1 курс / 1 семестр / Основы экологии / Рындевич. Основы экологии

манная деятельность человека, в первую очередь хозяйственная деятельность. Это объясняется характером взаимоотношений общества и природы на современном этапе жизни нашего общества.

6.2.2 Взаимодействие человека и природы

Человек со времени своего появления являлся одним из со-
ставляющих биосферы, как и любой другой биологический вид.
Его взаимоотношения концептуально не выделялись по сравне-
									У
нию с другими организмами, населяющими Землю. Человек уча-
ствовал в биологическом круговороте веществ на у овне отдель-
								Г
ных экосистем и биосферы в целом. Он не вступ л в п отиворе-
							р
чие с природой, так как жил по общим для всех живых организ-
мов биосферным законам.						а
С появлением человеческого общества возник новый тип обме-
на с окружающей средой — социальный, или антропогенный, об-
мен, отличающийся от биологического.						Б
Социальный (антропогенный) обмен — это сложный процесс обес-
					й
печенияжизниобществазасчетвеществ энерг и, взятыхизприроды.
Этот процесс включает в себя					следующие этапы:
– вводприродныхресурс вв бщественно-производственнуюсферу;
– переработку ресурс в с испрльзованием энергии и необходи-
мых веществ;				о
– выведение в окружающую среду отработанных веществ (от-
			т
ходы производства), отслуживших свой срок изделий и т. д.
На ранних этапах развития общества (первобытный строй)
этот процесс		и
		не наносил вреда окружающей среде. Это связано с
		з
тем, что тх ды жизнедеятельности человеческого общества пол-
ностью в влекались в круговорот. Но положение начало карди-
	о
нально изменяться с развитием общества. Стремясь избежать от
зависимостипот природных процессов, законов, человек противо-
поставил с бя природе, тем самым нарушил гармонию взаимоот-
е
Р

ношений с окружающей средой, не представляя последствий. Особо остро противоречия в системе «общество — природа» стали ощущаться с появлением техники и техносферы, что определило особенности социального обмена.

Социальный обмен носит линейный незамкнутый характер, в отличие от биологического круговорота, в котором многократно

201

используются все вовлеченные в него вещества. В случае линейного характера процесса повторное использование изъятых из природы веществ не предусмотрено человеком. Этим объясняется возрастающее количество промышленных и бытовых отходов на планете. Многие из антропогенных отходов природные экосистемы не в состоянии переработать, так как в их составе отсутствуют виды

организмов, способные использовать такие вещества										в процессе
своей жизнедеятельности. Кроме того, целый										Г
								ряд этих отходов
(цианиды, соединения тяжелых металлов и др.) попросту токсичен
									процесс
для всего живого. Попадание их в окружающую среду приводитУк
гибели отдельных видов и целых экосистем.							а
Коэффициент полезного действия социального обмена очень
						Б				кругово-
низок и составляет всего 2—10%, в то время							к к
рота веществ в экосистемах и биосфере в целом сост вляет практи-
чески 100%. Исходя из этих показателей понятно, почему хозяйст-
						й
венная деятельность человеческого общества сопровождается вы-
бросом в окружающую среду огромного количества отходов. Это
уже вызвало глобальное загрязнен е всех сред жизни в биосфере.
					р
				о				.
			6.2.3 П и одопользованиеи
		Рациональн е п и одопользование
				т
		и
Природопользование — уд влетворение различных потребностей
обществапутем спользованияразныхвидовприродныхресурсов.
		з
Рациональное пр родопользование предполагает такое вовлечение
богатств			в сферуобщественно-производственной деятельности,
	природы
котор е		беспечитпотребностинастоящихибудущихпоколенийлюдей.
Приреализациимероприятийпорациональномуприродопользованию
и вых ду из кризисных или опасных экологических ситуаций должен
е
осущ ствляться экологический мониторинг за состоянием окружающей
Р

ср дып, экологическаяэкспертизаиэкологическоепрогнозирование. Экологический мониторинг — система наблюдений и контроля за

состоянием окружающей среды с целью разработки мероприятий по ее охране, рациональному природопользованию и предупреждению критических экологических ситуации, вредных или опасных для здоровья человекаиэкосистем.

Различают мониторинг международный, региональный, биосферный, биологический, санитарно-токсилогический и т. д.

202

Мониторинг может осуществлятьсяна уровнепопуляции, вида и других категорий биологических макросистем. Он позволяет оценить экологическоесостояниеокружающейсредыиспрогнозироватьееизменения.

