. Таким образом, изменения почвы, происходящие в процессе ее формирования, напоминают сукцессионные изменения экосистем.

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 — эдафобионтов, формирующих сложную пищевую детритную сеть: бактерии, микрогрибы, водоросли, простейшие, моллюски, членистоногие и их личинки, дождевые черви и многие другие. Все эти организмы играют огромную роль в формировании почвы и изменении ее физико-химических характеристик.

Растения поглощают из почвы необходимые минеральные вещества, но после смерти растительных организмов изъятые элементы возвращаются в почву. Почвенные организмы постепенно перерабатывают все органические остатки. Таким образом, в естественных условиях происходит постоянный круговорот веществ в почве.

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 бесплодной. Чтобы избежать этого и повысить плодородие почвы в искусственных агроценозах, человек вносит органические и минеральные удобрения.

Загрязнение почв. В нормальных естественных условиях все процессы, происходящие в почве, находятся в равновесии. Но нередко в нарушении равновесного состояния почвы повинен человек. В результате развития хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение. В настоящее время на каждого жителя нашей планеты приходится менее одного гектара пахотной земли. И эти незначительные площади продолжают сокращаться из-за неумелой хозяйственной деятельности человека.

Громадные площади плодородных земель погибают при горнопромышленных работах, при строительстве предприятий и городов. Уничтожение лесов и естественного травянистого покрова, многократная распашка земли без соблюдения правил агротехники приводит к возникновению эрозии почвы — разрушению и смыву плодородного слоя водой и ветром (рис. 58). Эрозия в настоящее время стала всемирным злом. Подсчитано, что только за последнее столетие в результате водной и ветровой эрозий на планете потеряно 2 млрд га плодородных земель активного сельскохозяйственного пользования.

Одним из последствий усиления производственной деятельности человека является интенсивное загрязнение почвенного покрова. В роли основных загрязнителей почв выступают металлы и их соединения, радиоактивные элементы, а также удобрения и ядохимикаты, применяемые в сельском хозяйстве.

К наиболее опасным загрязнителям почв относят ртуть и ее соединения. Ртуть поступает в окружающую среду с ядохимикатами, с отходами промышленных предприятий, содержащими металлическую ртуть и различные ее соединения.

Еще более массовый и опасный характер носит загрязнение почв свинцом. Известно, что при выплавке одной тонны свинца в окружающую среду с отходами выбрасывается его до 25 кг. Соединения свинца используются в качестве добавок к бензину, поэтому автотранспорт является серьезным источником свинцового загрязнения. Особенно много свинца в почвах вдоль крупных автострад.

Вблизи крупных центров черной и цветной металлургии почвы загрязнены железом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием и другими металлами. Во многих местах их концентрация в десятки раз превышает ПДК.

Радиоактивные элементы могут попадать в почву и накапливаться в ней в результате выпадения осадков от атомных взрывов или при удалении жидких и твердых отходов промышленных предприятий, АЭС или научно-исследовательских учреждений, связанных с изучением и использованием атомной энергии. Радиоактивные вещества из почв попадают в растения, затем в организмы животных и человека, накапливаются в них.

Значительное влияние на химический состав почв оказывает современное сельское хозяйство, широко использующее удобрения и различные химические вещества для борьбы с вредителями, сорняками и болезнями растений. В настоящее время количество веществ, вовлекаемых в круговорот в процессе сельскохозяйственной деятельности, примерно такое же, что и в процессе промышленного производства. При этом с каждым годом производство и применение удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве возрастает. Неумелое и бесконтрольное использование их приводит к нарушению круговорота веществ в биосфере.

Особую опасность представляют стойкие органические соединения, применяемые в качестве ядохимикатов. Они накапливаются в почве, в воде, донных отложениях водоемов. Но самое главное — они включаются в экологические пищевые цепи, переходят из почвы и воды в растения, затем в животных, а в конечном итоге попадают с пищей в организм человека.

4. Вода- основа жизненных процессов в биосфере. Загрязнение природных вод.

Вода — самое распространенное неорганическое соединение на нашей планете. Вода — основа всех жизненных процессов, единственный источник кислорода.в главном движущем процессе на Земле — фотосинтезе. Вода присутствует во всей биосфере: не только в водоемах, но и в воздухе, и в почве, и во всех живых существах. Последние содержат до 80-90 % воды в своей биомассе. Потери 10 — 20 % воды живыми организмами приводят к их гибели.

В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней растворены различные газы и соли, находятся взвешенные твердые частички. В 1 л пресной воды может содержаться до 1 г солей.

Большая часть воды сосредоточена в морях и океанах. На пресные воды приходится всего 2 %. Большая часть пресных вод (85 %) сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Возобновление пресных вод происходит в результате круговорота воды.

С появлением жизни на Земле круговорот воды стал относительно сложным, так как к простому явлению физического испарения (превращения воды в пар) добавились более сложные процессы, связанные с жизнедеятельностью живых организмов. К тому же роль человека по мере его развития становится все более значительной в этом круговороте.

Круговорот воды в биосфере происходит следующим образом. Вода выпадает на поверхность Земли в виде осадков, образующихся из водяного пара атмосферы. Определенная часть выпавших осадков испаряется прямо с поверхности, возвращаясь в атмосферу водяным паром. Другая часть проникает в почву, всасывается корнями растений и затем, пройдя через растения, испаряется в процессе транспирации. Третья часть просачивается в глубокие слои подпочвы до водоупорных горизонтов, пополняя подземные воды. Четвертая часть в виде поверхностного, речного и подземного стока стекает в водоемы, откуда также испаряется в атмосферу. Наконец, часть используется животными и потребляется человеком для своих нужд. Вся испарившаяся и вернувшаяся в атмосферу вода конденсируется и вновь выпадает в качестве осадков.

Таким образом, один из основных путей круговорота воды — транспирация, то есть биологическое испарение, осуществляется растениями, поддерживая их жизнедеятельность. Количество воды, выделяющееся в результате транспирации, зависит от вида растений, типа растительных сообществ, их биомассы, климатических факторов, времени года и других условий.

Интенсивность транспирации и масса испаряющейся при этом воды могут достигать весьма значительных величин. У таких сообществ, как леса (с большой фитомассой и листовой поверхностью) или болота (с водонасыщенной моховой поверхностью) транспирация в целом вполне сравнима с испарением открытых водоемов (океана) и нередко даже превышает его. В среднем для растительных сообществ умеренного климата транспирация составляет от 2000 до 6000 м воды в год.

Величина суммарного испарения (с почвы, с поверхности растений и через транспирацию) зависит от физиологических особенностей растений и их биомассы, поэтому служит косвенным показателем жизнедеятельности и продуктивности сообществ. Растительность в целом выполняет роль грандиозного испарителя, существенно влияя при этом на климат территории. Растительный покров ландшафтов, особенно леса и болота, имеет также огромное водо-охранное и водорегулирующее значение, смягчая перепады стока (паводки), способствуя удержанию влаги, препятствуя иссушению и эрозии почв.

Загрязнение природных вод. Под загрязнением водоемов понимается снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ.

Одним из основных загрязнителей воды является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.

Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5-15мг/л при ПДК — 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1-2 мг/л.

Из других загрязнителей необходимо назвать металлы(например, ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), радиоактивные элементы, ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки животноводческих ферм. Небольшую опасность для водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения.

Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий — производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками.

Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля. Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме.

Вначале в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает».

Одним из видов загрязнения водоемов является тепловое загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем. Это приводит к повышению в нем температуры воды. С повышением температуры в водоеме уменьшается количество кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие.

В загрязненной воде с повышением температуры начинают бурно размножаться болезнетворные микроорганизмы и вирусы. Попав в питьевую воду, они могут вызвать вспышки различных заболеваний.

В ряде регионов важным источником пресной воды являлись подземные воды. Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие источники подземной воды также подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них стала непригодной для питья.

Человечество потребляет на свои нужды огромное количество пресной воды. Основными ее потребителями являются промышленность и сельское хозяйство. Наиболее водоемкие отрасли промышленности — горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70 % всей воды, затрачиваемой в промышленности. Главный же потребитель пресной воды — сельское хозяйство: на его нужды уходит 60-80 % всей пресной воды.

В современных условиях сильно увеличиваются потребности человека в воде на коммунально-бытовые нужды. Объем потребляемой воды для этих целей зависит от региона и уровня жизни, составлял от 3 до 700 л на одного человека, В Москве, например, на каждого жителя приходится около 650 л, что является одним из самых высоких показателей в мире.

Из анализа водопользования за 5-6 прошедших десятилетий вытекает, что ежегодный прирост безвозвратного водопотребления, при котором использованная вода безвозвратно теряется для природы, составляет 4-5 %. Перспективные расчеты показывают, что при сохранении таких темпов потребления и с учетом прироста населения и объемов производства к 2100 г. человечество может исчерпать все запасы пресной воды.

Уже в настоящее время недостаток пресной воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие регионы, еще недавно считавшиеся благополучными в этом отношении. В настоящее время потребность в пресной воде не удовлетворяется у 20 % городского и 75 % сельского населения планеты.

Вмешательство человека в природные процессы затронуло даже крупные реки (такие, как Волга, Дон, Днепр), изменив в сторону уменьшения объемы переносимых водных масс (сток рек). Используемая в сельском хозяйстве вода по большей части расходуется на испарение и образование растительной биомассы и, следовательно, не возвращается в реки. Уже сейчас в наиболее обжитых районах страны сток рек сократился на 8 %, а у таких рек, как Дон, Терек, Урал — на 11-20 %. Весьма драматична судьба Аральского моря, по сути, прекратившего существование из-за чрезмерного забора вод рек Сырдарьи и Амударьи на орошение.

Ограниченные запасы пресной воды еще больше сокращаются из-за их загрязнения. Главную опасность представляют сточные воды (промышленные, сельскохозяйственные и бытовые), поскольку значительная часть использованной воды возвращается в водные бассейны в виде сточных вод.

5. Радиация в биосфере.

Радиационные загрязнения имеют существенное отличие от других. Радиоактивные нуклиды — это ядра нестабильных химических элементов, испускающие заряженные частицы и коротковолновые электромагнитные излучения. Именно эти частицы и излучения, попадая в организм человеку разрушают клетки, вследствие чего могут возникнуть различные болезни, в том числе и лучевая.

В биосфере повсюду есть естественные источники радиоактивности, и человек, как и все живые организмы, всегда подвергался естественному облучению. Внешнее облучение происходит за счет излучения космического происхождения и радиоактивных нуклидов, находящихся в окружающей среде. Внутреннее облучение создается радиоактивными элементами, попадающими в организм человека с воздухом, водой и пищей.

Для количественной характеристики воздействия излучения на человека используют единицы — биологический эквивалент рентгена (бэр) или зиверт (Зв) : 1 Зв = 100 бэр. Так как радиоактивное излучение может вызвать серьезные изменения в организме, каждый человек должен знать допустимые его дозы.

В результате внутреннего и внешнего облучения человек в течение года в среднем получает дозу 0,1 бэр и, следовательно, за всю свою жизнь около 7 бэр. В этих дозах облучение не приносит вреда человеку. Однако есть такие местности, где ежегодная доза выше средней. Так, например, люди, живущие в высокогорных районах, за счет космического излучения могут получить дозу в несколько раз большую. Большие дозы излучения могут быть в местностях, где содержание естественных радиоактивных источников велико. Так, например, в Бразилии (200 км от Сан-Паулу) есть возвышенность, где годовая доза составляет 25 бэр. Эта местность необитаема.

Наибольшую опасность представляет радиоактивное загрязнение биосферы в результате деятельности человека. В настоящее время радиоактивные элементы достаточно широко используются в различных областях. Халатное отношение к хранению и транспортировке этих элементов приводит к серьезным радиоактивным загрязнениям. Радиоактивное заражение биосферы связано, например, с испытаниями атомного оружия.

Во второй половине нашего столетия начали вводить в эксплуатацию атомные электростанции, ледоколы, подводные лодки с ядерными установками. При нормальной эксплуатации объектов атомной энергии и промышленности загрязнение окружающей среды радиоактивными нуклидами составляет ничтожно малую долю от естественного фона. Иная ситуация складывается при авариях на атомных объектах.

Так, при взрыве на Чернобыльской атомной станции в окружающую среду было выброшено лишь около 5 % ядерного топливам Но это привело к облучению многих людей, большие территории были загрязнены настолько, что стали опасными для здоровья. Это потребовало переселения тысяч жителей из зараженных районов. Повышение радиации в результате выпадения радиоактивных осадков было отмечено за сотни и тысячи километров от места аварии.

В настоящее время все острее встает проблема складирования и хранения радиоактивных отходов военной промышленности и атомных электростанций. С каждым годом они представляют все большую опасность для окружающей среды. Таким образом, использование ядерной энергии поставило перед человечеством новые серьезные проблемы.

6. Экологические проблемы биосферы.

Хозяйственная деятельность человека, приобретая все более глобальный характер, начинает оказывать весьма ощутимое влияние на процессы, происходящие в биосфере. Вы уже узнали о некоторых результатах деятельности человека и их влиянии на биосферу. К счастью, до определенного уровня биосфера способна к саморегуляции, что позволяет свести к минимуму негативные последствия деятельности человека. Но существует предел, когда биосфера уже не в состоянии поддерживать равновесие. Начинаются необратимые процессы, приводящие к экологическим катастрофам. С ними человечество уже столкнулось в ряде регионов планеты.

Человечество существенно изменило ход течения целого ряда процессов в биосфере, в том числе биохимического круговорота и миграции ряда элементов. В настоящее время, хотя и медленно, происходит качественная и количественная перестройка всей биосферы планеты. Уже возник ряд сложнейших экологических проблем биосферы, которые необходимо разрешить в ближайшее время.

«Парниковый эффект». По новейшим данным ученых, за 80-е гг. средняя температура воздуха в северном полушарии повысилась по сравнению с концом XIX в. на 0,5-0,6 «С. Это приводит к чрезмерному поглощению воздухом теплового излучения Земли. Очевидно, определенную роль в создании так называемого «парникового эффекта» играет и тепло, выделяющееся от ТЭЦ и АЭС.

Потепление климата может привести.к интенсивному таянию ледников и повышению уровня Мирового океана. Изменения, которые могут произойти вследствие этого, просто трудно предсказать.

Решить данную проблему было бы можно, сократив выбросы углекислого газа в атмосферу и установив равновесие в цикле круговорота углерода.

Истощение озонового слоя. В последние годы ученые все с большей тревогой отмечают истощение озонового слоя атмосферы, который является защитным экраном от ультрафиолетового излучения. Особенно быстро этот процесс происходит над полюсами планеты, где появились так называемые озоновые дыры. Опасность заключается в том, что ультрафиолетовое излучение губительно для живых организмов.

Основной причиной истощения озонового слоя является применение людьми хлорфторуглеводородов (фреонов), широко используемых в производстве и быту в качестве хладореагентов, пенообразователей, растворителей. аэрозолей. Фреоны интенсивно разрушают озон. Сами же они разрушаются очень медленно, в течение 50-200 лет. В 1990 г. в мире производилось более 1300 тыс. т озоноразрушающих веществ.

Под действием ультрафиолетового излучения молекулы кислорода (O2) распадаются на свободные атомы, которые в свою очередь могут присоединяться к другим молекулам кислорода с образованием озона (О3). Свободные атомы кислорода могут также реагировать с молекулами озона, образуя две молекулы кислорода. Таким образом, между кислородом и озоном устанавливается и поддерживается равновесие.

Однако загрязнители типа фреонов катализируют (ускоряют) процесс разложения озона, нарушая равновесие между ним и кислородом в сторону уменьшения концентрации озона.

Учитывая опасность, нависшую над планетой, международное сообщество сделало первый шаг к решению этой проблемы. Подписано международное соглашение, по которому производство фреонов в мире к 1999 г. должно сократиться примерно на 50 %.

Массовое сведение лесов — одна из наиболее важных глобальных экологических проблем современности.

Вы уже знаете, что лесные сообщества играют важнейшую роль в нормальном функционировании природных экосистем. Они поглощают атмосферные загрязнения антропогенного происхождения, защищают почву от эрозии, регулируют нормальный сток поверхностных вод, препятствуют снижению уровня грунтовых вод и заиливанию рек, каналов и водохранилищ.

Уменьшение площади лесов нарушает процесс круговорота кислорода и углерода в биосфере.

Несмотря на то что катастрофические последствия сведения лесов уже широко известны, уничтожение их продолжается. В настоящее время общая площадь лесов на планете составляет около 42 млн км2, но она ежегодно уменьшается на 2 %. Особенно интенсивно уничтожаются влажные тропические леса в Азии, Африке, Америке и некоторых других регионах мира. Так, в Африке леса занимали раньше около 60 % ее территории, а сейчас — всего около 17 %. Значительно сократились площади лесов и в нашей стране.

Сведение лесов влечет за собой гибель их богатейших флоры и фауны. Человек обедняет облик своей планеты.

Однако, кажется, человечество уже осознает, что его существование на планете неразрывно связано с жизнью и благополучием лесных экосистем. Серьезные предупреждения ученых, прозвучавшие в декларациях Организации Объединенных Наций, других международных организаций, начали находить отклик. В последние годы во многих странах мира стали успешно проводиться работы по искусственному лесоразведению и организации высокопродуктивных лесных плантаций.

Отходы производства. Серьезнейшей экологической проблемой стали отходы промышленного и сельскохозяйственного производств. Вы уже знаете, какой вред они наносят окружающей среде. В настоящее время делаются попытки уменьшить количество отходов, загрязняющих окружающую среду. С этой целью разрабатываются и устанавливаются сложнейшие фильтры, строятся дорогостоящие очистные сооружения и отстойники. Но практика показывает, что они хоть и снижают опасность загрязнения, все-таки не решают проблему. Известно, что даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные минеральные вещества и до 10 % органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Воды такого качества могут стать пригодными для потребления только после многократного разбавления чистой водой.

Подсчеты показывают, что на все виды водопользования тратится 2200 км3 воды в год. На разбавление сто ков уходит почти 20 % ресурсов пресных вод мира. Расчеты на 2000 год показывают, что если даже очистка охватит все сточные воды, все равно на их разбавление потребуется 30-35 тыс. км3 пресной воды. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию. А ведь во многих районах такие ресурсы уже находятся в остром дефиците,

Очевидно, решение проблемы возможно при разработке и внедрении в производство совершенно новых, замкнутых, безотходных технологий. При их применении вода не будет сбрасываться, а будет многократно использоваться в замкнутом цикле. Все побочные продукты будут не выбрасываться в виде отходов, а подвергаться глубокой переработке. Это создаст условия для получения дополнительной нужной человеку продукции и обезопасит окружающую среду.

Сельское хозяйство. В сельскохозяйственном производстве важно строго соблюдать правила агротехники и следить за нормами внесения удобрений. Так как химические средства борьбы с вредителями и сорняками приводят к существенным нарушениям экологического равновесия, ведутся поиски путей преодоления этого кризиса в нескольких направлениях.

Ведутся работы по выведению сортов растений, устойчивых к сельскохозяйственным вредителям и болезням: создаются бактериальные и вирусные препараты избирательного действия, поражающие, например, только насекомых — вредителей. Изыскиваются пути и способы биологической борьбы, то есть ведется поиск Гидроэлектростанция и размножение естественных врагов, уничтожающих вредных насекомых. Разрабатываются высокоизбирательные препараты из числа гормонов, антигормонов и других веществ, способных действовать на биохимические системы определенных видов насекомых и не оказывать ощутимого действия на другие виды насекомых или иные организмы.

Производство энергии. Очень сложные экологические проблемы связаны с получением энергии на теплоэлектро-энергетических предприятиях. Потребность в энергии — одна из основных жизненных потребностей человека. Энергия нужна не только для нормальной деятельности современного сложно организованного человеческого общества, но и для простого.физического существования каждого человеческого организма. В настоящее время в основном электроэнергию получают на гидроэлектростанциях, тепловых и атомных станциях.

