Проблемы современности

Введение История развития человеческого общества – это, по существу, история природопользования, т. е. целенаправленного использования природных ресурсов для повышения комфорта и благосостояния вида Нomo sapiens. В ХХ–ХХI вв. масштабы и интенсивность материальной деятельности человечества стали такими, что естественная среда планеты перестала быть практически неисчерпаемым источником сырья и энергии, безмерным поглотителем отходов производства, транспорта, быта, и появились явные признаки необратимых деградационных процессов в биосфере. Экосистемы, формировавшиеся миллионы лет, претерпевают существенные изменения, становятся неустойчивыми на глобальном уровне. В настоящее время человек извлекает из биосферы сырье в значительном и все возрастающем количестве, а современные промышленность и сельское хозяйство производят или применяют вещества, не только не используемые другими видами организмов, но нередко и ядовитые. В результате этого биотический круговорот становится незамкнутым. Вода, атмосфера, почвы загрязняются отходами производства, вырубаются леса, истребляются дикие животные, разрушаются природные биогеоценозы. В настоящее время человечество стоит перед возможностью экологического кризиса, т. е. такого состояния среды обитания, которое вследствие произошедших в ней изменений оказывается непригодным для жизни людей, и экологической катастрофы. Ожидаемый кризис по своему происхождению является антропогенным, так как. к нему ведут изменения в природе Земли, развивающиеся в связи с воздействием на нее человека. Глобальные проблемы человечества Нерациональное природопользование является причиной экологических кризисов и экологических катастроф. Экологический кризис – это обратимое изменение равновесного состояния природных комплексов. Он характеризуется не столько усилением воздействия человека на природу, сколько резким увеличением влияния измененной людьми природы на общественное развитие. Проявление экологического кризиса нередко называют эффектом бумеранга. Основными причинами современного экологического кризиса являются чрезмерный уровень и постоянное нарастание совокупной антропогенной нагрузки на биосферу с целью обеспечения все большего комфорта проживания на планете одного вида. Качественно это выражается в том, что преобладающая масса веществ и материалов, которые вовлекаются обществом в производство и потребление, а затем попадают в окружающую среду, не может быть утилизирована в естественном биотическом круговороте, а оказывается для него загрязнителем, содержащим активные ингибиторы этого процесса. В результате массового попадания продуктов жизнедеятельности цивилизации в окружающую природную среду ломаются все механизмы, создающие в ней равновесие процессов. Экологическая катастрофа – ситуация, которая характеризуется глубокими и часто необратимыми изменениями природной среды, утратой природных ресурсов, резким ухудшением условий проживания населения, вызванными многократным превышением антропогенных нагрузок на природную среду. Экологическая катастрофа отличается от экологического кризиса тем, что кризис – это обратимое состояние, где человек выступает активно действующей стороной, а катастрофа – необратимое явление: человек здесь вынужденно пассивная, страдающая сторона. Наиболее часто под термином «экологические катастрофы» понимают стихийные или вызванные действиями человека бедствия, имеющие длительный (часто необратимый) и на достаточно большой территории негативный «эффект» на человека и окружающую природную среду. В зависимости от источника происхождения экологические катастрофы делятся на два типа: природные (землетрясения, извержения вулканов и др.) и техногенные (аварии на Чернобыльской, Фукусимской и других АЭС, а также на глубоководных нефтяных платформах, химических заводах и т. д.). В настоящее время наиболее тревожным последствием загрязнения биосферы является глобальное изменение климата. Индустриализация и экономическое развитие государств (особенно развитых и развивающихся) требуют использования огромных объемов природных ресурсов, в частности органического топлива – нефти, природного газа, угля, горючих сланцев и т. п. Тепловое загрязнение происходит в основном за счет сжигания топлива. Только за один год на планете сжигается более 9 млрд т нефтяного эквивалента. При этом в атмосферу с дымовыми газами выбрасывается около 22–24 млрд т углекислого газа, сотни и десятки миллионов тонн сернистого газа, оксидов азота, углеводородов, соединений тяжелых металлов и многих других загрязняющих веществ. Кроме того, в окружающую среду выделяется 2·1020 Дж свободной теплоты. Известно, что углекислый газ вместе с метаном, оксидом азота (I), водяными парами, хлорфторуглеводородами (ХФУ), озоном и другими веществами относятся к парниковым газам – газам, задерживающим инфракрасное (тепловое) излучение Земли и создающим опасность повышения среднегодовых температур у поверхности нашей планеты вследствие так называемого парникового эффекта. Предполагают, что к середине ХХI в. содержание углекислого газа в атмосфере удвоится, что неизбежно усилит глобальное потепление климата. В настоящее время появились достаточно серьезные основания считать, что источником парниковых