Потеря биологического разнообразия (биоразнообразия)
Биоразнообразие является основой жизни на Земле, одним из важнейших жизненных ресурсов. Огромное количество товаров и услуг обеспечиваются биоразнообразием. Биологические ресурсы являются также значительным источником сырья для промышленности, в том числе медицинской, что является фактором, от которого зависит национальная экономика.
Биоразнообразие считают главным фактором, определяющим устойчивость биогеохимических циклов вещества и энергии в биосфере в целом, а также в отдельных экосистемах, в том числе и тех, которые непосредственно связаны с человеком.
Под биоразнообразием понимают все виды растений, животных, микроорганизмов, а также экосистемы и экологические процессы, частью которых они являются.
Генетическое разнообразие представляет собой объем генетической информации, содержащийся в генах организмов, населяющих Землю.
Видовое разнообразие — это разнообразие видов живых организмов, обитающих на Земле.
Разнообразие экосистем касается различных сред обитания, биотических сообществ и экологических процессов в биосфере, а также огромного разнообразия сред обитания и процессов в рамках экосистемы.
Проблему биоразнообразия связывают прежде всего с утратой видов.
Выделяют четыре основные причины утраты видов:
- утрата среды обитания, фрагментация и модификация;
- чрезмерная эксплуатация ресурсов;
- загрязнение окружающей среды;
- вытеснение естественных видов интродуцированными экзотическими видами.
Во всех случаях эти причины имеют антропогенный характер.
В 1992 году принята Конвенция по биоразнообразию, в рамках которой разрабатывается 4 вида мер на сохранение биоразнообразия:
Защита среды обитания — создание национальных парков биосферных заповедников и других охранных зон.
Защита отдельных видов или групп организмов от чрезмерной эксплуатации.
Сохранение видов как генофонда в ботанических садах или в банках генов.
Сокращение загрязнений окружающей среды.
Однако эти меры недостаточны и процесс утраты видов продолжается.
Истощение водных ресурсов и проблема «чистой воды»
Общий объем находящейся в свободном состоянии воды на нашей планете оценивается гидрологами в 1,4 млрд. км³
Гидросфера Земли на 97,5 % представлена солеными водами Мирового океана, минерализованными подземными водами и водами соленых озер. На долю пресных вод приходится всего лишь 2,5 %, что составляет 35 млн. км³. На каждого жителя планеты приходится около 6 млн. м³ пресной воды
Вода как ресурс и объект хозяйственной деятельности
Нет ни одной отрасли хозяйства, которая могла бы существовать и развиваться без воды.
Потребность в воде той или иной отрасли можно оценить с помощью показателя водоемкости производства.
водоемкость производства стали - 250 м³/т,
пластмассы — 500—1000,
целлюлозы — 1500 м³/т.
синтетического волокна - до 5000 м³/т.
Крупнейший потребитель воды — теплоэнергетика. Тепловая электростанция мощностью 1 млн кВт потребляет около 1,4 км3 воды в год (на выработку пара и для охлаждения агрегатов).
основным потребителем воды в структуре современного производства является сельское хозяйство. Современное сельскохозяйственное водопотребление в России в 1,5 - 2 раза превосходит водопотребление в промышленности и коммунальном хозяйстве, вместе взятых. К тому же сельскохозяйственное водопотребление на 75 % является безвозвратным это количество воды безвозвратно теряется за счет испарения.
Истощение водных ресурсов. Уменьшение речного стока
Наиболее чувствительны к антропогенному воздействию малые реки (длиной до 100 км). Во многих регионах нашей страны сеть малых рек становится все более редкой. Часть малых рек вообще исчезает с географической карты. За последние 20—30 лет во многих областях России количество малых рек и водотоков уменьшилось на 10—30 %.
Основные факторы истощения подземных вод
Истощению подземных вод способствует прежде всего малая скорость водообмена. Т.к. полное возобновление (смена) массы подземных вод происходит в течение 1400 лет. В руслах рек всего за 16 дней.
Таким образом, подземные воды представляют собой практически невозобновимый ресурс. Их изъятие иэ недр сопровождается неуклонным снижением уровня и постепенным осушением водоносного горизонта.
Количественное и качественное истощение поверхностных и подземных вод создает проблему дефицита питьевой воды.