Экологическое прогнозирование — научное предсказание кон-

кретных перспектив сохранения нормальной экологической обстановки в пределах определенных территорий или планеты, а также возможных изменений макросистем в процессевоздействиячеловека.

	Г
В комплексе с мониторингом используется экологическая экс-
пертиза — система комплексной оценки проектов хозяйственного
строительства и исполнения природных ресурсов на предмет экологиУ-
ческой безопасности и системы рациональногоприродопользования.
а
Экологической экспертизе подлежат проекты годовых и пер-
Б

спективных планов строительства, реконструкции, использованияр территорий, отдельных хозяйственных объектов, схемы мероприя-

тий по охране природы и т. д. Экологическая экспертиза позволяет избежать нарушения экологического равновесия и обеспечить эко-

логическую безопасность.		и
Экологическая безопасность — состояние природных террито-
рий, при котором нет угрозы	нарушен		яйэкологических компонентов,
разрушенияэкосистем подвлиянием ант опогенного воздействия.
о
т
6.2.4 Природные ресурсы и их классификация
и
Природные ресурсы — любые природные объекты и явления,
з
используемые в хо яйственной или иной деятельности, служащие
о

средством существован я человеческого общества.

К прир дным ресурсам относятся вода, полезные ископаемые, воздух, с лнечный свет, животные, растения и т. п.

Существуют ряд классификаций природных ресурсов: по энерге-
е
тич ской мкости, по происхождению и т. д. Общепринятой счита-
Р
тся классификацияп	природных ресурсов по исчерпаемости (исто-

щимости), согласно которой все ресурсы делятся на две большие группы — исчерпаемые и неисчерпаемыересурсы (рис. 6.2.1).

К исчерпаемым ресурсам относятся природные объекты и явления, запасы которых ограничены и которые при высокой скорости потребления могут иссякнуть. Эта группа в свою очередь делится на двеподгруппы.

203

Природные ресурсы

Исчерпаемые

Неисчерпаемые

У

Невозобновимые

Возобновимые

Водные

Климатические

Космические

Г

р

а

Рисунок 6.2.1 — Классификация природных ресурсов

й

Невозобновимые ресурсы не восстанавливаются или возрож-

даются в сотни, тысячи раз медленнее, чемБрасходуются. К ним

относятся почти все богатства недр (полезные ископаемые):

нефть, природный газ, руды металлов, янтарь, каменный уголь и

р

т. д. Довольно остро стоит воп ос охраны этих ресурсов, что ста-

о

вит человечество перед дилеммойи: охранять эти ресурсы или все

же использовать? Без ресу с в данного рода наша цивилизация

т

существовать и развива ься не может, поэтому их охрана, в прин-

ципе, должна

своди

ься к обеспечению разумного потребления и

экономии.

з

Возобнов мые ресурсы обладают способностью постоянно вос-

очень

станавливаться по мере использования человеком. К этой катего-

рии отн сятся: плодородие почв, торф, биоресурсы (животный и

п

растительный мир, мир грибов и микроорганизмов). В настоящее

время

быстрыми темпами возрастает их использование, что

не мож т не создавать потенциальную и реальную угрозу для ряда

Р

видов таких ресурсов. Обязательным условием использования данных ресурсов является следующее положение: скорость изъятия возобновимых ресурсов не должна превышать скорость их восстановления. Последняя различна у разных ресурсов. Так популяции мелких животных или ряда травянистых растений могут восстановить свою численность (если она не достигла критического предела) в течение нескольких лет. Для крупных организмов (крупные

204

рептилии, птицы, звери) этот показатель исчисляется десятками лет. Скорость восстановления численности организмов зависит и от состояния окружающей среды, от скорости размножения организма и других параметров. По сравнению с отдельными видами сообщества организмов восстанавливаются значительно медленнее. Это связано с необходимостью установления в сообществе прочных взаимосвязей между разными видами организмов. Так,

			Г
экосистема мелколиственного леса (березняк, осинник, ольшаник)
может самостоятельно восстановиться в течение 20—30 лет, ель-
ника — 80—120 лет. Дубраве же на восстановление потребуетсяУне
менее 400 лет. Плодородие почв возобновляется еще медленнее, в
	а
некоторых случаях требуется до тысячи лет, чтобы восст новить
данный ресурс.	Б	р

Неисчерпаемые ресурсы на Земле имеют неогр ниченные запасы. Данная группа включает три подгруппы:

