- •Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации Тверской государственный технический университет
- •Тверь 1998
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Важнейшие научные концепции и положения экологии
- •1.1 Исходные теоретические концепции экологии
- •1.2 Взаимоотношения организма и среды
- •1.3.Экология популяций и сообществ
- •1.4.Экологические системы
- •1.4.1. Общая характеристика.
- •1.4.2.Превращения энергии в экосистемах.
- •1.4.3.Классификация экосистем.
- •1.4.4.Эволюция и устойчивость экосистем.
- •2.Биосфера и человек
- •2.1.Структура и эволюция биосферы
- •2.1.1.Состав и границы биосферы.
- •2.1.2.Циркуляция элементов в биосфере.
- •2.1.3.Эволюция биосферы.
- •2.2.Человек в биосфере
- •2.3.Экология человека
- •2.3.1.Среды жизни человека и формы его адаптации к ним.
- •2.3.2.Адаптивные типы и расы.
- •2.4.Основные направления антропогенных воздействий на биосферу
- •2.4.1.Современные воздействия человека на биосферу.
- •2.4.2.Общая характеристика негативных воздействий экономической деятельности человека на пс.
- •3.Актуальные экологические проблемы человечества в биосфере
- •3.1.Проблема роста народонаселения
- •3.2.Проблема урбанизации
- •3.3.Глобальные последствия загрязнения атмосферы
- •3.4.Опасность ядерных катастроф и радиоактивных загрязнений
- •3.5. Проблема истощения природных ресурсов
- •3.6. Региональные экологические проблемы Тверской области
- •3.7. Прогнозирование и оценка экологического риска.
- •4.Охрана биосферы
- •4.1.Экологические принципы охраны природы и рационального природопользования
- •4.2.Концепция экологической безопасности и устойчивого развития рф
- •4.3. Экологический мониторинг в биосфере, рф и ее регионах
- •4.4. Международное сотрудничество по охране ос
- •4.5.Основные формы и методы защиты природной среды и решения экологических проблем
- •5.Защита компонентов биосферы
- •5.1.Защита атмосферы от материальных загрязнений
- •5.1.2.Характеристика и источники загрязнения атмосферы.
- •5.1.3. Нормирование загрязнений атмосферы.
- •5.1.4.Контроль за состоянием чистоты атмосферы.
- •5.1.5.Защита_атмосферного воздуха.
- •5.1.6.Рассеивание выбросов в атмосфере.
- •5.1.7.Методы очистки выбросов.
- •5.2.Защита водной среды от материальных загрязнений
- •5.2.1. Экологическая характеристика водной среды.
- •5.2.2.Водопользование и его виды.
- •5.2.3.Виды и источники загрязнения водной среды.
- •5.2.4.Нормирование качества воды.
- •5.2.5.Контроль качества воды и регламентация спуска св в водоемы и канализацию города.
- •5.2.6.Основные направление защиты водной среды.
- •5.2.7.Методы очистки св.
- •5.2.8.Оборотное водоснабжение предприятий
- •5.3.Охрана почв и земель
- •5.3.1.Экологическое значение почв.
- •5.3.2.Антропогенные воздействия на почвы.
- •5.3.3.Борьба с порчей почв, земли и рекультивация земель.
- •5.4. Охрана флоры и фауны
- •5.4.1. Охрана растительного мира.
- •5.4.2. Охрана животного мира (фауны).
- •5.5. Охрана недр
- •5.6. Защита опс от радиоактивных загрязнений
- •5.6.1. Важнейшие параметры ии и единицы их измерения.
- •5.6.2. Характеристика и источники рз в рф.
- •5.6.3. Гигиеническое нормирование техногенного облучениялюдей.
- •5.6.4. Радиационный контроль (рк) в рф.
- •5.6.5. Защита от ии.
- •5.6.6. Принципы обеспечения рб населения.
- •5.7. Защита опс от энергетических загрязнений
- •5.7.1. Защита населения от акустических загрязнений.
- •5.7.2. Защита населения от вибраций.
- •5.7.3. Защита населения от неионизирующих электромагнитных загрязнений.
- •5.7.3.1. Защита населения от воздействий змп промышленной частоты.
- •5.7.3.2. Защита населения от воздействий змп радиотехнических объектов (рто).
