Ресурсы биосферы и демографические проблемы

Изменение притока энергии  в экосистеме.

Если  раньше человек получал энергию (солнечную энергию), трансформированную растениями и животными, то в настоящее  время дополнительно получает большое  количество энергии при использовании  нефти и каменного угля (т.к. это  накопленная солнечная энергия  ископаемыми растениями). 
Именно благодаря использованию подобных концентрированных запасов энергии человек смог существенно повысить за последние десятилетия продуктивность сельского хозяйства. Механическая тяга позволила использовать под сельскохозяйственные культуры большие массивы земель; использование удобрений и пестицидов, также синтезированных благодаря использованию энергии ископаемого топлива, увеличило урожаи. 
Если мы рассмотрим эволюцию мирового потребления энергии за последнее столетие, то заметим, что оно возрастает настолько быстро, что уже сейчас встает вопрос об исчерпании запасов нефти и природного газа. Начиная с 1850 г. потребление энергии возросло на 2.5% в год; в 1950 оно увеличилось на 5%, а в настоящее время - на 9%.

Существует  теория, по которой возможно неограниченно  потреблять ресурсы планеты при  развитом промышленном производстве, которое будет давать продукцию, необходимую для человека. 
Но никакой живой организм не может эксплуатировать окружающую среду, пренебрегая законами круговорота веществ и в такой степени, которая несовместима с постоянством биоценозов. Любое существо, которое попытается потреблять больше того, что производят экосистемы, частью которых оно является, т.е. съедать не только проценты, но и основной капитал, обречено на вымирание. 
Следует не забывать, что человек - часть биосферы, которая влияет на всю биосферу и на условия жизни самого человека.

Разрушительные  последствия деятельности Homo Sapiens

Таким образом, природа испытывает влияние общества по следующим направлениям:

-         использование компонентов окружающей  среды в качестве ресурсной

базы  производства

-         воздействие производственной деятельности  людей на окружающую среду

-         демографическое давление не  природу (сельскохозяйственное использование земель, рост населения, рост крупных городов).

Здесь переплетаются воедино многие глобальные проблемы человечества –

ресурсная, продовольственная, демографическая  – все эти проблемы  связаны  с понятием экологии. Причём, связь  эта является взаимно-обратной.

Разрушительные  последствия деятельности Homo Sapiens сказываются на состоянии биосферы, распространяются на атмосферу, гидросферу, литосферу.

Резкое  ухудшение качества окружающей среды – загрязнение воздуха, рек, озер, морей, обеднение и даже полное исчезновение многих видов животного и растительного мира, деградацией почв, опустынивание и др. процессы создают угрозу появления необратимых изменений в природных системах, подрыва естественных условий и ресурсов существования жителей планеты. Катализаторы вышеперечисленных процессов - рост производительных сил общества, рост населения, урбанизация, научно-технический прогресс .

Даже тенденция  потепления климата на планете связана  с загрязнением атмосферы.

Что мы можем ожидать от антропогенного глобального потепления (АГП)? Результаты научных исследований, опубликованных в рецензируемых научных журналах были собраны и оценены в отчете Межправительственной Группы Экспертов  по Изменению Климата (МГЭИК), который  представляет основную картину на будущее.

В соответствии с Согласно Четвертому Оценочному Отчету (ЧО4) (Fourth Assessment Report (AR4)), антропогенное  глобальное потепление вероятно приведет к общему потеплению с наибольшей реакцией в Арктике и на континентах . В субтропиках будет больше засух, на более высоких долготах будет  больше осадков. Отчет предполагает, большее количество наводнений и  голода. Ледники могут растаять, уменьшая снабжение питьевой водой  большой части мирового населения. Повышение уровня моря окажет сильное  влияние на береговые участки  земли, расположенные на низком уровне, и в некоторых регионах людям  придется переселяться на более высокую  местность.

Сезон ураганов 2005 привел к образованию  беспрецедентного количества тропических  циклонов – по крайней мере в  современные времена – в Карибском  море и северной Атлантике, некоторые  из которых привели к серьезным  жертвам и повреждениям. Будут  ли ураганы/тайфуны сильнее и  чаще, когда мир станет теплее? Наблюдаем  ли мы новую тенденцию в активности тропических циклонов? В настоящее  время мы не можем быть уверены, хотя есть некоторые указатели на увеличение потенциальной интенсивности штормов, и есть тенденция к увеличению циклонов в некоторых океанических бассейнах.

