Світові екологічні проблеми. Глобальні екологічні проблеми Земельні ресурси: мінеральна сировина
Діяльність сучасної людини суттєво змінила природне середовище на всій нашій планеті.
Суть сучасної екологічної кризи становить протиріччя між майже безмежними можливостями людської діяльності, що перетворює природу, та обмеженими можливостями біосфери у ресурсному забезпеченні цієї діяльності.
Глобальний характер сучасної екологічної кризи відрізняє її від попередніх криз. У зв'язку з цим традиційні методи виходу з кризи через переміщення на нові території практично неможливі. Реальним залишається зміна способів виробництва, норм споживання та обсягів використання природних ресурсів.
Протягом останніх двох-трьох століть технічні можливості людини змінювати природне середовище стрімко зростали, досягнувши своєї найвищої точки в епоху науково-технічного прогресу. Однак з'ясувалося, що зростання могутності людини найчастіше призводило до збільшення негативних для природи і, зрештою, небезпечних для існування самої людини наслідків її діяльності.
До найбільш гострих для людства і досі невирішених екологічних проблемможна віднести такі:
· Демографічна криза (різке збільшення населення Землі);
· Урбанізація;
· Зменшення площі лісів;
· Ерозія та зниження родючості грунтів;
· Дефіцит прісної води;
· Негативні наслідки виробництва енергії;
· Забруднення природного середовища;
· руйнування озонового шару стратосфери;
· Антропогенна зміна клімату;
· Зниження біологічного розмаїття (зменшення чисельності видів організмів);
· Зниження стійкості природних екосистем до антропогенного впливу;
· Вплив негативних змін у природному середовищі на здоров'я населення.
Збільшення чисельності населення Землі. Для людської популяції характерний небачений за масштабами «демографічний вибух», тобто різке збільшення темпи зростання населення, що триває з середини XX ст. Воно особливо виражено в країнах Азії, Африки та Латинської Америки, що розвиваються. Найвищий приріст населення посідає останні десятиліття. Наприкінці 1990-х років населення Землі становило вже 6 млрд. чоловік, тоді як у 30-х роках XX ст. населення Землі становило 2 млрд. Чоловік. Вважається, що густота населення Землі наближається до критичного рівня. Проте, на думку багатьох учених, його чисельність згодом стабілізується лише на рівні 10-12 млрд. людина.
Зростання населення поряд із розвитком промисловості - другий основний чинник негативного впливу на біосферу, оскільки зростання чисельності людства супроводжується збільшенням потреб у продукції сільського господарства та промислового виробництва та обсягу залучених природних ресурсів. Зазначені процеси призводять до зростання забруднення навколишнього середовища та негативного впливу на біосферу.
Збільшення виробництва продуктів харчування, створення нових робочих місць, розширення промислового виробництва супроводжуються витрачанням невідновлюваних природних ресурсів, але головна причина протиріч між людиною та природою – швидке наростання сукупного антропогенного навантаження на неї.
Специфіка демографічних процесів у різних країнах пов'язана з цілим комплексом факторів, серед яких найбільше значення мають соціально-економічні та екологічні. Якщо в промислово розвинених країнах вплив на природу пов'язаний в основному з техногенним забрудненням, то в країнах, що розвиваються, основний вплив пов'язаний з прямим знищенням природи в результаті непомірно високих навантажень на екосистеми: зведення лісів, вичерпання доступних ресурсів і т.д.
Незважаючи на те, що загальна чисельність населення Землі зростає, в окремих країнах приросту населення немає або навіть спостерігається його спад. Так, показники народжуваності у Росії протягом усього XX ст. знижувалися і в середині 60-х років вперше опустилися нижче за рівень простого відновлення. Наприкінці 90-х років минулого століття ці негативні тенденції значно посилилися, й у 1991-1992 р.р. у Росії склалася унікальна демографічна ситуація, графічне відображення якої отримало назву «російський хрест» (рис. 16.1).
Суть цього явища, що спостерігається у мирний час і відсутність будь-яких глобальних катастроф, полягає в тому, що показники смертності в різних суб'єктах і в цілому по Росії стали перевищувати показники народжуваності, що призводить до вимирання населення (рис. 16.1).
Урбанізація(Від латів. urbanus - міський) - процес зосередження населення та економічного життя у великих містах. Якщо до 1900р. у містах жило всього близько 14% населення Землі, то в наші дні у містах живе приблизно половина населення Землі. У містах потрібна найвища концентрація продовольства, води, палива та інших ресурсів життєзабезпечення. Природні екосистеми також неспроможна переробити кількість відходів, що утворюється у процесі життєдіяльності людей містах. Головні наслідки урбанізації: виснаження енергетичних ресурсів, забруднення довкілля, деградація водних, лісових та ґрунтових ресурсів, втрата сільськогосподарських угідь. Крім того, є дані, що в містах захворюваність людей у середньому вдвічі вища, ніж у сільській місцевості.
Глобальне забруднення біосфери. Забруднення є однією з найдавніших проблем. Вона виникла з появою перших поселень зі своїми струмками зі стічних вод і різними відходами домашнього господарства. Але до розвитку промислової цивілізації забруднення були сильно обмежені за своєю природою та поширенням. Всі відходи розкладалися під дією мікроорганізмів і включалися в кругообіг речовин. Починаючи з другої половини XX ст. в процесі виробничої діяльності людина створює синтетичні речовини, які у вигляді відходів надходять у навколишнє середовище (в атмосферу гідросферу, ґрунт) і майже не залучаються до біосферного кругообігу речовин. Важливо те, що синтетичні матеріали часто є отруйними для живих організмів.
У більшості випадків забруднюючі речовини, широко поширюючись в атмосфері, гідросфері та грунті, поступово розсіюються по всій біосфері. Основну роль грають атмосферні переноси. Висхідні потоки повітря та вітри переносять забруднюючі речовини на різні відстані та забезпечують їх циркуляцію в атмосфері. Антропогенні викиди вуглекислого газу, оксидів азоту, сірчистого газу чи ртуті збільшують фонові концентрації цих домішок у атмосфері. Розведення забруднювачів у середовищі (у воді чи повітрі), зменшуючи концентрацію на даній ділянці біосфери, не знижує їх небезпеки для природи та людини, а лише віддаляє негативні наслідки.
Забруднення атмосфери. Основна причина забруднення атмосфери - спалювання викопного палива. До інших причин належать викиди побічних продуктів хімічної промисловості, викиди пилу, радіоактивні гази атомних електростанцій, вихлопи автомобілів. Основними речовинами, що забруднюють атмосферу, є гази (90%) та тверді частинки (пил). Внаслідок діяльності людини у повітря надходять пил, вуглекислий газ (СО 2), чадний газ (СО), діоксид сірки (SO 2), метан (СН 4), оксиди азоту (NO 2 , NO, N 2 O).
Забруднення ґрунтів. Підвищення родючості ґрунтів часто досягається шляхом внесення великої кількості добрив, використання засобів хімічного захисту від шкідників, що дозволяє інтенсифікувати сільськогосподарське виробництво. Широке застосування штучних хімічних речовин призводить до забруднення ґрунтів та живих організмів. Крім того, атмосферні опади, що несуть забруднюючі речовини, випадають на поверхню ґрунту і є джерелом її забруднення. Поверхневі та ґрунтові води змивають забруднюючі речовини у водне середовище (річки, озера, моря).
Добрива, безумовно, необхідні поповнення у грунті запасів поживних речовин, вилучених з урожаєм. Прагнення підвищити продуктивність сільськогосподарських рослин призводить до перенасичення ґрунтів добривами. Проте, згідно із законом про граничну врожайність, продуктивність рослин не збільшується прямо пропорційно до кількості внесених добрив. Надлишок добрив у ґрунті призводить до надлишку азоту та фосфору в продуктах та погіршує структуру ґрунтів.
Забруднення континентальних та океанічних вод. Численні забруднюючі речовини можуть розчинятися у воді або у зваженому стані переноситися на великі відстані від місць скидання. Більшість токсикантів, у якій би фазі вони не знаходилися – у газоподібній, рідкій чи твердій – здатні забруднювати гідросферу.
Біологічне забруднення у вигляді стічних вод призводить до сильного бактеріологічного зараження та веде до поширення інфекційних захворювань, що створює додаткові проблеми в галузі епідеміології.
Хімічне забруднення вод відбувається внаслідок викиду різних хімічних сполук, що використовуються у сільському господарстві (пестициди та мінеральні добрива), а також відходів промислових підприємств. Дуже часто промислові стоки несуть у собі згубні для гідробіонтів речовини, такі як свинець, ртуть, мідь та ін. Забруднення вуглеводнями (нафтою і нафтопродуктами) в останні десятиліття стало одним з основних видів забруднення гідросфери.