Гидроэлектростанции на первый взгляд являются экологически чистыми предприятиями, не наносящими вреда природе. Так считали многие десятилетия. В нашей стране построили много крупнейших ГЭС на великих реках. Теперь стало ясно, что этим строительством нанесен большой урон и природе, и людям.

Прежде всего строительство плотин на больших равнинных реках приводит к затоплению огромных территорий под водохранилища. Это связано с переселением большого числа людей и потерей пастбищных угодий.

Во-вторых, перегораживая реку, плотина создает непреодолимые препятствия на путях миграций проходных и полупроходных рыб, поднимающихся на нерест в верховья рек.

В-третьих, вода в хранилищах застаивается, ее проточность замедляется, что сказывается на жизни всех живых существ, обитающих в реке и у реки.

В-четвертых, местное повышение воды влияет на грунтовые воды, приводит к подтоплению, заболачиванию, к эрозии берегов и оползням.

Этот список отрицательных последствий строительства ГЭС на равнинных реках можно продолжить. Крупные высотные плотины на горных реках также представляют собой источники опасности, особенно в районах с высокой сейсмичностью. В мировой практике известно несколько случаев, когда прорыв таких плотин привел к огромным разрушениям и гибели сотен и тысяч людей.

С экологической точки зрения АЭС являются наиболее чистыми среди других ныне действующих энергетических комплексов. Опасность радиоактивных отходов полностью осознается, поэтому и конструкция, и эксплуатационные нормы атомных электростанций предусматривают надежную изоляцию от окружающей среды по крайней мере 99,999 % всех получающихся радиоактивных отходов.

Следует учитывать, что фактические объемы радиоактивных отходов сравнительно невелики. Для стандартного ядерного энергоблока мощностью в 1 млн кВт» это 3 — 4м в год. Ясно, что с кубометром даже очень вредного и опасного вещества все же проще обращаться, чем с миллионом кубометров просто вредного и опасного, как, например, с отходами тепловых электростанций, которые практически целиком поступают в окружающую среду.

Не все знают, что уголь обладает небольшой природной радиоактивностью. Так как на ТЭС сжигаются огромные объемы топлива, то ее суммарные радиоактивные выбросы получаются выше, чем у АЭС. Но этот фактор второстепенный по сравнению с главным бедствием от установки на органическом топливе, наносимом природе и людям, — выбросами в атмосферу химических соединений, являющихся продуктами сгорания.

Хотя АЭС экологически более чистые, чем просто электростанции, они таят в себе большую потенциальную опасность в случае серьезных аварий реактора. В этом мы убедились на примере Чернобыльской катастрофы. Таким образом, энергетика ставит, казалось бы, неразрешимые экологические проблемы. Поиски решения проблемы ведутся в нескольких направлениях.

Ученые разрабатывают новые безопасные реакторы для атомных станций. Второе направление связано с использованием нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Это прежде всего энергия Солнца и ветра, тепло земных недр, тепловая и механическая энергия океана. Во многих странах, в том числе и у нас, уже созданы не только опытные, но и промышленные установки на этих источниках энергии. Они еще сравнительно маломощные. Но многие ученые считают, что за ними большое будущее.

1. Заключение.

1. Из-за увеличения масштабов антропогенного воздействия (хозяйственной деятельности человека), особенно в последнее столетие, нарушается равновесие в биосфере, что может привести к необратимым процессам и поставить вопрос о возможности жизни на планете. Это связано с развитием промышленности, энергетики, транспорта, сельского хозяйства и других видов деятельности человека без учета возможностей биосферы Земли. Уже сейчас перед человечеством встали серьезные экологические проблемы, требующие незамедлительного решения.
2. Основные тенденции изменения природы под влиянием хозяйственной деятельности человека носят преимущественно негативный характер. Значительно усиливаются экологические проблемы, связанные с истощением и нерациональным использованием природных ресурсов, с загрязнением внутренних вод и вод Мирового океана, атмосферного воздуха, истощением почв, их деградацией, возрастанием угрозы исчезновения многих видов растительного и животного мира.
3. Уже сейчас площадь всех отвалов и мусорных свалок в России почти в 4,5 раза превышает площадь всех населённых пунктов.
4. Многие промышленные города России, в которых развиты наиболее экологически грязные отрасли промышленности (Череповец, Новокузнецк, Норильск, Магнитогорск, Братск и др.) являются зонами экологического бедствия.
5. В результате освоения районов Крайнего Севера происходит деградация оленьих пастбищ, нарушается хрупкая природа зоны тундр.
6. Для Европейского Севера наибольшую опасность представляет сокращение площади лесов и изменение их видового состава. В нечернозёмной зоне усиливается деградация луговых и пойменных территорий. В чернозёмной зоне велика угроза истощения и деградации почв.
   Многие реки России страдают от сброса сточных вод, чрезвычайно загрязнены Волга, Дон, Нева, Печора, Обь и многие другие реки.
   Большую опасность несёт радиоактивное загрязнение районов зоны Чернобыльской катастрофы (Брянская область), Урала (Челябинская область) и Новой Земли. Возрастает угроза радиоактивного загрязнения регионов, где планируется размещение ядерных «могильников» (Красноярский край).
7. В то же время необходимо отметить, что в целом экологическая обстановка в России в последние годы улучшается. Это, однако, объясняется не столько решением экологических проблем, сколько экономическим кризисом и падением производства.

Это моя точка зрения.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ЧЕЛОВЕКА НА ПРИРОДНЫЕ СИСТЕМЫ

1. Сущность воздействия человека на природные системы

2. Антропогенные нагрузки, их измерение и картографирование

3. Антропогенные изменения природных систем

4. Природно-антропогенные системы и их классификация

Используя природные ресурсы, человек оказывает на окру­жающую
природу различные по силе и характеру воздействия. В результате этих
воздействий происходят разного рода измене­ния, возникающие как в отдельных
компонентах природы, так и в природных комплексах (системах) в целом.
Измененные при­родные комплексы и их компоненты, в свою очередь, влияют на
самого человека и его деятельность, что влечет за собой ряд ча­сто
нежелательных последствий. В связи с этим особое значение приобретает анализ цепочки:
антропогенное воздействие на при­родные системы — изменения свойств и функций
систем — по­следствия для жизни и деятельности населения. Лишь выявив ко­нечное
звено этой цепочки, можно достаточно полно оценить вмешательство человека в
окружающую природную среду.

1. Сущность воздействия человека на природные системы

Воздействие человека — это все виды его деятельности и со­зданных
им объектов, вызывающие те или иные изменения в при­родных системах. Оно
включает действие технических средств, инженерных сооружений, технологии (т.е.
способов) производ­ства, характера использования территории и акватории. Воздей­ствие
человека может быть преднамеренным и непреднамерен­ным. В первом случае оно
рассматривается как целенаправленное и сознательное действие, которое
осуществляется в процессе ма­териального производства, с тем чтобы
удовлетворить опреде­ленные потребности общества (например, строительство ГЭС
для нужд энергетики, сооружение водохранилища для водоснабжения и ирригации,
вырубка леса для получения древесины, обу­стройство рекреационных объектов и
т.п.). Преднамеренные воз­действия — это предмет экономики, они заранее
планируются и финансируются.

Непреднамеренное воздействие представляет собой побочный
эффект преднамеренного. Так, сооружение водохранилища не­редко ведет к
повышению уровня грунтовых вод и подтопле­нию, абразии берегов, ухудшению
качества воды и к другим «не­запланированным» последствиям. Побочные эффекты не
всегда проявляются сразу, нередко носят негативный характер, поэто­му их изучение
и анализ — одна из важнейших задач географии и экологии.

Антропогенные воздействия классифицируют по разным при­знакам.
По характеру проявления в пространстве их разделяют на точечные (влияние
отдельных предприятий, городов), линейные (влияние коммуникаций) и площадные
(использование возобно­вимых ресурсов на больших территориях). По масштабам
ареалов проявления изменений среды выделяют локальные, региональ­ные и
глобальные воздействия. По происхождению воздействия могут быть разделены на
механические (например, разрушение горных пород при добыче полезных
ископаемых), физические (вы­деление тепловой энергии в природную среду),
химические (выб­рос химических веществ в атмосферу и водоемы), биологические
(интенсивное размножение вредителей в связи с недостаточной очисткой лесосек и
захламлением лесов).

Как известно, воздействие человека на природные системы
осуществляется с помощью технических средств, которые могут быть стационарными,
не меняющими своего положения, и не­стационарными, подвижными. К стационарным
средствам отно­сят инженерные сооружения — любые длительно сохраняющиеся на
местности объекты, созданные человеком из искусственных или естественных
материалов (промышленные предприятия, на­селенные пункты, плотины, каналы и
др.). Их действие обычно локализовано в пространстве и в большинстве случаев
длится не­прерывно. В результате время существования инженерных соору­жений и
время их влияния на природу чаще всего совпадает. Дей­ствие же нестационарной
техники (сельскохозяйственных орудий, строительных машин и др.) кратковременно.
Оно может периоди­чески повторяться (как, например, пахота), но не является не­прерывным.
Однако изменения в природе, вызванные этой тех­никой, нередко сохраняются
многие годы.

Характер
воздействия различных технических средств (систем) на природу неодинаков.
Исходя из этого, Д.Л.Арманд (1975) разделил их на производственные (без функции
управления при­родными процессами), нейтральные и управляющие природой (рис.
3). Производственные системы объединяют добывающие и перерабатывающие
предприятия.

Технические системы

Рис. 3. Классификация технических систем

К добывающим относятся горно­промышленные,
лесохозяйственные, сельскохозяйственные и дру­гие подобные объекты. Их
воздействие на природу состоит, во-пер­вых, в изъятии из нее веществ и энергии,
во-вторых, в засорении среды отходами производства. Перерабатывающие
предприятия влияют на природу в основном вторым путем. Системы, управля­ющие
природными процессами, включают неподвижные и регу­лирующие объекты. Неподвижные
системы (лесные полосы, противоселевые сооружения, ограды и др.) преднамеренно
ускоряют, замедляют или останавливают потоки воды, воздуха, снега, твер­дых
частиц, животных. Регулирующие системы с помощью под­вижных устройств позволяют
усиливать или ослаблять потоки (пло­тины, затворы на каналах, рыбоподъемники и
др.), осуществлять направленное изменение природных комплексов. К нейтральным
со­оружениям относятся здания, дороги, мосты, нефтепроводы и дру­гие подобные
объекты. Они не рассчитаны на изъятие веществ и энергии, не имеют отходов, но
самим своим присутствием могут служить помехой движению воды, воздуха или
миграции животных.

Исходя из особенностей взаимодействия техники с окружаю­щей
средой, выделяют производящие и обслуживающие техни­ческие системы (А. Ю.Ретеюм
и др., 1972). Производящие систе­мы служат для извлечения вещества и энергии из
среды и перера­ботки их в необходимую для человека продукцию. Обслуживающие
системы разделяют на активные, предназначенные для измене­ния физико-географических
условий, и пассивные. Для природо­пользования наибольший интерес представляют
активные систе­мы, так как они, с одной стороны, вызывают целенаправленные
сдвиги в природной среде, а с другой — препятствуют неблагоп­риятным
изменениям, связанным с влиянием добывающей и об­рабатывающей техники.

А.Г.Исаченко (2001) выделил два главных типа антропоген­ных
воздействий на природную среду. К первому типу он относит воздействия,
связанные с видами хозяйственной деятельности, направленными главным образом на использование почвенно-биологического
потенциала ландшафтов. Эксплуатация биологиче­ского потенциала ландшафтов
(изъятие биоты) велась на боль­ших площадях, особенно на исторически
первоначальных стадиях экстенсивного их освоения (собирательство, охотничий
промы­сел, пастбищное животноводство). С развитием земледелия усили­лась
интенсификация хозяйства, а в связи с ростом населения и его потребностей
требовалось дальнейшее расширение пахотных земель. Хозяйственные воздействия
первого типа, ярко проявив­шиеся в господствующем «фоновом» характере
использования почв и биотических компонентов, приобрели макрорегиональный,
«фоновый» уровень и охватили обширные пространства зональ­ного масштаба.
Территориальное распространение воздействий этого типа и соответствующих им
типов использования земель (угодий) подчинено географическим закономерностям.
Для тер­ритории России основными фоновыми типами земель (угодий), имеющими
зональное значение, являются леса (46 % всей пло­щади), оленьи пастбища (около
19 %) и сельскохозяйственные угодья (13 %), в том числе пашня (около 8 %).

Второй тип антропогенного воздействия на природную среду, по
А.Г.Исаченко (2001), связан с вторичными (перерабатыва­ющими) производствами и
урбанизацией. Хронологически в мас­штабах истории человечества эта форма
воздействия (условно ее можно назвать индустриальной или техногенной) возникла
срав­нительно недавно. Ее ощутимые следы в ландшафтах стали про­являться лишь в
начале XX столетия. С развитием индустрии и урбанизации связаны специфические
типы использования земель. Территория занимается под объекты, не имеющие
аналогов в при­родном ландшафте, — населенные пункты с промышленными пред­приятиями
и жилыми кварталами, дороги, трубопроводы и другие инженерные сооружения.
Распространение угодий этого типа име­ет очаговый характер, и по занимаемой
площади (0,8 % от всей территории страны) они не идут ни в какое сравнение с
фоновы­ми типами использования земель. Однако по интенсивности воз­действия на
ландшафты и на экологическую обстановку второй тип влияния значительно
превосходит доиндустриальные формы воздействия на природную среду и является
качественно иным.

Важнейшая качественная особенность воздействия индустрии и
урбанизации на природную среду состоит в том, что главным фак­тором оказываются
производственные и коммунально-бытовые отходы, а основной механизм влияния —
ландшафтно-геохимический. Данный механизм приводит в действие систему техноген­ной
миграции химических элементов, затрагивающую практиче­ски все компоненты
ландшафта. В системе техногенных химических потоков особая роль принадлежит
наиболее подвижной среде — атмосфере, обеспечивающей перенос загрязняющих
веществ на дальние расстояния и в конечном счете на всю географическую оболочку
(биосферу). Следует отметить, что в настоящее время индустриальные методы
воздействия на природу интенсивно про­никают в традиционные формы хозяйственной
деятельности, в том числе в сельское и лесное хозяйство, в определенной степени
сгла­живая контрасты между двумя главными типами влияния.

Таким образом, в самом общем плане физическую сущность
антропогенного воздействия на природные системы можно опре­делить как: а)
изъятие вещества и энергии из окружающей среды; б) привнесение в природу
различных отходов производства и других веществ (например, ядохимикатов); в)
трансформацию компонентов и процессов в природных системах (а в конечном итоге
и структуры систем); г) привнесение в природу чуждых для нее технических и
техногенных объектов (Геоэкологические ос­новы.., 1989).

2. Антропогенные нагрузки, их измерение и
картографирование

Для изучения антропогенного воздействия на природную сре­ду
необходимы его количественная оценка и выявление законо­мерностей распределения
в пространстве. Количественная мера воздействия человека на природные системы в
форме изъятия, привнесения или перемещения вещества и энергии получила на­звание
антропогенной нагрузки. Нагрузка может быть целенаправ­ленной — для поддержания
функционирования ландшафта в за­данном режиме (распашка, полив, внесение
удобрений, соору­жение инженерных объектов и др.) или побочной — в виде
загрязнения среды, проявления неблагоприятных процессов (на­пример, вторичного
засоления), разрушения структуры природ­ных комплексов и т.п.

Целесообразно различать нагрузку на чисто природные и уже
измененные человеком комплексы (В.С.Преображенский и др., 1988). Для первых
любое воздействие является нагрузкой, для из­мененных комплексов (ландшафтов)
нагрузкой следует считать новое воздействие сверх испытанного ранее (например,
проклад­ка дорог в сельскохозяйственном ландшафте, использование сель­скохозяйственного
ландшафта в целях рекреации и т.п.).

Для определения величины нагрузки используют показатели,
характеризующие основные виды антропогенного воздействия на ландшафты и их
ресурсы: ресурсоемкость, землеемкость, отходность производства.

Ресурсоемкость — это показатель, отражающий размеры изы­маемого
из природы вещества (минерального, органического, воды, Воздуха) и энергии.

Землеемкость рассматривают как показатель, определяющий
размеры территории, нарушаемой или используемой человеком при том или ином виде
деятельности: а) как пространственную основу развития производства и расселения
людей, что условно можно определить как «местоемкость»; б) как источник возобно­вимых
биологических ресурсов (единственный компонент приро­ды, обладающий
плодородием), что связано с превращением ес­тественных территорий в угодья
сельского, лесного и промысло­вого хозяйства.

Отходность — показатель, отражающий размеры поступающих в
природу отходов производства и потребления в виде веществ (твердых, жидких,
газообразных) и энергии.

Важное значение имеет определение нормы нагрузки на ланд­шафты
и экосистемы, т.е. величины антропогенного воздействия, не приводящего к
нарушению наиболее важных социально-эко­номических функций и механизмов
самовосстановления этих ком­плексов. Критической или предельно допустимой
нагрузкой (ПДН) считается та, выше которой разрушается структура природной
системы и нарушаются ее функции.

Величины нагрузок и характер антропогенных воздействий на
ландшафты и экосистемы тесно связаны с видами природополь­зования:
промышленным, сельскохозяйственным, лесохозяйственным, рекреационным и др.

Глубокое и разностороннее воздействие на природные систе­мы
оказывает горнодобывающая промышленность. В мире ежегод­но из недр земли
изымается около 300 млрд т горных пород, что ведет к образованию различных по
величине выемок (в том чис­ле открытых карьеров), техногенных просадок, форм
техноген­ной аккумуляции (терриконы, отвалы и др.). На каждую добы­тую 1000 т
пород разрушаются экосистемы на площади 30 м2

Мощным фактором воздействия на природную среду выступа­ют
энергетика и разные отрасли перерабатывающей промышлен­ности. В Российской
Федерации промышленность потребляет 30 % забираемой из водоисточников воды,
сбрасывает в реки и озера более 50 % объема сточных вод, выбрасывает в
атмосферу около 60 % всех загрязняющих веществ. Наиболее крупные загрязните­ли
— предприятия теплоэнергетики, черной и цветной метал­лургии, нефтехимии и
производство строительных материалов. , Строительное воздействие на ландшафты
сопровождается сре­занием положительных и засыпкой отрицательных форм микро- и
мезорельефа, намывом грунтов, полным разрушением почвенного и растительного
покровов. В настоящее время в развитых странах застроенные территории занимают
очень значительные площади. В Нидерландах они составляют 31 % общей площади, в
Германии и Франции — 13, в Австрии и США — 11, в России (с учетом горных
выработок) — 6,5 % (Экологические проблемы.., 1997).

Водохозяйственное воздействие на природные системы прояв­ляется
в формировании новых, ранее отсутствовавших водных объектов (водохранилища,
каналы, выпрямленные русла рек и др.), заборе воды (часть которой не
возвращается), изменении гидролого-гидрохимического режима водоемов, в
преобразовании ландшафтной структуры прилегающих к ним территорий.

Влияние сельского хозяйства на ландшафты и экосистемы со­стоит
в изъятии биомассы растений и отчуждении питательных веществ вместе с собранным
урожаем, в привнесении в почву химических соединений (в виде удобрений,
ядохимикатов и др.), в перераспределении веществ (при пахоте и мелиорациях), в
из­менении фитоценозов и уплотнении почвы (при выпасе скота). В целом сельское
хозяйство выступает как наиболее мощный фак­тор нарушения естественных
экосистем в пространстве, так как в настоящее время сельскохозяйственные угодья
занимают 35 % всей территории суши.

Лесохозяйственные воздействия на ландшафты можно разде­лить
на эксплуатационные (изъятие наземной биомассы), под­готовительные и
мероприятия по уходу за лесом. Наибольшее влияние оказывают сплошные рубки,
которые ведут к измене­нию структуры и видового состава фитоценозов, свойств
почв, Уровня и режима грунтовых вод, поверхностного стока, микро­климата,
биогеоценоза в целом.