Кроме научных проблем вокруг АГП, существуют также очевидные этические аспекты, связанные, например, с пониманием того, что богатые страны несут основную ответственность за увеличение эмиссий  парниковых газов, но испытывают наименьшее влияние. Также существуют энергетические рассуждения, и вопрос о том, могут  ли возобновляемые источники энергии  заменить ископаемые источники. К тому же, экономические рассуждения и  политические решения по поводу изменения  климата тесно связаны с энергетическими  опциями и эмиссией парниковых газов.

Дебаты  о климате могут и в самом  деле быть одной из самых важных проблем нашего времени.

Система антропогенного обмена

Рост  численности населения и интенсивный  прогресс техники породили возникновение  своеобразного антропогенного обмена между человеческим обществом и  средой. Система антропогенного обмена включает в себя ввод исходных веществ, т.е. природных ресурсов, в производство, их переработку с использованием энергии и вывод в окружающую среду отработанных веществ, т.е. производственных и бытовых отходов и отслуживших свой срок готовых изделий.

Однако  этот антропогенный обмен крайне несовершенен. Он носит открытый незамкнутый  характер и лишен того круговорота  жизни, который присущ биосфере в  целом. Сейчас, когда численность  населения составляет 5 млрд. человек, объем и скорость антропогенного обмена достигли такого уровня, при  котором все отчетливее в глобальном масштабе проявляется напряженность  и на вводе, и на выводе из системы. На вводе в систему напряжение определяется тем, что природные ресурсы небезграничны, как это считалось не так давно.

 Так,  по данным статистического ежегодника  ООН, разведанные мировые запасы  каменного угля будут истощены  примерно к 2500 году, нефти - к  2100, природного газа - к 2020 г., урана к 2000 г., железной руды - к 2050 г. Уже сейчас 1/3 населения планеты испытывает недостаток в пресной воде. Происходит рост затрат на добычу энергетических и минеральных ресурсов. Например, затраты на добычу 10 тонн нефти к 1980 г. по сравнению с 1970 г. возросли почти в два раза.

Леса

Около половины земной суши приспособлено под надобности людей: 26% под пастбища,  11% под пашни и 11% под лесоводство, остальные 2-3% использовали для строительства жилья, промышленных объектов, транспорта и сферы услуг. Сельскохозяйственные угодья за счет вырубки лесов выросли за три века в шесть раз. Ещё два века назад площади лесов занимали 56% суши. Сегодня это - до 26%. Площадь тропических лесов сократилась на 70%. Сведение лесов составляет 1% лесопокрытой площади в год. Это 12 млн. га. 

Проблемы  сведения растительности в ближайшие десятилетия, очевидно, получат  наибольшую остроту, т.к. с ними связаны  атмосферно-климатические  и глобально-энергетические сдвиги.

Конкретно речь идет о возможном начале истощения ресурсов кислорода. Для того, чтобы сжигать оставшиеся ресурсы нефти, газа, а тем более угля, нужен кислород. Леса пока с лихвой покрывают те расходы кислорода, которые забирает отечественная промышленность в то время как в США эта доля равна 60%, в Швейцарии - всего лишь 20%. В то же время "кислородный голод" и недопустимое увеличение в атмосфере концентрации СО, создавая тепловой эффект, в совокупности с промышленными выбросами энергии и загрязнителей может вызвать неблагоприятные климатические аномалии. Существенным регулятором всех этих процессов служит лес.

Пресная вода

 Из  доступных источников свежей  пресной воды мы используем  больше половины. Около половины  рек планеты уже существенно  обмелели или загрязнены. Почти  60% из 277 крупнейших водных артерий  перегорожены плотинами и прочими  инженерными сооружениями, создавшими  искусственные озера, что существенно  изменило экологию близлежащих  земель и устьев рек.

Флора и фауна

Деятельность  человечества нанесла немалый ущерб биологическому разнообразию. На повестке дня стоит проблема охраны генофонда планеты.