газов – диоксида углерода (IV), метана и оксида азота (I) – является не только сжигание ископаемого топлива. На процесс глобального потепления климата существенное влияние оказывает обнаруженное в 1980-х гг. глобальное потемнение атмосферы. Оно происходит за счет поступления в атмосферный воздух аэрозолей (сажи, пыли неорганических соединений и др.), образующихся в процессах сжигания любого топлива. Частицы пыли создают в верхних слоях атмосферы экран, который задерживает часть солнечной энергии, поступающей на Землю. Исследования из космоса показывают, что благодаря этому явлению охлаждается поверхность океана в Северном полушарии планеты и других регионах. Это приводит к изменению атмосферных процессов. Уже начались засухи в Африке и мощные муссонные наводнения в Азии. Климатологи предупреждают, что глобальное потемнение атмосферы может привести к двойному усилению глобального потепления со всеми вытекающими последствиями. Кроме того, американские и британские специалисты пришли к выводу, что климат Земли меняется также за счет повышения влажности воздуха. За последние 30 лет влажность приземного слоя воздуха выросла на 2,2%. По прогнозам экспертов, при общем потеплении климата на 1 °С влажность возрастет на 6%. При повышении влажности ухудшается теплообмен между живыми организмами и окружающей средой, что чревато серьезными последствиями для всей биосферы. Наиболее просчитанным последствием глобального изменения климата является ускорение подъема уровня Мирового океана. Этот процесс, связанный с таянием арктических и антарктических ледников, уже наблюдается в настоящее время. Считается, что за последнее столетие уровень Мирового океана поднялся на 10–12 см, о чем свидетельствует сокращение территорий приморских стран, особенно скандинавских. На первый взгляд эти прогнозируемые изменения могут показаться незначительными, но на самом деле они способны повлечь за собой массу негативных последствий. Известно, что в настоящее время около половины человечества проживает в наиболее уязвимых прибрежных зонах Мирового океана. Поэтому грядущее повышение его уровня заставит десятки миллионов людей, проживающих в Голландии, Бангладеш, на Карибских островах и во многих других государствах, покинуть обжитые места и искать пристанище на менее благоприятных для жизни территориях. При этом в первую очередь пострадают люди беднейших стран мира, практически лишенные возможности защитить себя от надвигающихся изменений. Глобальное потепление повлияет на все экологические системы планеты, которые не успеют за такое короткое время приспособиться к быстрому изменению климата, режиму осадков, измененному вегетационному периоду развития растений и др. При этом разнообразие земной биосферы значительно сократится в связи с гибелью тысяч видов. Освободившиеся экологические ниши займут другие, как правило, менее ценные и даже вредные паразитические виды. Инфекционные болезни, которые в настоящее время находятся под контролем (малярия, холера, тиф, лихорадки разной этиологии и т. д.), могут достичь уровня эпидемий. Во многих развивающихся странах, расположенных в засушливых и полузасушливых районах, усилится проблема доступа населения к безопасной питьевой воде. Дефицит воды, ее загрязнение, загрязнение воздушного бассейна станут еще заметнее. В прибрежных зонах повысится опасность наводнений и штормов, их масштаб и мощность будут возрастать. Глобальное потепление сопровождается активным наступлением пустынь. При со хранении нынешних тенденций через 10 лет этот процесс скажется на жизни трети населения планеты. Как показывают наблюдения, глобальное потепление сопровождается дополнительной эмиссией парниковых газов из арктической тундры, лесов и океанов, что ускоряет процесс изменения климата по сравнению со сценарием, предсказываемым современными климатическими моделями. Характеристики океанских течений также усиливают скорость трансформации климата. Изменение потока течения Гольфстрима уже стало причиной существенного похолодания в Северной Атлантике и особенно в Европе. Истощение озонового слоя: озон образуется в верхней стратосфере (40–50 км) при фотохимических реакциях с участием кислорода, азота, водорода и хлора. Если весь атмосферный озон привести к нормальным условиям земной поверхности, то средняя толщина озонового слоя не превысит 3 мм. Несмотря на незначительное содержание озона в атмосфере жизнь на Земле немыслима без озонового слоя, предохраняющего все живое от вредного коротковолнового ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца. Исчезновение озоносферы может привести к непредсказуемым последствиям. Уменьшение содержания озона заметнее всего на высотах 15–25 км. Позднее выяснилось, что озона в атмосфере становится все меньше и меньше также в средних и высоких широтах Северного полушария зимой и весной (январь–март), особенно над Европой, США, Тихим океаном, европейской частью России, Восточной Сибирью и Японией. В нижней стратосфере (10–25 км), где озона больше всего, главную роль в сезонных и более длительных изменениях его концентрации играют химический состав атмосферы и долговременные (с периодом более 10 лет) процессы переноса воздушных масс. Средняя скорость глобального уменьшения озонового