Рекреационное воздействие на ландшафты выражается в диг­рессии
растительности, уплотнении почвенного покрова, прове­дении различных
мероприятий по усилению пейзажной вырази­тельности природных объектов. Для
определения рекреационной Нагрузки чаще всего используют показатели,
характеризующие количество отдыхающих, которое приходится на единицу площади за
определенный промежуток времени.

Рассмотренные виды антропогенного воздействия нередко со­четаются
и даже накладываются друг на друга в пределах одной ландшафтной системы
(например, в урбанизированных ландшаф­тах совмещаются селитебные, промышленные,
строительные, до­рожные воздействия). В территориальном аспекте отдельные виды
воздействий или их сочетание могут изучаться на трех уровнях размерности
(Оценка влияния.., 1985): а) элементарном (отдель­ное промышленное или
сельскохозяйственное предприятие — за­вод, рудник, электростанция,
животноводческий комплекс и др.); б) локальном (сочетания промышленных
предприятий, город­ские и крупные сельские поселения, транспортные магистрали
или их значительные по величине участки, многоотраслевые сель­скохозяйственные
предприятия); в) региональном (территори­альные группы населенных пунктов,
промышленные или сель­скохозяйственные районы, крупные транспортные системы и
дру­гие подобные образования). Наибольший практический интерес вызывает
изучение локальных и региональных систем, посколь­ку именно на этом уровне
возникают самые острые проблемы взаимодействия человека с окружающей природной
средой.

Одним из важных методов изучения пространственных законо­мерностей
распределения антропогенной нагрузки выступает кар­тографический метод. Его
использование предполагает обоснова­ние и выбор репрезентативных показателей
воздействия на при­роду. По мнению А. Г. Исаченко (2001), в качестве
интегрального показателя антропогенной нагрузки на ландшафты регионально­го
уровня может быть принята плотность населения. Признавая условность этой
характеристики, он отмечает, что с изменением плотности населения, как правило,
согласуется уровень хозяй­ственной освоенности территории, интенсивность
хозяйственной деятельности и различных форм антропогенного воздействия на
ландшафты. Увеличение населенности влечет за собой рост по­требления различных
природных ресурсов (например, водных, рекреационных), рост автомобильного
парка, количества комму­нально-бытовых отходов, не говоря уже об отходах
производств, в которых занята активная часть населения. Показатель плотности
должен быть дополнен рядом других характеристик, позволяющих уточнить и
конкретизировать оценку антропогенных нагрузок.

Эмпирически было установлено, что наиболее репрезентатив­ным
региональным показателем фоновой сельскохозяйственной нагрузки на ландшафты
служит распаханность территории. В ряде случаев в качестве дополнительного (или
вспомогательного) ин­дикатора целесообразно использовать плотность сельского
насе­ления.

3. Антропогенные изменения природных систем

Под воздействием человека происходит изменение состава,
состояния, структуры, хода естественных процессов и функций природных систем.
Начальное воздействие на тот или иной компо­нент природы по цепи вертикальных
связей передается на другие компоненты, а по каналам горизонтальных связей — на
другие гео-и экосистемы. Анализ «цепных» реакций позволяет выявить направ­ление,
глубину, скорости и пространственные масштабы перестройки, происходящей в
природных системах в результате вмешатель­ства человека. По данным наблюдений,
наиболее существенные изменения, связанные с антропогенным воздействием на
геосистемы, отме­чаются в перемещении литогенного материала, местном влаго-обороте,
биологическом и геохимическом круговоротах, в тепло­вом балансе (А. Г.
Исаченко, 1980).

При добыче полезных ископаемых и земляных работах резко
активизируются процессы перемещения литогенного материала (как в твердом, так и
в жидком состоянии). В результате образуют­ся техногенные формы мезорельефа —
терриконы, отвалы пустой породы, выемки, карьеры, которые, в свою очередь,
стимулиру­ют вторичные гравитационные процессы. Терриконы и карьеры дают начало
обвалам, осыпям и оползням, подвергаются размыву и развеванию. Пустоты,
образовавшиеся при подземных выработ­ках, часто вызывают проседания и провалы
глубиной в десятки метров. Еще более интенсивные процессы гравитационного пере­мещения
твердого материала связаны с нарушением раститель­ного покрова (особенно
лесного), распашкой земель, выпасом скота. Возникающие при этом эрозия и
дефляция ежегодно уно­сят из ландшафтов миллиарды тонн почвенных гумусовых час­тиц,
способствуют образованию вторичных форм мезо- и микрорельефа — оврагов, барханов,
котловин выдувания и др. На мес­те образовавшихся форм рельефа формируются
новые природ­ные комплексы, которые по своему рангу вполне сопоставимы с
урочищами, а в крупных горно-промышленных районах — даже с ландшафтами.
Описанные процессы, как правило, носят нео­братимый характер.

Влияние хозяйственной деятельности на местный влагооборот
осуществляется прежде всего через изменение величин поверхно­стного стока и
испарения. Известны два пути преобразования сто­ка: 1) прямое воздействие на
русла рек путем сооружения водо­хранилищ и регулирования их режима; 2)
воздействие на процес­сы формирования поверхностного стока и испарение на
водосборах. Второй путь затрагивает функционирование геосистем на боль­ших
территориях. Непосредственными факторами преобразования стока здесь выступают
глубокая зяблевая вспашка, создание лес­ных полос, снегозадержание, осушение и
орошение, застройка территории. Так, создание лесных полос в 1,5 — 2,5 раза
снижает поверхностный сток, увеличивает запасы влаги в почве, заметно уменьшает
физическое испарение. Застройка, искусственное по­крытие, городские ливневые
стоки, наоборот, уменьшают ин­фильтрацию и резко усиливают поверхностный сток.
В условиях Москвы, где доля непроницаемых территорий составляет 35%,
поверхностный сток увеличился на 93 %, а подземный уменьшился на 28%
(М.И.Львович, 1986).

Антропогенные изменения биоценозов и замещение естествен­ных
сообществ искусственными привели к нарушению биологи­ческого круговорота
веществ. В результате вырубки лесов и изъя­тия фитомассы с сельскохозяйственных
угодий из биологическо­го круговорота изымается большое количество азота,
кальция, фосфора и других элементов. Замена естественных биоценозов
искусственными, как правило, ведет к уменьшению общей био­логической
продуктивности и, соответственно, интенсивности биологического круговорота. В
связи с этим почвы истощаются (почвы со средним содержанием питательных веществ
могут быть полностью истощены за 15 — 150 лет). Внесение удобрений не мо­жет
восполнить все потери, тем более что до 40—50 % вносимых в почву питательных
веществ (а также пестицидов) смывается с полей и вовлекается в неконтролируемую
водную миграцию.

Изменение геохимического круговорота связано с вовлечени­ем
в него новых соединений, многие из которых в естественных условиях не
образуются. В результате биосфера обогащается не свой­ственными ей веществами,
т. е. нарушается естественное соотно­шение химических элементов и соединений.
Часть из них попада­ет в природу целенаправленно (удобрения, пестициды и др.),
но большинство вводится в круговорот непреднамеренно — в виде отходов
производства, отбросов, использованных промышленных изделий. Основными каналами
миграции веществ выступают воздушная среда и воды, благодаря которым они
попадают в природные комплексы. Поведение веществ, условия их накопления 
удаления из ландшафта зависят от структуры природных ком­плексов, их
термического режима, условий дренажа, механиче­ского и химического состава
почв, характера растительности. От­рицательные формы рельефа (например,
межгорные впадины) способствуют формированию устойчивых очагов атмосферного и
почвенного загрязнения, этому же содействуют температурные инверсии. В условиях
холодного климата в кислых гумусированных почвах многие вещества (в частности,
пестициды) разлагаются медленнее, чем в теплом климате и в щелочных или
малогумуси-рованных почвах. Высокое содержание кальция в почвах задержи­вает
вынос из них различных элементов. Важную роль в техноген­ном геохимическом
круговороте играют растения-концентраторы отдельных элементов (лишайники,
например, способны погло­щать радиоактивные изотопы непосредственно из
воздуха).

Изменение теплового баланса является побочным результатом
хозяйственной деятельности человека. Наиболее очевиден локаль­ный эффект
изменения баланса при преобразовании подстила­ющей поверхности, например при
орошении. В этом случае уве­личивается радиационный баланс, что связано с
изменением аль­бедо (за счет увлажнения почвы и появления растительности) и
снижением эффективного излучения (за счет повышения влаж­ности приземного слоя
воздуха). По данным наблюдений, в степ­ных районах европейской территории
России радиационный ба­ланс возрастает на 10 — 30%. Это должно приводить к
усилению нагревания поверхности почвы, однако при орошении одновре­менно резко
возрастают затраты тепла на испарение. В зависимости от количества подаваемой
воды (т.е. нормы орошения) затраты тепла на испарение увеличиваются на 50—100
%, что в абсолют­ных единицах значительно превосходит увеличение радиацион­ного
баланса. Поэтому существенно уменьшается (на 30 — 50%) теплообмен с атмосферой
и соответственно снижаются затраты тепла на нагревание воздуха и почв.

Описанные процессы изменения гео- и экосистем тесно связа­ны
между собой. Как уже отмечалось, они образуют цепи причин­но-следственных связей,
где начальным звеном выступает импульс, обусловленный хозяйственной
деятельностью человека. Типичным примером может служить процесс осушения
болотных экосистем и геосистем.

С позиций геоэкологии, осушение можно рассматривать как
преобразование гидроморфных комплексов с нивелированием локальных природных
различий путем дренажа, проведения культуртехнических работ, известкования,
внесения минеральных и органических удобрений. Понижение уровня грунтовых вод
при осушении определяет две цепочки причинно-следственных свя­зей: а) изменение
ландшафтно-геохимических условий и водно-воздушного режима почвогрунтов —
трансформация почв — из­менение состава и продуктивности фитоценозов —
перестройка пространственной структуры гео- и экосистем; б) снижение зат­рат тепла
на физическое испарение — перестройка структуры ра­диационного и теплового
балансов — формирование нового мик­роклимата приземного слоя воздуха и почв.
Эти изменения обыч­но происходят на локальном уровне, однако в ряде случаев они
приобретают региональный характер (Полесье и др.).

В зависимости от степени проявления рассмотренных процес­сов
преобразования гео- и экосистем варьируют в широких пре­делах — от изменений
отдельных элементов и компонентов до полного нарушения их исходной структуры.
Установлена зависи­мость между величиной антропогенной нагрузки и глубиной из­менения
природных систем. При этом выделяют три степени на­рушений естественных
ландшафтов.

Если нагрузки на вторичные компоненты природы не превы­шают
критических величин (т. е. не нарушаются структура и фун­кции этих
компонентов), то могут частично изменяться характе­ристики биоты, почв, водного
режима территории (например, такие характеристики растительности, как видовой
состав, оби­лие, продуктивность). Однако при этом сохраняются тип функци­онирования
и структура ландшафтов, а изменения носят обрати­мый характер: как только
прекращается антропогенное воздей­ствие или уменьшается величина нагрузки,
природный комплекс возвращается в исходное состояние. Подобные изменения наблю­даются
при умеренной рекреации, выпасе скота в лесу, сеноко­шении в поймах рек,
выборочных рубках леса и других видах хо­зяйственного воздействия.

Если антропогенные нагрузки на «вторичные» компоненты
ландшафтов (и прежде всего на почвенно-растительный покров) превышают
критические величины, то наблюдается резкое изме­нение или смена фитоценозов,
водного режима и свойств почв. Так, на месте сплошных рубок леса появляются
лугопастбищные и пахотные угодья, на низких берегах водохранилищ — подтоп­ленные
и заболоченные комплексы, на участках с интенсивным развитием эрозии —
эродированные земли и т. п. Однако полной смены ландшафтов не происходит — на
месте исходных комплек­сов формируются их модификации, т.е. новые
почвенно-расти-тельные сочетания на прежней литогенной основе. В случае пре­кращения
антропогенного воздействия возможно возвращение модификаций в исходное (или
близкое к нему) состояние (на­пример, восстановление сосновых биогеоценозов на
участках заб­рошенных сельскохозяйственных угодий происходит в течение 120-150
лет).

Наконец, если антропогенные нагрузки на природу превыша­ет
критические величины уже для первичных компонентов ланд­шафта, то автоматически
разрушаются вторичные компоненты и соответственно исходная структура природного
комплекса. Изме­нения носят чаще всего необратимый характер и ведут к смене
одних ландшафтов другими. Как следствие, формируются совер­шенно новые
геосистемы (карьеры, отвалы, овраги и др.), которые в полном смысле можно
назвать антропогенными (или техногенными), т.е. созданными руками человека.

Таким образом, антропогенные нарушения вторичных компонентов
природы в большинстве случаев вызывают лишь частные и преимущественно обратимые
изменения гео- и эко­систем. Полностью необратимые изменения наступают при рез­ком
нарушении первичных компонентов: твердого фундамента, мезорельефа и
макроклимата. Это объясняется тем, что через них геосистемы поступают вещество
и энергия извне, им принадлежит определяющая роль в естественной дифференциации
природной среды.

Антропогенные изменения гео- и экосистем проявляются од­новременно
как во времени, так и в пространстве. Возникнув под таянием деятельности
человека, они в своем развитии подчиня­тся законам природы. Однако скорость
антропогенных трансформаций гео- и экосистем заметно превосходит темпы подобных
изменений, происходящих в естественных условиях. Это связано тем, что при
воздействии человека резко возрастает изъятие из природы или привнос в нее
вещества и энергии. В результате зна­чительно увеличивается разность градиентов
физических и геохи­мических характеристик ландшафтов, усиливается перенос веще­ства
и энергии и соответственно ускоряется интенсивность при­родных процессов.
Особенно заметные изменения в ландшафтах происходят в первые годы эксплуатации
технических объектов, когда процесс адаптации компонентов природы к новым
услови­ям среды идет особенно активно (например, на берегах водохра­нилищ
наиболее существенная трансформация ландшафтов в зоне подтопления наблюдается в
первые 10—15 лет после создания во­доемов).

Наряду с временными изменениями существенно преобразу­ется
исходная пространственная структура ландшафтов. Как уже отмечалось, многие
инженерные сооружения активно обмени­ваются веществом и энергией с окружающими
природными си­стемами. Основными каналами связей выступают подземные и
поверхностные воды, приземный слой воздуха, животные. Бла­годаря горизонтальным
связям импульсы от техногенных объек­тов передаются в соседние геосистемы и в
результате формируют­ся зоны влияния инженерных сооружений на окружающие ланд­шафты.
Изменения природы в их пределах носят комплексный характер и происходят
неравномерно не только во времени, но и в пространстве. Проявляется одна из
закономерностей диффе­ренциации геосистем — зональность антропогенных изменений
ландшафтов.

По нашему мнению, антропогенная зональность носит слож­ный
характер, поэтому выделяют пояса, зоны и подзоны влияния. Подход к их выделению
у разных авторов неодинаков. Часто, наи­более крупной таксономической единицей
районирования сферы воздействия крупных инженерных сооружений следует считать
пояс влияния. Его целесообразно рассматривать как ареал, вы­деляемый в
результате изменения какого-либо подвижного ком­понента природы, на который
направлено непосредственное действие инженерного объекта (например, пояс
климатическо­го влияния). Зона влияния — это территория в пределах пояса,
которая выделяется в зависимости от процессов, изменяющих исходное состояние
ландшафтов (например, зона вторичного за­соления почв в поясе
гидрогеологического воздействия.). Зоны могут разделяться на подзоны влияния в
зависимости от степени проявления трансформирующих процессов (например, подзона
сильного вторичного засоления).

Зональность антропогенных изменений геосистем отчетливо
проявляется в зоне влияния водохранилищ, мелиоративных си­стем, каналов,
металлургических предприятий, теплоэлектростан­ций, АЭС, крупных карьеров и
других инженерных сооружений.

Наиболее полный набор поясов, зон и подзон влияния можно
наблюдать в сфере воздействия крупных равнинных водохрани­лищ. Здесь
последовательно выделяют пояса гидрологического влияния (затопления),
переформирования берегов, гидрогеоло­гического и климатического влияния (рис.
5).

Пояс затопления можно разделить на глубоководную зону, зоны
мелководий и временного периодического затопления. Последняя интенсивно
зарастает гидро- и гигрофитами и характеризуется сильным заболачиванием. В
пределах пояса гидрогеологического влияния выделяется зона подтопления — полоса
побережья, где повышение уровня грунтовых вод ведет к избыточному увлажне­нию и
изменению природных комплексов. В зависимости от степе­ни изменения природных
комплексов ее разделяют на подзоны сильного, умеренного и слабого подтопления.

Выделенные пояса, зоны и подзоны влияния «накладываются» на
уже сложившуюся мозаику природных комплексов, что существенно усложняет
исходную пространственную структуру ланд­шафтов. Усложнение исходной
ландшафтной структуры — это важ­ная закономерность антропогенного изменения
геосистем в усло­виях, когда главными каналами связей выступают поверхностные и
подземные воды и сравнительно мало изменяется литогенная основа ландшафтов.

В условиях, когда глубоко затрагивается литогенная основа
ландшафтов, а в воздух и водоемы выбрасывается большое коли­чество загрязняющих
веществ (горнодобывающие, металлургиче­ские, нефтехимические предприятия,
теплоэлектростанции и др.), структура зон и подзон влияния существенно
отличается от опи­санной выше. Так, в сфере воздействия горнометаллургического
производства выделены две зоны (структурной перестройки при­родных комплексов и
выпадения отдельных элементов геосистем), каждая из которых разделена на две
подзоны (А. В. Дончева и др., 1992). В зоне структурной перестройки,
непосредственно прилега­ющей к предприятиям, отмечены коренное нарушение
твердого фундамента и рельефа геосистем, смыв почвенного покрова, по­чти полное
выпадение биоты. Как следствие, нивелируются усло­вия формирования ландшафтов и
упрощается их исходная структу­ра. В зоне выпадения отдельных элементов
геосистем происходят атмосферное загрязнение почв, значительное повреждение био­ты,
появляются техногенные пустоши. Загазованность воздуха вызывает разреживание
древостоев, угнетение подроста, выпаде­ние мхов и лишайников.

В перестройке геосистем под влиянием разных инженерных
сооружений имеется много общего. Изменения геосистем в сфере их воздействия
носят многофакторный и комплексный характер, они проявляются неравномерно как
во времени, так и в простран­стве. Степень и масштабы этих изменений
определяются величи­ной и продолжительностью действия антропогенной нагрузки,
исходным состоянием ландшафтов, естественной дифференциацией природной среды.
По мере удаления от инженерных сооружений воздействие последних на природные
системы ослабляется.

4. Природно-антропогенные системы и их классификация

Как показано выше, воздействие человека на природные си­стемы
ведет к изменению свойств их компонентов и привнесе­нию в ландшафты новых
элементов техногенно-антропогенного происхождения. А. Г. Исаченко (1980)
отмечает, что новые эле­менты могут быть представлены:

а) искусственными образовани­ями, ранее не существовавшими в
природе (здания, дороги, тру­бопроводы и др.);

 б) естественными объектами, перенесенными из одного
ландшафта в другой (виды и сообщества растений и др.);

в) смешанными образованиями, которые созданы при по­мощи
технических средств из природных компонентов (водохра­нилища, каналы и др.).

В результате этих изменений в составе ландшафтов появляются
новые подсистемы — антропогенные со­ставляющие, и ландшафты из природных
переходят в категорию природно-антропогенных (рис. 6, А).

Природно-антропогенными называют территориальные гео- и
экосистемы, которые характеризуются тесным взаимодействием природной и
антропогенной составляющих и выполняют опреде­ленные социально-экономические
функции (Л. И. Мухина, 1995). Под данное определение попадают
природно-технические геоси­стемы, в которых тесно взаимодействуют природные и
технические компоненты.

Рис. 6. Структурная схема природно-антропогенной геосистемы
(Л)

и природно-технической системы (Б):

1 — антропогенная составляющая (измененный компонент
природы); 2 —

техническое средство; 3 — блок управления; 4 — управляемый
блок системы.