Екологічні наслідки забруднення природних вод проявляються у порушенні біогеохімічних циклів речовин, зниженні біологічної продуктивності, деградації окремих водних екосистем.
Забруднення вод органічними речовинами впливає абіотичні і біотичні чинники, які у проточних водах (річки), і у великих стоячих водоймах (озера, замкнуті моря). У проточних водах зливання відходів, насичених органічними речовинами, викликає повне порушення функціонування екосистеми. При цьому утворюються чотири зони, які йдуть одна за одною вниз за течією: 1) зона деградації, де води річки поєднуються із забруднювачем; 2) зона активного розкладання, де гриби та бактерії, аеробні, а потім і анаеробні розмножуються та руйнують органічну речовину; 3) зона відновлення, де вода поступово очищується, та відновлюються її початкові характеристики; 4) зона чистої води.
Внаслідок активного розвитку мікроорганізмів у зоні розкладання різко падає концентрація розчиненого кисню та знижується чисельність водоростей. Спалах автотрофів (мікроскопічні водорості - фітопланктон) відбувається у третій зоні внаслідок появи нітратів і фосфатів, що витягуються мікроорганізмами-деструкторами із забруднюючих органічних речовин. Коли видалення розчиненої та виваженої забруднюючої речовини закінчується, і відновлюються початкові умови, знову з'являються організми, що живуть у чистій воді. Порушення складу угруповань тварин, що мешкають у річках, виражені набагато різкіше, оскільки ніякі тварини, що мешкають у чистій воді, не можуть вижити в зараженій зоні.
Забруднення вод токсичними сполуками призводить до придушення життєдіяльності та загибелі чутливих до цього токсиканту організмів. Наприклад, інсектициди, що містять хлор, зокрема ДДТ, гальмують фотосинтез у фітопланктону і надають сильний негативний вплив на біоценози внаслідок здатності до концентрації в харчових ланцюгах - біоакумуляції.
Один із головних факторів негативних змін у біосфері надінтенсивна експлуатація природних ресурсів, що призводить до таких наслідків, як руйнування рослинного покриву та погіршення властивостей ґрунту.
Руйнування рослинного покриву. Насамперед воно пов'язане з вирубуванням лісів. Зведення лісів - одне з найгостріших глобальних екологічних проблем. У функціонуванні природних екосистем роль лісових угруповань велика. Ліс поглинає атмосферні забруднення, захищає ґрунт від ерозії, регулює стік поверхневих вод, перешкоджає зниженню рівня ґрунтових вод тощо. буд. Крім того, ліси відіграють велику роль у процесі зв'язування вільної вуглекислоти повітря в процесі фотосинтезу (зниження парникового ефекту).
Зменшення площі лісів викликає порушення кругообігів кисню та вуглецю в біосфері. Хоча катастрофічні наслідки відомості лісів широко відомі, їхнє знищення продовжується. Площа лісів планети щорічно зменшується майже 2%.
Внаслідок інтенсивного тваринництва лугові екосистеми вироджуються в пустки.
Погіршення фізико-хімічних властивостей ґрунту. Надмірна експлуатація земель під сільськогосподарські культури – потужний фактор руйнування природних ресурсів. Зазвичай виділяють чотири основні причини псування та знищення земель: вітрова та водна - ерозія; засолення при неправильній іригації; зниження родючості; забруднення ґрунтів.
Ерозія - руйнація ґрунтів внаслідок дії води чи вітру. Ерозійні процеси у природі різко посилилися під впливом людини. Ерозія починається, перш за все, там, де знищується природний рослинний покрив, який скріплює ґрунт корінням та знижує інтенсивність повітряних та водних потоків. За історію людство втратило близько 2 млрд. га родючих земель.
Зрошуване землеробство викликає іригаційну ерозію та вторинне засолення. Надлишок вологи на полях обумовлює підвищення рівня ґрунтових вод до поверхні ґрунту та їх інтенсивне випаровування. Розчинені у воді солі накопичуються у верхньому горизонті ґрунту, знижуючи його родючість. Деякі вчені вважають, що цивілізація Стародавнього Вавилону загинула від вторинного засолення ґрунтів.
Виснаження земель викликається також: відчуженням поживних речовин з урожаєм і неповним подальшим їх поверненням; втратою гумусу – погіршенням водного режиму. Внаслідок виснаження ґрунт втрачає родючість і опустелюється.
Руйнування озонового шару Землі. З антропогенними змінами атмосфери пов'язане й руйнування озонового шару, який є захисним екраном від ультрафіолетового випромінювання, згубного живих організмів. Особливо швидко процес руйнування озонового шару відбувається над полюсами планети, де з'явилися звані озонові дірки. У 1987р. зареєстровані розширюється рік у рік (темпи розширення - 4 % на рік) озонова дірка над Антарктикою (що виходить контури материка) і менш значне аналогічне освіту в Арктиці.
Небезпека виснаження озонового шару полягає в тому, що може збільшитись інтенсивність згубного для живих організмів ультрафіолетового випромінювання. Вчені вважають, що основною причиною виснаження озонового шару (екрана) є застосування людьми хлорфторвуглеців (фреонів), які широко використовуються в побуті та у виробництві (аерозолі, піноутворювачі, розчинники тощо). У 1990р. світове виробництво озоноруйнівних речовин становило понад 1300 тис. т. Хлорфторвуглеці, потрапляючи в атмосферу, розкладаються в стратосфері з виділенням атомів хлору, які каталізують перетворення озону на кисень. У нижніх шарах атмосфери фреони можуть зберігатися протягом десятиліть. Звідси вони вступають у стратосферу, де їхній вміст за оцінками щорічно збільшується приблизно на 5%. Передбачається, що з причин виснаження озонового шару може бути і зведення лісів як продуцентів кисню Землі.
Глобальна зміна клімату. В даний час основними причинами зміни кліматичної системи Землі вважається антропогенна емісія (викиди) газів (двоокису вуглецю, метану, закису азоту, гідрофторвуглеців, перфторвуглеців та гексафториду сірки), що збільшують природний парниковий ефект. Ці гази пропускають сонячне світло, але частково затримують інфрачервоне теплове випромінювання, яке випускається поверхнею Землі. Останні десятиліття відбувається інтенсифікація парникового ефекту, що призводить до нагрівання нижніх частин атмосфери, що, своєю чергою, обумовлює зміна кліматичних і метеорологічних параметрів.
Парниковий ефект. p align="justify"> Під парниковим ефектом розуміють підвищення середньої температури приземної частини атмосфери Землі в результаті зміни теплового балансу, викликаного парниковими газами. Основні парникові гази - вуглекислий газ та водяна пара. Вклад вуглекислого газу парниковий ефект, за різними даними, становить від 50 до 65%. До інших парникових газів відносять метан (20%), оксиди азоту (5%) та ін. парниковими газами В результаті нижня частина тропосфери нагрівається вище за звичайний рівень і загальний тепловий баланс Землі змінюється. За даними, за рахунок парникових газів середньорічне значення температури повітря на Землі за минуле століття підвищилося на 0,3...0,6 °С.
Вважається, що до настання індустріальної ери (кінець ХІХ ст.) потоки вуглецю між атмосферою, материками та океанами були збалансовані. Але за останні 100 років вміст вуглекислого газу в атмосфері значно збільшився внаслідок антропогенних надходжень (рис. 16.2). Одним із їх основних джерел вважається спалювання горючих копалин, проте цей процес прискорюється і внаслідок розвитку сільського господарства та зведення лісів.
Інтенсивне ведення сільського господарства призводить до втрати вуглецю ґрунтом. Фіксація вуглекислого газу сільськогосподарськими рослинами в процесі фотосинтезу не компенсує його кількості, що вивільняється з ґрунту внаслідок оранки. Зведення лісів призводить до додаткового виділення вуглекислого газу атмосферу при спалюванні деревини. Ліси - важливі накопичувачі вуглецю, тому що в біомасі лісів міститься в 1,5 рази, а в лісовому гумусі - в 4 рази більше вуглецю, ніж у всій атмосфері.
Фотосинтезуючий зелений пояс Землі та карбонатна система океану підтримують постійний рівень вмісту вуглекислого газу в атмосфері. Але стрімко зростаючі темпи спалювання горючих копалин та утворення великої кількості вуглекислого газу в ході розвитку цивілізації на Землі починають перевищувати можливість рослин повністю асимілювати вуглекислий газ у процесі фотосинтезу.