слоя, по оценкам разных экспертов, составляет 0,5–1,5% в год. Если данная тенденция истощения озонового слоя будет продолжаться, то уже в середине XXI в. человечество может оказаться на пороге глобальной экологической катастрофы с непредсказуемыми тяжелыми последствиями. Разрушение озонового экрана сопровождается рядом опасных явлений и негативных воздействий на человека и природу. Оно ведет к разрушению экосистем океана вследствие гибели планктона в экваториальных зонах, нарушению роста и фотосинтеза растений, увеличению частоты лесных пожаров, резкому возрастанию раковых и глазных заболеваний (катаракты, конъюктивиты, поражение сетчатки глаза и глазного дна), снижению иммунного статуса человека и животных, мутациям растительного и животного мира, вспышкам разных заболеваний, повышению окислительной способности атмосферы, усилению коррозии металлов и др. Известно, что уменьшение концентрации озона в атмосфере на 1% приводит к повышению заболеваемости раком кожи на 2% (по другим данным, на 7%). Озоновый слой предопределяет тепловой режим и динамику атмосферы. К разрушению озонового слоя приводят запуски мощных ракет, полеты реактивных самолетов, испытания ядерного оружия, массовое применение фреонов в технике и быту. Существует также гипотеза о том, что озоновые дыры над Арктикой и Антарктикой обязаны своим происхождением газам, законсервированным в вечной мерзлоте, из которой при таянии льдов выделяется большое количество активных веществ – радикалов, которые, поднимаясь на большую высоту, разрушают озоновый слой. Занос активных галогенов в верхние слои атмосферы осуществляется хлорфторуглеродами (ХФУ) метана и этана. ХФУ в обычных условиях являются инертными и нетоксичными, однако под действием УФ-излучения в стратосфере они распадаются. При этом каждый освобожденный атом хлора может разрушить или помешать образованию множества (до 1000) молекул озона. Для предотвращения разрушения озонового слоя необходим отказ от использования озоноразрушающих веществ в хозяйственной деятельности. Деградация земель – это процесс снижения качества земель в результате вредного антропогенного и (или) природного воздействия. Деградация и полное разрушение почвы могут происходить как в результате природных явлений (изменение климата, вулканическая деятельность, ливни, ураганы и т. д.), так и в результате хозяйственной деятельности человека. Одним из процессов деградации является эрозия почв. Эрозия – это процесс разрушения горных пород и почв водными потоками и ветрами. Она может быть в виде плоскостной (поверхностной), струйчатой (линейной) и овражной, а также в виде массовых оползней. Эрозионные процессы приносят существенный экономический ущерб экономике. С каждого гектара склоновых земель ежегодно смывается до 15 т, а на открытых массивах осушенных торфяников и легких (песчаных) почв переносится ветром до 10 т верх него плодородного слоя почвы. Ежегодные потери гумуса при этом достигают 180 кг/га, азота – 8–10, фосфора и калия – 5–6 кг/га. В связи со смывом и выветриванием верхнего плодородного слоя почвы, постоянным ее перепахиванием деградируют и нижележащие почвенные горизонты, что приводит к резкому ухудшению водно-физических, физико-химических, биологических и агрохимических свойств. Производительная способность в разной степени эродированных почв на 15–50% ниже, чем неэродированных. Эрозия наносит большой вред и окружающей среде, так как в результате смыва и выветривания верхнего слоя почв происходит заиление водных объектов, в них попадают удобрения, пестициды и другие средства химической защиты сельскохозяйственных растений. Мелиорация земель значительно нарушила водный баланс поверхностных, а главное, подземных вод, изменила их количество и качество. Интенсификация сельскохозяйственного производства на мелиорированных землях привела к механическому разрушению легких торфянистых почв, пересушенных в результате отвода питающих их подземных вод, загрязнению почвы, водоемов и воздушного бассейна пестицидами, ядохимикатами, минеральными удобрениями, исчезновению традиционных для этих районов биоценозов. Внесение минеральных удобрений нередко способствует загрязнению почв тяжелыми и токсическими металлами, которые через корм животных попадают в пищу человека. Таким образом, загрязняющие вещества оказывают и прямое влияние (разрушение и уменьшение урожая), и косвенное (аккумуляция этих веществ в почве, организмах животных и пищевых продуктах). Пестициды, применяемые в сельском хозяйстве, относятся к различным классам главным образом органических соединений (хлорорганические, фосфорорганические, симметричные триазины, гетероциклические соединения и др.). Они обладают токсичностью не только для вредных организмов, но и человека, животных, несут опасность для окружающей среды. Пестицид, каким бы он ни был, неизбежно вызывает глубокие изменения всей экосистемы, в которую его внедрили. По совокупности экологических свойств, присущих всем пестицидам, действия их никогда не бывают однозначными, так как они обладают широким спектром действия, чрезвычайно токсичны для живых организмов, сохраняются длительное время в окружающей среде. Стабильность пестицидов опасна последствиями, которые еще более усугубляют проблемы, связанные с этим видом загрязнения. Пестициды распространяются далеко за пределами тех агроэкосистем, где они применяются. Даже в случае использования наименее летучих компонентов более 50% активных веществ в момент воздействия переходит прямо в атмосферу. В почву пестициды поступают различными путями: при непосредственном внесении их для уничтожения почвообитающих вредителей, сорняков; с протравленными семенами; при сносе препаратов при обработке посевов во время вегетации полевых культур; при неосторожном выполнении различных операций с химическими препаратами (расфасовка, приготовление рабочих растворов, транспортировка и т.