Изменение климата и прогноз его последствий
О парниковом эффекте
При отсутствии атмосферы и нулевом альбедо (отражении) температура Земли определялась бы только солнечной постоянной и составляла бы +5*С. Наличие альбедо у Земли понижает эту температуру до -18*С, а парниковый эффект повышает температуру на 33*, т.е. до +15*
Абсолютная величина парникового эффекта составляет 160 Вт/м²
100 Вт/м² - пары воды
50 Вт/м² - СО2
Остальное - определяется метаном, двуокисью азота и озоном
Как изменится уровень концентрации парниковых газов в будущем?
В начале 90-х годов прошлого столетия объем выбросов СО2 составлял примерно 7 млрд. т в год. К 2020 году он увеличится до примерно 20 млрд. т.
В соответствии с наиболее типичным сценарием эквивалентная концентрация СО2 в атмосфере к 2030 году удвоится, а к 2100 – утроится.
Как будет меняться климат?
Если не будет предпринято никаких мер для уменьшения выбросов, то в соответствии с прогнозами, сделанными с использованием современных моделей климата, в период с 1990 по 2100 год произойдет глобальное потепление примерно на 2 – 3 градуса по Цельсию. При этом потепление на материках будет идти более высокими темпами по сравнению с океанами и прибрежными районами. Причина - поверхность моря прогревается медленнее, чем суша.
Начал ли уже климат меняться?
с 1860 года средняя планетарная температура поднялась на 0,3 – 0,6 градусов по Цельсию. При этом средний уровень моря поднялся на 10 – 25 см, горные ледники отступили.
Результаты моделирования показывают, что масштабы наблюдаемой тенденции к глобальному потеплению превышают масштабы, которые могли бы быть обусловлены естественной изменчивостью климата.
Каковы последствия изменения климата?
глобальное потепление повысит заболеваемость людей, прежде всего сердечно-сосудистыми, респираторными и другими болезнями. Травмы, психологические расстройства и смерть людей станут результатом повышения интенсивности и продолжительности тепловых волн, а также, возможно, наводнений, штормов и другие экстремальных природных явлениях. Возможно, что изменение климата, обусловленное парниковыми газами, повлияет на частоту, масштабы и характер как климатических экстремальных явлений, так и климатических катастроф.
Какова реакция международного сообщества на изменение климата?
Проблема стратосферного озона
сокращение озонового слоя всего на 1% означает появление в мире 100 тыс. новых случаев катаракты и 10 тыс. случаев рака кожи.
По оценкам специалистов США, каждый процент снижения содержания озона в атмосфере может привести к увеличению заболеваемости на 4-5%, прежде всего в экваториальной зоне, снижению иммунитета как у человека, так и у животных. В США за последние 10 лет количество случаев заболевания одним из самых опасных видов рака кожи, меланомой, возросло на 3-7%.
В настоящее время ставится под сомнение теория антропогенного снижения озона в стратосфере за счет выбросов озоноразрушающих веществ в атмосферу. Ее противники утверждают, что все наблюдавшиеся в северном полушарии озоновые аномалии («дыры») объясняются в первую очередь происходящими изменениями термобарического и циркуляционного режима атмосферы, а не увеличением концентрации озоноразрушающих веществ в атмосфере
Природные и техногенные катастрофические процессы (явления) и человечество
Классификация природно-техногенных аварий и катастроф
Планетарные катастрофы с возможностью гибели жизни на Земле связывают с такими катастрофическими природными явлениями, как столкновение Земли с крупными астероидами, а также с полномасштабными военными действиями с применением современного ядерного, термоядерного и химического оружия.
Глобальные катастрофы могут затрагивать территории нескольких сопредельных стран. Такие последствия связываются с крупномасштабными техногенными катастрофами связанных с атомной, ядерной или химической сферой. К природным катастрофам с глобальными последствиями можно отнести крупнейшие землетрясения, извержения вулканов, цунами, ураганы.
Национальные катастрофы затрагивают территории отдельных стран – то же, что и глобальные, а также при транспортировках больших масс людей и опасных грузов, на пересечениях магистральных трубопроводных систем с транспортными линиями и линиями электропередач, при пожарах на крупнейших промышленных и гражданских комплексах, при падениях самолетов на опасные объекты, при разрушении крупных плотин и дамб. К опасным природным процессам с последствиями национального масштаба относятся землетрясения, ураганы, наводнения, лесные пожары, селевые потоки и др.