Ученые  бьют тревогу  процесс исчезновения целых видов животных и растений набирает угрожающие обороты.

Сегодня на пороге полного исчезновения находятся  треть всех видов амфибий, четверть млекопитающих и каждая восьмая  разновидность птиц! Вымирание грозит почти 16 тысячам (16000) видов. В мировом  океане выловлено 2/3 морской фауны, нарушена экология многих обитателей моря, уничтожена почти половина всех прибрежных мангровых лесов и безвозвратно разрушена десятая часть коралловых рифов. И это лишь видимая часть огромного айсберга испорченной нами биосферы. По оценкам специалистов при бездействии, 50% природного разнообразия погибнет в ближайшие сто лет. "Когда владеешь всей информацией, ситуация выглядит катастрофической, - говорит доктор Саймон Стюарт, один из редакторов Красной Книги. - Если даже скорость вымирания живых видов не увеличится, то опасность нарушения экологического баланса все равно крайне велика".

"Формула  вымирания" проста  вид исчезает, когда смертность его представителей превышает рождаемость. Существуют четыре основных способа, которыми человек приводит эту формулу в действие.

• Активное массовое потребление
• Разрушение среды обитания
• Резкое изменение условий обитания
• Отравление среды обитания

 Темпы  современного опустынивания - 5-7 млн. га. в год. Если его не  остановить, то, по прогнозам ООН,  к концу тысячелетия планета  утратит до 1/3 земель, которыми люди  располагали еще в 70 годах..

Ветровой  эрозии подвержено около 60 млн. га, водной - только в Европейской части РФ - 50 млн. га. В ряде районов планеты  зарегистрировано оседание грунта после  выборки полезных ископаемых. 

Продовольственную проблему рассмотрим ниже. Здесь отметим  лишь, что продовольственные ресурсы  распределены неравномерно. Существует проблема как количества, так и  качества пищи. 

Рост  народонаселения  обеспечивается тем, что человек использует запасы угля, нефти, газа и минерального сырья, накопленные  за всю предшествующую историю биосферы. Запасы их конечны и невозобновимы, и поэтому нынешнее относительное  благополучие человечества ограничено во времени.  

Так обстоит  дело на входе в систему антропогенного обмена. 

На  выходе системы положение ещё более серьёзное: гигантские отходы производства ухудшают природную среду, загрязняя ее. 

 Имеет  место тепловое загрязнение. КПД энергетических установок не превышает в среднем 30 %, и около 70% добываемой энергии идет на нагрев биосферы. Если даже принять, что удвоение производимой энергии будет происходить каждые 60 лет, то через 300 лет, по подсчетам М. М. Ермолаева, количество выделяемого при деятельности человека тепла станет равным притоку его от солнца. Такой процесс вместе с "парниковым эффектом" от увеличения в атмосфере СО2 может привести к гибели высокоорганизованных видов растений и животных, которые не смогут успеть приспособиться к быстрому изменению энергетического баланса в биосфере. 

Не менее  опасно шумовое загрязнение, оно вызывает нервное расстройство, понижение работоспособности и умственной деятельности. При шуме в 60 - 90 дцб. у человека возникают неприятные ощущения, при 120 - 130 дцб. - боль в ушах, при 150 - потеря слуха, при 180 - смерть. Городской шум, по оценкам специалистов, снижает производительность физического труда на 30 процентов, умственного - на 60 процентов. 

Возрастает  загрязнение воздуха пылью. Например в Лос-Анжелесе в атмосферу выделяется до 400 т. пыли в день, а в Нью-Йорке - до 13.3 млн. тонн сажи в год. Часто при отсутствии достаточного движения воздуха над городами повисает "смог" - дымовой туман, содержащий ядовитые газы (SO2, NO2), пыль, сажу. 

 Общую  тревогу вызывает все возрастающее  загрязнение воздуха выхлопными газами автомобилей. Выхлопные газы содержат CO, оксиды азота, углеводороды, озон, свинец и другие вредные компоненты, а среди углеводородов - канцерогенные вещества. Металлургические заводы и работающие на угле электростанции поставляют в атмосферу NO2, SO2, которые с водой дают сернистую, серную и азотную кислоты. Выпадают кислотные дожди, оказывающие вредное влияние на живые системы и постройки.