Другие условные обозначения см. рис. 1

К природно-антропогенным можно отнести гео­системы,
формирующиеся в процессе взаимодействия природы с разного рода промышленными
объектами, коммуникациями, сель­скохозяйственным производством, а также
системы, возникающие при непосредственном взаимодействии человека с природой в
процессе рекреационной деятельности. В настоящее время к таким образованиям
относится большинство современных ландшафтов, поэтому именно
природно-антропогенные геосистемы выступа­ют в качестве главных объектов
природопользования.

В состав природно-антропогенных геосистем входят две основ­ные
подсистемы (составляющие): природная и антропогенная (со­циально-хозяйственная).
Подсистемы включают компоненты и элементы (как части компонентов). В природную
подсистему вхо­дят: атмосферный воздух, воды, минеральное твердое вещество,
биота, почва; в антропогенную (социально-хозяйственную) подсистему — население,
техника и технология. Подсистемы, ком­поненты и элементы внутри систем тесно
связаны между собой. Антропогенная составляющая связана с природной почти исклю­чительно
через технику и технологию. Выделяют два противопо­ложно направленных процесса
(Принципы и методы.., 1989): дви­жение вещества и энергии от природной
подсистемы к технике (использование) и от техники к природе (воздействие). Они
под­разделяются на целенаправленные (которые во многих случаях улуч­шают
свойства природной подсистемы) и нецеленаправленные, побочные, часто вызывающие
нежелательные последствия.

Любые природно-антропогенные геосистемы формируются под
влиянием двух групп факторов — природной и антропогенной. В разных типах
геосистем характер и уровень взаимодействия при­роды и техники неодинаковы.
Так, например, промышленные, транспортные, гидротехнические комплексы
функционируют глав­ным образом за счет техногенной составляющей. В результате
на первый план выступает их техническая сущность, а природная подсистема как бы
остается в тени. Другие комплексы — сельско­хозяйственные, лесохозяйственные,
рекреационные функциони­руют в основном за счет своей природной составляющей, а
пото­му их природная сущность выступает на первый план, а техноген­ная остается
в тени.

В группе комплексов с преобладанием технической составля­ющей
выделяют класс управляемых природно-антропогенных си­стем —
природно-технические {геотехнические) системы. Эти си­стемы рассматриваются как
образования, у которых природные (искусственно созданные и естественные,
измененные в процес­се действия техники) и технические части настолько
взаимосвя­заны, что функционируют как единое целое (К. Н.Дьяконов, 1978). В
состав геотехнической системы входят две подсистемы (природ­ная и техническая)
и блок управления (рис. 6, Б). В качестве геотехнических систем можно
рассматривать водохранилища, кана­лы, мелиоративные объекты, нефтедобывающие
комплексы и другие подобные образования вместе с зонами их влияния на ок­ружающую
природную среду.

На базе учения о природно-антропогенных геосистемах в на­стоящее
время формируется представление о современных ланд­шафтах. Согласно Э. П.
Романовой (1997) и др., современный ланд­шафт включает три взаимодействующих
подсистемы: природную, хозяйственную (антропогенную) и информационную.
Природная подсистема состоит из природных компонентов и комплексов бо­лее
низкого ранга. Она обладает природно-ресурсным потенциа­лом и выполняет
ресурсопроизводящую и средоформирующую функции. Хозяйственная подсистема
включает материальные объек­ты расселения и жизнедеятельности общества, которые
служат источниками антропогенного воздействия на природную подсис­тему,
определяют характер и интенсивность этих воздействий, обусловливают возникающие
в природе экологические последствия. Информационная подсистема также включает
несколько блоков, из которых важнейшим является блок принятия решения и уп­равления.
Именно от качества этого блока зависят степень рацио­нальности хозяйственного
освоения природы и возможность ее устойчивого функционирования и дальнейшего
развития.

Управление системой сводится к регулированию потоков ве­щества,
энергии и информации для поддержания высокой степе­ни сбалансированности прямых
и обратных связей между ее со­ставляющими и выполнения заданных обществом
социально-эко­номических функций. Регулирование могут осуществлять простые
затворы на мелиоративных системах, сельскохозяйственные ма­шины на полях,
искусственные спутники Земли и другие техни­ческие устройства. В процессе
функционирования геотехнические системы способны направленно изменять свойства
как отдельных компонентов природы, так и комплексов в целом.

К числу природно-антропогенных комплексов относятся и гео­экосистемы
— объекты исследования геоэкологии. Эти комплексы сочетают свойства гео- и
экосистем и одновременно содержат элементы хозяйственной деятельности людей. Их
характеризуют: а) антропоцентричность — выдвижение на первый план человека в
биологическом звене системы;

б) территориальность, т.е. при­вязка объекта изучения к
определенному пространству — местно­сти, природным, природно-административным
единицам (обыч­но локальной или региональной размерности);

в) учет взаимо­связей как между человеком и средой, так и
между другими ком­понентами и элементами систем (биотическими и абиотическими).

Особенность изучения геоэкосистем состоит в определении влия­ния
измененной природы и хозяйственных объектов на экологи­ческое состояние среды,
условия жизни и деятельности человека.

Геоэкосистемы представляют собой относительно обособлен­ные
в пространстве территори­альные и аквальные системы, в границах которых тесно
взаимо­действуют природные, хозяй­ственные и социальные компо­ненты окружающей
среды. Вза­имосвязи, а также постоянный обмен веществом, энергией и информацией
между этими ком­понентами позволяют рассмат­ривать их в качестве целостных
достаточно устойчивых образо­ваний. Геоэкосистемы включа­ют
природно-территориальные комплексы с присущими им биоценозами и
территориально-производственные комплексы с

их социально-экономическими проблемами. Взаимодействие меж­ду
ними формирует среду жизни и среду социально-экономиче­ской деятельности
человека.

В состав геоэкосистем входят следующие подсистемы (глав­ные
структурные составляющие): а) природная среда, относи­тельно слабо нарушенная
человеком; б) природа, существенно измененная хозяйственной деятельностью
людей; в) антропо­генно-техногенная составляющая; г) население и социальная сре­да
(рис. 7).

Геоэкосистемы сильно различаются по величине территории и
акватории, рангу пространственных единиц исследования и мас­штабам возможных
экологических проблем (ситуаций). В связи с этим целесообразно разделение
геоэкосистем на несколько иерар­хических уровней. Опыт ландшафтно-экологических
и хозяйствен­но-экологических исследований (А. Г. Исаченко, 2001; Г. И. Швебс,
1987; Б. И. Кочуров, 1999 и др.) позволяет выделить следующие уровни:
глобальный (охватывает биосферу в целом), межрегио­нальный (например,
зонально-секторальные физико-географиче­ские регионы), макрорегиональный
(экономические районы, бассейны крупных рек и озер), мезорегиональный
(администра­тивные области и республики), низовой региональный
(физико-географические и административные районы), локальный (груп­пы урочищ,
городские геоэкосистемы, водохранилища и др.), эле­ментарный (орошаемые поля,
крупные промышленные предприятия и др.).

Взаимодействие различных антропогенных и природных фак­торов
привело к формированию разных типов природно-антрогенных
геосистем и экосистем, что вызвало необходимость их систематизации. К
настоящему времени создано несколько классификаций природно-антропогенных
геосистем, среди которых выделяется классификация, построенная по ряду
параллельных признаков:

а) соотношению целенаправленных л нецеленаправленных
изменений геосистем (преднамеренно и непреднамеренно измененные);

б) выполняемой социально-эко­номической функции
(сельскохозяйственные, лесохозяйственные, промышленные, городские,
рекреационные, заповедные, средо-зашитные);

в) степени изменения по сравнению с исходным состоянием
(слабо измененные, измененные, сильно изменен­ные);

г) последствиям изменения (культурные, акультурные);

д) соотношению процессов саморегулирования и управления
(геосистемы с преобладанием процессов саморегулирования, гео­системы с
преобладанием управляющего воздействия со сторо­ны человека).

В последние годы используются классификации природно-ан­тропогенных
комплексов, построенные в форме корреляционной таблицы. Пример подобной
классификации приведен в табл. 2 (А.Г.Емельянов, 1998). Типы комплексов
выделены в ней по со­четанию двух признаков: факторов воздействия (видов
природо­пользования) и степени антропогенного изменения геосистем. В графах
таблицы даются названия типов природно-антропоген­ных комплексов по выполняемой
ими социально-экономической функции. В данной классификации критерием перехода
геосистем в «чисто» антропогенную категорию выступает коренное наруше­ние литогенной
основы, а соответственно и разрушение вторич­ных компонентов природы (почв и
растительного покрова). Такую точку зрения разделяют не все исследователи,
поэтому разногла­сия служат одной из причин отсутствия общепринятой классифи­кации
природно-антропогенных ландшафтов.

Тема. Принципы
рационального использования и охраны отдельных видов природных ресурсов и
ландшафтов

1.    
Рациональное использование минеральных ресурсов

2.    
Охрана и рациональное использование климатических
ресурсов

3.    
Рациональное использование и охрана водных ресурсов

4.    
Рациональное использование и охрана биологических
ресурсов

5.    
Рациональное использование и охрана земельных
ресурсов

6.    
Принципы рационального использования ландшафтов как
целостных образований

7.    
Рациональное использование природно-антропогенных
ландшафтов

1.
Минеральными ресурсами принято называть полезные иско­паемые, извлеченные из недр Земли.
Полезные ископаемые — это природные вещественные составляющие литосферы, которые при данном
состоянии развития техники и технологии могут быть достаточно экономно извлечены и
использованы в народном хозяй­стве как минеральное сырье или источники энергии.

Современное
хозяйство использует около 200 видов полезных ископаемых. Единой общепризнанной
системы их классификации пока не создано. Широко применяют классификацию полезных ископаемых, построенную по
признаку направления их использования.
Выделяют: топливно-энергетическое сырье (нефть, уголь, газ, уран), черные, легирующие и тугоплавкие металлы (руды железа,
марганца, хрома, никеля, кобальта, вольфрама и др.), цветные металлы (руды алюминия, меди, свинца,
цинка, ртути и др.), благородные
металлы (золото, серебро, платиноиды), хи­мическое и агрономическое сырье (калийные соли, фосфориты, апатиты и др.), техническое сырье (алмазы, асбест,
графит и др.), флюсы и огнеупоры,
строительные материалы.

Потребности
производства в полезных ископаемых и их добы­ча постоянно возрастают. Особенно
интенсивный рост добычи на­блюдался во второй половине XX в.
Только с 1955 по 1985 г. мировая добыча бокситов увеличилась в 11 раз, молибдена —
почти в 7 раз,
железной и хромовой руд — в 3,5 раза и т.д. Но запасы минерального сырья и топлива,
находящихся в недрах Земли, не безграничны, полезные ископаемые относятся к исчерпаемым
и практически
невозобновимым ресурсам. В результате происходит I количественное и качественное истощение добываемого сырья, увеличивается
отходность горно-промышленного производства. Согласно прогнозу на начало 2000
г., запасов каменного угля, железной, марганцевой и хромовой руд, фосфорного
сырья дол­жно
хватить в мире еще на 100 — 300 лет, но запасов полиметал­лических руд, содержащих никель,
кобальт, вольфрам, молибден, медь, свинец, цинк, олово, останется только на 30 — 60 лет и менее (Е.И.Панфилов, 1990).

Следует
отметить, что качество разведуемых и осваиваемых месторождений полезных ископаемых
имеет тенденцию к устойчивому ухудшению: растет зольность углей, снижается
концентрация
металлов в рудной массе, увеличивается доля труднообогатимых и перерабатываемых минеральных удобрений. Так, в США содержание меди в рудах
уменьшилось с 2,5 — 3,0% в начале XX в. до 0,8% к концу 70-х годов. Только
за последние 30
лет в районах, богатых полиметаллическими рудами (Австралия, Канада, США, Мексика), среднее
содержание свинца и цинка снизилось в 2,0 — 2,5 раза. В России за этот же период содержание железа в сырой руде
уменьшилось с 50 до 35 % (Е. И. Панфилов, 1990).

Добыча
полезных ископаемых часто сопровождается большими потерями сырья и существенным
отрицательным воздействием горных разработок на окружающую природную среду (загрязнение атмосферы,
поверхностных вод и почв, отчуждение земель с нарушением почвенного покрова и
биоты, истощение запасов
подземных вод в результате искусственного дренажа, развитие ветровой и водной эрозии на
отвалах и др.). Значительный ущерб ландшафтам наносит бесхозяйственное отношение к извлечению строительных
материалов, когда в карьерах остается до 30 % добываемого сырья. Недостаточно используются отходы, которые
образуются в процессе горно-промышленного производства.

Решение
проблемы рационального использования минеральных ресурсов особенно актуально и
возможно на основе ком­плекса следующих подходов: а) создание новых высокоэффективных способов геологической
разведки полезных ископаемых, ресурсосберегающих методов добычи и переработки минерального сырья; б) комплексный
подход к изучению недр, добыче и переработке полезных ископаемых, внедрение
прогрессивных
технологий, позволяющих как можно шире использовать извлекаемые компоненты; в) сокращение
потерь первичного сырья
и промежуточных продуктов производства на всех этапах освоения и использования запасов недр,
особенно на стадиях обогащения и переработки сырья; г) создание новых веществ, в частности путем
органического синтеза минеральных соединений и др.

Важное
ландшафтно-экологическое требование к рациональному использованию и охране недр и
геологической среды — максимальная экологизация проектирования, строительства и эксплуатации горно-добывающих и
перерабатывающих предприятий, а также
проектов различных видов строительных работ. В проектах необходимо учитывать влияние техногенных нагрузок на природную среду, которые вызывают негативные изменения
в окружающих ландшафтах. Для поддержания оптимальной структуры измененных ландшафтов необходимо отсыпать отвалы на
неудобных землях, рекультивировать
заброшенные карьеры, применять способы
разработки полезных ископаемых, минимально загрязняющие атмосферный воздух, воды и почвы прилегающих ландшафтов.

2. Рациональная организация производства (и прежде всего сельского
хозяйства) невозможна без должного учета климатических ресурсов. К этим ресурсам относят такие элементы
климата, как тепло, влага, свет, воздух, которые наряду с поставляемыми из почвы питательными веществами представляют собой
обязательные условия жизни растений и
животных и поэтому рассматриваются
как факторы существования живых организмов.

Структура
солнечной радиации, количество света и влаги в определенной степени зависят от
состояния воздуха. Как известно, воздух представляет собой смесь газов, в состав
которых входят
такие важные для жизнедеятельности организмов газы, как кислород, азот и диоксид углерода.
Некоторые из них — ценные ресурсы для промышленного производства (например,
атмосферный азот
вместе с водородом используют для синтеза аммиака). Один из важнейших компонентов атмосферного воздуха — озон
(Оз)- Озоновый слой поглощает до 95 % ультрафиолетовых лучей, что предохраняет живые организмы от их
губительного влияния. Одновременно он
задерживает 20 % инфракрасного излучения Земли, повышая утепляющее действие воздушного покрывала. Основная
масса озона располагается на высоте 20 —24 км. Озоновый слой часто называют «озоновым экраном».

Хозяйственная деятельность человека
воздействует на все составляющие климатических ресурсов, однако самое значительное влияние она
оказывает на состав воздуха, загрязняя атмосферу. В результате работы
промышленных предприятий, теплоэлектростанций, транспорта в воздух выбрасывается большое
количество оксида
углерода, диоксида серы, оксидов азота, углеводородов, бензпирена, тяжелых
металлов, пыли, различных по составу аэрозолей и др. Особое место среди загрязнителей занимает диоксид углерода. Его
концентрация в атмосфере непрерывно возрастает, что связано в первую очередь с
увеличением производства
и потребления энергии. С начала XX в.
содержание диоксида
углерода в атмосферном воздухе возросло на 20 —25 %, а за последние 10 лет — на 10—13 %. По мнению многих
климатологов и экологов, если не удастся
уменьшить его выброс в атмосферу,
нашу планету ожидает катастрофа, связанная с так называемым парниковым эффектом. Сущность этого эффекта
состоит в том, что отражающиеся от
поверхности Земли инфракрасные лучи задерживаются атмосферным воздухом с
повышенным содержанием диоксида
углерода и метана, что увеличивает температуру, а следовательно, изменяет
климат. В Северном полушарии за
последние 20 лет среднегодовая температура воздуха по сравнению с периодом 1950—1980 гг. уже повысилась
на 0,4 °С. В первой половине XXI в. ожидается дальнейшее повышение температуры.

Изменение
климатических условий, связанное с антропогенным загрязнением атмосферы, может
выражаться: а) в непосредственном воздействии на состояние атмосферы в виде повышения или понижения температуры и
влажности воздуха, изменении количества осадков, выпадающих в разных районах земного шара; б) в изменении
физических и химических свойств атмосферы, ее радиационных и электрических характеристик, а
также состава
тропосферы (повышение или понижение концентрации газов, накопление новых газов, пыли,
аэрозолей); в) в нарушении озонового слоя под действием фреонов (хлорфторуглеродов) и оксидов азота
(подсчитано, что, если выброс фреонов в атмосферу будет продолжаться на уровне 1975
г., уменьшение содержания озона через 50 лет может составить 5 — 8 %, а
через 100 лет — 11 — 16%); г) в
изменении отражательной способности поверхности
Земли, влияющей на взаимодействие элементов климатической системы (газообмен между океаном и атмосферой, изменение влажности атмосферы).

Любые
колебания климата могут существенно повлиять на состояние и жизнедеятельность человека.
Изменения в соотношении тепла и влаги влияют на количество и распределение водных ресурсов,
а следовательно, на водообеспечение отдельных регионов и отраслей хозяйства.

Из сказанного ясно, какое большое
значение приобретают мероприятия по охране атмосферного воздуха и рациональному
использованию
его ресурсов. Во всех странах с развитой промышленностью занимаются этими вопросами,
издаются специальные законы, принимаются постановления местными органами власти. Главное требование к охране
атмосферного воздуха — строгое соблюдение установленных норм и правил, регламентирующих загрязнение атмосферы;
регулярное слежение и контроль за экологическим состоянием и антропогенным изменением атмосферного воздуха в целях
последующей оценки, прогноза и управления этим состоянием (т.е. мониторинг атмосферы); внедрение
малоотходных
технологий и производств; разработка и внедрение более совершенных установок по улавливанию,
утилизации и обезвреживанию
вредных отходов и веществ; разработка норм и правил по ограничению воздействия
нестационарных источников загрязнения, негативно влияющих на воздушную среду. Важный принцип
охраны и рационального использования климатических ресурсов — правильный выбор места
сооружения промышленных и сельскохозяйственных предприятий. В проектах должен быть обоснован выбор района размещения
объекта с учетом ландшафтно-метеорологических условий, должны содержаться данные о допустимых уровнях загрязнения
атмосферы согласно нормативным документам, требования к организации санитарно-защитной
зоны, обосновываться
намечаемые мероприятия по очистке и утилизации загрязняющих веществ

3. К наиболее ценным видам водных ресурсов относят воды рек, вер, водохранилищ, верхние горизонты подземных
вод, которые активно участвуют в
процессе круговорота воды на Земле. По ресурсам
речных и озерных вод Россия занимает ведущее место в мире. Только в уникальном озере Байкал
сосредоточено около 1/5 мировых запасов
пресной воды и более 4/5 запасов России. При общем объеме 23 тыс. км³ в озере ежегодно воспроизводится
около 60 км³ редкой по
чистоте природной воды. Суммарный среднемноголетний
сток рек Российской Федерации составляет около 4260 км³/год (второе место в мире после Бразилии),
потенциальные эксплуатационные запасы
подземных вод достигают 316 км³/год. Как известно, водные ресурсы относятся к неистощимым и в принципе запасов пресной воды в гидросфере Земли
вполне достаточно, чтобы обеспечить
все потребности человеческого общества. Однако их нерациональное использование
и крайне неравномерное распределение
по поверхности суши создают серьезную
угрозу дефицита чистой пресной воды даже в районах с достаточным
количеством выпадающих атмосферных осадков. Более
того, в ряде районов мира (в том числе и России) такой дефицит уже стал суровой реальностью.