д.); с осадками; с оросительными, коллекторно-дренажными и сточными водами; с частицами почвы при ветровой эрозии и т. д. Пестициды прямо или косвенно влияют на доступность питательных элементов, которые, в свою очередь, воздействуют на персистентность химических средств защиты растений непосредственно химическим способом или изменением микробиологических процессов. После применения пестицидов в сельском хозяйстве значительная часть их вымывается из почвы и попадает в водоемы. Они могут ухудшать вкус, запах и цвет пресной воды. Установлено, что до 25% применяемых пестицидов попадает в водные экосистемы. Водный дренаж с полей, обработанных пестицидами, загрязняет не только небольшие водоемы и реки. Многие пестициды устойчивы в водной среде и могут накапливаться в отдельных органах животных, в высших водных растениях. Водные организмы способны концентрировать пестициды, в большей или меньшей степени становясь источниками распространения их по трофическим цепям. Наибольшим коэффициентом кумуляции характеризуются водные беспозвоночные, особенно личинки некоторых насекомых и ракообразных. Таким образом, применение пестицидов влечет за собой отрицательные последствия для отдельных видов и биоценозов в целом. С экологической точки зрения различают несколько форм воздействия пестицидов. Первая категория форм воздействия называется демэкологической и выражается совокупностью нарушающих воздействий на уровне популяций отдельных видов, чувствительных к какому-либо фитосанитарному веществу. Последствия подобных воздействий проявляются быстро и обусловлены повышенной токсичностью таких веществ для видов растений и животных. Вымирание определенной части особей, входящих в состав зараженной популяции, прямо пропорционально дозе примененного вещества. Другие демэкологические эффекты от использования пестицидов характеризуются замедленным действием. Например, есть пестициды, обладающие свойством накапливаться в пищевой цепи до тех пор, пока животное – пищевой объект хищника – не достигнет критического порога, с которого начинается хроническая интоксикация. Помимо высокого уровня смертности вследствие хронической интоксикации имеется и другая форма влияния пестицидов на биологические виды, не столь явная, но не менее вредная, которая выражается в уменьшении биотического потенциала вида. Хроническая интоксикация может изменить коэффициент рождаемости. Это отрицательное влияние сказывается на биотическом потенциале и в худшем случае может привести к полной бесплодности популяции, подвергшейся интоксикации. Наряду с демэкологическими воздействиями пестицидов различают и биоценотические воздействия. Если какое-то животное абсолютно нечувствительно к данному пестициду, все же численность его популяции может значительно уменьшиться из-за уничтожения тех растений или животных, которые служат ему добычей или пищей. Разрушение гербицидами растения-хозяина исключает из экосистемы тех насекомых и других беспозвоночных, для которых это растение служило пристанищем и на котором они паразитировали. Другие экологические последствия применения пестицидов характеризуются возрастанием численности популяций, плотность которых до применения пестицидов была относительно небольшой. Применение пестицидов вызывает необратимые потрясения структуры биоценоза, часто называемого нарушением биологического равновесия. Иногда оно, как это ни парадоксально, проявляется в увеличении численности той популяции, которую собирались уничтожить. Интенсивным источником загрязнения почвы являются города с развитым транспортно-промышленным комплексом. Содержание загрязняющих веществ в почвах городов изменяется в широких пределах: от значений, близких к фоновым в районах новостроек, до концентраций, в десятки раз превышающих фоновые в зонах влияния промышленных предприятий и в старообжитых районах городов. Распределение загрязняющих веществ в почвах зависит от биоклиматических, геоморфологических и почвенно-химических условий. Существуют проблемы водных ресурсов в отношении объемов их поступления в источники, а также улучшения качественного состава (проблема дефицита пресной воды). Загрязнение гидросферы происходит с нарастающей скоростью. При прохождении через гидрологический цикл вода загрязняется взвешенными и растворенными веществами – как природными компонентами, так и отходами человеческой деятельности. Промышленные сточные воды классифицируют по дисперсионному составу загрязняющего вещества. В соответствии с этой классификацией выделяют следующие группы сточных вод: содержащие нерастворимые в воде примеси с величиной частиц более10–5–10–4 