Антропогенные факторы возникновения неустойчивости в биосфере

– биотические – деградация растительного  покрова, сведение лесов, дигрессия пастбищ, обеднение генофонда, снижение биоразнообразия, биогенная аккумуляция вредных веществ;

– комплексные (ландшафтные) – нарушение генетической целостности и естественной структуры ландшафтов, уникальности и эстетической привлекательности памятников природы, потеря продуктивных земель, опустынивание и т. п. [11].

2 Негативные последствия антропогенной деятельности

 

2.1 Снижение биоразнообразия 

 

Под биологическим разнообразием  понимается все разнообразие живых  существ, обитающих в пределах биосферы. Как говорилось ранее, биологическое разнообразие – основа стабильного существования и функционирования биосферы, сохраняя все современные виды организмов, человек обеспечивает условия, пригодные для жизни на Земле человеческого общества. [8].

Видные российские ученые-экологи  А. В. Яблоков и С. А.  Остроумов  подчеркивают, что в последнее  столетие темпы спонтанного возникновения  видов в десятки (если не в сотни) раз ниже, чем темпы вымирания  видов. Таким образом происходит упрощение как отдельных экосистем, так и биосферы в целом [10].

В настоящее время биосфера ежегодно теряет 10—15 тысяч биологических  видов, в основном  простейших организмов. Согласно “Глобальной  оценке  биологического  разнообразия” (Global Biodiversity Assessment, UNEP, 1995), перед угрозой уничтожения стоят более чем 30000 видов животных и растений. Скорость исчезновения видов млекопитающих в этом столетии в 40 раз превышала максимальные скорости, зафиксированные в геологическом прошлом. Только за последние 38 лет (с 1970 года) глобальное биологическое разнообразие на планете сократилось примерно на четверть [1].

Положение морских видов на сегодняшний  день просто катастрофическое. Статистическое сравнение видов, представленных в  морском разделе индекса Living Planet Index, показывает 28%-ное сокращение морских обитателей всего за 10 лет — с 1995 по 2005 годы. А ведь морское разнообразие является основой здоровья всей планеты и именно оно оказывает непосредственное влияние на всех остальных обитателей Земли, в том числе и людей [5].

Главные причины утраты биологического разнообразия, сокращения численности  и вымирания животных следующие:

— нарушение среды обитания;

— чрезмерное добывание, промысел в  запрещенных зонах;

— интродукция (акклиматизация) чуждых видов;

— прямое уничтожение с целью защиты продукции;

— увеличение миграции людей, рост международной  торговли и туризма;

— случайное (непреднамеренное) уничтожение;

— загрязнение среды.

Сокращение биоразнообразия означает, что в будущем миллионы людей  гарантировано столкнутся с нехваткой продовольствия, кроме того из-за нарушения равновесия может начаться преобладание того или иного вида, например крыс, или насекомых, переносящих заболевания [10].

 

 

2.2 Деградация лесов

 

Так как воздействие  растительности на состояние биосферы чрезвычайно важно, то понятно, что влияние лесов, составляющих около 85% фитомассы мира, не может не быть определяющим [6].

Массовое сведение лесов - одна из наиболее важных глобальных экологических  проблем современности. Лесные сообщества играют важнейшую роль в нормальном функционировании природных экосистем [2].

Леса называют легкими  планеты. Но это не отражает в полной мере их роли в биосфере. Полноценные  лесные ландшафты - это самые высокоразвитые и сложноорганизованные составляющие биосферы [7].

Леса являются основным поставщиком  чистого воздуха на Земле, играют  важнейшую роль в формировании как глобального  цикла воды, так и глобальных биогеохимических циклов таких элементов как углерод и кислород [6].

Леса мира регулируют важные особенности климата и водного режима мира. Они поглощают атмосферные загрязнения антропогенного происхождения, защищают почву от эрозии, регулируют нормальный сток поверхностных вод, препятствуют снижению уровня грунтовых вод и заиливанию рек, каналов и водохранилищ. Экваториальные леса являются особенно важным  резервуаром биологического  разнообразия,  сохраняя 50% видов животных и растений мира на 6% площади суши. Эти леса — самые крупные хранилища генофонда биосферы [11].

Несмотря на то что катастрофические последствия сведения лесов уже давно широко известны, уничтожение их продолжается. Со времени возникновения технической цивилизации на Земле сведено около 1/3 площади лесов. В настоящее время общая площадь лесов на планете составляет около 42 млн. км², но она ежегодно уменьшается на 2% [5].

Нерациональные вырубки привели  к тому, что во многих местах, некогда  сплошь покрытых лесами, к настоящему времени они сохранились лишь на 10-30% территории [7].

Особенно интенсивно уничтожаются влажные тропические леса в Азии, Африке, Америке и некоторых других регионах мира. Так, в Африке леса занимали раньше около 60% ее территории, а сейчас - всего около 17%. Площадь тропических лесов Южной Америки сократилась на 60% [2].

В ближайшие годы эти леса мoryr быть вырублены полностью на Филиппинах, в Малайзии, странах западной Африки; ненамного лучше обстоит дело в ряде стран Центральной Америки и Индонезии. Одновременно с нарастанием интенсивности рубок возрастает число пожаров из-за  небрежного обращения с  огнем.  Это усиливает эффект сведения лесов [14].

Главной  причиной  уничтожения  лесов  является  потребность  увеличить, вследствие роста численности  населения, площади пашни и пастбища. В настоящее время площадь девственных влажнотропических лесов катастрофически убывает, что связано с переводом части земель под ними в сельскохозяйственное использование (создание постоянно обрабатываемых угодий, пастбищ, подсечное земледелие), а также для строительства дорог и поселков. Кроме того, сведение лесов идет в связи с необходимостью удовлетворять растущие потребности местного населения в топливной древесине. Очень большую роль играют также промышленные рубки леса на экспорт. 

При этом не всегда сведение лесов  сулит экономическую выгоду. Так, например,  сбор плодов, ягод, лекарственных растений, каучука и пр. приносит не меньший, а часто и больший доход, чем вырубка леса, а при этом и лес сохраняется [6].

Следует отметить, что девственные влажнотропические леса и их громадный генофонд - это невозобновляемые природные ресурсы. После сведения на их месте возникают вторичные леса или даже травянисто-кустарниковые ассоциации, особенно если сведение леса было  неоднократным [7].

Замещение вырубленных лесов, если оно происходит, осуществляется посадками ценных в техническом отношении древесных пород. Таким путем эволюционно-сложившаяся устойчивая экосистема сменяется на одновидовые насаждения  с соответственно упрощенной структурой. Это определяет их малую устойчивость к неблагоприятным влияниям, повышенную вероятность вспышек вредителей и т. п.

Так происходит при современном промышленном использовании лесов. А между тем местное население, по многим линиям связанное с лесами, веками вырабатывало более рациональное к ним отношение. Так, индейцы бассейна Амазонки владеют эффективными приемами лесопользования. Хорошо зная местные почвы, они не только поддерживают эффективное земледелие, но и проводят лесопосадки, разумно подбирая подходящие породы. Таким путем они создают очаги леса в саванне, в известной мере компенсируя вырубку лесных массивов [5].

 

 

2.3 Загрязнение атмосферы

 

Различного рода загрязнения атмосферы, почвы и гидросферы определяются выбросом промышленных, бытовых и  сельскохозяйственных отходов, содержащих вещества, не имеющие природных разрушителей и обладающие токсическим действием на живые организмы. В самом общем виде можно сказать, что такие формы влияния на биосферу целиком определяются несовершенством технологических процессов и не знанием закономерностей круговорота веществ в природе [4].

К основным видам антропогенной деятельности, оказывающим негативное влияние на атмосферу относят металлургическую, угольную промышленность, теплоэлектростанции, строительство, транспорт, сельское хозяйство. Особенно сильное влияние оказывают металлургическая и, угольная промышленность, теплоэлектростанции (см. табл. 1).

 

Таблица 1 – Основные виды антропогенной  деятельности, загрязняющие атмосферу

Наименование промышленности	Валовый выброс, тыс.т.	% от общих выбросов
Металлургическая	528,5	33,3
Угольная	507,6	31,9
Теплоэлектростанции	489,7	30,8
Строительство	4,2	0,3
Транспорт	9,5	0,6
Сельское хозяйство	0,5	0,03
Др. виды деятельности	48,7	3,07
Всего	1588,7	100

 

Промышленное влияние на атмосферу  включает изменение ее исходного  естественного газового состава  — уменьшение содержания кислорода и существенное увеличение двуокиси углерода. По некоторым подсчетам,  в развитых капиталистических странах суммарное количество потребляемого кислорода,  включая его промышленное использование, более чем в 1,5 раза превышает его продукцию растениями на территории этих стран. Острота этой проблемы смягчается глобальностью процессов обмена газов в атмосфере в целом [8].

Более опасным представляется процесс  постепенного накопления СО в атмосфере, в большом количестве высвобождаемого в различных промышленных процессах. На фоне уменьшения лесных площадей прогрессивное развитие промышленности и транспорта сдвигает баланс СО в атмосфере в сторону его увеличения.  По некоторым расчетам к концу текущего — началу следующего столетия концентрация СО в атмосфере возрастет от 0,03 до 0,038 - 0,041 %.  Уже сейчас локально концентрация СО может увеличиваться до больших величин: например, зимой в воздухе над Парижем эта величина составляет до 0,071%!  Прогнозируемый результат процесса возрастания содержания СО в атмосфере — так называемый «парниковый эффект». Подсчитано, что удвоение современного содержания СО вызовет повышение средней температуры на поверхности Земли на 4°С. Это существенно скажется на изменениях климата, уровня Мирового океана, характера живого населения планеты и т. д. [10].

Наряду с изменением естественного  соотношения газов в составе  атмосферы, в последнее время наблюдается прогрессирующее загрязнение се пылью и газообразными веществами промышленных выбросов. В частности, весьма опасными оказываются кислотные выбросы, а также иные токсичные газы. Подсчитано, что тепловая электростанция средней мощности только за час выбрасывает а атмосферу около 5 тонн сернистого ангидрида и 16-17 тонн золы.  Вокруг химических и металлургических комбинатов от вредных выбросов погибают леса, болеют люди и животные. Остро стоит проблема загрязнения воздуха оксидом углерода СО, выделяемым при работе двигателей внутреннего сгорания. Особенно опасно накопление этого газа в городах с их интенсивным автомобильным движением. Так, в США 60% загрязнителей воздуха — это выхлопные газы автомобилей. Помимо СО в выхлопных газах содержатся такие токсичные компоненты, как оксиды азота, углеводороды, сернистый газ, свинец и др. Пылевые загрязнения атмосферы помимо прямого патологического воздействия на дыхательные органы человека и животных снижают проницаемость атмосферы для солнечного излучения, а также участвуют в возникновении «парникового эффекта». Предположительно, сегодня в атмосфере находится около 20 млн. т взвешенных частиц [4].

Многие загрязнители обладают высокой  токсичностью и вызывают различные нарушения в живых организмах, в частности человека, приводящие к различным заболеваниям, снижению иммунитета. Особую тревогу вызывает и тот факт, что многие загрязнители, как, например, соли тяжелых металлов, пестициды, детергенты и другие, обладают мутагенной и канцерогенной активностью, вызывая наследственные патологии и раковые заболевания [5].

 

 

2.4 Загрязнение почв

 

Важнейшее значение почв состоит в  аккумулировании органического  вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности [1].

Промышленная деятельность человека приводит и к загрязнению почв. Основные компоненты такого загрязнения — промышленные и бытовые отбросы, отходы строительства, зола тепловых электростанций, выбросы пустой породы в местах разработки полезных ископаемых и  т.  п.  Эти  загрязнения  не  только  скрывают  под  собой плодородный слой почвы, но и содержат ряд химических элементов, которые в больших количествах токсичны для растений и микроорганизмов: сера, молибден, медь, кадмий, цинк, мышьяк, алюминий, фтор и многие другие [12].

При геолого-разведочных работах  составные части промывочных  жидкостей, используемых при бурении (каустическая сода, хлорид натрия), а  также дизельное топливо, битум засоряют почвы и ведут к их засолению. В большинстве случаев это приводит к локальной гибели растительности [8].

Загрязнение почвы происходит и  в результате сельскохозяйственной деятельности.  Просачивание жидкого  навоза из хранилищ на свинофермах загрязняет почвы и грунтовые воды. Тоже происходит при неправильном хранении минеральных удобрений, гербицидов, ядохимикатов, предназначенных для борьбы с вредителями, и т. п. Особая форма биологического засорения почв связана с внесением в нее с фекалиями домашних животных яиц гельминтов и патогенных микроорганизмов. Это особенно характерно для пастбищ и приусадебных участков [4].

Почвенное загрязнение снижает  площади земель, пригодных для  сельскохозяйственного, рекреационного и других рациональных форм использования.  Кроме того, попадая из почвы в грунтовые воды, загрязнители проникают в водную среду [12].

Большую экологическую опасность  представляет широкое применение ядохимикатов в сельском хозяйстве, при озеленительных работах в городах· и т. д. Рассчитанные на борьбу с вредными насекомыми и сорняками, пестициды ядовиты и для многих других живых организмов, а также для человека. Поэтому при использовании пестицидов в широких масштабах нарушается общая структура биоценоза и свойственные ему регуляторные механизмы. В ряде случаев зафиксировано парадоксальное явление — применение ядохимикатов приводило к повышению численности вредителей за счет уничтожения их естественных врагов и паразитов. Передаваясь по пищевой цепи, токсиканты способствуют гибели хищных зверей и птиц, а также накапливаются в пищевых продуктах, потребляемых человеком. Поиски выхода их этой острой проблемы видятся в двух направлениях: создание инсектицидов и гербицидов узконаправленного действия и разработка биологических (биоценотических) методов ограничения численности вредных в данных условиях видов [5].