Проблема
недостатка пресной воды возникла в связи со следующими основными причинами: а)
интенсивное увеличение потребности в воде в результате быстрого роста населения планеты и
развития промышленности, сельского хозяйства, урбанизации, требующих огромных затрат
водных ресурсов; б) загрязнение водоемов сточными водами промышленных,
сельскохозяйственных и коммунальных предприятий; в) потери пресной воды вследствие сокращения водоносности рек,
истощения подземных вод и других
причин.

В настоящее время самым крупным
потребителем воды рек, озер и водохранилищ в мире выступает сельское хозяйство (прежде всего ирригация). Второе
место занимают промышленность и энергетика, третье — коммунальное хозяйство городов,
четвертое —
население. В России в конце 90-х годов 55 % используемой пресной воды расходовалось на нужды
промышленности и энергетики, 19 % потреблялось жилищно-коммунальным хозяйством, 7% — сельским хозяйством. Суммарный забор
воды из природных
водных источников по сравнению с 1991 г. уменьшился на 20 %.

Основными
источниками загрязнения являются промышленные и коммунальные канализационные
стоки, смыв с полей ча­сти почвы, содержащей различные агрохимикаты, дренажные воды систем
орошения, стоки животноводческих ферм, ливне­вые стоки в городах, попадание в
водоемы вместе с осадками аэрогенных загрязнений. Главными загрязнителями вод поверх­ностных
водоемов выступают нефтепродукты, взвешенные ве­щества, фенолы, соединения фосфора,
синтетические поверх­ностно-активные вещества (СПАВ), соединения меди, цинка, железа и др. За последние 10
лет сброс сточных вод в водоемы России уменьшился на 25 %, однако экологическая ситуация
су­щественно не
улучшилась.

Рациональное
(т.е. экономное, комплексное, с наименьшими негативными последствиями для населения
и природы) исполь­зование
и охрана водных ресурсов — большая и очень сложная проблема. Ее решение связано с
проведением комплекса научно-технических, экономических, правовых и других
мероприятий. Необходимы организация геоэкологического мониторинга важ­нейших водоемов — источников
водоснабжения, постоянный учет водопотребителей и водопользователей, пополнение и
уточнение Государственного
водного кадастра, совершенствование правовых основ использования водных ресурсов.

В
условиях неравномерного естественного распределения вод­ных ресурсов особое
значение приобретает регулирование речно­го стока, т.е. его искусственное перераспределение
во времени (реже в
пространстве) с помощью сооружения водохранилищ. Использование воды, накопленной в
водохранилищах, носит ком­плексный характер: она расходуется на орошение и обводнение земель, водоснабжение населенных
пунктов и промышленных предприятий, производство электроэнергии, улучшение судоход­ства в маловодный период и
т.д. Как показал опыт, наибольший положительный эффект имеют небольшие по
площади искусст­венные
водоемы со значительным объемом воды. Сооружение круп­ных равнинных водохранилищ (таких, как
Рыбинское, Куйбы­шевское, Цимлянское и др.) наряду с регулированием стока рек
ведет к большим негативным последствиям (затопление и под­топление ценных сельскохозяйственных и селитебных земель,
раз­рушение берегов, потеря лесных ресурсов,
ухудшение качества воды и т.п.). В
настоящее время проектирование и сооружение таких водоемов признано
нецелесообразным.

Остро
стоит вопрос о резком сокращении непроизводительно­го и бесхозяйственного потребления вод.
В промышленности не­обходимо постоянно наращивать объемы оборотного и многократ­ного водоснабжения, внедрять
безводные и маловодные техноло­гии, тем самым уменьшая удельный расход воды на единицу продукции. В сельском
хозяйстве следует сократить непроизводительное
расходование воды в орошаемом земледелии, реконструи­ровать действующие ирригационные системы .в целях снижения расхода
воды на гектар орошаемого поля. В коммунальном хозяй­стве необходимо повысить технический уровень эксплуатации си­стем водоснабжения, реконструировать их, сократив
удельный расход воды на коммунальные нужды. Реализации этих мероприя­тий способствует создание
территориально-промышленных ком­плексов с замкнутой структурой материальных
потоков сырья и отходов производства
внутри комплекса.

Важным
направлением рационального использования и охра­ны водных ресурсов по-прежнему
считается совершенствование способов очистки промышленных, сельскохозяйственных
и ком­мунальных
сточных вод. При очистке сточных вод наряду с извест­ными механическими, химическими и
биологическими методами необходимо внедрить такие способы обработки стоков, как
элек­трохимические,
сорбционные, магнитные. В последние годы по­лучили развитие мембранные
технологии. Разработаны и начали применяться
системы биологической очистки нового поколения — гидроботанические площадки, пруды-биофильтры, искусствен­ные болота с биоценозами макрофитов.

В условиях рыночной экономики, когда
стоимость ресурсов становится
реальной и весомой, промышленному предприятию (или любому иному собственнику)
экономически выгоднее вес­ти водное хозяйство с минимальным потреблением свежей воды, обязательным использованием
систем повторного (или оборотно­го) водоснабжения и утилизацией вторичных ресурсов, т.е.
идти по пути
экологизации водного хозяйства.

4. К земельным ресурсам относят земли, систематически
исполь­зуемые или пригодные к
использованию для конкретных хозяй­ственных
целей и отличающиеся по природно-историческим при­знакам. Они рассматриваются
как:

а)
ресурсы пахотных и других сельскохозяйственных угодий, главное средство для получения про­довольственной продукции;

б) территориальный
ресурс, простран­ственный базис дня
несельскохозяйственных отраслей производ­ства.

В первом случае понятие
«земля» ассоциируется прежде всего с понятием
«почва». Почва — уникальный природный компонент, обладающий плодородием, т.е. определяющий урожайность рас­тений. Одним из важнейших показателей уровня
плодородия почв является мощность гумусового слоя и содержания гумуса в почве.
Гумусовый слой — это кладовая, из которой растения получают необходимые им питательные вещества.

Почву,
растительный и животный мир относят к исчерпаемым, но возобновляемым природным
ресурсам. Однако сроки их восстановления сильно отличаются. Если для
восстановления вы­рубленного леса, например, требуются десятилетия, то для во­зобновления
почвы необходимы сотни и даже тысячи лет. Вместе с тем существенное отличие почвы от
других природных ресурсов состоит в том, что при правильном ее использовании она может не только не истощаться, но
даже улучшаться, повышая плодо­родие. Почвы могут рассматриваться как относительно
возобнов­ляемые
ресурсы, которые при правильном (рациональном) ис­пользовании обладают
элементами неисчерпаемости.

Неразумная
эксплуатация земельных ресурсов обусловливает развитие негативных
природно-антропогенных процессов (водная и ветровая эрозии, вторичное засоление и
заболачивание, дегумификация,
опустынивание, загрязнение вредными веществами промышленного и сельскохозяйственного
происхождения и др.), что часто ведет к снижению плодородия и деградации
угодий. Проводимые в нашей стране преобразования земельных отноше­ний,
отразившись на динамике структуры земельного фонда, не привели к улучшению использования
земель и снижению небла­гоприятных антропогенных воздействий на почвенный
покров. Более одной трети сельскохозяйственных угодий представляет собой эрозионно опасные и
подверженные водной и ветровой

эрозиям
земли, нуждающиеся в защите от деградационных про­цессов. Интенсивное проявление
процессов опустынивания земель отмечается на территориях республик Калмыкия, Бурятия,
Даге­стан, в
Астраханской, Волгоградской, Ростовской и других обла­стях. Общая площадь угодий,
подверженных опустыниванию в Рос­сии, превышает 100 млн га. Особую тревогу вызывает
состояние мелиорированных
земель, площадь которых достигает 9,6 млн га. Вместе с расширением урбанизированных и
промышленных тер­риторий
продолжается развитие таких негативных процессов, как подтопление, загрязнение почв токсикантами промышленного
про­исхождения, захламление и нарушение
земель. Значительная часть земель, в
том числе сельскохозяйственных угодий и населенных пунктов, загрязнена радиоактивными элементами. 
Важнейшим направлением рационального использования и ох­раны земельных ресурсов
в данной ситуации становится экологи­зация
землепользования во всех сферах производственной дея­тельности человека. Она означает установление и
поддержание оптимального соотношения
площадей пашни, лесов, населен­ных пунктов, лугов, пастбищ и других угодий
(В.М.Чупахин, 1990), максимальное сохранение продуктивных
сельскохозяйствен­ных земель, прекращение
отвода плодородных пахотных земель, мелиорированных
угодий и ценных лесных территорий для не­сельскохозяйственных целей. Экологизация предпологает посто­янную заботу о плодородии почв, осуществление
противоэрозионных мер с введением
почвозащитных севооборотов и посадкой лесных
полос и насаждений, задерживающих поверхностный сток, снижающих скорость ветра и предохраняющих почву от
разруше­ния (рис. 11). Экологизация
предусматривает также возврат уго­дий, временно изъятых из
сельскохозяйственного производства, рекультивацию
нарушенных земель.

Отрицательные
последствия интенсификации земледелия способствовали развитию концепции
альтернативного или адаптив­ного земледелия. Его сущность заключается в полном или частич­ном отказе от синтетических
удобрений, пестицидов, регулято­ров роста и кормовых добавок. Агротехнические мероприятия
основываются на
строгом соблюдении севооборотов, введении в их состав бобовых культур,
сохранении растительных остатков, применении навоза, компостов и сидератов
(зеленых удобрений), Проведении механических культивации, использовании биологических методов
защиты растений. Цель альтернативного (адаптивного) земледелия — получение продукции, не
содержащей оста­точных
количеств агрохимикатов, сохранение почвенного плодо­родия и в конечном итоге
охрана окружающей среды.

Особое
значение имеет борьба с загрязнением почв производственными отходами и технологическими выбросами промышленности и транспорта (тяжелые металлы, соединения
серы, диоксины, бензпирен, нефтепродукты и др.), существенно ухудшающими
их физические и химические характеристики.
Большую актуальность приобрело
сохранение ценных сельскохозяйственных земель и рек­реационных угодий при формировании и развитии
крупных горо­дов и агломераций, ликвидация свалок твердых отходов.

Природно-экономической
основой экологизации землепользо­вания служат данные земельного кадастра. Количественный
и каче­ственный учет земельных
ресурсов, который следует проводить в рамках геоэкологического мониторинга, экономическая
оценка земель по регионам позволяют
определить сравнительную ценность этих ресурсов как средства
производства, прогнозировать перспек­тивное
состояние трудновозобновимого почвенного плодородия.

5.
Биологические ресурсы
(растительные и животные организмы, используемые людьми для получения необходимых им матери­альных благ) играют особую роль в биосфере. Зеленые
растения — первоисточники существования и
развития жизни на Земле бла­годаря
свойству фотосинтеза. В процессе фотосинтеза растения из диоксида углерода и воды создают органическое
вещество, слу­жат источником ценных продуктов питания (зерна, овощей, пло­дов и т.д.), сырья для промышленности и
строительства. Растения активно
участвуют в формировании газового состава атмосферы и в образовании гумуса
почвы, обеспечивая ее высокое плодородие. Растительность, прежде всего лесная, рассматривается как про­дуцент кислорода, хранитель воды, защитник почв от
разруше­ния, регулятор климата,
источник продовольствия и благоприят­ной
среды для человека и животных.

Особенность
биологических ресурсов состоит в том, что они способны к относительно быстрому
возобновлению (за период от нескольких лет до нескольких десятков лет). Однако эта спо­собность проявляется лишь
тогда, когда интенсивность их ис­пользования не превышает скорости их самовосстановления. В противном случае они
истощаются и в конечном итоге могут исчезнуть. В последние десятилетия
антропогенные нагрузки во всем мире существенно возросли. Под влиянием усиления про­мышленного производства,
загрязнения окружающей среды, ин­тенсификации сельского хозяйства, урбанизации, перегрузки
и опустынивания
пастбищ, пожаров и других видов воздействия человека истощаются лесные ресурсы,
резко сокращается чис­ленность и продуктивность многих видов растений и животных. Только на территории
Таймырского автономного округа вслед­ствие многолетнего воздействия выбросов
Норильского горно-металлургического
комбината и других источников загрязнения, использования транспортных средств
из хозяйственного оборота выведено 13 млн га земель охотничье-промыслового
назначения и
оленьих пастбищ. В районе г. Норильска отмечено усыхание и гибель лесов на площади около
600 тыс. га (Государственный доклад.., 1998).

В таких условиях
главным принципом рационального исполь­зования и охраны биологических ресурсов
выступает требование, согласно которому изъятие этих ресурсов не должно превышать уровень их естественного
возобновления (рубка леса в пределах расчетной лесосеки, охота в рамках ежегодного
восстановления численности
животных и т.п.).

Степень
использования биологических ресурсов может быть оценена с помощью метода балансов (Д.
Л. Арманд, 1975; В. М. Чупахин, 1990 и др.). Предложен так называемый балансовый пока­затель (Б), который
рассчитывают как отношение ежегодно рас­ходуемой части природного ресурса (Р) к величине его
возобнов­ления
(прихода) за тот же период (П):

Б
= Р/П.

Показатель
Б, приблизительно равный 1,0, указывает на от­носительную сбалансированность
потребления конкретного вида ресурса. Величина отношения, превышающая 1,0, свидетель­ствует о процессе истощения
потребляемого ресурса и необхо­димости восстановления и улучшения его состояния, а
показа­тель меньше
1,0 — об имеющихся потенциальных возможностях более интенсивного использования
данного ресурса при усло­вии оптимального соотношения между его эксплуатацией и вос­становлением.

Вопросы
рационального использования и охраны биологиче­ских ресурсов особенно остры для тех
регионов, где балансовый показатель по большинству видов этих ресурсов превышает 1,0. Как правило, это хорошо
освоенные районы с нарушенным эко­логическим равновесием (проявление пастбищной дигрессии, опустынивание угодий,
обезлесивание территории, сокращение ареалов и естественных запасов ценных видов растений и
живот­ных).
Восстановление равновесия — сложный и продолжитель­ный во времени природно-антропогенный
процесс, сопряжен­ный
с бережным отношением к земельным, растительным и жи­вотным ресурсам.

В
связи с этим важное место должны занимать мероприятия по оптимизации состояния
сенокосно-пастбищных, лесных, охот­ничьих, рекреационных угодий. Главный принцип оптимизации
в том, что режим их эксплуатации должен соответствовать емкости угодий (для
пастбища — это количество животных, которое оно может прокормить в расчете на
единицу площади в течение одно­го месяца). Опыт показывает, что наибольшей
продуктивностью отличаются
те кормовые угодья, которые используются комбини­рованно — как пастбище и как сенокос,
поскольку при этом со­храняются флористический состав травостоя и его кормовое до­стоинство (Л.Г.Андреев, 1985).
На сенокосах следует соблюдать оптимальные сроки и высоту скашивания,
подкармливать их ми­неральными и органическими удобрениями, на пастбищах — соблюдать режим стравливания,
использовать загонный способ пастьбы, применять минеральные (особенно азотные)
удобрения, регулярно
подкашивать сорняки, улучшать водный режим.

Особое ландшафтно-экологическое
значение имеет сохранение лесных территорий и развитие системы зеленых насаждений в целях выполнения ими ресурсо- и
средовоспроизводящей, водоохран­ной, рекреационной и других функций. В связи с
этим возникает вопрос
об установлении и поддержании оптимального уровня лесистости для данного конкретного
региона. Исследования пока­зали, что в регионах, где основное назначение лесных ландшаф­тов связано с водорегулирующей
и рекреационной функциями, оптимальная лесистость должна составлять 30 — 35 %, в верховьях крупных рек — 50 — 60 % (Справочник
по экологической экспер­тизе объектов, 1986). Наряду с данными по лесистости
учитывают величину
лесной площади, приходящейся на одного человека. Установлено, что для обеспечения
человека необходимым коли­чеством кислорода (400 кг в год) нужны лесные насаждения на площади не менее 0,3
га (для выделения кислорода, поглощения диоксида углерода, пыли и т.д.).

Поэтому основные задачи
охраны и рационального использова­ния лесных ресурсов — работы по
лесовосстановлению, широкое внедрение прогрессивных способов рубки леса, борьба
с потерями древесины, комплексное
использование богатств леса, зашита от пожаров
и вредителей, меры ухода за лесными насаждениями.

В
России естественным путем восстанавливается около трети ежегодно вырубаемых лесов, для
остальных требуются специаль­ные меры по их возобновлению. На 50 % площади
вырубок доста­точно
только мер содействия естественному возобновлению, на остальной — необходимы посев и посадка
деревьев. Положитель­но сказывается на восстановлении лесов их очистка от остающихся после вырубки ветвей, коры,
хвои и т.д.

В
воспроизводстве лесов существенную роль играют способы их эксплуатации. В настоящее время для
получения древесины ис­пользуют сплошные, группово-выборочные, постепенные и вы­борочные рубки леса. При
сплошных рубках за один прием выру­бается весь древостой, что обеспечивает получение
максимума древесины
с единицы площади и минимальную стоимость загото­вительных работ. Но при этом на
обширных территориях почти прекращается или резко замедляется процесс самовосстановле­ния лесных насаждений.

При
группово-выборочных и постепенных рубках сводится от 30 до 60 % насаждений. По сравнению со
сплошными рубками это увеличивает количество делянок, длину транспортной сети и со­ответственно стоимость
заготовок. Но группово-выборочные и постепенные вырубки сокращают срок выращивания спелых насаждений и в значительной
степени обеспечивают естественные процессы самовозобновления лесов.

При
выборочных рубках сводится менее 25 — 40% древостоя. Этот способ максимально
сохраняет лесные насаждении, обеспе­чивая полное естественное самовосстановление древостоев.
Однако выход
древесины с единицы площади оказывается наименьшим, а стоимость ее заготовки — самой
высокой. Поэтому выборочные рубки пока
применяют на ограниченных территориях, хотя именно
они в наибольшей степени отвечают интересам охраны и воспроизводства леса.

Известно, что сокращение численности и
уменьшение про­дуктивности
многих видов живых организмов связаны с преобразованием их местообитаний. В связи с
этим выделяют еще один принцип улучшения состояния биологических ресурсов — сохранение и восстановление
исходных условий существования растений и животных. Для сохранения местообитаний целесообразно
поддерживать
оптимальную мозаичность (разнообразие) ландшафтов с чередованием лесных массивов,
болот, лугов, озер, полезащитных лесных полос и других угодий. Это способствует разведению (а следовательно, и
использованию) полезных видов зверей и птиц в условиях природно-антропогенных ландшафтов. Одно­временно для сохранения и
поддержания численности промысло­вых животных необходимо резко сокращать или
предотвращать загрязнение
окружающей природной среды (особенно промыш­ленными отходами и пестицидами),
вводить ограничения на охо­ту и рыболовство, активно применять различные биотехнические мероприятия.

6. Ландшафт — это ресурсе- и средосодержащая, воспроизводя­щая территориальная система, которая обладает
природно-ресурсным потенциалом и
выполняет определенные социально-эконо­мические
функции. Природно-ресурсный потенциал включает как производственные, так и экологические ресурсы и
зависит от природных свойств
ландшафта, направления и форм хозяйствен­ного использования территории.

С
позиций рационального природопользования, природно-ре­сурсный потенциал — это не абсолютно
предельный запас ресур­сов, а только тот их предел, который может быть
использован без существенного
нарушения важнейших свойств и функций ланд­шафтов. Поэтому из каждой геосистемы
допустимо изъятие лишь такого количества вещества и энергии, которое не подрывает ее способность к саморегулированию
и самовосстановлению. Следу­ет отметить, что допустимая мера изъятия вещества и энергии из природной системы должна быть
определена раньше, чем нач­нется ее использование. В противном случае оно будет стихий­ным, несмотря на внешне
плановый характер.