м; представляющие собой коллоидные растворы; содержащие растворенные газы и молекулярно-растворимые вещества; содержащие вещества, диссоциирующие на ионы. Поступающие в реки, озера, водохранилища и моря загрязняющие вещества вносят значительные изменения в установившийся режим и нарушают равновесное состояние водных экологических систем, несмотря на то что водоемы способны к самоочищению путем биохимического распада органических веществ под действием микроорганизмов. Самоочищающая способность водоемов зависит от запаса растворенного кислорода, гидродинамических и биохимических процессов, солнечной радиации, жизнедеятельности растительных и животных организмов и др. Эти процессы интенсифицируются летом, замедляются зимой и зависят от кратности разбавления сточных вод. Для нормального протекания процесса самоочищения прежде всего необходимо наличие в водоеме запаса растворенного кислорода. Насыщенность им воды требуется для окислительного разложения большинства примесей. Химическое или бактериальное окисление органических веществ приводит к снижению концентрации растворенного в воде кислорода. Влияние дезоксигенизирующих (снижающих содержание кислорода) агентов выражается в замене нормальной флоры и фауны водоемов примитивной, приспособленной к существованию в анаэробных условиях. Органические вещества, взаимодействуя с растворенным кислородом, окисляются до углекислого газа и воды, потребляя различное количество кислорода. Одним из важнейших показателей способности водоема к самоочищению является соотношение форм азота. Резервуаром азота в биосфере является атмосфера. В результате ряда превращений он переходит в форму, участвующую в образовании аминокислот и протеинов. В результате загрязнения водоемов хозяйственно-бытовыми и производственными сточными водами количество азота в воде по сравнению с природным его содержанием может возрастать в сотни и тысячи раз. Аммиак накапливается в воде в процессе дезаминирования в результате протеолиза белков растительного и животного происхождения, осуществляемого гетеротрофными (аммонифицирующими) бактериями в аэробных и анаэробных условиях и вследствие автолиза клеток. Затем аммиак окисляется микроорганизмами до нитратов – основы питания растений. Этот процесс называется нитрификацией. Процесс нитрификации протекает в две фазы и в аэробных условиях осуществляется двумя группами бактерий. Первая (р. Nitrosomonas) характеризуется способностью окислять аммиак до нитритов: NH3 + O2 + CO2 → HNO2 + [CH2O]. Вторая (р. Nitrobacter) – окислять органическое вещество до нитратов: HNO2 + O2 + CO2 → HNO3 + [CH2O]. Все микроорганизмы, накапливающие азот, способствуют эвтрофикации водоема, что бывает нежелательно для водопользователей. Эвтрофикация – это повышение биопродуктивности водоема в результате накопления в воде биогенных веществ под воздействием природных и, главным образом, антропогенных факторов. В результате усиленного развития в водном объекте растений и микроорганизмов и затем их гибели ухудшаются физико-химические свойства воды: уменьшается ее прозрачность, вода приобретает зеленый или желто-бурый цвет, появляются неприятный вкус и запах, повышаются значения рН, в осадок выпадает карбонат кальция и гидроксид магния, наблюдается дефицит кислорода и возникают заморные явления. Существенную роль в развитии эвтрофикации водоемов играет сельское хозяйство. Смываемые с почвы и поступающие в водоемы и подземные воды минеральные удобрения и отходы животноводства нарушают природное равновесие существующих экосистем, приводят к бурному росту водорослей, что вызывает зарастание каналов, рек, озер, водохранилищ, особенно слабопроточных, приводит к гибели водоемов, превращая их в болото. Большой вред приносят смываемые с полей, орошаемых массивов, лесных почв пестициды, которые не поддаются биологическому распаду и сохраняются на протяжении многих лет в пресной и морской воде. Они вызывают гибель обитателей водоемов на ранних стадиях развития, различные мутации и вырождение особей. Особенно опасны хлорорганические пестициды, обладающие наибольшей способностью накапливаться в организме гидробионтов, что может приводить к летальному исходу. Большинство фосфорорганических пестицидов накапливается в воде и рыбе в значительных количествах. Разложение пестицидов под действием микроорганизмов в донных отложениях происходит наиболее быстро в тех случаях, когда образуются гидрофильные метаболиты. Сточные воды металлургических, химических, машиностроительных и других предприятий загрязняют водоемы солями тяжелых металлов, травильными растворами, железом, цинком и другими неорганическими веществами, многие из которых являются сильнейшими ядами. Тяжелые металлы (Pb, Hg, Zn, Cu, Cd, Ni, Co, Sn, Cr) и другие токсические вещества прогрессивно накапливаются в пищевых цепях, конечным звеном которых является человек, а также накапливается в иловых отложениях. Гибель лесов от атмосферных загрязнений относится к числу главных экологических проблем современности. 