Більшість атмосферних запасів вуглецю потрапляє до океану, що містить у 50 разів більше вуглекислого газу, ніж атмосфера, чи рослини і грунт. Швидкість, з якою утворюються запаси вуглецю у цих наземних чи океанічних резервуарах, залежить багатьох чинників. Океан та атмосфера формують глобальну кліматичну систему, і зміни в одному з цих блоків можуть вплинути на інший. Для того щоб мати можливість передбачати напрямок кліматичних змін, потрібно досконально знати процеси трансформації різних форм вуглецю в океані, перенесення вуглецю в глибокі шари водної товщі та накопичення його в донних осадах.
Більшість вуглецю в океані тривалий час зберігається в глибинних водах і в осадах морського дна. Один із шляхів можливого надходження вуглецю з поверхневих продуктивних шарів океану в глибини океану - через біологічний насос. Цей шлях починається з фітопланктону – одноклітинних організмів, які створюють основу океанічного харчового ланцюга, поглинаючи вуглекислий газ та біогенні елементи та у процесі фотосинтезу створюючи органічну речовину. Фітопланктон і зоопланктон, що їм харчується, продукують частинки органічної речовини у вигляді відмерлих організмів і продуктів життєдіяльності.
У процесі дихання водних організмів частина пов'язаного в органічній речовині вуглецю окислюється до мінеральних форм (вуглекислого газу) у верхніх шарах океану, який у свою чергу може випаровуватися в атмосферу. Зафіксований органічний вуглець у вигляді органічних частинок (тіла водних організмів, продукти їх виділень у вигляді грудок, що злиплися) під дією сили тяжіння осідає в глибини океану, де він або окислюється, або стає частиною осадового органічного матеріалу. Як швидко та в якому обсязі вуглекислий газ з атмосфери надходить у глибини океану, де затримується на довгий час і де вимикається з біогеохімічного циклу вуглецю, залежить від інтенсивності функціонування морських екосистем. Перехід вуглецю неорганічної форми (вуглекислий газ) в органічну (біомаса і детрит), трансформація та перенесення вуглецю в глибини називається «біологічним насосом», тобто процесом, в результаті якого вуглець як би відкачується з атмосфери і накопичується в океані (у воді та донних відкладах).
Як показали дослідження, протягом останніх 100 років концентрація вуглекислого газу атмосфері зросла на 25%, а метану – на 100%. Швидкі темпи зростання вмісту в атмосфері вуглекислого газу та метану супроводжувалися глобальним підвищенням температури. Так, у 1980-ті роки середня температура повітря в Північній півкулі підвищилася порівняно з кінцем ХІХ ст. на 0,5 ... 0,6 ° С (рис. 16.3). За прогнозами, середня температура Землі до 2020-2050 гг. може підвищитися на 1,2...2,5°С проти доіндустріальної епохою. Потепління може призвести до інтенсивного танення льодовиків та підвищення рівня Світового океану на 0,5...1,5м за вказаний період. В результаті виявляться затопленими багато густонаселених прибережних районів. Однак при загальному збільшенні кількості опадів у центральних районах материків клімат може стати посушливішим. Наприклад, у 80-90-х роках XX ст. в Африці та Північній Америці почастішали катастрофічні посухи, які пов'язують із глобальним потеплінням.
В останні десятиліття потепління клімату та зростання кількості атмосферних опадів на території Росії вплинули на гідрологічні характеристики водних ресурсів. Так, у басейнах рік Волги, Дону та Дніпра спостерігалося збільшення стоків на 20...40 %. Збільшення стоку Волги стало основним чинником підвищення 1978-1995 гг. рівня Каспійського моря майже 2,5м. У районах Прикаспію було затоплено та виведено із землекористування понад 320 тис. га землі.
При потеплінні клімату очікується збільшення ризику небезпечних паводків у багатьох регіонах Росії, де прогнозується збільшення стоків річок. Прогнозовані зміни рівнів води призведуть до зміни процесів ерозії на водозборах та в руслах річок підвищення каламутності та погіршення якості води.
Клімат на Землі змінювався завжди, і не було скільки тривалих періодів, протягом яких він залишався стабільним. Але ніколи ще клімат не змінювався з такою швидкістю, як зараз.
Крім вмісту парникових газів існують і такі важливі параметри, що активно впливають на клімат Землі, як вміст водяної пари в атмосфері та вологообіг над сушею. Внаслідок підвищення середньої приземної температури повітря вміст водяної пари в атмосфері Землі зростає, що призводить до посилення парникового ефекту. Вологообіг над сушею, який на 99% визначається рослинністю, порушується через прискорення зникнення лісів на планеті.
У той же час глобальне потепління може призвести і до зворотної тенденції – до регіонального похолодання внаслідок зміни напрямів морських течій. Вже у перші десятиліття ХХІ ст. теплі води Гольфстріму можуть перестати бути бар'єром для холодних течій, що йдуть із Північного Льодовитого океану (від п-ва Лабрадор). Таким чином, на тлі загального планетарного потепління можливе локальне похолодання на півночі Європи. Ефект зникнення океанічного обігріву може виявитися дуже швидко, і, головне, він буде раптовим та різким. Наслідки можливого локального похолодання на тлі загального потепління можуть торкнутися Ісландії, Ірландії, Великобританії, країн Скандинавії, Мурманської та Архангельської областей, республік Карелії та Комі, інших прилеглих районів Росії.
Результати впливу людини на біосферу.У сучасну епоху діяльність людини дуже впливає на природні умови всієї планети. Особливо сильно змінені флора та фауна суші. Багато видів тварин і рослин повністю знищені людиною, а ще більша кількість видів під загрозою зникнення. Передбачається, що останнім часом зникло понад 120 видів та підвидів ссавців та близько 150 видів птахів.
Величезні зміни відбулися з рослинним покривом на більшій частині поверхні континентів. На великих просторах дика рослинність знищена та замінена сільськогосподарськими полями. Ліси, що збереглися до теперішнього часу, в значній частині є вторинними, тобто сильно зміненими в результаті впливу людини в порівнянні з природним рослинним покривом. Великі зміни відбулися також у рослинному покриві багатьох районів степів та саван через інтенсивний випас худоби.
Вплив людини на природний рослинний покрив вплинув на процес ґрунтоутворення у відповідних районах і призвело до зміни фізичних і хімічних властивостей ґрунтів. Ще більше змінилися ґрунти на сільськогосподарських полях внаслідок систематичного застосування штучних хімічних добрив та вилучення значної частини біомаси рослин, що ростуть. У багатьох районах екологічно не обґрунтована обробка ґрунту призвела до посилення ерозії, внаслідок якої ґрунтовий покрив на великих площах виявився зруйнованим.
Швидко зростає вплив діяльності на гідрологічний режим суші. Стік не лише малих, а й багатьох великих річок суттєво змінився внаслідок створення гідротехнічних споруд, вилучення води для забезпечення потреб промисловості та міського населення, зрошення сільськогосподарських полів. Створення великих водосховищ, площа яких у багатьох випадках можна порівняти з площею великих природних озер, різко змінило режим випаровування і стоку на великих територіях.
Період історія взаємовідносин людини і природи початку XX в. і до теперішнього часу характеризується розширенням його експансії: заселенням усіх доступних для проживання територій, інтенсивним розвитком промислового та сільськогосподарського виробництва, відкриттям та початком експлуатації нових способів вивільнення та перетворення енергії (у тому числі енергії атомного ядра), початком освоєння навколоземного космічного простору та Сонячної системи загалом, і навіть небаченим раніше зростанням чисельності населення.
Історія впливу людини на біосферу показує, що технічний прогрес постійно збільшує можливості на довкілля, створюючи передумови виникнення великих екологічних криз. З іншого боку, той самий технічний прогрес розширює можливості усунення створюваних людиною погіршень природного довкілля. Найбільш виразно ці дві протилежні тенденції виявилися у другій половині XX ст. і продовжуються в даний час.
Контрольні питання та завдання
1. Охарактеризуйте основні напрями впливу людини на біосферу.
2. У чому полягає суть сучасної екологічної кризи?
3. Перерахуйте найважливіші екологічні проблеми сучасності.
4. Які фактори впливають на глобальну зміну клімату?
Суть проблеми:
Екологічна проблема виникла у сфері взаємин людського суспільства з довкіллям (природою). Останнім часом загострився конфлікт між суспільством та природою, що створює реальну загрозу появи незворотних змін у природних системах, підриву природних умов та існування нинішнього та майбутніх поколінь мешканців планети Земля.