Рациональное
использование потенциала ландшафтов невоз­можно без учета их целостности и
пространственной дифферен­циации (в частности, с помощью ландшафтной карты террито­рии), определения
функционального назначения геосистем и их устойчивости к выбранному виду
антропогенного воздействия, без анализа возможных изменений в природе и разработки мер по предупреждению негативных последствий. В
большинстве случаев ландшафт —
полифункциональное образование (т. е. пригодно для различных видов деятельности), поэтому необходим
выбор таких социально-экономических
функций, которые бы полнее всего соответствовали
его природным свойствам, т. е. потенциалу ланд­шафта. Лишь после решения этих вопросов возможна разработка практических мер по его использованию.

В составе природно-ресурсного
потенциала ландшафтов особое место занимают виды ресурсов, состояние которых в большой
степени определяется состоянием природных комплексов как целостных образований. К ним в
первую очередь относятся рекреа­ционные, природоохранные и биологические ресурсы. В связи
с этим рассмотрим принципы рационального использования ланд­шафтов на примере освоения его
рекреационного потенциала.

При
рациональном использовании потенциала ландшафтов рекреационная нагрузка не должна
превышать уровень устойчи­вости природных геосистем. Рекреационная нагрузка — это посещаемость рекреантами единицы
площади территории в едини­цу времени. Обычно ее измеряют количеством отдыхающих на 1 га (чел/га). Устойчивость же можно
рассматривать как свойство природной системы противостоять рекреационным нагрузкам до того предела, за которым она
теряет способность к самовосста­новлению. Как определить этот предел?

Известно, что при
чрезмерных нагрузках в лесных ландшафтах значительно уплотняется почва,
обедняется и сменяется напочвен­ный покров, исчезает подрост, усыхают молодые
деревья. Посте­пенно исчезает лесная
подстилка, подавляется почвенная фауна, иссушаются почвы и заметно снижается их плодородие. В результа­те наблюдается прогрессивное падение текущего прироста
деревь­ев. Увеличение среднего
диаметра при падении текущего прироста — показатель старения экосистемы леса. При ускорении этого про­цесса
возобновление подавляется и лес может погибнуть.

Отсюда
следует, что величина отношения текущего прироста к среднему диаметру деревьев
в условиях ненарушенных экосистем характеризует их рекреационную емкость и устойчивость
(В. Г. Анохин, В.
Я. Курамшин, 1991). Другими словами, то максималь­ное количество рекреантов (чел/га),
влияние которых не может существенно уменьшить эту величину, рассматривается в каче­стве
предельной нагрузки на данную экосистему. Как показали наблюдения, в сухих сосновых
биогеоценозах предельная нагруз­ка составляет 2 — 3 чел/га в 1 ч, в свежих сосняках и
ельниках — 5 — 8
чел/га, во влажных сосняках и ельниках — 8—15 чел/га, в условиях свежих и влажных пойменных и
низменных лугов — 20 — 30 чел/га (Геоэкологические принципы проектирования природно-технических
геосистем, 1987).

Определение
рекреационной емкости и устойчивости ландшаф­тов
— исходное основание для планирования и осуществления рек­реационной деятельности. Конкретные меры по
рациональному применению рекреационного потенциала тесно связаны с типом природопользования. Выделяют три основных типа
рекреацион­ного природопользования
(Геоэкологические принципы.., 1987). Первый
тип характеризует использование условно неизменен­ных ландшафтов, как правило, слабо приспособленных
для рек­реационных целей (ландшафты национальных парков, зеленых зон городов и др.). Основное направление природопользования
— со-и поддержание гармонических
отношений между рекреационными
нагрузками и устойчивостью природных систем, с тем чтобы предупредить
деградацию ландшафтов. Конкретно это вы­ражается в регулировании норм нагрузок на биогеоценозы.

Второй
тип связан с рациональным использованием изменен­ных природных комплексов (ландшафты
лесопарков, загород­ные зоны отдыха, охотничьи хозяйства и др.). Основное внима­ние уделяется
мероприятиям по преобразованию ландшафтов с целью придания им большей устойчивости
к рекреационному воздействию
— переводу лесных массивов в лесопарки, укрепле­нию берегов водоемов, санитарным и
восстановительным руб­кам, устройству автостоянок и др.

Третий
тип рекреационного природопользования характеризу­ется созданием специальных природно-антропогенных
ландшаф­тов, фактически природно-технических систем, где технические компоненты
существенно определяют рекреационную устойчи­вость и комфортность (искусственные
парки, сады, пляжи, водо­хранилища, курортно-оздоровительные комплексы и др.). Необ­ходимые природоохранные меры и
мероприятия по поддержанию заданного режима территории закладываются в проект и осуще­ствляются в процессе
эксплуатации созданных объектов.

В
настоящее время проблема рационального использования и охраны целостных природных
образований все чаще формулирует­ся как проблема оптимизации ландшафтов. Общепринятого опре­деления этого понятия пока нет.
В данной книге оптимизация рассматривается как поиск и реализация наилучшего варианта использования
природно-ресурсного потенциала ландшафтов при условии сохранения и поддержания
их наиболее важных качеств. По мнению В.М.Чупахина (1990), ее задача состоит в установ­лении сбалансированного соотношения между
эксплуатацией, кон­сервацией и улучшением
свойств природных комплексов. В связи с
этим выделяют три основных направления в оптимизации ландшафтно-экологических систем (А.Г.Исаченко, 1980
и др.): а) полная консервация
ландшафта, т. е. сохранение его естествен­ного режима; б) строго
регламентированное использование его ре­сурсов
в сочетании с мерами, направленными на поддержание экологического равновесия в природе; в)
интенсивное хозяйствен­ное
использование с глубоким мелиоративным воздействием, когда равновесие в ландшафте поддерживается искусственно.

7. Как уже отмечалось, под влиянием хозяйственной
деятельно­сти человека природные ландшафты (геосистемы) претерпевают существенные изменения и преобразуются в
природно-антропогенные ландшафты.
Значительная часть этих ландшафтов создана для выполнения ресурсовоспроизводящих (поля, лесонасаждения, пастбища и т.п.) и средоформи рующих (селитебные
территории, рекреационные угодья и
т.п.) функций. Подобно природным си­стемам,
в процессе функционирования они продолжают участво­вать в формировании газового
состава атмосферы, в круговороте воды,
в геохимическом круговороте и т.д. Поскольку природно-антропогенные ландшафты по площади превышают
природные (см. табл. 6), они служат
важнейшими объектами деятельности человека
по рациональному использованию естественных ресурсов и охране природы.

Особенность
рационального природопользования в условиях природно-антропогенных ландшафтов —
недопустимость ухудше­ния состояния окружающей среды и условий жизнедеятельности человека при
сохранении главного принципа хозяйственной деятельности, который гласит: изъятие
вещества и энергии из геоси­стем не должно подрывать их природно-ресурсного потенциала. Одновременно необходимы
действенные меры по ликвидации или смягчению уже проявившихся негативных процессов.

Другая
особенность природно-антропогенных ландшафтов состоит в том, что они обладают
упрощенной по сравнению с природными системами структурой и, соответственно, меньшей устойчивостью к внешним воздействиям. В
естественных условиях устойчивость гео- и
экосистем поддерживается за счет механизма саморегулирования. Природно-антропогенные ландшафты для нормального выполнения своих функций нуждаются в
постоян­ной или периодической поддержке со стороны человека (напри­мер, в условиях земледельческих ландшафтов
необходимы регу­лярное внесение
удобрений, агротехнические работы, борьба с  эрозией и т.п.).

Одно из важнейших условий решения
проблемы формирова­ния
устойчивых природно-антропогенных ландшафтов — уста­новление сбалансированного соотношения
между различными формами
использования территории и, соответственно, опти­мального соотношения площадей
сельскохозяйственных, лесохозяйственных, селитебных, природоохранных и других ландшафтов в регионе (В. М.Чупахин,
1990). Это соотношение в разных природных зонах, региональных и локальных физико-
географических
условиях неодинаково. В лесной зоне вряд ли целесообраз­но значительное расширение посевных
площадей за счет транс­формированных лесных угодий, так как их почвы в большинстве случаев малоценны и требуются
большие затраты для возделывания сельскохозяйственных культур. В лесостепной и степной
зонах площади
пахотных угодий целесообразно сохранить, а положительное влияние леса — компенсировать
полезащитными и дру­гими многолетними насаждениями.

Устойчивости
природно-антропогенных ландшафтов в значи­тельной степени способствует их
разнообразие, особенно в хоро­шо освоенных регионах. Мозаичность в использовании
земельных угодий
важна для рационального соотношения основных видов сельскохозяйственных ландшафтов: богарных
и орошаемых пашен. сеяных
сенокосов и пастбищ, осушенных земель, многолетних насаждений, естественных кормовых угодий, приусадебных
участ­ков и т. д. При этом необходимо сохранять лесные массивы и рощи на водоразделах, склонах речных долин и оврагов независимо
от ценности этих земель для других
видов сельскохозяйственного использования, так как растительность играет здесь
роль биохи­мического барьера,
аккумулируя элементы питания, выносимые из почв данного ландшафта.

В
практическом плане рациональное использование и охрана природно-антропогенных ландшафтов
представляет собой систе­му различных мероприятий, направленных на эффективную экс­плуатацию их
ресурсов без существенных нарушений способно­стей геосистем к саморегулированию и
самовосстановлению. Эти мероприятия, хотя и условно, можно разделить на три группы: а) предупреждающие
отрицательное влияние хозяйственной дея­тельности на природную среду; б) ограничивающие
отрицатель­ное
влияние деятельности человека в процессе использования ландшафтов; в) исправляющие
отрицательные последствия ант­ропогенного воздействия на ландшафты.

Особое
значение имеют профилактические мероприятия, упреждающие многие негативные
последствия. Опыт показывает, что экономия на них часто обходится дороже их
своевременного проведения, поскольку затраты значительно возрастают за счет запоздалых защитных мер,
нередко приобретающих характер ре­культивации.

Предупреждающие меры закладываются в
проект и осуществ­ляются
в процессе подготовки к освоению и на первом этапе освоения природных ресурсов. Они
начинаются с выбора направ­ления использования ландшафтов, который должен
учитывать их природно-ресурсный
потенциал, конкретные физико-географи­ческие условия, целостность природных комплексов, требования
земельного,
водного и лесного законодательств, нормативные документов по охране природы. На этом
этапе планируются оп­тимальные виды и нормы антропогенных нагрузок, прогнозиру­ются экологические последствия
использования ландшафтов, на­мечаются конкретные пути преодоления или смягчения небла­гоприятных процессов
(внедрение технологий, препятствующих загрязнению окружающей среды; строгое
ограничение необосно­ванного изъятия сельскохозяйственных земель и ценных
лесные угодий под промышленные и транспортные объекты; мероприя­тия по сохранению плодородия
почв; создание защитных инженерных сооружений; организация службы геоэкологического мо­ниторинга и др.).

К
мерам, рассматриваемым одновременно как предупрежда­ющие и ограничивающие, относится
повышение эффективности использования одних ландшафтов в целях сохранения естествен­ного состояния других. В
хорошо освоенных регионах дальнейшее расширение территорий, вовлеченных в хозяйственный оборот,
часто
нежелательно. Это в полной мере относится, например, к рекреационным зонам. Поэтому
предлагается интенсивнее использовать пригородные территории, провести их зонирование по
ха­рактеру отдыха
и режиму эксплуатации (В.В.Владимиров и др., 1986). Для поддержания динамического
равновесия в пределах используемых ландшафтов разработаны инженерные и лесотехнические мероприятия
по повышению их «несущей способности», улучшению породного состава, экологических и эстетических свойств леса, организации
«буферных зон» между природной и городской средой, введению специальных режимов
эксплуатации рекреационных
угодий.

Меры,
ограничивающие влияние негативных последствий дея­тельности человека, осуществляются в
процессе использования природно-антропогенных
ландшафтов (особенно в условиях интен­сивной
эксплуатации земельных угодий). Они включают соблюде­ние норм антропогенно-техногенных нагрузок на
ландшафты, Поддержание оптимального
режима использования естественных ресурсов,
содержание в исправном состоянии и постоянное совер­шенствование
защитных инженерных сооружений. К ограничитель­ным мерам относятся недопущение изъятия пахотных земель и ценных лесных угодий под промышленные объекты,
недопуще­ние или резкое сокращение
сплошных рубок леса и переход на выборочные
способы рубок, запрещение добычи полезных ископаемых ближе 250 м от берегов крупных рек, озер и водохрани­лищ. Особое значение имеет уход за ландшафтом,
т.е. система регулярных мероприятий и
действий, направленных на поддержа­ние
свойств природно-антропогенных комплексов в таком состоянии, при котором успешно выполняются
возложенные на них
социально-экономические функции (Охрана ландшафтов, 1982). Цель ухода за ландшафтами — предупреждение и
минимизация нежелательных изменений
элементов и компонентов при­роды в
условиях его интенсивного использования. Уход включает различные активные и пассивные мероприятия:
санитарные руб­ки, прореживание и
осветление древостоя, охрану от пожаров и вредителей, подбор и высаживание лесных культур, благоустройство территории, облесение выработанных торфяников и
карьеров с непригодными для
посевов почвами и др.

Если
через некоторое время после начала использования ландшафтов обнаруживаются
процессы, препятствующие нормальной хозяйственной деятельности человека, то принимают меры,
ис­правляющие
отрицательные последствия. На этом этапе возраста­ет роль технических средств защиты, которые не только
регулиру­ют режим природно-антропогенных
(точнее, природно-технических)
геосистем, но и повышают их устойчивость к внешним воздействиям. К ним относятся инженерная защита
берегов водо­хранилищ, дренаж и
орошение, реконструкция старых и уста­новка
новых очистных сооружений, восстановление вырубок, ле­сомелиоративные приемы, рекультивация и другие
активные ме­роприятия.

Хозяйственная деятельность человека оказывает воздействие на
природу в различные исторические времена. Сначала человек жил за счёт сбора
плодов, съедобных растений и тех животных, которых он мог ловить. Затем он
изобрёл орудия труда и получил возможность заняться охотой и рыбной ловлей, то
есть его деятельность стала хищнической.  Занимаясь охотой и собирательством,
люди мало изменяли окружающую их среду. Хоть они и вырубали леса для того,
чтобы расчистить место для постройки жилища и поддерживать огонь в домашнем
очаге, их влияние на природу было незначительным. Кроме того, хищническая
деятельность человека, очевидно, ограничивалась саморегулированием, подобным
тому, которое существовало в мире животных между хищником и добычей.

С появлением и развитием
человечества процесс эволюции заметно видоизменился. На ранних стадиях
цивилизации вырубка и выжигание лесов для земледелия, выпас скота, промысел и
охота на диких животных, войны опустошали целые регионы, приводили к разрушению
растительных сообществ, истреблению отдельных видов животных. По мере развития
цивилизации, особенно после промышленной революции конца Средневековья,
человечество овладевало всё большей мощью, всё большей способностью вовлекать и
использовать для удовлетворения своих растущих потребностей огромные массы
вещества. Так, человек ежегодно извлекает из земных недр более ста миллиардов
тонн руд, горючих и строительных материалов, выплавляет восемьсот миллионов
тонн различных металлов. Рассеивает на полях свыше пятисот миллионов тонн
минеральных удобрений и до трёх миллионов тонн пестицидов.

Следует подчеркнуть, что с начала двадцатого века во
взаимодействии общества и окружающей среды начался качественно новый этап,
который характеризуется резким возрастанием давления человека на окружающую среду.
Это проявляется в ускоренном превращении природных ландшафтов в антропогенные. Антропогенный
ландшафт – это один из видов культурного ландшафта, который является полной
противоположностью природному ландшафту. По определению известного
отечественного ландшафтоведа Фёдора Николаевича Милькова: «Антропогенными ландшафтами следует считать, как заново
созданные человеком ландшафты, так и все природные комплексы, в которых
коренному изменению под влиянием человека подвергся любой из их компонентов, в
том числе и растительность с животным миром».

Фёдор Николаевич Мильков

Большинство
современных ландшафтов можно считать антропогенными, поскольку они в той или
иной мере изменены человеком. Например,
большая площадь таких земель занята под городами и населёнными пунктами,
дорогами, вырубками лесов, добычей полезных
ископаемых, созданием рекреационных
зон и так далее. Существует множество полярных мнений о степени освоенности
обществом географической среды.

Одни учёные считают, что на земной поверхности практически не
осталось нетронутых земель, то есть практически все природные ландшафты стали
антропогенными. Другие же высказывают не
такие категоричные мнения. По подсчётам русских учёных, антропогенные ландшафты
занимают примерно шестьдесят процентов площади суши. В разных регионах мира эти
проценты различны. Наиболее преобразованные ландшафты находятся в Европе. Здесь
нетронутые земли можно найти разве что только на островах Шпицберген и высоко в
Альпах.

В России же, наоборот, количество нетронутых земель
составляет примерно шестьдесят пять процентов площади всей страны. Это
означает, что по общей площади так называемых «диких» земель наша страна
занимает первое место в мире, опережая Канаду, Австралию, Китай и Бразилию.

Самое мощное воздействие
на природный комплекс в целом и на его компоненты оказывают различные отрасли
промышленности. Разные виды производства оказывают
неодинаковое воздействие на природу. Существуют такие отрасли промышленности,
которые непосредственно не используют природные ресурсы, да и загрязняющих
отходов производят достаточно мало. К примеру, на машиностроительном заводе из
тысяч деталей производятся машины. Для работы самого завода требуются только
детали, которые поступили с других предприятий, также электроэнергия, которая
поступает на завод по линиям электропередачи, и труд рабочих на сборочном
контейнере. В целом, такой завод не очень тесно контактирует с природой, и всё
его воздействие на неё связано только с тем, что при его строительстве была
занята какая-то природная территория. Такие производства можно назвать
относительно «чистыми». Кроме машиностроения, к «чистым» можно отнести
некоторые другие отрасли, например, пищевую.

Помимо «чистых»
производств, существуют «грязные». Это прежде всего отрасли, предприятия
которых работают за счёт сжигания топлива. Сюда же относятся и предприятия,
которые используют большое количество воды. Вода, растворяя в себе огромное
количество химических веществ, сама превращается в мощный источник загрязнения
природы. К числу наиболее «грязных» отраслей относятся металлургия, тепловая
электроэнергетика, химическая промышленность, автомобильный транспорт.

Промышленные предприятия
«грязных» отраслей в процессе своей работы производят немало отходов: твёрдых,
жидких, газообразных. В результате хозяйственной деятельности в атмосферу
ежегодно поступает огромное количество химических соединений – углекислый газ,
окись азота, сернистый газ и другие. Наибольшую опасность
представляет собой загрязнение соединениями серы, которые выбрасываются в
атмосферу при сжигании угольного топлива, нефти и природного газа, а также при
выплавке металлов и производстве серной кислоты.
Сернистый газ с водой воздуха образует капельки сернистой кислоты. Такие
растворы долго держатся в воздухе в виде плавающих капелек тумана или выпадают
вместе с дождём.

Существенное влияние на природу оказывает и сельское хозяйство.
В современном сельском хозяйстве широко используются разнообразные химические
вещества – минеральные удобрения, различные препараты для борьбы с вредными для
растений насекомыми и так далее. Неудачный выбор
минеральных удобрений может вызвать избыточное подкисление или подщелачивание
почв. Нитратные удобрения загрязняют грунтовые и поверхностные воды. Пестициды,
которые защищают растения от болезней, оказывают отрицательное влияние на
численность и активность почвенной фауны и микроорганизмов.

Большую
опасность представляет загрязнение почв тяжёлыми металлами. Такими, как свинец,
кадмий, ртуть, мышьяк, цинк, медь. Основными загрязнителями почв
сельскохозяйственных угодий являются осадки сточных вод и твёрдые бытовые
отходы. С развитием цивилизации началось и продолжается до настоящего времени
уничтожение лесов. Это приводит к катастрофическим последствиям: сильной эрозии
почв, частым песчаным бурям, наводнениям и летним засухам.

Охрана
лесов предполагает прежде всего рациональное их использование и
воспроизводство.  Вырубка лесов, добыча полезных ископаемых, распашка полей,
осушение болот, строительство дорог и другие антропогенные факторы негативно
влияют на численность и разнообразие животных.