регионального масштаба захватывают территории целых республик, краев и областей - Такого рода катастрофы вызываются теми же причинами и приводят к тем же последствиям, что и национальные катастрофы. Дополнительно к ним можно отнести взрывы и пожары на объектах с опасными веществами, при крушениях поездов, судов и самолетов, при взрывах на металлургических комплексах, элеваторах, шахтах. Дополнительными опасными природными процессами являются обвалы, ливни, оползни, снежные лавины.
Локальные (местные) аварии и катастрофы создают ущербы для городов и районов.- К основным причинам и источникам локальных аварий и катастроф, помимо тех, которые приведены в предыдущем классе, можно добавить обрушения и пожары на промышленных и гражданских сооружениях, локальные выбросы радиоактивных и отравляющих веществ
Объектовые аварии и катастрофы ограничиваются территориями санитарно-защитных зон объекта- пожары, взрывы, столкновения и крушения транспортных средств, обрушения, провалы.
Природные катастрофы как источник глубочайших социальных потрясений
Геодинамические процессы внутри Земли, на ее поверхности и в прилегающих слоях атмосферы вызывают развитие таких опасных природных явлений как землетрясения, извержения вулканов, цунами, оползни, сели, наводнения, циклоны, ураганы и др.
Основные тенденции в развитии природных катастроф
Рост количества природных катастроф. - В 1990-1994 годах среднее ежегодное количество катастроф (242) возросло по отношению к 1965-1969 годам (82) почти в 3 раза
Среди крупнейших катастроф наиболее распространены в мире тропические
штормы (34%),
наводнения (32%),
землетрясения (13%)
засухи - 9%
На остальные виды катастроф приходится 12%.
Для России, так же как и для мира в целом характерен рост природных катастроф, который особенно ускорился в последние годы. Среднее ежегодное число катастроф в 90-е годы достигло 288, в то время как в предыдущем десятилетии (т.е. в 80-е годы) оно составляло 110-130
Увеличение социальных и материальных потерь. - По данным Всемирной конференции по природным катастрофам - количество погибших возрастало ежегодно в среднем за период с 1962 по 1992 гг. на 4,3, пострадавших – на 8,6%, а величина материальных потерь – 6%.
Наиболее опасны для жизни людей :
Засухи - 49% погибших
тайфуны и штормы– 26%
Землетрясения - 17%
Общее количество людей, пострадавших от семи видов природных катастроф за изученные 35 лет, составляет 4,4 млрд. человек
Стремительными темпами растут и экономические потери от природных катастроф. В целом за 35 лет экономические потери от природных катастроф в мире увеличились в 74 раза. В 1960-х годах они составляли чуть более 1, в 1970-х – 4,7, а в 1980-х – 16,6 млрд. долларов в год. Сейчас эта величина составляет около 150 млрд. долларов.
наибольшие экономические ущербы принесли тайфуны и штормы, наводнения и землетрясения.
В России пострадало около 540 тыс. человек. Наиболее опасные – землятрясения.
В экономическом плане – овражная эрозия, подтопление территорий, наводнения
Зависимость защищенности людей от социально-экономического развития стран
Защищенность населения различных стран от природных катастрофических явлений тесно связана с уровнем социально-экономического развития этих стран.
наибольший социальный риск характерен для стран с наиболее низким уровнем развития.
экономический ущерб от природных катастроф, так же как и социальный ущерб, наиболее тяжелым бременем ложится на экономику бедных развивающихся стран.
Глобальные процессы, лежащие в основе природных катастроф
Среди основных причин роста количества природных и особенно техноприродных опасных явлений выделяют:
рост человеческой популяции на Земле и промышленного производства,
урбанизация,
рост мегаполисов,
глобальное потепление климата,
рост техногенных воздействий на окружающую природную среду
Техногенное воздействие человека на литосферу служит причиной появления новых (техноприродных) процессов и явлений, среди которых наибольшую опасность представляют:
наведенная сейсмичность - антропогенные воздействия могут приводить к образованию дополнительных напряжений внутри Земли и тем самым способствовать увеличению частоты землетрясений
опускание территорий – вызвано дополнительной статической и динамической нагрузкой от зданий, сооружений и транспортных систем города
подтопление - заключающееся в подъеме верхнего водоносного горизонта к поверхности земли, загрязняет грунтовые воды, усиливает каррозию
карство-суффозионные провалы- приводящие к образованию воронок, могут активизироваться в результате интенсивной откачки подземных вод
техногенные геофизические поля – образуются при Интенсивной хозяйственной деятельности людей. Выделяют:
Вибрационные поля обусловлены прежде всего движением транспорта.