Причини виникнення екологічної проблеми:
багаторічне безконтрольне і не завжди виправдане витрачання природних ресурсів (видобуток корисних копалин, промислова вирубка лісів тощо);
індустріалізація господарства (поява великої кількості виробництв, що викидають у навколишнє середовище шкідливі речовини);
Збільшення чисельності людей та їх потреб та ін.
У промислово розвинених країнах екологічні проблеми мають переважно «індустріальний характер», а в країнах, що розвиваються, зумовлені насамперед «перевикористанням природних ресурсів» (лісів, ґрунтового покриву та інших природних багатств).
В даний час епіцентр екологічних проблем переноситься з розвинених країн до тих, що розвиваються у зв'язку з тим, що туди переноситься ряд шкідливих виробництв.
В окремих районах Землі конфлікт між людиною та природою настільки загострився, що досяг рівня екологічної кризи.
Екологічні проблеми умовно можна поділити на три групи:
1. Деградація навколишнього середовища внаслідок нераціонального природокористування (знеліснення, ґрунтова ерозія, аридне опустелювання тощо).
2. Забруднення літосфери, гідросфери та атмосфери твердими, рідкими та газоподібними відходами антропогенної діяльності («фотохімічний туман» («зміг») над великими промисловими агломераціями, «кислотні дощі», сміттєзвалища, нафтове забруднення світового океану поховання радіоактивних відходів та ін.).
3. Отруєння довкілля хімічними речовинами, створюваними у процесі виробництва (хімікати, пестициди, фреони – руйнівники озонового шару)
Крім того, багато екологічних проблем виникає внаслідок екологічних катастроф на промислових підприємствах (катастрофа на Чорнобильській АЕС у 1986 р.) та на певних територіях (лісові пожежі).
Шляхи вирішення екологічної проблеми:
застосування енергозберігаючих та ресурсозберігаючих технологій;
вивчення допустимих меж впливу на природу та вжиття захисних заходів, у тому числі і заборонного характеру;
застосування екологічно менш шкідливих технологій та виробництв;
проведення заходів, спрямованих на ліквідацію наслідків екологічних криз та катастроф, відновлення порушених екосистем;
заходи виховного характеру, створені задля формування дбайливого ставлення до природи та інших.
У 70-х роках 20-го століття ООН висунула гасло «Земля тільки одна» та визначила головний шлях вирішення екологічної проблеми - така організація виробничої та невиробничої діяльності людей, яка б забезпечила нормальний «екорозвиток», збереження та перетворення навколишнього середовища на користь всього людства. та кожної людини.
Діяльність сучасної людини суттєво змінила природне середовище на всій нашій планеті.
Суть сучасної екологічної кризи становить протиріччя між майже безмежними можливостями людської діяльності, що перетворює природу, та обмеженими можливостями біосфери у ресурсному забезпеченні цієї діяльності.
Глобальний характер сучасної екологічної кризи відрізняє її від попередніх криз. У зв'язку з цим традиційні методи виходу з кризи через переміщення на нові території практично неможливі. Реальним залишається зміна способів виробництва, норм споживання та обсягів використання природних ресурсів.
Протягом останніх двох-трьох століть технічні можливості людини змінювати природне середовище стрімко зростали, досягнувши своєї найвищої точки в епоху науково-технічного прогресу. Однак з'ясувалося, що зростання могутності людини найчастіше призводило до збільшення негативних для природи і, зрештою, небезпечних для існування самої людини наслідків її діяльності.
До найбільш гострих для людства і досі невирішених екологічних проблемможна віднести такі:
· Демографічна криза (різке збільшення населення Землі);
· Урбанізація;
· Зменшення площі лісів;
· Ерозія та зниження родючості грунтів;
· Дефіцит прісної води;
· Негативні наслідки виробництва енергії;
· Забруднення природного середовища;
· руйнування озонового шару стратосфери;
· Антропогенна зміна клімату;
· Зниження біологічного розмаїття (зменшення чисельності видів організмів);
· Зниження стійкості природних екосистем до антропогенного впливу;
· Вплив негативних змін у природному середовищі на здоров'я населення.
Збільшення чисельності населення Землі. Для людської популяції характерний небачений за масштабами «демографічний вибух», тобто різке збільшення темпи зростання населення, що триває з середини XX ст. Воно особливо виражено в країнах Азії, Африки та Латинської Америки, що розвиваються. Найвищий приріст населення посідає останні десятиліття. Наприкінці 1990-х років населення Землі становило вже 6 млрд. чоловік, тоді як у 30-х роках XX ст. населення Землі становило 2 млрд. Чоловік. Вважається, що густота населення Землі наближається до критичного рівня. Проте, на думку багатьох учених, його чисельність згодом стабілізується лише на рівні 10-12 млрд. людина.
Зростання населення поряд із розвитком промисловості - другий основний чинник негативного впливу на біосферу, оскільки зростання чисельності людства супроводжується збільшенням потреб у продукції сільського господарства та промислового виробництва та обсягу залучених природних ресурсів. Зазначені процеси призводять до зростання забруднення навколишнього середовища та негативного впливу на біосферу.
Збільшення виробництва продуктів харчування, створення нових робочих місць, розширення промислового виробництва супроводжуються витрачанням невідновлюваних природних ресурсів, але головна причина протиріч між людиною та природою – швидке наростання сукупного антропогенного навантаження на неї.
Специфіка демографічних процесів у різних країнах пов'язана з цілим комплексом факторів, серед яких найбільше значення мають соціально-економічні та екологічні. Якщо в промислово розвинених країнах вплив на природу пов'язаний в основному з техногенним забрудненням, то в країнах, що розвиваються, основний вплив пов'язаний з прямим знищенням природи в результаті непомірно високих навантажень на екосистеми: зведення лісів, вичерпання доступних ресурсів і т.д.
Незважаючи на те, що загальна чисельність населення Землі зростає, в окремих країнах приросту населення немає або навіть спостерігається його спад. Так, показники народжуваності у Росії протягом усього XX ст. знижувалися і в середині 60-х років вперше опустилися нижче за рівень простого відновлення. Наприкінці 90-х років минулого століття ці негативні тенденції значно посилилися, й у 1991-1992 р.р. у Росії склалася унікальна демографічна ситуація, графічне відображення якої отримало назву «російський хрест» (рис. 16.1).
Суть цього явища, що спостерігається у мирний час і відсутність будь-яких глобальних катастроф, полягає в тому, що показники смертності в різних суб'єктах і в цілому по Росії стали перевищувати показники народжуваності, що призводить до вимирання населення (рис. 16.1).
Урбанізація(Від латів. urbanus - міський) - процес зосередження населення та економічного життя у великих містах. Якщо до 1900р. у містах жило всього близько 14% населення Землі, то в наші дні у містах живе приблизно половина населення Землі. У містах потрібна найвища концентрація продовольства, води, палива та інших ресурсів життєзабезпечення. Природні екосистеми також неспроможна переробити кількість відходів, що утворюється у процесі життєдіяльності людей містах. Головні наслідки урбанізації: виснаження енергетичних ресурсів, забруднення довкілля, деградація водних, лісових та ґрунтових ресурсів, втрата сільськогосподарських угідь. Крім того, є дані, що в містах захворюваність людей у середньому вдвічі вища, ніж у сільській місцевості.
Глобальне забруднення біосфери. Забруднення є однією з найдавніших проблем. Вона виникла з появою перших поселень зі своїми струмками зі стічних вод і різними відходами домашнього господарства. Але до розвитку промислової цивілізації забруднення були сильно обмежені за своєю природою та поширенням. Всі відходи розкладалися під дією мікроорганізмів і включалися в кругообіг речовин. Починаючи з другої половини XX ст. в процесі виробничої діяльності людина створює синтетичні речовини, які у вигляді відходів надходять у навколишнє середовище (в атмосферу гідросферу, ґрунт) і майже не залучаються до біосферного кругообігу речовин. Важливо те, що синтетичні матеріали часто є отруйними для живих організмів.
У більшості випадків забруднюючі речовини, широко поширюючись в атмосфері, гідросфері та грунті, поступово розсіюються по всій біосфері. Основну роль грають атмосферні переноси. Висхідні потоки повітря та вітри переносять забруднюючі речовини на різні відстані та забезпечують їх циркуляцію в атмосфері. Антропогенні викиди вуглекислого газу, оксидів азоту, сірчистого газу чи ртуті збільшують фонові концентрації цих домішок у атмосфері. Розведення забруднювачів у середовищі (у воді чи повітрі), зменшуючи концентрацію на даній ділянці біосфери, не знижує їх небезпеки для природи та людини, а лише віддаляє негативні наслідки.