- •5.7.4. Защита опс от тепловых загрязнений стз).
- •6. Основы экономики природопользования
- •6.1. Взаимоотношения человеческого общества и природы, варианты его решения
- •6.2. Экологическая экспертиза хозяйственной и иной деятельности
- •6.3. Оценка ущерба от загрязнений опс
- •6.4. Экономический механизм природопользования в рф
- •6.5 Экономическое стимулирование природоохранной деятельности и экологические фонды в рф
- •7. Основы экологического права и управление охраной природы в рф
- •7.1.Источники и содержание экологических правовых норм
- •7.2. Ответственность за экологические правонарушения
- •7.3. Управление охраной природы в рф
- •Заключение
- •Библиогpафическии список
- •Приложение 1. Принятие сокращения в учебном пособии
- •1. Важнейшие научные концепции и положения экологии 9
- •2. Биосфера и человек 28
- •3. Актуальные экологические проблемы человечества в биосфере 50
- •4. Охрана биосферы 69
- •5. Защита компонентов биосферы 83
- •6. Основы экономики природопользования 157
- •7. Основы экологического права и управление охраной природы в рф 171
4.Охрана биосферы
4.1.Экологические принципы охраны природы и рационального природопользования
Под охраной природы (ОП) понимается система мероприятий, обеспечивающая сохранение природой ресурсо- и средовоспроизво-дящих функций, а также биологического разнообразия. Природо-пользование включает в себя: 1) извлечение, переработку и воспроизводство ПР, 2) использование и охрану природных условий жизни и 3) сохранение, воспроизводство и рациональное из-менение экологического равновесия природных частей биосферы. При разработке программ природопользования необходима оценка природно-ресурсного потенциала, т.е. той части ПР, которая может быть реально использована в хозяйственной деятельности в данных условиях. Поэтому природопользование иногда называют совокупностью всех форм эксплуатации природно-ресурсного потенциала и мер по его сохранению. Различают рациональное природопользование, не приводящее к резким изменениям природно-ресурсного потенциала, и нерациональное природопользование, не обеспечивающее его сохранение.
В основе эффективной системы ОП и рационального природопользования лежат учет и безусловное выполнение экологических принципов, правил и законов, перечень которых включает самые
общие законы экологии и ряд конкретных норм, рекомендаций и правил.
Из общих законов экологии наибольшее значение имеют законы внутреннего динамического равновесия и оптимальности. Согласно первому закону вещество, энергия, информация и динамика ПС взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих компонентов вызывает изменение в других, сохраняющих, однако, общую сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств системы. Из этого закона следует, что любое изменение среды приводит к природным нелинейным цепным реакциям, в которых слабое воздействие и малозаметное изменение одного из показателей может вызвать крупномасштабные и трудно-нейтрализуемые изменения в системе в целом. Так, излишнее вложение энергии, как это было в Сахаре, вместо процветающих хозяйств привело к появлению новой пустыни. Примерами нарушения данного закона могут служить перегораживание пролива Кара-Бо-газ-Гол, неумеренный забор воды из рек, питающих Аральское море, и т.д.
Закон оптимальности утверждает, что для любой экосистемы существуют свои оптимальные пространственно-временные пределы, свой оптимум геофизических и геохимических условий и т.д. Характерными примерами нарушения этого закона является создание огромных площадей сельскохозяйственных монокультур, искусственное ускорение развития экосистем и т.д.
Более частные законы и правила рационального природопользования (по Н.Ф. Реймерсу их более 20) можно сгруппировать в следующие 4 группы: а) законы и правила, определяющие эффективность и рациональность хозяйственных решений; б) законы и правила преобразования природных и антропогенных систем; в) принципы и правила обеспечения стабильности функционирования экосистем; г) правила управления природой.
Первая, самая обширная, группа законов и правил является обобщением и результатом многовекового опыта экономической деятельности человека. Она включает в себя закон исчерпаемости ПР (характеристика ресурсов с учетом их исчерпаемости и возоб-новляемости приведена в подразделе 3.5), закон минимума Либи-ха, снижения энергетической эффективности природопользования. убывающего плодородия и убывающей отдачи и правило 1 и 10%.