Электрическое поле блуждающих токов формируется в основном за счет утечек с электрифицированного рельсового транспорта, заземленных промышленных установок, станций катодной защиты
температурные физические поля – образовавшиеся в результате ряда факторов (задымление атмосферы, тепловыделения промышленности и т.д.) тепловые аномалии
Среди глобальных процессов, лежащих в основе роста природных катастроф, важное место принадлежит глобальному изменению климата.
Одна из проблем вызванная им – поднятие уровня океана, что привведет к увеличению наводнений и подтоплений.
Вторая деградация криолитозоны и уменьшение многолетнемерзлых пород, что приведет к термокарсту, опусканию территорий, оползням.
Новая стратегия борьбы с природными катастрофами
Новая стратегия в борьбе с природными катастрфоами заключается в прогнозировании и предупреждении.
Как показывает международный опыт, затраты на прогнозирование и обеспечение готовности к природным событиям чрезвычайного характера примерно в 15 раз меньше по сравнению с затратами, связанными с ликвидацией последствий катастроф.
При разработке теории прогнозирования необходимо учитывать существование двух основных предпосылок развития опасных природных явлений: естественной (эволюционной) – в ее основе естественные процессы развития земли
и антропогенной-
связана с возросшей антропогенной нагрузкой на окружающую среду, что неизбежно приводит к активизации опасных природных и развитию техноприродных процессов. И эта тенденция будет усиливаться в текущем столетии. Следовательно, ее необходимо учитывать в качестве неотъемлемой компоненты всех прогнозных построений. Поэтому нужна принципиально новая теория прогнозирования, базирующаяся на учете влияния антропогенных факторов на естественное развитие природных процессов. Игнорирование этого обстоятельства и проведение прогнозирования, основанного только на естественном или антропогенном трендах может привести к серьезным ошибкам.
Региональные экологические проблемы
До 1990 г. сокращение сельского населения в староосвоенных Нечерноземных районах опережало сокращение посевной площади. Более того, именно там, где таяло сельское население, посевные площади росли.
В 1990 х гг. ситуация стала обратной: процесс уменьшения населения благодаря мигрантам из ближнего зарубежья приостановился, а площади посевов стали резко сокращаться.
Московская и Ленинградская области в отличие от других регионов Нечерноземья удерживали численность сельского населения за счет привлечения мигрантов из других районов и прежде. Это помогало им лучше удерживать и посевные площади в 1980х и даже в 1990х гг., которые стали резко сокращаться лишь в 2000х под натиском дачной и коттеджной застройки. Тенденция расширения сельскохозяйственного землепользования после кризиса 1990 х гг. - население начинает возвращаться на юг Европейской России.
Внутри регионов процессы поляризации пространства весьма выражены: в среднем по России 15% внутрирегиональных административных районов-лидеров концентрирует 50% производства молока и до 70% производства мяса.
В любой нечерноземной области урожайность зерновых, а так же продуктивность коров в пригородах в 2—3 раза выше, чем на периферии.
В последние два десятилетия значительно увеличилась роль агропромышленных холдингов. На юге с ними уживаются фермерские хозяйства, развиваются товарные хозяйств населения. Сюда идут инвестиции, в т. ч. и в сельское хозяйство. Здесь есть и свои проблемы, порождаемые неурегулированностью земельных отношений при дефиците земли, монофункциональностью сельских поселений в южных районах, ведущей к повышенной безработице, зачастую нерациональным природопользованием.
Уменьшение нагрузки на природу произошло и в связи с сильным уменьшением поголовья сельскохозяйственных животных. Благодаря этому снизились нагрузки на пастбищные ландшафты. Из-за сокращения поголовья сельскохозяйственных животных уменьшается и количество крупнотоннажных отходов животноводческих комплексов.
Снизилось внесение минеральных и органических удобрений по сравнению с 90-ми.