1. Воздействие сернистого ангидрида и его производных. Значительные повреждения также вызывают окислы азота, фтор, озон, хлор, вещества фотохимического смога. Яды действуют на растения или в виде сухих осаждений, или как кислотные осадки. В наибольшей степени разрушаются покровные ткани деревьев, клеточные структуры. Кислотные дожди действуют через выщелачивание из различных частей растений биогенных веществ, отравляют и разрушают корневые системы. Наиболее подвержены повреждению хвойные леса. Главная из причин этого — отравление долгоживущей (5—7 лет) хвои. Мягколиственные виды деревьев (береза, ольха, осина) более устойчивы. Рядом с городами и промышленными центрами именно они приходят на смену хвойным лесам. Для снижения действия загрязнения повышают плодородие почв (удобрения, поливы), ускоряют обновление фитоценозов, создают опушки вокруг лесных массивов — барьер для проникновения загрязнителей. 2. Рекреация — восстановление здоровья и трудоспособности человека путем отдыха вне жилища. В качестве рекреационных объектов широко используют леса и лесные ландшафты. Задача рекреационного лесоводства — разработка мероприятий по регулированию нагрузок на леса, снижению ущерба для экосистем и лесных хозяйств в целом. Важнейшие мероприятия: посадка леса из мелколиственных пород (береза, осина), которые устойчивее к нагрузкам, чем хвойные леса. На долю тропических лесов приходится 5 % суши, около 20 % от общей площади лесов. Вместе с этим в тропических лесах более 50% всей растительной массы суши. Тропические леса уничтожают со скоростью 20—25 га каждую минуту ради использования древесины и с целью освобождения площадей для сельскохозяйственных угодий. В биомассе лесов мира сейчас содержится примерно в 1,5 раза больше углерода, чем в атмосфере, в гумусе лесных почв его больше, чем в атмосфере, в 4 раза. Если в северных лесах основная масса углерода в лесных почвах и подстилке, то в тропических лесах углерод в основном в древесине. В результате при уничтожении тропических лесов с этих пространств происходит почти полное высвобождение углерода. Сохранение биоразнообразия имеет большое экологическое значение. К настоящему времени зарегистрировано несколько тысяч видов, которые пригодны для использования в пищевом рационе человека. Но реально используется в значительных количествах не более 200—250 видов животных и растений. Основную же часть продукции сельского хозяйства люди получают в процессе использования всего 12—15 видов растений. Дикие виды — это неоценимый источник для получения продукции из естественных экосистем, особенно для выведения новых пород и сортов сельскохозяйственных растений и животных. Биоразнообразие — источник очень долгого обеспечения человека энергетическими и техническими ресурсами. Разнообразие относят к основным факторам и условиям устойчивых связей в экосистемах. Видовая насыщенность — важнейшая, хотя далеко не единственная составляющая разнообразия экосистемы. Считая с 1600 г., человеком было истреблено более 160 видов и подвидов птиц и около 100 видов млекопитающих. В настоящее время около 600 видов позвоночных животных находятся на грани полного истребления. К ним относятся киты, австралийские сумчатые (кенгуру), крокодилы, бегемоты, носороги, ряд крупных хищников. Отдельные виды животных исчезают не только в результате их непосредственного истребления человеком. Между естественными и искусственными биоценозами все время идет борьба за территорию. Но человеческий труд оказывается фактором настолько мощным, что искусственные биоценозы, сами по себе малоустойчивые, тем не менее теснят естественные биоценозы. Деятельность человека изменяет структуру земной поверхности, отчуждая под сельскохозяйственные угодья, строительство населенных пунктов, коммуникаций, водохранилищ территорию, занимаемую природными биогеоценозами. К настоящему времени указанным образом преобразовано около 20% суши. К числу отрицательных влияний относится нерегулируемый промысел рыбы, млекопитающих, беспозвоночных, водорослей, изменение химического состава вод, воздуха, почвы в результате сбросов отходов промышленности, транспорта и сельскохозяйственного производства. Одной из наиболее острых проблем современности является проблема быстрого роста населения Земли. Ежегодный прирост населения в абсолютном исчислении достигает 60—70 млн. человек, или примерно 2%. Растущее население Земли должно быть обеспечено пищей. Известно, что производство продовольствия на душу населения растет медленнее, чем производство энергии, одежды, различных материалов. Многие миллионы людей в слаборазвитых странах испытывают нехватку продуктов. Вместе с тем из всей территории суши, пригодной для земледелия, в среднем по Земному шару под сельскохозяйственные угодья занято лишь 41%. При этом на используемой территории, по мнению разных экспертов, получают от 3—4 до 30% от возможного при современном уровне развития агротехники количества продуктов. Причины этого отчасти заключаются в недостаточной энерговооруженности сельского хозяйства. Высокая численность населения и его подвижность способствуют распространению опасных для здоровья и жизни людей болезней. Теоретически вероятны шквалы заболеваний (например, пандемии гриппа, неконтролируемое лавинообразное распространение ВИЧ-инфекции и др.). Многие специалисты отмечают, что чем выше численность и плотность населения и хуже состояние общего здоровья, тем катастрофичнее будут последствия эпидемий и пандемий. Демографический кризис