– водные ресурсы — воды Мирового океана;
– климатическиересурсы— атмосферный воздух, энергияветра;
			и
– космические ресурсы — солнечная радиация, энергия морских
отливов и приливов.			й
Несмотря на название вышеобозначенной группы ресурсов,
	о
неисчерпаемых ресурс в на Земле практически не существует
из-за непродуманной х зяйственнойрдеятельности человека. Так,
запасы воды на плане е		с аются неизменными, но загрязнение
и		ональное ее использование привело к
воды, чрезмерное, нерац
тому, что во мног х трег онах Земли загрязненную воду не воз-

можно исполь овать как ресурс. Дефицит чистой пресной воды
о
во втор й п л вине прошлого века привел к тому, что многие
ученые рассматриваютз	ее как исчерпаемый ресурс. Загрязнение

атмосферы с с бствует уменьшению количества солнечной ра-

диации, на ример в крупных промышленных центрах — до 50%.
Сильнаяпзагазованность воздуха не позволяет использовать его в
кач	р сурса. Вмешательство человека в геологический кру-
говоротстве, в климатические процессы влияет даже на скорость и

Рнаправление ветра, тем самым ограничивая возможности использования климатических ресурсов.

205

6.2.5 Рациональное использование и охрана водных, атмосферных,

земельных ресурсов и полезных ископаемых

Мировое сообщество, озабоченное экологическим кризисом, возникшим по причине непродуманной хозяйственной деятель-

ности человека, предпринимает шаги по стабилизации и улуч-
				Г
шению экологической обстановки на планете. Вырабатывая
стратегию развития цивилизации на перспективу, основной упор
делается на рачительное использование ресурсов и охрануУпри-
роды (см. п. 6.3.3 Международное сотрудничество в области
экологии и охраны природы).			а
			Б
В Беларуси также разработан целый ряд комплексныхрэкологи-
ческих программ, программ по решению отдельных проблем в об-
ласти охраны окружающей среды. Наиболее значимыми являются
		й
«Национальная стратегия и план де ствия по сохранению и устой-
чивому развитию биологического разнообразия», «План действий
	и
по гигиене окружающей среды», «Программа обращения с комму-
Программа		по улучшению снабжения насе-
нальными отходами», «
ления питьевой водой», «П ог амма охраны земель», «Программа

ресурсосбережения». Для научного обеспечения проведения при-
родоохранных мероприятий на предприятиях внедрены научные
программы «Природ п льз вание и охрана окружающей среды»,
«Ресурсосбережен	е»,	Лесное«	хозяйство», «Экологическая безо-
пасность» и др.	т
Эти кументы направлены на обеспечение разумного, научно
и
обосн ванн го использования разных видов ресурсов, без чего не-
возможно дальнейшеез		существование человека. Любой из ресур-

совп, несмдотря на то к какой категории он относится, имеет большое езнач ние не только для биосферы в целом. Запасы ресурсов пока значит льны, но это только кажется на первый взгляд. Все ресурсы

Рнуждаются в охране — и исчерпаемые, и неисчерпаемые.

Вода — это основа всей жизни на Земле. В жизни биосферы она имеет огромное значение. Это самое распространенное вещество на планете. Объем воды на Земле приблизительно равен 1 500 млн км³, что составляет 1 / 800 часть объема земного шара. Общая масса воды оценивается колоссальной цифрой — более 15 · 1011 т. Основное количество воды, более 98%, сосредоточено в морях и океанах,

206

1,24% представлено льдами полярных областей и гор, в пресных водах количество воды не превышает 0,45%.

Вприродеводанаходитсявжидком, твердомигазообразномсостоянии. Водяной пар, находящийся в атмосфере, пропускает большую часть солнечных лучей и задерживает тепловое излучение Земли в мировое пространство, регулирует тепловой баланс планеты. Накопление тепла в гидросфере летом и отдача его зимой смягчает

климат Земли.		Г
Вода разрушает горные породы, растворяет неорганические со-
единения и переносит их на большие расстояния. Она являетсяУхо-
рошим растворителем, играет одну из основных ролей в геологиче-
ском и биологическом круговоротах в биосфере.	а
Б
Это единственный источник кислорода, поступ ющегорв тмосфе-
рупри фотосинтезе. Вода входит в состав всех клеток и тк ней живых

организмов. Большинство биохимических и биофизических процес-

кать только при наличии водной среды.йУ многих живых организмов вся жизнь илиотдельныееестадии протекают в данной среде.

сов, связанных с обменом веществ в живых организмах, могут проте-

Вода играет огромную роль в ж человека. Если без пищи

человек может существовать 30—50 суток, то без воды смерть на-
					зни
ступает через пять дней или п и поте е 10—20% воды организма.
У взрослого человека в да с ставляетрбольше половины массы те-
ла. Суточная потребнос ь рганизма взрослого человека в жидко-
				о
сти составляет около 2,5 л. Часть потребляемой нами воды содер-
жится в пище, частьтобразуется непосредственно в организме в
процессе				распаде белков, жиров и углеводов (эндоген-
			при
ная вода). Так, при окислении 100 г жиров образуется 107 мл воды,
100 г углев д			зв — 55 мл.
	Вода — дин из важнейших факторов, определяющих разме-
		обмена
щ ние ос лений человека на планете. Это важнейшее средство
производствап, использующееся во всех отраслях промышленности
и	льского хозяйства, а также в бытовых целях.
се
	В условиях бурного развития промышленности, интенсификации

Рсельского хозяйства, расширения площади орошаемых земель, а также улучшения культурно-бытовых условий жизни людей значительно растут водопотребление и другие формы использования водных ресурсов. Так, на производство 1 т хлопчатобумажной ткани фабрики расходуют около 250 м3 воды, на производство 1 т синтетического волокна —

207

2500—5000 м3. Много воды требуется химической промышленности. На производство 1 т аммиака затрачиваетсяоколо1000 м3 воды, 1 тсинтетическогокаучука— 2000 м3. Весьма водоемка цветная металлургия: для выплавки1 тникелянеобходимо4 000 м3 воды [12].

Огромное количество воды потребляют современные крупные теплоэлектростанции. Так, станция мощность в 300 тысяч кВт рас-

ходует до 120 м3 / с воды, или более 300 млн м3 в год.					Г
Морские и пресные воды являются местом добычи рыбы, мол-
люсков, ракообразных и других морепродуктов.
Вода используется человеком для передвижения и транспортиУ-
ровки грузов.				а
Наша страна богата водными ресурсами. На те ито ии Бела-
			Б
руси имеется около 20 800 рек и ручьев, 10 000 озерр, 144 водохра-
нилища. Основными водными артериями выступ ют реки. К кате-
гории больших рек (длина более 500			км) относятся Березина,
		озерной
Днепр, Западная Двина, Неман, Припять и Сож. В республике
42 средние реки (длина от 101 до 500 км) и 1391 малая река (менее
2		и		воды (около 7 км3).
101 км). Велики запасы в Беларуси
Крупнейшими озерами являются Нарочь (площадь 79,6 км2), Освея
(52,8 км2), Червоное (43,6 км2), Лукомльское (36,7 км2					), Древяты
	о
(36,1 км ). Подземные в дные запасы оцениваются значительной

	3
цифрой — около 2 млн мрв сутки. В Беларуси известно более
200 месторождений пресных п дземных вод. Этого количества бо-
	и
лее чем достаточно для обеспечения нужд нашего населения без
ущерба для пр родыт. Однако и у нас в странеостро стоит проблема
качества потребляемой воды из-за антропогенного загрязнения.
о
Для б рьбы с опасными веществами-загрязнителями все чаще
используютсязживые организмы. Общеизвестно эффективное при-
менение руд в биологической очистки воды от органических за-
е
грязнит лей, где используются микроорганизмы и ракообразные.
Дляпборьбы с нефтяным загрязнением российские ученые исполь-
зуют бурую водоросль фукус (Fucus). На поверхности этой водо-
росли обитают бактерии, способные разрушать нефть. Водоросль
наращивает свою биомассу, используя продукты разрушения неф-
Рти, и даже успешно размножается. Фукусы, покрывающие гектар

водной поверхности, могут достаточно быстро утилизировать тонну нефти. Такая технология очистки воды была успешно применена в 2008 г. в акватории Мурманска.

208

Без чистой воды немыслима жизнь на Земле, поэтому защита водных ресурсов от загрязнения и истощения является одной из важнейших задач для обеспечения устойчивого развития нашей цивилизации. Водопотребление и охрана вод в настоящее время приобрели характер серьезной глобальной экологической, социальной и экономической проблемы. В связи с этим важно реализо-

вать меры, направленные на решение данной проблемы.					Г
Меры по рациональному использованию и охране вод:
1. Использование очистных сооружений (нефтеловушек, от-
стойников, обменных, кварцевых фильтров, синтетических смолУ,
систем биологической очистки воды) на промышленных, сельско-
хозяйственных и коммунальных предприятиях.		Очистка
				з г язнен-
ной воды.	Б		р

2. Запрещениенесанкционированногосбросаотходоввводнуюсреду.