Состояние
природной среды также зависит от работы транспорта. Наибольшее влияние на
химический состав воздуха, поверхностных вод, почвенного покрова оказывают виды
транспорта, которые работают за счёт сжигания топлива: бензина, угля,
дизельного топлива. В процессе сжигания топлива в воздух поступают выхлопные
газы, которые в дальнейшем приводят к изменению природной среды.

При
сильном негативном изменении природы, угрожающем существованию природных
комплексов, здоровью населения, возникают зоны с напряжённой экологической
обстановкой, или зоны экологического бедствия. Как правило, такие зоны
возникают чаще всего там, где в хозяйственном комплексе наблюдается высокая
концентрация «грязных» производств. Чаще всего это характерно для крупных
промышленных центров.

Однако
порой зоной экологического бедствия может стать территория, которая была
благополучной или почти благополучной. Происходит это в результате
экологических катастроф. Это события, которые способны приводить к человеческим
жертвам или к опасному для здоровья населения критическому изменению состояния
окружающей среды. Чаще всего они связаны с авариями на производстве.

Пример
этому – взрыв на Чернобыльской атомной электростанции в апреле тысяча девятьсот
восемьдесят шестого года. Данная авария вызвала разнообразные изменения многих
компонентов окружающей среды, нанесла огромный вред здоровью населения не
только Украины, но и Беларуси и России.  После Чернобыльской катастрофы
установлены дополнительные специальные требования к строительству атомных
электростанций для предотвращения возможности аварий. А также запрещено
строительство АЭС в сейсмических районах и вблизи больших городов.

Экологическая катастрофа может быть
локальной и глобальной. Локальная экологическая катастрофа приводит к гибели
или серьёзному нарушению одной или более локальных экологических систем.
Глобальная экологическая катастрофа — гипотетическое происшествие, которое
возможно в случае превышения допустимого предела неким внешним или внутренним
воздействием на глобальную экологическую систему — биосферу.

Влияние хозяйственной деятельности людей на природу

Природа — это внешний мир, подчиняющийся определенным законам, которые формировались на протяжении миллионов лет. Природа — совокупность естественных условий существования человеческого общества, на которую прямо или косвенно воздействует человечество, с которой оно связано в хозяйственной деятельности. Все элементы природы представляют собой природную среду.

Природная (окружающая, географическая) среда — естественная среда обитания и деятельности человека и других живых организмов. Природная среда включает литосферу, гидросферу, атмосферу, биосферу и околоземное космическое пространство. Внутри природной среды выделяют природные ресурсы и природные условия.

 Природные ресурсы — элементы природы (объекты и явления), необходимые человеку для его жизнеобеспечения и вовлекаемые им в материальное производство (атмосферный воздух, вода, почва, солнечная радиация, полезные ископаемые, климат, растительность, животный мир и т. д.).

 Природные условия — элементы природы (объекты и явления), влияющие на жизнь и деятельность человека, но не вовлеченные в материальное производство (некоторые газы атмосферы, виды животных и растений и др.). По мере развития науки и техники природные условия становятся природными ресурсами.

 Природно-ресурсный потенциал — часть природных ресурсов, которая может быть вовлечена в хозяйственную деятельность при данных технических и социально-экономических возможностях общества с условием сохранения среды жизни человечества. В более узком экономическом понимании — доступная при данных технологиях и социально-экономических отношениях совокупность природных ресурсов.

Природные ресурсы и природные условия ещё называются природными факторами жизни общества (в отличие от социальных факторов).

Природные ресурсы используются человеком в разном качестве:

1. как непосредственные предметы потребления (питьевая вода, кислород воздуха, употребляемые в пищу растения и животные и др.);
2. как средства труда, с помощью которых осуществляется общественное производство (земля, водные ресурсы и др*);
3. как предметы труда, из которых производятся все изделия (минералы, древесина и др.);
4. как источники энергии (горючие ископаемые, гидроэнергия, энергия ветра и др.).

Вся жизнь и деятельность человека, территориальное расселение и размещение производственных сил зависят от количества, качества и местоположения природных ресурсов. В связи с этим жизненно важным для человечества является вопрос о запасах природных ресурсов. К настоящему времени все попытки прогнозов момента исчерпания того или иного ресурса оканчивались в большинстве случаев неудачей. Неопределенность подобных расчетов имеет следующие причины:

1. постоянно идет разведка и открытие новых месторождений полезных ископаемых;
2. совершенствуется технология добычи и переработки природных ресурсов, благодаря чему замедляются темпы роста их потребления по сравнению с темпами роста процесса производства продукции;
3.  вовлекаются в производство ранее не использовавшиеся природные ресурсы, ранее природные условия (например, нефть и алюминий применяются около 200 лет, ядерное топливо — около 50 лет и т.д.).

Классификация природных ресурсов

Существует несколько подходов к классификации природных ресурсов:

• — по источникам и местоположению: энергетические ресурсы, атмосферные газовые ресурсы, водные ресурсы, ресурсы литосферы, ресурсы растений-продуцентов, ресурсы консументов, ресурсы редуцентов, климатические ресурсы и др.;
• — по сфере их использования: производственные (сельскохозяйственные и промышленные), здравоохранительные (или рекреационные), эстетические, научные и др.;
• — по принципу используемости человеком в настоя щее время (иначе говоря, по техническим возможностям эксплуатации): реальные природные ресурсы используются в настоящее время человеком в производственной деятельности; потенциальные природные ресурсы в настоящее время не используются человеком вообще, либо используются в недостаточной степени (энергия Солнца, морских приливов, ветра и др.);
• — по принципу заменимости: заменимые природные ресурсы можно заменить другими сейчас или в обозримом будущем (все полезные ископаемые, энергоресурсы); незаменимые природные ресурсы нельзя заменить другими природными ресурсами (атмосферный воздух, вода, генетический фонд живых организмов);
• — по направлению их использования в деятельности человека:
• — непосредственные источники существования людей, их воспроизводства: жизненно необходимые (воздух, вода, земля и др.); рекреационные, оздоровительные, эстетические.
• — источники средств материального производства, важнейшие факторы его развития: ресурсы, непосредственно потребляемые материальным производством (сырье, энергия, материалы); ресурсы, используемые, но не изымаемые из природной среды (например, вода для речного и морского транспорта).
• — ресурсы, непосредственно человеком и в его материальном производстве не используемые, но составляющие необходимое звено в круговороте вещества и энергии в природе (например, планктон океанов, деструкторы в почве). Их можно назвать природными условиями.
• — по принципу исчерпаемости и возобновимости.

 Исчерпаемые природные ресурсы — ресурсы, количество которых ограничено и абсолютно, и относительно. Исчерпаемые ресурсы делят на невозобновимые и возобновимые.

 Невозобновимые природные ресурсы абсолютно не восстанавливаются (каменный уголь, нефть и большинство других полезных ископаемых) или восстанавливаются значительно медленнее, чем идёт их использование (торфяники, многие осадочные породы). Использование этих ресурсов неминуемо ведет к их истощению. Охрана невозобновимых природных ресурсов сводится к рациональному, экономному использованию, борьбе с потерями при добывании, перевозке, обработке и применении, поиску заменителей.

Возобновимые природные ресурсы по мере использования постоянно восстанавливаются (животный мир, растительность, почва). Однако для сохранения их способности к восстановлению необходимы определенные условия, нарушение которых замедляет или вовсе прекращает процесс восстановления. Процессы восстановления протекают с разной скоростью для разных ресурсов: для восстановления животных требуется несколько лет, леса — 60-80 лет, почвы — несколько тысячелетий. Охрана возобновимых природных ресурсов должна осуществляться путем рационального их использования и расширенного воспроизводства. Темпы расходования возобновимых природных ресурсов должны соответствовать темпам их восстановления.

 Неисчерпаемые природные ресурсы — ресурсы, количество которых не ограничено, но не абсолютно, а относительно наших потребностей и сроков существования. Неисчерпаемые природные ресурсы включают ресурсы водные (воды Мирового океана), климатические (атмосферный воздух, энергия ветра) и космические (солнечная радиация, энергия морских приливов). Однако если количество неисчерпаемых природных ресурсов относительно не ограничено, то их качество может ограничить возможность их использования человеком (например, количество воды не ограничено, но ограничено количество питьевой воды);

Есть и другие классификации.

Ресурсообеспеченность — это количественное отношение между величиной природных ресурсов и размером их потребления. Ресурсообеспеченность выражается либо числом лет, на которое должно хватить данного ресурса, либо запасами из расчета на душу населения. Оценка ресурсообеспеченности страны проводится двумя способами:
Р = З/Д, где Р — ресурсообеспеченность в годах, З — количество запасов, Д — объём добычи.
Р = З/Н, где Р — ресурсообеспеченность на душу населения, З — количество запасов, Н — население страны.

Между природной средой и обществом существуют сложные взаимодействия, обмен веществом и энергией.

Взаимоотношения общества и природы: с одной стороны, человек со все возрастающей силой воздействует на природу. С другой стороны, природа по-прежнему воздействует на человека. Человек (общество) связан с природой своим происхождением, существованием, своим будущим. Окружающая человека природная среда влияла и влияет на формирование биологического вида Homo sapiens, рас и этносов. Территориальное расселение людей, их материальная деятельность, размещение производственных сил зависят от количества, качества и местоположения природных ресурсов.

Виды воздействия человека на природу

Антропогенные воздействия — деятельность человека, вносящая физические, химические, биологические и другие изменения в природную среду.

Воздействие человека на природу может быть разным.

 Разрушительное (деструктивное) воздействие — человеческая деятельность, ведущая к утрате природной средой своих полезных человеку качеств.

Расширяющееся использование природных ресурсов вследствие роста населения и развития научно-технического прогресса приводит к их истощению и увеличению загрязнения природной среды отходами производства и отбросами потребления. То есть ухудшение природной среды происходит по двум причинам: 1) сокращение природных ресурсов; 2) загрязнение природной среды.

Вырубка леса в бассейне реки (отмечено крестами) приводит к усыханию малых рек — притоков, снижению уровня грунтовых вод, уменьшению влажности почвы, снижению уровня воды в реке и озере. Это вместе с другими факторами ведет к недостатку воды в городе, гибели рыбы, развитию цианей (сине-зелёных водорослей и других водных организмов) в связи с усиливающейся эвтрофикацией водоёмов. Строительство плотины и ирригационной системы в целях накопления воды в реке и нормального режима увлажнения на полях не решает проблемы поддержания уровня грунтовых вод и прекращения усыхания озера. Напротив, расход воды на испарение в оросительных системах и с поверхности водохранилища усугубляет недостаток речного стока в озеро, задерживает твёрдый сток, а подпор вод плотиной вызывает подтопление местности, в том числе по городам, её заболачивание. Ирригация вызывает дополнительное засоление почв, требующих промывки, а значит, большего расхода поливных вод, с которыми в водоем смываются органика и удобрения.

 Загрязнение — привнесение в окружающую среду или возникновение в ней новых (обычно не характерных для нее) вредных химических, физических, биологических, информационных агентов.

Загрязнение может возникать в результате естественных причин (природное загрязнение: пыльные бури, вулканический пепел и др.) или под влиянием деятельности человека (антропогенное загрязнение: выбросы в атмосферу и сбросы в гидросферу вредных веществ и др.).

По масштабам загрязнение может быть глобальным, региональным и локальным (местным ).

По объектам загрязнения различают загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение поверхностных и под земных вод, загрязнение почв и т.д., и даже загрязнение околоземного космического пространства.

Загрязнение отходами производства и потребления

По происхождению отходы производства и потребления делятся на бытовые, промышленные, сельскохозяйственные, строительные и др. По агрегатному состоянию отходы делятся на твёрдые, жидкие, и газообразные. Отходы являются источником загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, почв и растительности.

Для защиты окружающей природной среды от загрязнения твёрдыми бытовыми отходами осуществляются следующие мероприятия;

• — предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных компонентов;
• — строительство полигонов для захоронения и частичной их переработки;
• — сжигание отходов на мусоросжигающих заводах;
• — пиролиз (нагрев без доступа кислорода) при температуре от 450 до 1000 °С и более;
• — компостирование (с получением ценного азотного удобрения или биотоплива);
• — ферментация (получение биогаза из животноводческих стоков и др.).

Шумовое загрязнение — форма физического загрязнения, характеризующаяся превышением естественного уровня шума и ненормальным изменением звуковых характеристик (периодичности, силы звука и т.п.) на рабочих местах, в населенных пунктах и т.д.

Основные источники антропогенного шума — транспорт (автомобильный, рельсовый и воздушный), промышленные устройства и бытовое оборудование. 80% от общего шума приходится на автотранспорт.

Для защиты населения от вредного влияния шума осуществляют комплекс мероприятий: нормативно-законодательных, технико-технологических, градостроительных, архитектурно-планировочных и др.

 Электромагнитное загрязнение — форма физического загрязнения, возникающая в результате изменения электромагнитных свойств среды. Основные источники этого вида неионизирующих излучений — электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП), от радиотелевизионных (РТС) и радиолокационных станций (РЛС).

Электромагнитное воздействие приводит к нарушениям работы электронных систем. Известен случай, когда вспышка солнечной активности вызвала разлад движения и остановку поездов в г. Осака (Япония). Пациент, которому был введен электронный стимулятор, корректирующий ритм биения сердца, погиб, попав в зону действия мощного самодельного радиоприемника.

Для защиты окружающей природной среды от электромагнитного загрязнения осуществляют следующие мероприятия:

• — создание санитарно-защитных зон шириной от 15 до 55 м в зависимости от напряжения ЛЭП;
• — создание защитных экранов, в том числе зеленых насаждений;
• — заземление тросов;
• — выбор геометрических параметров ЛЭП;
• — соблюдение нормативов по времени пребывания в опасных зонах;
• — соблюдение норм пребывания перед компьютерами, телевизорами, микроволновыми печами;
• — замена воздушных ЛЭП на подземные.

 Биологическое загрязнение — привнесение в среду и размножение в ней нежелательных для человека организмов. Например, распространение патогенных микроорганизмов (вирусов, бактерий и др.), сорной растительности, животных, наносящих вред хозяйственной деятельности человека (мышевидных грызунов, крыс, саранчи и т.д.).

Основными источниками микробиологического загрязнения являются сточные воды предприятий пищевой и кожевенной промышленности, бытовые и промышленные свалки, кладбища, канализационная сеть и др.

В целях биобезопасности и сохранения биоразнообразия необходимо контролировать следующие процессы:

1. создание новых форм живых организмов, биологических веществ, генов;
2. перенос генетической информации от домашних форм к диким видам;
3. генетический обмен между дикими видами и подвидами, в том числе риск генетического загрязнения генофонда редких и исчезающих видов;
4. генетические и экологические последствия преднамеренной и непреднамеренной интродукции животных и растений.

Для защиты окружающей природной среды от биологического загрязнения применяют следующие меры:

• — санитарная охрана территории;
• — введение в необходимых случаях карантина;
• — постоянный эпиднадзор за циркуляцией вирусов;
• — регулярные эколого-эпидемиологические наблюдения;
• — слежение и контроль за очагами опасных вирусных инфекций;
• — обоснование и прогнозирование последствий интродукции и акклиматизации новых для данной территории видов растений и животных;
• — профилактические меры по недопущению переноса генетической информации от домашних форм к диким видам;
• — снижение риска генетического загрязнения генофонда редких и исчезающих видов.

 Стабилизирующее воздействие — человеческая деятельность, направленная на замедление деструкции (разрушения) природной среды в результате как хозяйственной деятельности человека, так и природных процессов.

Создать абсолютно замкнутый круговорот веществ теоретически возможно, но все равно будут потери энергии в виде тепла. Поэтому термин «безотходная технология» условен, и правильнее использовать термин «малоотходная технология».

Малоотходная технология — такой способ производства, который обеспечивает максимально эффективное использование сырья и энергии, с минимумом отходов и потерь энергии.

Важным условием малоотходной технологии является рециркуляция — повторное использование материальных ресурсов, позволяющее экономить сырье и энергию и уменьшить образование отходов.

В комплекс мероприятий по сокращению до минимума количества вредных отходов и уменьшения их воздействия на окружающую природную среду входят:

• разработка систем переработки отходов производства во вторичные материальные ресурсы;
• разработка бессточных технологических систем и водооборотных циклов на основе очистки сточных вод;
• создание и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного её использования;
• создание принципиально новых производственных процессов, позволяющих исключить или сократить технологические стадии, на которых происходит образование отходов.

Большие перспективы в области охраны окружающей среды и рационального природопользования имеют достижения биотехнологии.

 Биотехнология — методы и приемы получения полезных для человека продуктов, явлений и эффектов с помощью живых организмов (в первую очередь микроорганизмов). Например, достижения биотехнологии позволяют разрабатывать и создавать микробные препараты для регуляции круговорота веществ в экосистемах, что позволяет решать ряд прикладных задач:

• — биологическая очистка природных и сточных вод от органических и неорганических загрязняющих веществ;
• — утилизация твёрдой фазы сточных вод и твёрдых бытовых отходов путем их сбраживания;
• — микробное восстановление почв, загрязненных в первую очередь органическими веществами;
• — использование микроорганизмов для нейтрализации тяжёлых металлов в осадках сточных вод и загрязненных почвах;
• — компостирование (биологическое окисление) отходов растительности (опад листьев, соломы и др.);
• — создание биологически активного сорбирующего материала для очистки загрязненного воздуха.

 Конструктивное воздействие — человеческая деятельность, направленная на восстановление природной среды, нарушенной в результате хозяйственной деятельности человека или природных процессов. Например, рекультивация ландшафтов, восстановление численности редких видов животных и растений и т. д. Разрушительное воздействие можно назвать отрицательным (негативным), а стабилизирующее и конструктивное — положительным (позитивным).

Прямое (непосредственное) воздействие — изменение природы в результате прямого воздействия хозяйственной деятельности человека на природные объекты и явления. Косвенное (опосредованное) воздействие — изменение природы в результате цепных реакций или вторичных явлений, связанных с хозяйственной деятельностью человека.

Непреднамеренное воздействие является неосознанным, когда человек не предполагает последствий своей деятельности.

Преднамеренное воздействие является осознанным, когда человек ожидает определенные результаты своей деятельности.

Влияние человека на атмосферу

Антропогенное воздействие на атмосферу проявляется, прежде всего, в загрязнении атмосферного воздуха.

По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются следующим образом: 1) газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.); 2) жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.); 3) твёрдые (тяжёлые металлы, канцерогенные вещества, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и др.).

Главные (приоритетные) антропогенные загрязнители атмосферного воздуха — диоксид серы (SО2), диоксид азота (NО2), оксид углерода (СО2), твёрдые частицы (пыль, сажа, зола). На их долю приходится около 98% выбросов вредных веществ в атмосферу. Кроме них в атмосферу

поступает ещё более 70 наименований вредных веществ: тяжёлые металлы (свинец, ртуть, кадмий и др.); углеводороды, среди которых наиболее опасен бензпирен, альдегиды (в первую очередь формальдегид), сероводород, токсичные летучие растворители (бензины, спирты, эфиры) и др.

Особо опасным видом загрязнения атмосферы является радиоактивное загрязнение. Его источники — производство и испытания ядерного оружия, отходы и аварийные выбросы АЭС. Особое место занимают выбросы радиоактивных веществ в результате аварии АЭС. Основными антропогенными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются следующие отрасли экономики: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.), автотранспорт, чёрная и цветная металлургия, нефтедобывающее и нефтеперерабатывающее производство, машиностроение, производство стройматериалов и т.д.

 Энергетика. При сжигании твёрдого топлива (каменного угля) в атмосферный воздух поступают оксиды серы, оксиды азота, твёрдые частицы (пыль, сажа, зола). Использование жидкого топлива (мазута) снижает выбросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов серы и азота. Газовое топливо загрязняет атмосферный воздух в 3 раза меньше, чем мазут и в 5 раз меньше, чем уголь.

Атомная энергетика в случае безаварийной работы ещё более экологична, но и она загрязняет воздух такими токсичными веществами, как радиоактивный йод, радиоактивные инертные газы и аэрозоли.