Забруднення атмосфери. Основна причина забруднення атмосфери - спалювання викопного палива. До інших причин належать викиди побічних продуктів хімічної промисловості, викиди пилу, радіоактивні гази атомних електростанцій, вихлопи автомобілів. Основними речовинами, що забруднюють атмосферу, є гази (90%) та тверді частинки (пил). Внаслідок діяльності людини у повітря надходять пил, вуглекислий газ (СО 2), чадний газ (СО), діоксид сірки (SO 2), метан (СН 4), оксиди азоту (NO 2 , NO, N 2 O).
Забруднення ґрунтів. Підвищення родючості ґрунтів часто досягається шляхом внесення великої кількості добрив, використання засобів хімічного захисту від шкідників, що дозволяє інтенсифікувати сільськогосподарське виробництво. Широке застосування штучних хімічних речовин призводить до забруднення ґрунтів та живих організмів. Крім того, атмосферні опади, що несуть забруднюючі речовини, випадають на поверхню ґрунту і є джерелом її забруднення. Поверхневі та ґрунтові води змивають забруднюючі речовини у водне середовище (річки, озера, моря).
Добрива, безумовно, необхідні поповнення у грунті запасів поживних речовин, вилучених з урожаєм. Прагнення підвищити продуктивність сільськогосподарських рослин призводить до перенасичення ґрунтів добривами. Проте, згідно із законом про граничну врожайність, продуктивність рослин не збільшується прямо пропорційно до кількості внесених добрив. Надлишок добрив у ґрунті призводить до надлишку азоту та фосфору в продуктах та погіршує структуру ґрунтів.
Забруднення континентальних та океанічних вод. Численні забруднюючі речовини можуть розчинятися у воді або у зваженому стані переноситися на великі відстані від місць скидання. Більшість токсикантів, у якій би фазі вони не знаходилися – у газоподібній, рідкій чи твердій – здатні забруднювати гідросферу.
Біологічне забруднення у вигляді стічних вод призводить до сильного бактеріологічного зараження та веде до поширення інфекційних захворювань, що створює додаткові проблеми в галузі епідеміології.
Хімічне забруднення вод відбувається внаслідок викиду різних хімічних сполук, що використовуються у сільському господарстві (пестициди та мінеральні добрива), а також відходів промислових підприємств. Дуже часто промислові стоки несуть у собі згубні для гідробіонтів речовини, такі як свинець, ртуть, мідь та ін. Забруднення вуглеводнями (нафтою і нафтопродуктами) в останні десятиліття стало одним з основних видів забруднення гідросфери.
Екологічні наслідки забруднення природних вод проявляються у порушенні біогеохімічних циклів речовин, зниженні біологічної продуктивності, деградації окремих водних екосистем.
Забруднення вод органічними речовинами впливає абіотичні і біотичні чинники, які у проточних водах (річки), і у великих стоячих водоймах (озера, замкнуті моря). У проточних водах зливання відходів, насичених органічними речовинами, викликає повне порушення функціонування екосистеми. При цьому утворюються чотири зони, які йдуть одна за одною вниз за течією: 1) зона деградації, де води річки поєднуються із забруднювачем; 2) зона активного розкладання, де гриби та бактерії, аеробні, а потім і анаеробні розмножуються та руйнують органічну речовину; 3) зона відновлення, де вода поступово очищується, та відновлюються її початкові характеристики; 4) зона чистої води.
Внаслідок активного розвитку мікроорганізмів у зоні розкладання різко падає концентрація розчиненого кисню та знижується чисельність водоростей. Спалах автотрофів (мікроскопічні водорості - фітопланктон) відбувається у третій зоні внаслідок появи нітратів і фосфатів, що витягуються мікроорганізмами-деструкторами із забруднюючих органічних речовин. Коли видалення розчиненої та виваженої забруднюючої речовини закінчується, і відновлюються початкові умови, знову з'являються організми, що живуть у чистій воді. Порушення складу угруповань тварин, що мешкають у річках, виражені набагато різкіше, оскільки ніякі тварини, що мешкають у чистій воді, не можуть вижити в зараженій зоні.
Забруднення вод токсичними сполуками призводить до придушення життєдіяльності та загибелі чутливих до цього токсиканту організмів. Наприклад, інсектициди, що містять хлор, зокрема ДДТ, гальмують фотосинтез у фітопланктону і надають сильний негативний вплив на біоценози внаслідок здатності до концентрації в харчових ланцюгах - біоакумуляції.
Один із головних факторів негативних змін у біосфері надінтенсивна експлуатація природних ресурсів, що призводить до таких наслідків, як руйнування рослинного покриву та погіршення властивостей ґрунту.
Руйнування рослинного покриву. Насамперед воно пов'язане з вирубуванням лісів. Зведення лісів - одне з найгостріших глобальних екологічних проблем. У функціонуванні природних екосистем роль лісових угруповань велика. Ліс поглинає атмосферні забруднення, захищає ґрунт від ерозії, регулює стік поверхневих вод, перешкоджає зниженню рівня ґрунтових вод тощо. буд. Крім того, ліси відіграють велику роль у процесі зв'язування вільної вуглекислоти повітря в процесі фотосинтезу (зниження парникового ефекту).
Зменшення площі лісів викликає порушення кругообігів кисню та вуглецю в біосфері. Хоча катастрофічні наслідки відомості лісів широко відомі, їхнє знищення продовжується. Площа лісів планети щорічно зменшується майже 2%.
Внаслідок інтенсивного тваринництва лугові екосистеми вироджуються в пустки.
Погіршення фізико-хімічних властивостей ґрунту. Надмірна експлуатація земель під сільськогосподарські культури – потужний фактор руйнування природних ресурсів. Зазвичай виділяють чотири основні причини псування та знищення земель: вітрова та водна - ерозія; засолення при неправильній іригації; зниження родючості; забруднення ґрунтів.
Ерозія - руйнація ґрунтів внаслідок дії води чи вітру. Ерозійні процеси у природі різко посилилися під впливом людини. Ерозія починається, перш за все, там, де знищується природний рослинний покрив, який скріплює ґрунт корінням та знижує інтенсивність повітряних та водних потоків. За історію людство втратило близько 2 млрд. га родючих земель.
Зрошуване землеробство викликає іригаційну ерозію та вторинне засолення. Надлишок вологи на полях обумовлює підвищення рівня ґрунтових вод до поверхні ґрунту та їх інтенсивне випаровування. Розчинені у воді солі накопичуються у верхньому горизонті ґрунту, знижуючи його родючість. Деякі вчені вважають, що цивілізація Стародавнього Вавилону загинула від вторинного засолення ґрунтів.
Виснаження земель викликається також: відчуженням поживних речовин з урожаєм і неповним подальшим їх поверненням; втратою гумусу – погіршенням водного режиму. Внаслідок виснаження ґрунт втрачає родючість і опустелюється.
Руйнування озонового шару Землі. З антропогенними змінами атмосфери пов'язане й руйнування озонового шару, який є захисним екраном від ультрафіолетового випромінювання, згубного живих організмів. Особливо швидко процес руйнування озонового шару відбувається над полюсами планети, де з'явилися звані озонові дірки. У 1987р. зареєстровані розширюється рік у рік (темпи розширення - 4 % на рік) озонова дірка над Антарктикою (що виходить контури материка) і менш значне аналогічне освіту в Арктиці.
Небезпека виснаження озонового шару полягає в тому, що може збільшитись інтенсивність згубного для живих організмів ультрафіолетового випромінювання. Вчені вважають, що основною причиною виснаження озонового шару (екрана) є застосування людьми хлорфторвуглеців (фреонів), які широко використовуються в побуті та у виробництві (аерозолі, піноутворювачі, розчинники тощо). У 1990р. світове виробництво озоноруйнівних речовин становило понад 1300 тис. т. Хлорфторвуглеці, потрапляючи в атмосферу, розкладаються в стратосфері з виділенням атомів хлору, які каталізують перетворення озону на кисень. У нижніх шарах атмосфери фреони можуть зберігатися протягом десятиліть. Звідси вони вступають у стратосферу, де їхній вміст за оцінками щорічно збільшується приблизно на 5%. Передбачається, що з причин виснаження озонового шару може бути і зведення лісів як продуцентів кисню Землі.
Глобальна зміна клімату. В даний час основними причинами зміни кліматичної системи Землі вважається антропогенна емісія (викиди) газів (двоокису вуглецю, метану, закису азоту, гідрофторвуглеців, перфторвуглеців та гексафториду сірки), що збільшують природний парниковий ефект. Ці гази пропускають сонячне світло, але частково затримують інфрачервоне теплове випромінювання, яке випускається поверхнею Землі. Останні десятиліття відбувається інтенсифікація парникового ефекту, що призводить до нагрівання нижніх частин атмосфери, що, своєю чергою, обумовлює зміна кліматичних і метеорологічних параметрів.
Парниковий ефект. p align="justify"> Під парниковим ефектом розуміють підвищення середньої температури приземної частини атмосфери Землі в результаті зміни теплового балансу, викликаного парниковими газами. Основні парникові гази - вуглекислий газ та водяна пара. Вклад вуглекислого газу парниковий ефект, за різними даними, становить від 50 до 65%. До інших парникових газів відносять метан (20%), оксиди азоту (5%) та ін. парниковими газами В результаті нижня частина тропосфери нагрівається вище за звичайний рівень і загальний тепловий баланс Землі змінюється. За даними, за рахунок парникових газів середньорічне значення температури повітря на Землі за минуле століття підвищилося на 0,3...0,6 °С.
Вважається, що до настання індустріальної ери (кінець ХІХ ст.) потоки вуглецю між атмосферою, материками та океанами були збалансовані. Але за останні 100 років вміст вуглекислого газу в атмосфері значно збільшився внаслідок антропогенних надходжень (рис. 16.2). Одним із їх основних джерел вважається спалювання горючих копалин, проте цей процес прискорюється і внаслідок розвитку сільського господарства та зведення лісів.
Інтенсивне ведення сільського господарства призводить до втрати вуглецю ґрунтом. Фіксація вуглекислого газу сільськогосподарськими рослинами в процесі фотосинтезу не компенсує його кількості, що вивільняється з ґрунту внаслідок оранки. Зведення лісів призводить до додаткового виділення вуглекислого газу атмосферу при спалюванні деревини. Ліси - важливі накопичувачі вуглецю, тому що в біомасі лісів міститься в 1,5 рази, а в лісовому гумусі - в 4 рази більше вуглецю, ніж у всій атмосфері.
Фотосинтезуючий зелений пояс Землі та карбонатна система океану підтримують постійний рівень вмісту вуглекислого газу в атмосфері. Але стрімко зростаючі темпи спалювання горючих копалин та утворення великої кількості вуглекислого газу в ході розвитку цивілізації на Землі починають перевищувати можливість рослин повністю асимілювати вуглекислий газ у процесі фотосинтезу.
Більшість атмосферних запасів вуглецю потрапляє до океану, що містить у 50 разів більше вуглекислого газу, ніж атмосфера, чи рослини і грунт. Швидкість, з якою утворюються запаси вуглецю у цих наземних чи океанічних резервуарах, залежить багатьох чинників. Океан та атмосфера формують глобальну кліматичну систему, і зміни в одному з цих блоків можуть вплинути на інший. Для того щоб мати можливість передбачати напрямок кліматичних змін, потрібно досконально знати процеси трансформації різних форм вуглецю в океані, перенесення вуглецю в глибокі шари водної товщі та накопичення його в донних осадах.
Більшість вуглецю в океані тривалий час зберігається в глибинних водах і в осадах морського дна. Один із шляхів можливого надходження вуглецю з поверхневих продуктивних шарів океану в глибини океану - через біологічний насос. Цей шлях починається з фітопланктону – одноклітинних організмів, які створюють основу океанічного харчового ланцюга, поглинаючи вуглекислий газ та біогенні елементи та у процесі фотосинтезу створюючи органічну речовину. Фітопланктон і зоопланктон, що їм харчується, продукують частинки органічної речовини у вигляді відмерлих організмів і продуктів життєдіяльності.
У процесі дихання водних організмів частина пов'язаного в органічній речовині вуглецю окислюється до мінеральних форм (вуглекислого газу) у верхніх шарах океану, який у свою чергу може випаровуватися в атмосферу. Зафіксований органічний вуглець у вигляді органічних частинок (тіла водних організмів, продукти їх виділень у вигляді грудок, що злиплися) під дією сили тяжіння осідає в глибини океану, де він або окислюється, або стає частиною осадового органічного матеріалу. Як швидко та в якому обсязі вуглекислий газ з атмосфери надходить у глибини океану, де затримується на довгий час і де вимикається з біогеохімічного циклу вуглецю, залежить від інтенсивності функціонування морських екосистем. Перехід вуглецю неорганічної форми (вуглекислий газ) в органічну (біомаса і детрит), трансформація та перенесення вуглецю в глибини називається «біологічним насосом», тобто процесом, в результаті якого вуглець як би відкачується з атмосфери і накопичується в океані (у воді та донних відкладах).
Як показали дослідження, протягом останніх 100 років концентрація вуглекислого газу атмосфері зросла на 25%, а метану – на 100%. Швидкі темпи зростання вмісту в атмосфері вуглекислого газу та метану супроводжувалися глобальним підвищенням температури. Так, у 1980-ті роки середня температура повітря в Північній півкулі підвищилася порівняно з кінцем ХІХ ст. на 0,5 ... 0,6 ° С (рис. 16.3). За прогнозами, середня температура Землі до 2020-2050 гг. може підвищитися на 1,2...2,5°С проти доіндустріальної епохою. Потепління може призвести до інтенсивного танення льодовиків та підвищення рівня Світового океану на 0,5...1,5м за вказаний період. В результаті виявляться затопленими багато густонаселених прибережних районів. Однак при загальному збільшенні кількості опадів у центральних районах материків клімат може стати посушливішим. Наприклад, у 80-90-х роках XX ст. в Африці та Північній Америці почастішали катастрофічні посухи, які пов'язують із глобальним потеплінням.
В останні десятиліття потепління клімату та зростання кількості атмосферних опадів на території Росії вплинули на гідрологічні характеристики водних ресурсів. Так, у басейнах рік Волги, Дону та Дніпра спостерігалося збільшення стоків на 20...40 %. Збільшення стоку Волги стало основним чинником підвищення 1978-1995 гг. рівня Каспійського моря майже 2,5м. У районах Прикаспію було затоплено та виведено із землекористування понад 320 тис. га землі.
При потеплінні клімату очікується збільшення ризику небезпечних паводків у багатьох регіонах Росії, де прогнозується збільшення стоків річок. Прогнозовані зміни рівнів води призведуть до зміни процесів ерозії на водозборах та в руслах річок підвищення каламутності та погіршення якості води.
Клімат на Землі змінювався завжди, і не було скільки тривалих періодів, протягом яких він залишався стабільним. Але ніколи ще клімат не змінювався з такою швидкістю, як зараз.
Крім вмісту парникових газів існують і такі важливі параметри, що активно впливають на клімат Землі, як вміст водяної пари в атмосфері та вологообіг над сушею. Внаслідок підвищення середньої приземної температури повітря вміст водяної пари в атмосфері Землі зростає, що призводить до посилення парникового ефекту. Вологообіг над сушею, який на 99% визначається рослинністю, порушується через прискорення зникнення лісів на планеті.
У той же час глобальне потепління може призвести і до зворотної тенденції – до регіонального похолодання внаслідок зміни напрямів морських течій. Вже у перші десятиліття ХХІ ст. теплі води Гольфстріму можуть перестати бути бар'єром для холодних течій, що йдуть із Північного Льодовитого океану (від п-ва Лабрадор). Таким чином, на тлі загального планетарного потепління можливе локальне похолодання на півночі Європи. Ефект зникнення океанічного обігріву може виявитися дуже швидко, і, головне, він буде раптовим та різким. Наслідки можливого локального похолодання на тлі загального потепління можуть торкнутися Ісландії, Ірландії, Великобританії, країн Скандинавії, Мурманської та Архангельської областей, республік Карелії та Комі, інших прилеглих районів Росії.
Результати впливу людини на біосферу.У сучасну епоху діяльність людини дуже впливає на природні умови всієї планети. Особливо сильно змінені флора та фауна суші. Багато видів тварин і рослин повністю знищені людиною, а ще більша кількість видів під загрозою зникнення. Передбачається, що останнім часом зникло понад 120 видів та підвидів ссавців та близько 150 видів птахів.
Величезні зміни відбулися з рослинним покривом на більшій частині поверхні континентів. На великих просторах дика рослинність знищена та замінена сільськогосподарськими полями. Ліси, що збереглися до теперішнього часу, в значній частині є вторинними, тобто сильно зміненими в результаті впливу людини в порівнянні з природним рослинним покривом. Великі зміни відбулися також у рослинному покриві багатьох районів степів та саван через інтенсивний випас худоби.
Вплив людини на природний рослинний покрив вплинув на процес ґрунтоутворення у відповідних районах і призвело до зміни фізичних і хімічних властивостей ґрунтів. Ще більше змінилися ґрунти на сільськогосподарських полях внаслідок систематичного застосування штучних хімічних добрив та вилучення значної частини біомаси рослин, що ростуть. У багатьох районах екологічно не обґрунтована обробка ґрунту призвела до посилення ерозії, внаслідок якої ґрунтовий покрив на великих площах виявився зруйнованим.
Швидко зростає вплив діяльності на гідрологічний режим суші. Стік не лише малих, а й багатьох великих річок суттєво змінився внаслідок створення гідротехнічних споруд, вилучення води для забезпечення потреб промисловості та міського населення, зрошення сільськогосподарських полів. Створення великих водосховищ, площа яких у багатьох випадках можна порівняти з площею великих природних озер, різко змінило режим випаровування і стоку на великих територіях.
Період історія взаємовідносин людини і природи початку XX в. і до теперішнього часу характеризується розширенням його експансії: заселенням усіх доступних для проживання територій, інтенсивним розвитком промислового та сільськогосподарського виробництва, відкриттям та початком експлуатації нових способів вивільнення та перетворення енергії (у тому числі енергії атомного ядра), початком освоєння навколоземного космічного простору та Сонячної системи загалом, і навіть небаченим раніше зростанням чисельності населення.
Історія впливу людини на біосферу показує, що технічний прогрес постійно збільшує можливості на довкілля, створюючи передумови виникнення великих екологічних криз. З іншого боку, той самий технічний прогрес розширює можливості усунення створюваних людиною погіршень природного довкілля. Найбільш виразно ці дві протилежні тенденції виявилися у другій половині XX ст. і продовжуються в даний час.
Контрольні питання та завдання
1. Охарактеризуйте основні напрями впливу людини на біосферу.
2. У чому полягає суть сучасної екологічної кризи?
3. Перерахуйте найважливіші екологічні проблеми сучасності.
4. Які фактори впливають на глобальну зміну клімату?
Кінець роботи -
Ця тема належить розділу:
Екологія
Природа розвивається за своїми законами як єдине ціле Масштабне вплив. Мета екологічної освіти та виховання формування у кожної людини на всіх етапах її життя екологічних.
Якщо Вам потрібний додатковий матеріал на цю тему, або Ви не знайшли те, що шукали, рекомендуємо скористатися пошуком по нашій базі робіт:
Що робитимемо з отриманим матеріалом:
Якщо цей матеріал виявився корисним для Вас, Ви можете зберегти його на свою сторінку в соціальних мережах:
Рівень впливу людини на довкілля залежить насамперед від технічної озброєності суспільства. Вона була дуже мала на початкових етапах розвитку людства. Однак із розвитком суспільства, зростанням його продуктивних сил ситуація починає змінюватися кардинальним чином. XX століття - це століття науково-технічного прогресу. Пов'язаний із якісно новими взаємини науки, техніки та технології, він колосально збільшує можливі та реальні масштаби впливу суспільства на природу, ставить перед людством цілу низку нових, надзвичайно гострих проблем, насамперед — екологічну.
Що таке екологія? Під цим терміном, вперше вжитим у 1866 р. німецьким біологом Е.Геккелем (1834-1919), розуміється наука про взаємини живих організмів із навколишнім середовищем. Вчений вважав, що нова наука займатиметься лише взаємовідносинами тварин і рослин із середовищем їхнього проживання. Цей термін міцно увійшов у наше життя у 70-х роках XX сторіччя. Однак сьогодні про проблеми екології ми фактично говоримо вже як про соціальну екологію — науку, яка вивчає проблеми взаємодії суспільства та довкілля.
Сьогодні екологічну ситуацію у світі можна охарактеризувати як близьку до критичної. Серед глобальних екологічних проблем можна назвати такі:
1. - атмосфера у багатьох місцях забруднена до гранично допустимих розмірів, а чисте повітря стає дефіцитом;
2. - частково порушений озоновий шар, що захищає від згубного для живого космічного випромінювання;
3. значною мірою винищений лісовий покрив;
4. - забруднення поверхні та спотворення природних ландшафтів: на Землі неможливо виявити жодного квадратного метра поверхні, де б не знаходилося штучно створених людиною елементів.
знищені та продовжують знищуватися тисячі видів рослин та тварин;
5. - світовий океан як виснажується внаслідок знищення живих організмів, а й перестає бути регулятором природних процесів
6. - стрімко скорочується наявний запас з корисними копалинами;
7. - зникнення видів тварин та рослин
1Забруднення атмосфери
Ще на початку шістдесятих років вважали, що забруднення атмосфери це локальна проблема великих міст та індустріальних центрів, але пізніше стало ясно, що атмосферні забруднювачі здатні поширюватися по повітрю на великі відстані, надаючи несприятливий вплив на райони, що знаходяться на значній відстані від місця. । Таким чином, забруднення атмосфери - це глобальне явище, і для контролю за ним необхідне міжнародне співробітництво.
Табл.1 Десять найнебезпечніших забруднювачів біосфери
|
||
Диоксид вуглецю | Утворюється під час згоряння всіх видів палива. Збільшення його вмісту в атмосфері призводить до підвищення її температури, що загрожує згубними геохімічними та екологічними наслідками. | |
Оксид вуглецю | Утворюється при повному згорянні палива. Може порушити тепловий баланс верхньої атмосфери. | |
Сірчистий газ | Міститься у димах промислових підприємств. Викликає загострення респіраторних захворювань, завдає шкоди рослинам. Роз'їдає вапняк і деякі камені. | |
Оксиди азоту | Створюють смог та викликають респіраторні захворювання та бронхіт у новонароджених. Сприяє надмірному розростанню водної рослинності. | |
|
||
Один із небезпечних забруднювачів харчових продуктів, особливо морського походження. Накопичується в організмі та шкідливо діє на нервову систему. | |
|
Додається до бензину. Діє на ферментні системи та обмін речовин у живих клітинах. | |
|
Приводить до згубних екологічних наслідків, спричиняє загибель планктонових організмів, риби, морських птахів та ссавців. | |
|
ддт та інші пестициди | Дуже токсичні для ракоподібних. Вбивають рибу та організми, що служать кормом для риб. Багато хто є канцерогенами. | |
радіація | У перевищено допустимих дозах призводить до злоякісних новоутворень та генетичних мутацій. | |
До найбільшпоширених забруднювачів атмосфери відносяться такі гази, як фреони
। До парникових газів також відноситься і метан, що надходить в атмосферу при видобутку нафти, газу, вугілля, а також при гниття органічних залишків, зростанні чисельності великої рогатої худоби. Приріст метану становить 1,5 % на рік. Сюди ж можна віднести таку сполуку, як закис азоту, що потрапляє в атмосферу в результаті широкого використання в сільському господарстві азотних добрив, а також в результаті згоряння вуглецевмісних палив на теплоелектроцентралях. Однак не варто забувати, що незважаючи на величезний внесок перерахованих газів у «парниковий ефект», головним парниковим газом на Землі є водяна пара. При цьому явище тепло, отримане Землею, не поширюється в атмосферу, а завдяки парниковим газам залишається біля Землі, і лише 20% від усього теплового випромінювання земної поверхні безповоротно йде в космос. Грубо кажучи, парникові гази утворюють своєрідний скляний ковпак над поверхнею планети.
Надалі це може призвести до посиленого танення льодів та непередбачуваного підняття рівня світового океану, до затоплення частини узбережжя материків, зникнення цілого ряду видів рослин і тварин, не здатних пристосуватися до нових природних умов життя. Явище «парникового ефекту» є однією з головних причин такої актуальної проблеми, як глобальне потепління клімату.
2 Озонові дірки
Не менш складною у науковому відношенні є екологічна проблема озонового шару. Як відомо, життя на Землі з'явилося лише після того, як утворився охоронний озоновий шар планети, що прикрив її від жорстокого ультрафіолетового випромінювання. Багато століть ніщо не віщувало біди. Проте в останні десятиліття було помічено інтенсивну руйнацію цього шару.
4 Опустелювання
Під впливом живих організмів, води та повітря на поверхневих шарах літосфери
поступово утворюється найважливіша екосистема, тонка і тендітна, - ґрунт, який називають "шкірою Землі". Це хранителька родючості та життя. Жменя гарного ґрунту містить мільйони мікроорганізмів, що підтримують родючість.
Щоб утворився шар ґрунту потужністю (товщиною) в 1 сантиметр, потрібно століття. Він може бути втрачений за один польовий сезон. За оцінками геологів, до того як люди почали займатися сільськогосподарською діяльністю, пасти худобу та розорювати землі, річки щороку зносили до Світового океану близько 9 мільярдів тонн ґрунту. Нині цю кількість оцінюють приблизно 25 мільярдів тонн 2 .
Ґрунтова ерозія – суто місцеве явище – нині набула загального характеру. У США, наприклад, близько 44% оброблюваних земель піддається ерозії. У Росії її зникли унікальні багаті чорноземи із вмістом гумусу (органічного речовини, визначального родючість грунту) в 14 –16 %, які називали цитаделлю російського землеробства. У Росії її площі найродючіших земель із вмістом гумусу 10 – 13 % скоротилися майже 5 раз 2 .
Особливо важка ситуація виникає, коли зноситься як грунтовий шар, а й материнська порода, де він розвивається. Тоді настає поріг незворотного руйнування, виникає антропогенна (тобто створена людиною) пустеля.
Один із найгрізніших, глобальних та швидкоплинних процесів сучасності – розширення опустелювання, падіння і, у крайніх випадках, повне знищення біологічного потенціалу Землі, що призводить до умов, аналогічних умов природної пустелі.
Природні пустелі та напівпустелі займають понад 1/3 земної поверхні. На цих землях проживає близько 15% населення світу. Пустелі – природні освіти, які відіграють певну роль загальної екологічної збалансованості ландшафтів планети.
В результаті діяльності людини до останньої чверті ХХ століття з'явилося ще понад 9 мільйонів квадратних кілометрів пустель, і вони охопили вже 43 % загальної площі суші 2 .
У 90-х роках опустелювання стало загрожувати 3,6 мільйонам гектарів посушливих земель.
Це становить 70 % потенційно продуктивних посушливих земель, або загальної площі поверхні суші, причому ці дані не включають площу природних пустель. Близько 1/6 населення світу страждає від цього процесу 2 .
Як вважають експерти ООН, сучасні втрати продуктивних земель призведуть до того, що до кінця століття світ може втратити майже 1/3 своїх орних земель 2 . Така втрата в період безпрецедентного зростання населення та збільшення потреби у продовольстві може стати воістину згубною.
5 Забруднення гідросфери
Одним із найцінніших багатств Землі є гідросфера - океани, моря, річки, озера, льодовики Арктики та Антарктики. На Землі є 1385 млн. кілометрів водних запасів і дуже мало, лише 25% прісної води придатної для життя людини. І не дивлячись на
це люди, які дуже шалено ставляться до цього багатства і безслідно, безладно його знищують, забруднюючи воду різними відходами. На свої потреби людство використовує переважно прісні води. Їх обсяг становить трохи більше 2% гідросфери, причому розподіл водних ресурсів по земній кулі вкрай нерівномірний. У Європі та Азії, де мешкає 70% населення світу, зосереджено лише 39% річкових вод. Загальне ж споживання річкових вод зростає рік у рік у всіх районах світу. Відомо, наприклад, що з початку XXI століття споживання прісних вод зросло в 6 разів, а в найближчі кілька десятиліть зросте щонайменше в 1,5 рази.
Нестача води посилюється погіршенням її якості. Використовувані в промисловості, сільському господарстві та побуті води надходять назад у водойми у вигляді погано очищених або взагалі неочищених стоків. Таким чином, забруднення гідросфери відбувається, перш за все, в результаті скидання в річки, озера та моря промислових,
сільськогосподарських та побутових стічних вод.
Згідно з розрахунками вчених, незабаром для розведення цих стічних вод може знадобитися 25 тисяч кубічних кілометрів прісної води, або практично всі реально доступні ресурси такого стоку. Неважко здогадатися, що саме в цьому, а не в зростанні безпосереднього водозабору, головна причина загострення проблеми прісної води. Слід зазначити, що стічні води, що містять залишки мінеральної сировини, продукти людської життєдіяльності збагачують водойми поживними речовинами, що призводить до розвитку водоростей, а як наслідок до заболочування водойми. В даний час до сильно забруднених відносяться багато річки - Рейн, Дунай, Сена, Огайо, Волга, Дніпро, Дністер та інші. Міські стоки та великі звалища часто бувають причиною забруднення вод важкими металами та вуглеводнями. Оскільки важкі метали накопичуються в морських харчових ланцюгах, їх концентрація може досягти летальних доз, що й відбулося після великого промислового викиду ртуті до прибережних вод Японії поблизу міста Мінімата. Підвищена концентрація цього металу в тканинах риби призвела до загибелі багатьох людей та тварин, які з'їли заражений продукт. Підвищені дози важких металів, пестицидів та продуктів переробки нафти можуть помітно послаблювати захисні властивості організмів. Концентрація канцерогенів у Північному морі сягає нині великих величин. Величезні запаси цих речовин сконцентрувалися в тканинах дельфінів,
є кінцевою ланкою харчового ланцюга. Країни, розташовані на узбережжі Північного моря з недавнього часу проводять комплекс заходів, спрямованих на зниження, а в перспективі та на повне припинення скидання у море та спалювання токсичних відходів. Окрім того, людина здійснює перетворення вод гідросфери шляхом будівництва гідротехнічних споруд, зокрема водосховищ. Великі водосховища і канали надають серйозний негативний вплив на навколишнє середовище: змінюють режим ґрунтових вод у прибережній смузі, впливають на ґрунти та рослинні угруповання, зрештою, їх акваторії займають великі ділянки родючих земель.
У наші дні загрозливими темпами зростає забруднення Світового океану. Причому тут істотну роль грає як забруднення стоками, а й потрапляння у води морів і океанів великої кількості нафтопродуктів. В цілому найбільш забруднені внутрішні моря: Середземне, Північне, Балтійське, Японське, Яванське, а також Біскайський,
Перська та Мексиканська затоки. Забруднення морів і океанів відбувається двома каналами. По-перше, морські та річкові судна забруднюють воду відходами, одержуваними внаслідок експлуатаційної діяльності, продуктами внутрішнього згоряння у двигунах. По-друге, забруднення відбувається внаслідок аварій, коли в море потрапляють токсичні речовини, найчастіше нафта та нафтопродукти. Дизельні двигуни суден викидають шкідливі речовини в атмосферу, які згодом осідають на поверхні води. На танкерах перед кожним черговим завантаженням промиваються ємності для видалення залишків вантажів, що раніше перевозилися, при цьому промивна вода, а разом з нею і залишки вантажів найчастіше скидаються за борт. Крім того, після доставки вантажу танкери відправляються до пункту нового завантаження порожніми, у цьому випадку для належного плавання танкери наповнюються баластною водою, яка в процесі плавання забруднюється нафтовими залишками. Перед завантаженням вода також виливається за борт. Що ж до законодавчих заходів щодо контролю над нафтовим забрудненням під час роботи нафтових терміналів і зливу баластової води з нафтоналивних суден, то вони були вжиті набагато раніше, після того, як стала очевидною небезпека великих розливів
До таких способів (або можливих шляхів вирішення проблеми) можна віднести виникнення та діяльність різного роду «зелених»рухів та організацій. Крім горезвісного « Green Peaзe'а»,що відрізняється не тільки розмахом своєї діяльності, а й, часом, помітним екстремізмом дій, а також аналогічних організацій, які безпосередньо проводять природоохоронні
е акції, існує інший тип екологічних організацій - структури, природоохоронну діяльність стимулюючі та спонсуючі - типу Фонду дикої природи, наприклад. Усі екологічні організації є у однієї з форм: громадські, приватні державні чи організації змішаного типу.
Крім різного роду об'єднань, що відстоюють у цивілізації права природи, що поступово знищується, у сфері вирішення екологічних проблем існує ціла низка державних або громадських природоохоронних ініціатив. Наприклад, природоохоронне законодавство у Росії та інших країнах світу, різні міжнародні угоди чи система «Червоних книг».
Міжнародна "Червона книга" - список рідкісних видів тварин і рослин, що знаходяться під загрозою зникнення, - зараз включає 5 томів матеріалів. Крім того, існують національні та навіть регіональні «Червоні книги».
Серед найважливіших шляхів вирішення екологічних проблем більшість дослідників також виділяє впровадження екологічно чистих, мало- та безвідходних технологій, будівництво очисних споруд, раціональне розміщення виробництва та використання природних ресурсів.
Хоча, безперечно, - і це доводить весь перебіг людської історії - найважливішим напрямом вирішення екологічних проблем, що стоять перед цивілізацією, варто назвати підвищення екологічної культури людини, серйозну екологічну освіту і виховання, все те, що викорінює головний екологічний конфлікт - конфлікт між дикуном-споживачем і розумним мешканцем тендітного світу, що існує у свідомості людини.