является одним из факторов экологического кризиса. Само по себе 104-кратное превышение нормальной численности наиболее крупного на планете консумента (потребителя), каковым является человек, не может не сказываться на биотическом равновесии и конкурентных взаимоотношениях в природе. Физическая масса проживающих на планете людей (более 300 млн т) составляет 1/20 массы всех сухопутных животных и не менее 1/2 массы всех млекопитающих. Человечество съедает за один год около 1 млрд т пищи – это большая часть того продовольственного ресурса, что в природе образуется для конечных консументов. Среди негативных последствий демографического кризиса особого внимания заслуживают рост материального потребления и городских агломераций, загрязнение среды, падение уровня жизни, изменение структуры населения и его скученность. Рост городов: в силу того что сельскохозяйственное производство не предоставляет дополнительных рабочих мест, избыточное население сосредоточивается в городах. Рост городов нередко происходит за счет сельскохозяйственных угодий, что в свою очередь ведет к усилению оттока населения из сел в города. Из-за увеличения выбросов и сбросов загрязняющих веществ в атмосферу и гидросферу, объема промышленных и коммунальных отходов, роста городов как наиболее мощных источников загрязнения, интенсификации сельскохозяйственного производства возрастает загрязнение среды. Оно провоцирует рост заболеваемости, запуская механизм естественного отбора, ведущего к изменению (ухудшению) генофонда. Борьба с загрязнением в свою очередь сопряжена со значительным увеличением непроизводительных расходов и возникновением фактора вторичного загрязнения среды обитания. Основные факторы падения уровня жизни связаны с ростом численности населения – многодетностью и обусловленным ею дефицитом семейного бюджета, ростом цен на землю, соответствующим удорожанием жилищного строительства, ресурсов, всех систем жизнеобеспечения, а также с ростом непро изводительных расходов. Сдвиг в пользу городского населения с ростом его численности сопровождается изменениями соотношения: возрастных групп (омоложением населения, что чревато ростом безработицы среди молодежи, преступности и общей социальной нестабильности); полов в младших возрастных группах (число мальчиков превышает число девочек); полов в старших возрастных группах (снижением продолжительности жизни мужчин по сравнению с женщинами; увеличением числа одиноких женщин среднего и пожилого возраста). Скученность населения ускоряет процесс загрязнения среды. Она провоцирует гормональные нарушения у человека, увеличивает степень конфликтности и агрессивности в семье и на производстве. К социально-психологическим последствиям скученности относятся отчуждение, утрата социальной значимости личности, снижение ценности жизни, социальное безразличие и карьеризм (стремление обрести значимость любой ценой), саморазрушение (алкоголизм, наркомания, половые извращения и др.), преступность. Атмосферные осадки могут выпадать в виде дождя, снега, тумана, росы, в которых присутствует вода, являющаяся прекрасным растворителем многих примесей. В состав осадков входят такие анионы и катионы, как SO42–, Cl–, NO3–, HCO3–, NH+4, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, H+, соотношение которых определяет pH осадков, т. е. их кислотность (рН выражается десятичным логарифмом концентрации водородных ионов). Осадки, имеющие показатель pH ниже 5,6, относятся к кислым. При нормальных условиях чистая дождевая вода содержит растворенный атмосферный диоксид углерода, образующий слабую угольную кислоту. Термином кислотные дожди называют все виды метеорологических осадков, рН которых меньше, чем среднее значение рН дождевой воды (рН = 5,6). Впервые термин «кислотный дождь» был введен в 1872 г. английским исследователем А. Смитом. Кислотные дожди появляются вследствие нарушения круговорота веществ между атмосферой, гидросферой и литосферой. Основной причиной образования кислотных осадков являются диоксид серы (2/3) и оксиды азота (1/3), которые поступают в окружающую среду в основном в виде промышленных выбросов. Сернистый газ образуется и выбрасывается в атмосферу при сжигании угля, нефти, мазута, а также при добыче цветных металлов из сернистых руд. Оксиды азота образуются при соединении азота с кислородом воздуха при высоких температурах главным образом в двигателях внутреннего сгорания, котельных установках и других топливоиспользующих теплоагрегатах. По содержанию кислоты современные дожди соответствуют сухому вину, а часто и столовому уксусу. Под влиянием серной и азотных кислот происходит разрушение хлорофилла в листьях растений, в связи с чем ухудшаются фотосинтез и дыхание, замедляется рост, снижаются качество древесных насаждений и урожайность сельскохозяйственных культур, а при более высоких и продолжительных дозах воздействия растительность погибает. При кислотных дождях чаще всего страдают пихта, ель, сосна, так как смена хвои происходит реже, чем смена листьев, и она накапливает больше вредных веществ за один и тот же период времени. У хвойных деревьев желтеет и опадает хвоя, изреживаются кроны, повреждаются тонкие корни. У лиственных пород изменяется окраска листьев, преждевременно опадает листва, гибнет часть кроны, повреждается кора. Не происходит естественное возобновление хвойных и лиственных лесов. Эти симптомы часто сопровождаются вторичными поражениями насекомыми и болезнями деревьев, в большей степени захватывающими молодые леса. Кислые дожди вызывают повышение кислотности почв, что снижает эффективность применяемых минеральных удобрений на пахотных землях, приводит к выпадению наиболее ценной части видового состава на долголетних культурных сенокосах и пастбищах. Особенно подвержены влиянию кислых осадков дерново-подзолистые и торфяные почвы, широко распространенные в северной части Европы. Закисленные почвы требуют дополнительных расходов на проведение их известкования. Кроме того, кислые дожди непосредственно разрушают почву, высвобождают из связанного состояния токсические для живых организмов элементы, усиливают коррозию металлов, разрушают здания и сооружения. Еще больший ущерб кислотные дожди причиняют сельскохозяйственным культурам. Повреждаются покровные ткани растений, зеленый ассимиляционный аппарат растений, изменяется обмен веществ в клетках, нарушаются рост и развитие растений, уменьшается сопротивляемость к болезням и паразитам, снижаются доходы сельского хозяйства из-за падения урожайности культур. Кислотные дожди подкисляют воду водоемов, что приводит к нарушению химического равновесия с подстилающими породами (особенно известняковыми) и подавлению жизнедеятельности популяций многих водных организмов (в большей степени беспозвоночных, фито- и зоопланктона). Кислотные дожди также разрушают сооружения из мрамора и известняка. Одной из глобальных проблем является проблема сохранения мира на планете. Политическая карта мира испещрена локальными конфликтами, возникающими на этнической, религиозной и иной почве (палестино-израильский конфликт, индо-пакистанское противостояние, конфликты экваториальной Африки и др.). Эти конфликты уносят сотни и тысячи человеческих жизней. Еще одна проблема, представляющая опасность для сохранения мира, — уже накопленные запасы оружия массового уничтожения и расширение числа ядерных держав. В «клуб» ядерных держав (США, Россия, Франция, Великобритания и Китай) в конце ХХ столетия вошли Индия и Пакистан. Заявила о проведении ядерных испытаний Северная Корея. Не прекращается работа по обогащению урана в Иране, может быть, и в других странах. Не исключается вероятность появления такого оружия в Израиле, некоторых других государствах. Увеличение числа таких государств обостряет проблему контроля за сохранностью и использованием ядерных боезапасов. Еще одной угрозой миру и человечеству является международный терроризм, не знающий национальных границ, непрерывно расширяющий сферу своей террористической деятельности (теракты в Беслане, Буйнакске, Лондоне, Нью-Йорке, Мадриде, Москве и других городах мира). Террористические акции имели место практически на всех заселенных континентах. Эта проблема требует объединения всех антитеррористических и миролюбивых сил для совместного противодействия силам терроризма. К глобальным проблемам относятся и болезни, уносящие миллионы жизней. Например, СПИД. К концу ХХ столетия на Земле насчитывалось 40 млн больных СПИДом. А более 16 млн уже умерли. В африканском королевстве Свазиленд, с населением чуть более миллиона, более 50 тыс. уже умерли от СПИДа, а около 250 тыс. являются носителями этой страшной болезни. А есть еще сердечно-сосудистые болезни, алкоголизм, наркомания и др., уносящие миллионы жизней ежегодно. Последние годы стали характеризоваться вспышками неизвестных заболеваний, возникающих внезапно, совершенно неведомых медицине и уносящих сотни и тысячи жизней (атипичная пневмония, например). Глобальная энергетическая проблема — это проблема обеспечения человечества топливом и энергией в настоящее время и в обозримом будущем. Главной причиной возникновения глобальной энергетической проблемы следует считать быстрый рост потребления минерального топлива в XX в. Если развитые страны решают эту проблему сейчас прежде всего за счет замедления роста своего спроса путем снижения энергоемкости, то в остальных странах идет сравнительно быстрый рост энергопотребления. К этому может добавиться растущая конкуренция на мировом рынке энергоресурсов между развитыми странами и новыми крупными индустриальными странами (Китай, Индия, Бразилия). Все эти обстоятельства в сочетании с военно-политической нестабильностью в некоторых регионах могут обусловливать значительные колебания в уровне мировых цен на энергоресурсы и серьезно влиять на динамику спроса и предложения, а также производства и потребления энергетических товаров, создавая подчас кризисные ситуации. Список литературы Челноков А. А. Общая и прикладная экология : учеб. пособие / А. А. Челноков, К. Ф. Саевич, Л. Ф. Ющенко ; под общ. ред. К. Ф. Саевича. – Минск : Вышэйшая школа, 2014. – 654 с. Акимова Т. А. Экология. Человек — Экономика — Биота — Среда: учебник для студентов вузов / Т.А. Акимова, В.В. Хаскин. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, — 495 с. Биология. В 2 кн. Кн. 2: Учеб. для медиц. спец. вузов/ В. Н. Ярыгин, В. И. Васильева, И. Н. Волков, В. В. Синелыцикова; Под ред. В.Н. Ярыгина. — 5-е изд., испр. и доп. — М.: Высш. шк., 2003. - 334 с.