 Чёрная и цветная металлургия. При выплавке одной тонны стали в атмосферу выбрасывается 0,04 т твёрдых частиц, 0,03 т оксида серы, 0,05 т оксида углерода, а также в меньших количествах свинец, фосфор, марганец, мышьяк, пары ртути, фенол, формальдегид, бензол, аммиак и другие токсичные вещества. В выбросах предприятий цветной металлургии, кроме того, содержатся тяжелые металлы, такие, как свинец, цинк, медь, алюминий, ртуть, кадмий, молибден, никель, хром и др.

 Химическая промышленность. Выбросы химической промышленности характеризуются значительным разнообразием, высокой концентрированностью и токсичностью.

Они содержат оксиды серы, соединения фтора, аммиак, нитрозные газы (смесь оксидов азота), хлористые соединения, сероводород, неорганическую пыль и т.д.

 Автотранспорт. В настоящее время в мире эксплуатируется несколько сот миллионов автомобилей. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания содержат огромное количество токсичных соединений: бензпирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (из этилированного бензина).

 Сельское хозяйство. Сельскохозяйственное производство приводит к загрязнению атмосферного воздуха пылью (при механической обработке почв), метаном (домашние животные), сероводородом и аммиаком (промышленные комплексы по производству мяса), пестицидами (при их распылении) и т. д.

Парниковый эффект и глобальное потепление климата. Парниковый (тепличный, оранжерейный) эффект — разогрев нижних слоев атмосферы, вследствие способности атмосферы пропускать коротковолновую солнечную радиацию, но задерживать длинноволновое тепловое излучение земной поверхности. Водяной пар задерживает около 60% теплового излучения Земли и углекислый газ — до 18%. В отсутствие атмосферы средняя температура земной поверхности была бы -23 °С, а в действительности она составляет +15 °С.

Парниковому эффекту способствует поступление в атмосферу антропогенных примесей (диоксида углерода, метана, фреонов, оксида азота и др.). За последние 50 лет содержание углекислого газа в атмосфере возросло с 0,027 до 0,036%. Это привело к повышению среднегодовой температуры на планете на 0,6°. Существуют модели, согласно которым, если температура приземного слоя атмосферы поднимется ещё на 0,6°-0,7°, произойдет интенсивное таяние ледников Антарктиды и Гренландии, что приведет к повышению уровня воды в океанах и затоплению до 5 млн. км2 низменных, наиболее густо заселенных равнин.

Отрицательные для человечества последствия парникового эффекта заключаются в повышении уровня Мирового океана в результате таяния материковых и морских льдов, теплового расширения океана и т.п. Это приведёт к затоплению приморских равнин, усилению абразионных процессов, ухудшению водоснабжения приморских городов, деградации мангровой растительности и т.п. Увеличение сезонного протаивания грунтов в районах с вечной мерзлотой создаст угрозу дорогам, строениям, коммуникациям, активизирует процессы заболачивания, термокарста и т.д.

Положительные для человечества последствия парникового эффекта связаны с улучшением состояния лесных экосистем и сельского хозяйства. Повышение температуры приведет к увеличению испарения с поверхности океана, это вызовет возрастание влажности климата, что особенно важно для аридных (сухих) зон. Повышение концентрации углекислого газа увеличит интенсивность фотосинтеза, а значит, продуктивность диких и культурных растений.

 Кислотные дожди. Кислотный дождь — дождь или снег, подкисленный из-за растворения в атмосферной влаге антропогенных выбросов (оксиды серы, оксиды азота, хлороводород, сероводород и др.).

Выпадение кислотных дождей приводит к ухудшению состояния и гибели целых лесных массивов, а также снижению урожайности многих сельскохозяйственных культур. Кроме того, отрицательное воздействие кислотных дождей проявляется в закислении пресноводных водоемов. Снижение pH воды вызывает сокращение запасов промысловой рыбы, деградацию многих видов организмов и всей водной экосистемы, а иногда и полную биологическую гибель водоема. Негативные последствия кислотных дождей зафиксированы в Канаде, США, Европе, России, Украине, Белоруссии и других странах.

 Смог. Смог — ядовитая смесь дыма, тумана и пыли. В целях защиты атмосферы от загрязнения применяют следующие экозащитные мероприятия:

• экологизация технологических процессов;
• очистка газовых выбросов от вредных примесей;
• рассеивание газовых выбросов в атмосфере;
• соблюдение нормативов допустимых выбросов вредных веществ;
• устройство санитарно-защитных зон, архитектурно-планировочные решения и др.

Влияние на гидросферу

Антропогенное воздействие на гидросферу проявляется в загрязнении и истощении вод.

Загрязнение вод — привнесение или возникновение в них новых (обычно не характерных для них) вредных химических, физических, биологических агентов. Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.

Загрязнение вод может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным). Естественное загрязнение вод вызвано природными процессами. Например, загрязнение вод в результате извержения вулканов, водной и ветровой эрозии, абразии (разрушения) берегов, засоление пресных вод солеными и т.д. Антропогенное загрязнение связано с поступлением загрязняющих веществ в гидросферу в результате деятельности человека.

Основными антропогенными источниками загрязнения поверхностных вод являются: сбросы в водоемы неочищенных сточных вод; смыв пестицидов, минеральных и органических удобрений; газодымовые выбросы; утечки нефти и нефтепродуктов.

Защита гидросферы:

1. Поверхностные воды защищают от засорения, загрязнения и истощения. Для защиты от засорения предотвращают попадание в поверхностные водоемы и реки различных твёрдых отходов и других предметов. Для защиты от истощения контролируют минимально допустимые стоки вод. Для защиты от загрязнения применяют следующие мероприятия:

• — развитие безотходных и безводных технологий и оборотного водоснабжения;
• — очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.);
• — закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты (подземное захоронение);
• — очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей.

1. Безотходные и безводные технологии и оборотное водоснабжение. Главный загрязнитель поверхностных вод — сточные воды. Наиболее действенным способом защиты поверхностных вод от загрязнения сточными водами являются безводные и безотходные технологии. На начальном этапе создается оборотное водоснабжение. В его систему включают ряд очистных сооружений и установок, что создает замкнутый цикл использования сточных вод, которые при таком способе все время находятся в обороте и не попадают в поверхностные водоемы.
2. Очистка сточных вод. Существуют различные способы очистки сточных вод: механический, физико-химический, химический, биологический и термический. В зависимости от вида сточных вод их очистка может производиться каким-либо одним или комбинированными способами, с обработкой осадка (или избыточной биомассы) и обеззараживанием сточных вод перед сбросом их в водоём.

При всех методах очистки сточных вод необходима обработка и утилизация образующихся шламов и осадков (особенно при очистке токсичных промстоков). С этой целью их складируют на специальных полигонах, обрабатывают в биологических сооружениях, перерабатывают с помощью растений (гиацинты, тростник и др.) или сжигают в специальных печах.

1. Закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты (подземное захоронение) осуществляется через систему поглощающих скважин. При этом способе отпадает необходимость в дорогостоящей очистке и обезвреживании сточных вод и в сооружении очистных сооружений.
2. Агролесомелиорация и гидротехнические мероприятия защищают поверхностные воды от загрязнения и засорения. Они предотвращают эвтрофикацию озер, водохранилищ и малых рек, возникновение эрозии, оползней, обрушение берегов, уменьшают загрязненный поверхностный сток.
3. Водоохранные зоны защищают поверхностные воды от загрязнения, засорения и истощения. Они создаются на всех водных объектах. Их ширина на реках составляет от 0,1 до 1,5-2,0 км, включая пойму реки, террасы и береговой склон. В пределах этих зон запрещается распашка земель, выпас скота, применение пестицидов и удобрений, строительные работы и др.

1. Подземные воды охраняют от загрязнения и истощения. Для защиты от истощения применяют:

• — регулирование режима водозабора подземных вод;
• — рациональное размещение водозаборов по площади;
• — определение величины эксплуатационных запасов как предела их рационального использования,
• — введение кранового режима эксплуатации самоизливающихся артезианских скважин и др.

Для защиты подземных вод от загрязнения применяют две группы мероприятий: профилактические и специальные. Специальные мероприятия направлены на локализацию или ликвидацию очага загрязнения.

Воздействие на почву

Негативное антропогенное воздействие на почву проявляется в её деградации (ухудшении качества почвы в результате снижения плодородия) и полном разрушении. Эти процессы могут происходить как в результате природных явлений (природное изменение условий почвообразования, извержение вулканов, ураганы и др.), так и в результате нерациональной хозяйственной деятельности человека.

Причинами деградации орошаемых почв служат без-дренажное орошение, большие потери воды на фильтрацию, превышение оросительных норм, неконтролируемая подача воды, полив минерализованной водой.

Явления деградации и полного разрушения почв многообразны.

Развитие водной эрозии зависит от ряда факторов: мощность снегового покрова и интенсивность его таяния; количество, интенсивность и величина капель дождевых осадков; характер рельефа; гранулометрический состав и структура почв; наличие и характер растительного покрова.

Развитие ветровой эрозии зависит от следующих факторов: характер рельефа; гранулометрический состав и структура почв; наличие и характер растительного покрова.

Защита почв от водной и ветровой эрозии включает организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные и гидротехнические мероприятия.

1. Организационно-хозяйственные мероприятия — обоснование и составление плана противоэрозионных мероприятий и обеспечение его выполнения (рациональное распределение земельных угодий, почвозащитные севообороты, земледелие полосами, регулирование выпаса скота и др.)
2. Агротехнические мероприятия включают приемы фитомелиорации (севообороты с многолетними травами, замена чистых паров на занятые, сидеральные и кулисные), противоэрозионную обработку почвы (обработка почв по горизонтали, «контурное» земледелие, щелевание и кротование почв, обвалование, безотвальная вспашка с сохранением стерни и пожнивных остатков), снегозадержание и регулирование снеготаяния (лесные полосы и кулисы, пахота снега, прикатывание).
3. Лесомелиоративные мероприятия основаны на создании лесных защитных насаждений (ветрозащитные и приовражные лесные полосы, полезащитные лесные и кустарниковые полосы поперек склонов и т.д.).
4. Гидротехнические мероприятия применяют в тех случаях, когда другие приемы не в состоянии предотвратить эрозию и основаны на создании гидротехнических сооружений, обеспечивающих задержание или регулирование склонового стока (террасирование склонов, выполаживание оврагов бульдозерами, закрепление склонов оврагов).

Промышленная эрозия почв — отчуждение почв городами, поселками, дорогами, линиями электропередачи и связи, трубопроводами, карьерами, водохранилищами, свалками и т.д.

Дегумификация почв — уменьшение содержания и запасов органического вещества. Наблюдается при распашке целинных почв. Развитие дегумификации определяется соотношением в севооборотах пропашных культур и культур сплошного сева, удельным весом многолетних трав, применением органических и минеральных удобрений.

Истощение почв — процессы, происходящие в почвах в результате длительного возделывания одного вида сельско-хозяйственных культур. Например, длительное возделывание подсолнечника приводит к обеднению почвы калием.

Защита почв от дегумификации, истощения включает следующие мероприятия: применение органических удобрений, известкование кислых почв, использование в севообороте многолетних трав, регулирование соотношения в севооборотах пропашных культур и культур сплошного сева, использование щадящей обработки почвы (облегчение машин, минимизация обработки).

Процессы вторичного засоления, осолонцевания почв возникают на орошаемых почвах при несовершенных проектах и нарушении правил эксплуатации ирригационных систем.

Вторичная кислотность почв возникает в результате выбросов в атмосферу соединений кислот промышленного, транспортного и другого происхождения.

Защита почв от засоления, осолонцевания. Защита почв от потерь поливной воды и вторичного засоления включает следующие мероприятия; создание закрытой сети каналов, исключающих фильтрацию; создание дренажных сооружений, обеспечивающих удержание соленых грунтовых вод на глубине не менее 1,5-3 м; капитальные промывки почв, если они засолены, для удаления солей из корнеобитаемого горизонта; регулярные вегетационные поливы с дренажными водоотводами.

Защита почв от содового засоления включает следующие мероприятия: химическая мелиорация (внесение гипса), применение физиологически кислых и кальцийсодержащих удобрений, включение в севооборот многолетних трав.

Создание водохранилищ сопровождается развитием комплекса негативных процессов, приводящих к деградации почвенного покрова: затопление пойменных и надпойменных террас, подъем уровня грунтовых вод и подтопление почв, абразия берегов и засоление дельт, размыв и уничтожение почв приморских дельт, загрязнение и содовое (щелочное) засоление вод и почв и др.

Промышленное загрязнение почв — результат осаждения паров, аэрозолей, пыли или растворенных соединений поллютантов на поверхность почвы с атмосферными осадками.

Сельскохозяйственное загрязнение почв — результат неправильного применения пестицидов, внесение сверхнормальных доз минеральных и органических удобрений, отходов и стоков животноводческих ферм.

Радиоактивное загрязнение почв — накопление в почве радионуклидов в результате ядерных взрывов, аварийных выбросов на атомных предприятиях, утечки радиоактивных материалов, захоронении отходов атомной промышленности.

 Защита почв от избытка удобрений включает следующие мероприятия: разработка новых длительно действующих гранулированных форм удобрений, применение комплексных форм, использование правильных технологий внесения удобрений, соблюдение правил хранения и транспортировки.

Защита почв от загрязнения продуктами техногенеза (тяжелыми металлами, нефтью, нефтепродуктами, пестицидами, радионуклидами и т. д.) осуществляется двумя путями. Первый путь состоит в предотвращении попадания загрязняющих веществ в почву. Второй заключается в очищении, тем или иным образом, почвы от загрязнения, которое уже произошло. Очищение может производиться путем удаления верхнего загрязненного слоя почвы, путем промывок или извлечения загрязняющих веществ из почвы с помощью растений (для тяжёлых металлов и радионуклидов), интенсификации микробного разложения органических загрязнителей (для нефтепродуктов и пестицидов) и т. д. Ещё один подход основан на закреплении атомов токсичных элементов в почве, с целью недопущения попадания их в сопредельные среды и живые организмы. Для этого используют внесение в почву органического вещества, фосфорных минеральных удобрений, ионообменных смол и природных цеолитов, бурого угля, известкование почвы и т.д.

Деградация ландшафтов районов с распространением многолетней мерзлоты. Эти территории отличаются крайней неустойчивостью к воздействию антропогенных факторов. Неупорядоченное движение транспорта, пере-выпас и другие процессы приводят к нарушению растительного покрова, что обуславливает протаивание мерзлых грунтов, развитие эрозионных процессов, разрушение почвенного покрова.

Разрушение почв военными действиями происходит в результате передвижения военной техники, строительства фортификационных сооружений, взрывов бомб, снарядов и т.д. Испытание и применение ядерного оружия вызывает радиоактивное загрязнение почв.

В целях защиты почв от деградации применяется и — рекультивация нарушенного почвенного покрова.

 Рекультивация земель — мероприятия по восстановлению и оптимизации нарушенных ландшафтов. Она включает комплекс горно-технических, мелиоративных, сельскохозяйственных, лесохозяйственных и инженерно-строительных работ, направленных на восстановление нарушенного плодородия земель. На восстановленной территории создаются сельскохозяйственные угодья, лесонасаждения, водоёмы, зоны отдыха, жилые и промышленные застройки и т. д.

Воздействие на биотические сообщества

К деградации растительного покрова ведут следующие антропогенные факторы: прямое уничтожение в ходе использования (рубка лесов, выкашивание, сбор с различными целями, стравливание домашними животными), при создании водохранилищ, в ходе открытых разработок ископаемых, при пожарах, в процессе распашки новых угодий; ухудшение условий жизни растений при орошении, осушении, засолении почв, изменении гидрологии водоемов, загрязнении среды токсичными химическими веществами и элементами, заносе вредных организмов (возбудителей болезней, конкурентов) и др.

Леса оказывают влияние на все компоненты биосферы, играют огромную средообразующую роль. За последние 10 тыс. лет на Земле сведено 2/3 лесов. За историческое время около 500 млн. га превратились из лесов в бесплодные пустыни. Леса уничтожаются так быстро, что площади вырубок существенно превышают площади посадок деревьев. Особую тревогу вызывают темпы сведения тропических лесов, называемыми «легкими планеты»; они вырубаются и сокращают площадь со скоростью около 26 га в минуту, есть опасения, что они исчезнут через 25 лет. Вырубленные участки влажного тропического леса не восстанавливаются, на месте их образуются малопродуктивные кустарниковые формации, а при сильной эрозии почв происходит опустынивание. В связи с вырубкой лесов сокращается водоносность рек, высыхают озера, понижается уровень грунтовых вод, усиливается эрозия почв, более засушливым и континентальным становится климат, часто возникают засухи и пыльные бури.

К сокращению или уничтожению видов животных ведут следующие антропогенные факторы: прямое уничтожение в результате промысла животных, добываемых ради меха, мяса, жира и пр., при применении химических веществ для борьбы с вредителями сельского хозяйства (при этом часто гибнут не только вредители, но и полезные для человека животные); ухудшение условий жизни животных в результате вырубки лесов, распашки степей, осушения болот, сооружения плотин, строительства городов, загрязнения атмосферы, воды, почвы и т.д.

Среди вымерших животных — тур, тарпан, морская (стеллерова) корова, бескрылая гагарка, очковый (стелле-ров) баклан, голубая лошадиная антилопа, зебра кваггу, нелетающий голубь дронт и др.

Для сохранения видового разнообразия и численности популяций биотических сообществ осуществляют следующие мероприятия:

• — эффективное использование растительных и животных ресурсов;
• — борьба с лесными, степными, торфяными пожарами;
• — лесовозобновление;
• — защита растений от вредителей и болезней;
• — охрана отдельных видов живых организмов и их сообществ;
• — организация особо охраняемых природных территорий (ООПТ).

 Охрана отдельных видов живых организмов и их сообществ. Сведения об исчезающих, редких, сокращающихся, неопределенных и безвозвратно исчезнувших видах растений, животных и других организмов содержатся в Красной книге. Существуют международная, федеральная и республиканские (областные, краевые) Красные книги. Ежегодно в Красные книги вносятся изменения. В 1996 г. вышло новое издание Международной Красной книги, в которую включено 5205 видов животных, находящихся в угрожаемом состоянии: 1096 видов млекопитающих, 1107 — птиц, 253 — рептилий, 124 — амфибий, 734 — рыб, 1891 — беспозвоночных (бабочек, жуков, шмелей и др.).

Для сохранения природы организуются природоохранные территории (ООПТ). В мире создано примерно 105 тыс. особо охраняемых территорий, общей площадью 20 млн. км2, это более 10% всей суши.

К охраняемым объектам относятся: заповедники, биосферные заповедники, национальные парки, заказники. Заповедники — особо охраняемые законом территории, которые полностью изъяты из хозяйственного пользования с целью сохранения природы в естественном состоянии.

Биосферные заповедники образуют мировую сеть, где осуществляется комплексный экологический контроль за состоянием природных комплексов в различных природных зонах Земли. Они являются природными лабораториями, образцами данной территории для оценки изменений освоенных человеком природных комплексов. Общая площадь наиболее крупных заповедников мира — около 2% площади суши.

Заповедно-рекреационные природные территории включают территории национальных парков, получившие широкое распространение в мире. Целью их организации является охрана типичных и уникальных природных территорий, выполнение рекреационных функций (Йеллоустонский национальный парк — гейзеры, Секвойя — леса из секвойи, Мамонтова пещера и др.). При их посещении туристы обязаны выполнять установленные правила поведения.

К ограниченно охраняемым территориям относятся ландшафтные, биологические, гидрологические заказники — участки природы, предназначенные для охраны и восстановления одного или нескольких видов растений, животных, компонентов природы, водных объектов (озёр, болот) с ограниченным использованием других объектов природы. В целях сохранения биоразнообразия и обогащения растительного мира, а также в интересах науки, учебы и просветительской работы человеком созданы коллекции деревьев и кустарников — ботанические сады.

Конспект урока по географии»Влияние хозяйственной деятельности людей на природу».
Следующая тема: