Ресурсы биосферы

      Из 130 млн га пашни России большая часть расположена в районах рискованного земледелия. Поэтому потенциальная продуктивность пашни у нас мала и компенсируется большой посевной площадью: на каждого жителя страны приходится почти 0,9 га пашни (в 3,5 раза больше среднемирового показателя). Однако и имеющийся продукционный потенциал пашни используется с низкой эффективностью. Она в 3-5 раз ниже, чем во многих странах.

      На  юге России - в Волгоградской, Ростовской областях, Краснодарском крае, Ставрополье из-за эрозии, подтопления и засоления продолжается потеря чернозема - одного из главных богатств страны. Третья часть черноземов мира находится в России и дает более 80% сельскохозяйственной продукции. Черноземы отличаются высоким плодородием, мощностью гумусного горизонта и сбалансированностью минеральных элементов питания растений. Они являются как бы эталоном оптимального содержания химических элементов в почве и запасают огромное количество энергии. Однако почти полная распашка степей на юге, перевыпас скота участили пыльные бури, выметающие почву на сотнях тысяч гектаров пашни. Большой ущерб нанесен также неправильным орошением. За 50 лет Россия потеряла более 1/3 своего чернозема.

      Быстро  растет изъятие земель под неаграрные объекты. При этом неизбежно изымаются и плодородные земли, так как именно на таких территориях формируется наибольшая хозяйственная активность. Растущие города поглощают не только пахарей, но и пашню. Значительные потери плодородных пойменных земель связаны с гидростроительством. Площадь затопленных земель в результате создания водохранилищ на равнинных реках Европейской части России достигла 3,5 млн га. Некоторые гидроузлы в бассейнах Волги, Дона и Кубани (при правильном подсчете баланса между выгодой и ущербом с учетом ценности затопленных земель и других факторов) нанесли стране огромные убытки.

      Водные  ресурсы. Водные ресурсы биосферы охарактеризованы в гл. 4. Техносфера конкурирует с экосферой за наиболее доступные резервуары пресной воды. Тем более, что водоемкость всего человеческого хозяйства в XX столетии увеличилась в 12 раз и достигла огромной величины: около 5 тыс. км³ в год. Это почти 14% годового стока всех рек мира. Правда, некоторую часть этого объема составляют подземные воды, не доступные для биоты. Вместе с ними общий водохозяйственный потенциал ресурсов пресной воды оценивается в 2,5-2,8 млн км³/год, а современные доступные эксплуатационные запасы - в 42 тыс. км³/год. Из них лишь 1/3 составляет устойчивую часть речного стока. Около 70% мирового водопотребления приходится на сельское хозяйство, 13% - на промышленность, 10% - на коммунально-бытовые нужды.

      Преобладающим источником водоснабжения в мире остаются реки. Однако гидроэнергетика  и возросшее водопотребление  нуждаются в емких резервуарах  воды, мало зависящих от сезонных перепадов  стока. Поэтому многие тысячи рек  в XX в. зарегулированы. Более 30 тысяч водохранилищ с общей площадью зеркала больше площади Черного и Азовского морей увеличили мгновенный объем воды в речных системах и средний период обращения воды в них в 6-7 раз.

      Общий объем организованных (технических) стоков водоотведения в поверхностные  водоемы и водотоки мира превышает 1300 км³/год. Для достаточного разбавления содержащихся в них техногенных примесей требуется в среднем в 10 раз больше свежей воды. Таким образом, потенциал суммарного антропогенного вмешательства в природный круговорот воды достигает 18 тыс. км³/год, что составляет уже половину речного стока мира. Кроме того, существует еще значительное косвенное вмешательство в глобальный круговорот воды, обусловленное уменьшением объема транспирации из-за вырубки лесов.

      Вода  некоторых рек в промышленных районах мира полностью (в ряде случаев  более, чем однократно) проходит через различные технические системы водопотребления. Благодаря применению в промышленности и энергетике водооборотных циклов суммарное использование воды в этих отраслях в целом в 2,8 раза превышает объем забора свежей воды. Разумеется, водообеспеченность хозяйства и населения в разных регионах мира очень различны.

      Водоемкость разных производств зависит от вида продукции, применяемых технических средств и технологических схем водоснабжения. Так, на производство 1 т разных видов готовой продукции расходуются в среднем такие объемы воды (в м³): угля - 0,6, нефти - 3, стали - 40, синтетических волокон - 300, бумаги - 900, резины - 2300. Большие объемы воды требуются для охлаждения энергоблоков: для работы ТЭС мощностью 1 ГВт 1,2-1,6 км³ воды в год, а для работы АЭС той же мощности - до 3 км³ в год. Если бы цена природной воды включалась в цену продукта, то от многих водоемких технологий человечеству пришлось бы отказаться по экономическим соображениям.

      В питьевом водоснабжении населения  в настоящее время все большее  значение начинают приобретать подземные  источники. На них основано водное хозяйство  более 25% городов мира, в том числе и многих крупных. Используются преимущественно пресные воды из зон активного водообмена и артезианских бассейнов с минерализацией менее 1 г/л, более чистые в санитарном отношении, но и более минерализованные, чем речные воды. Практически вся вода, поступающая в магистрали питьевого водоснабжения, нуждается в специальной водоподготовке. Проблема качества воды связана в основном с массированным техногенным загрязнением поверхностных и отчасти подземных природных вод.

      Современное техногенное вмешательство в  планетарный круговорот воды близко к критическому уровню, превышение которого может существенно повлиять на процессы в биосфере, на географическое распределение осадков и качество воды природных источников.

      Водные  ресурсы России. Объем поверхностных пресных вод страны равен 28 тыс. км³ (из них 82% содержится в Байкале), или 22% объема пресных вод мира. Из 15 крупнейших рек мира четыре текут по территории нашей страны. Водохозяйственный фонд РФ насчитывает около 2300 водохранилищ с общим объемом 820 км³ и общей площадью зеркала около 70 тыс. км² Суммарный годовой сток всех рек РФ равен 4270 км³ (11,5% мирового стока). Его слагаемые и использование отражены на рис. 5.4. Водообеспеченность 1 км² территории РФ составляет в среднем немного более 250 тыс. м³. 

Рис. 5.4. Распределение водных ресурсов России. Слагаемые и использование годового стока рек 

      Географическое  распределение материкового стока  крайне неравномерно: более 90% его выносится в Северный Ледовитый и Тихий океаны, а на бассейны Каспийского и Азовского морей, где проживает 80% населения России и сосредоточена большая часть хозяйственного потенциала, приходится менее 9%. Поэтому, в частности, Волжский бассейн испытывает большую техногенную нагрузку: 18-процентный водозабор уменьшает естественный годовой сток Волги на 10 - 12%. А водозабор из таких рек, как Дон, Кубань, Терек, Урал, Исеть, Миасс, превышает 50% стока. В целом в Российской Федерации в 1997 г. использовано 70,2 км³ воды, в том числе из поверхностных источников - 54,5 км³, из подземных - 10,4 KM³.

      Россия  располагает большими запасами подземных  вод, их потенциальный ресурс оценивается  в 230 км³ в год, из которых 60% приходится на Европейскую часть РФ. Утвержденные эксплуатационные запасы подземной пресной воды составляют 22 км³/год.

      На  каждого жителя Российской Федерации  из всех водоисточников в год приходится в среднем по 250 л в сутки; в крупных городах - по 320. Средняя водообеспеченность населения у нас одна из самых высоких в мире. Однако по сравнению со многими другими странами пресная вода расходуется крайне неэкономно. В то же время в ряде районов на Юге России, в Поволжье и в Зауралье существуют трудности с обеспечением населения качественной питьевой водой.   

      Биоресурсы. Эксплуатация биоресурсов Земли не ограничивается сельским хозяйством. За его рамками оказывается масштабное изъятие человеком значительной части ресурсов, контролируемых биосферой: вырубка лесов, сбор их продукции, промысел рыбы, морепродуктов, зверей и птиц, нарушение и уничтожение природных биоценозов, уменьшение биологического разнообразия.

      На  заре земледелия и скотоводства лесами были покрыты не менее 62 млн км² поверхности суши. Согласно оценке Лесного Департамента ФАО ООН (1994 г.) общая площадь лесов мира составляет 40 млн км². Следовательно, за время существования человеческой цивилизации уничтожено 35% площади лесов, причем больше половины этой доли - за последние 150 лет. Сейчас в основном уменьшается площадь тропических лесов.

      В развитых странах умеренных широт (США, Западная Европа), где остались практически только вторичные леса, площадь их не уменьшается, но усиливается  деградация и поражение лесов  из-за техногенного загрязнения воздуха  и почвы. В целом в Западной Европе площадь пораженных лесов  составляет 38% залесенной площади.