3. Предотвращениетепловогои биологическогозагрязнения вод.

4. Запрещение ведения хозяйственной деятельности в поймах

рек, ручьев, водоохранных зонах						водных объектов.
лива, дождевых установ к.					других
5.	Использованиезамкнутых ц клов воды в хозяйственных целях.
6.	Нормирование использован я					преснойводы в хозяйствен-
ных целях, в частности при					ве,	спользование капельного по-
			пол
7.		учет
	Проведениенаучно-			б снрванной мелиорации (обязательнаяоб-
садкамелиоративныхканал вдревесно-кустарниковой растительностью,
регулировкастокаводы,				глубинызалеганиягрунтовыхводит. д.).
8.	Монитор нг эколог			ческого состояния водных экосистем.
		о
Не менее важнымиресурсом выступает и атмосферный воздух,
	п
который представляетзсобой механическую смесь различных газов.
Атмосфера имеет массуоколо5,51 · 1015 т. Масса 1 м3 сухоговозду-
е

ха, сли го взвесить на уровнеморя при температуре0°С, равна 1,3 кг. Вв рху давление воздуха и его масса уменьшаются. Так, на высоте Р20 кммасса1 м3 воздуха составляет всего43 г, анавысоте40 км— 4 г. Атмосфера на разных высотах имеет разный химический состав, неодинаковы и физические свойства различных высотных слоев атмосферы. Исходя из химического состава, температурных показателей, как говорилось выше, атмосферу делят на несколько слоев или сфер: тропосферу, стратосферу, мезосферу, ионосферу

(термосферу) и экзосферу.

209

Непосредственно к земной поверхности примыкает тропосфера. Она простирается до 10 км высоты над полюсами и до 18 км над экватором. Вэтом слоеидет непрерывноеинтенсивноеперемешивание воздуха как по горизонтали, так и по вертикали, что приводит к понижению его температуры с высотой примерно до 6—6,5°С на 1 км. В тропосфере сконцентрировано более 75% всей массы атмосферного воздуха, основное количество водяного пара и мельчайших час-

разная «кухня погоды». Верхней границей тропосферы являетсяУ тропопауза — область, в которой температура перестаетрпонижаться. В среднем она располагается на высоте около11 км.

тиц примесей, способствующих образованию облаков. ЭтоГсвоеоб-

Выше тропопаузы, примерно до 50 км в высотуа, п остирается стратосфера. Эта сфера характеризуется несколькимиБ признаками: слабыми воздушными потоками, малым количеством облаков и

постоянством температуры (минус 56°С) до высоты примерно 25 км. Выше температура начинает повышаться (в среднем на

0,6°С на каждые 100 м) и на уровнейпереходного слоя — стратопаузы (46—55 км) — достигаетхности0°С.

На высоте 55—80 км располагается мезосфера, в которой температура при удалении от пове Земли понижается в сред-

р нем на 2—3 градуса наогромную1 км. На высоте 80 км в переходном слое (мезопаузе) температуратм жет достигать минус 90°С. Термосфера

располагается на выс е 80—1 000 км, а экзосфера — 1—2 тысяч км. Атмосфера играет роль в жизни планеты, так как регулирует тепловойзреж м Земли, способствует перераспределению тепла по емному шару. Она предохраняет его от чрезмерного остыванияои нагревания. Благодаря этому на Земле не бывает резких перехпд в т м роза к жаре и обратно. Если бы Земля не была окружена в здушн й оболочкой, то в течение только одних суток ам- еплитуда колебаний температуры поверхности нашей планеты достигала бы 200°С. Днем стояла бы сильнейшая жара (более 100°С), а Рночью — мороз (около 100°С). Еще большая разница была бы между зимними и летними температурами. Благодаря воздушной

оболочке средняя температура Земли составляет около 15°С. Атмосфера определяет и световой режим Земли, регулируя посту-

пление солнечного света. Достигшая поверхности Земли энергия Солнца частично поглощается почвой и водой, частично отражается в атмосферу. Воздух разделяет солнечные лучи на миллионы мелких

210