Закон минимума Либиха устанавливает, что для живых организмов лимитирующим будет жизненно важное вещество, доступные количества которого близки к необходимому минимуму (закон иллюстрируется бочкой с дырами: нижняя дыра определяет уровень
воды в бочке). Этот закон сейчас дополнен положением о совокупном действии природных факторов, в котором у каждого фактора есть свой весовой коэффициент (например, у полной солнечной радиации он равен 2, у температуры почвы - 0,01 на 1°С, у осадков - 0,03 на 1 мм осадков, у азота, фосфора и калия при внесении 1 ц/га - соответственно 1,22, 0,6 и 0,4).
Законы снижения плодородия почвы (уменьшения урожайности при длительном использовании при прочих равных условиях), энергетической эффективности природопользования (повышение энергетического обеспечения для сохранения урожая на том же уровне - за 100 лет в 50 раз) и уменьшения отдачи (снижение отдачи от внесения удобрений) должны учитываться при сельскохозяйственном природопользовании.
Важное место в рациональном природопользовании занимают правила 1 и 10%. Первое из них относится к допустимому уровню нарушения энергетики природных систем – 1%, превышение которого может привести к экологическому кризису. Подтверждением опасности таких нарушений служит развивающийся на наших глазах термодинамический кризис, вызванный приближением вносимых человеком в биосферу изменений энергетики к 1%. Правило 10% относится к сохранению популяций: десять процентов изъятия биомассы популяций может вызвать необратимое снижение ее численности, что подтвердилось при резком уменьшении вылова рыбы при приближении его к 10% биомассы, популяции иногда сохранялись при уменьшении их на 70%.
Правила преобразования естественных и антропогенных экосистем включают в себя правило Одумов о соотношении естественных и преобразованных территорий и закон последовательности прохождения фаз развития. Наглядное представление о рациональном соотношении площадей естественных и преобразованных экосистем дает кривая Одумов (рис. 4.1). Правда, приведенное оптимальное соотношение естественных и преобразованных систем (6О:40) не является абсолютным, а во многом зависит от кон-кретных социально-экономических особенностей региона.
Российскими экологами были разработаны конкретные рекомендации по рациональным соотношениям в различных регионах РФ.
Закон последовательного прохождения фаз развития заключается в том, что природные системы могут развиваться лишь в
эволюционном и функционально закрепленном порядке, без исключения промежуточных этапов, резких ускорений процесса и т.д. Данный закон направлен против практики, жесткого подхода к природе, сложившегося в советском государстве и выраженного известным лозунгом: "Мы не можем ждать милостей от природы. Взять их - наша задача".
К принципам и правилам обеспечения стабильного функционирования природных систем относятся закон генетического и видового разнообразия и правила сохранения средообразующих факторов. Закон разнообразия утверждает, что формы живой материи генетически разнообразны и стремятся к увеличению экологической разнородности, что создает уникальные возможности для адаптации к условиям среды и резко повышает стабильность природных систем при воздействии экстремальных факторов. Правило сохранения средообразующих факторов требует, чтобы указанные факторы сохранялись при любых преобразованиях и воздействиях и обеспечивали стабильное развитие природных систем. Ведущая роль в стабилизации условий жизни принадлежит биогенной миграции атомов, ибо она обеспечивает постоянство газового состава атмосферы и, прежде всего, необходимых концентраций СО2 и О2. Благодаря ей и еще неизвестным нам стабилизирующим механизмам даже удвоенное поглощение Од при сжигании топлива не снизило концентрации кислорода в атмосфере. Более чувствителен к антропогенному влиянию гидрологический режим регионов с высокой плотностью населения. Сведение лесов, осушение верховых болот экологически не обоснованное гидростроительство резко уменьши-ло речной сток, привело к обмелению судоходных рек, изменению фито- и биоценозов.
Из теоретических концепций экологии, учитываемых при организации рационального природопользования, наибольшее значе-ние имеет предпочтительность "мягкого" управления природой сравнительно с жестким, при котором неизбежно появление цепных реакций, приводящих к деградации природных систем. Многочисленные примеры таких ошибок дает практика гидротехнического строительства, осушения верховых полот, питающих многие реки центральной России, и т.д.
Наиболее концентрированным и понятным изложением рассмотренных выше экологических основ рационального природопользования являются 4закона американского эколога Б. Коммонера: 1) все связано со всем; 2)за все надо платить: 3)ничто не проходит бесследно: 4)природа знает лучше.