      Суммарное потребление древесины в мире (по данным вывозки деловой древесины) в настоящее время составляет около 3 млрд м³ в год. Это соответствует изъятию приблизительно 7% годовой биопродукции всех лесов. Больше половины этого количества приходится на тропические леса Азии, Африки и Латинской Америки. По оценке ФАО, глобальное сокращение лесов в 18 раз опережает их восстановление. Сохранение этой тенденции представляет очень серьезную экологическую угрозу. Во-первых, сокращается биомасса и продукционный потенциал биосферы, а, следовательно, и глобальный ресурс фотосинтеза. В свою очередь это ведет к ослаблению газовой функции биосферы и ее способности строго регулировать ассимиляцию солнечной энергии и состав атмосферы.

      Во-вторых, уменьшается вклад транспирации в круговорот влаги на суше, что  ведет к изменению режима осадков  и может ускорить аридизацию больших пространств. В зоне тропических лесов влагооборот почти полностью зарегулирован растительностью, и ее уничтожение в условиях интенсивной солнечной радиации резко изменяет климатические условия. Вырубка лесов в горных районах и на водоразделах приводит к учащению наводнений, селей и засух на прилегающих территориях. Ослабление средорегулирующей функции лесов усиливает влияние случайных слагаемых климата, делает его менее устойчивым.

      В-третьих, наступают негативные биологические  последствия, так кик леса служат источником и экологическим резервуаром  большинства биоценозов Земли. Вместе с лесом исчезают биотопы многих видов, уменьшается биологическое  разнообразие. Влажные тропические  леса покрывают сейчас всего 7% поверхности суши, но на них приходится более 2/3 всех видов животных и растений, многие из которых еще не изучены и могут представлять собой чрезвычайно ценный биологический материал. Если вырубка лесов в Юго-восточной Азии, в бассейнах Амазонки и Конго будет продолжаться такими темпами, как сейчас, то в ближайшие десятилетия будет утрачена существенная часть генофонда планеты.

      За 10 тысячелетий земледельческой цивилизации человеком в значительной мере преобразованы практически все пространства нелесных равнинных экосистем - по разным оценкам, от 30 до 50 млн км² степей, лесостепей, саванн, прерий. Замена природных фитоценозов агроценозами привела к резкому изменению экосистемного облика больших территорий суши. Вместо устойчивых естественных сообществ десятков видов растений возникли искусственные монокультуры, не способные к самоподдержанию. Продукционный потенциал земли при этом уменьшился, а оставшиеся характерные для соответствующих природных зон дикие растения и животные стали «сорняками» и «вредителями». Человеку пришлось взять на себя многочисленные функции для поддержания агроценозов и изобрести различные средства для этого - от мотыги до должности министра сельского хозяйства. Агроценозы не только нанесли удар по биоразнообразию, но и ускорили неблагоприятную для земледелия эволюцию ряда видов, вредящих культурным растениям.

      По  сравнению с продукцией животноводства использование дикой наземной фауны  в настоящее время незначительно  и играет определенную хозяйственную  роль лишь для небольшой части  населения. Тем более, что человек очень сильно сократил размеры природных популяций многих зверей и птиц. Масштабы хозяйственно необходимой промысловой охоты сейчас уже уступают охоте спортивной, добыче охотничьих трофеев и спекуляции экзотическими животными - одной из форм изуверских развлечений и преступного бизнеса.

      Зато  большое хозяйственное значение сохраняется за водными биоресурсами. В настоящее время в мире вылавливается  ежегодно более 100 млн т рыбы и еще около 10 млн т других морепродуктов (китов, тюленей, ракообразных, моллюсков, водорослей). В сумме это составляет небольшую часть общей биопродукции океана, но очень существенную часть ежегодной продукции указанных групп организмов. По данным ФАО, в процессе вылова ущерб наносится более чем 70% мировых эксплуатационных запасов промысловых рыб.

      Одно  из наиболее серьезных проявлений давления техносферы на биосферу - обеднение природных экосистем, уменьшение биологического разнообразия. Выше уже говорилось об этом. Здесь следует подчеркнуть, что биоразнообразие является не только условием существования биосферы, но и может рассматриваться как важный ресурс техносферы. Генетическое разнообразие многих видов растений, животных, микроорганизмов используется в сельском хозяйстве, медицине, биологической промышленности и д|зет немалый экономический эффект. Материалы, полученные за счет дикой фауны и флоры, идут на изготовление ценных эфирных масел, клеев, восков, смол, красителей, дубильных веществ, лекарств, инсектицидов и т.п.