Экология. Охрана окружающей среды

Экологическая ниша -- это положение вида, которое он занимает в общей системе биоценоза, комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды. Понятие «экологическая ниша» ввел американский зоолог Дж. Гриннел для определения роли, которую играет тот или иной вид в биоценозе.

Процесс разделения популяциями видов пространства и ресурсов называется дифференциацией экологических ниш. Наиболее ярко выражен процесс дифференциации экологических ниш у животных, что связано с разными видами рационов питания. Например, одни птицы питаются плодами и семенами растений, другие птицы ловят разных насекомых и червей. Хотя растения имеют один и тот же тип питания -- автотрофный (фотосинтез) и используют одни и те же ресурсы среды (раствор минеральных веществ, диоксид углерода и солнечный свет), но и у них ниши дифференцированы.

У организмов каждого вида может быть две ниши: фундаментальная и реализованная. Фундаментальная ниша -- это те условия, в которых вид, в принципе, может существовать, а реализованная ниша -- это те условия, где вид реально встречается в данном сообществе. Реализованная ниша всегда составляет некоторую часть фундаментальной.

В природе популяции разных видов интегрируются в биоценозы. Но никакой биоценоз не может развиваться сам по себе, вне среды и независимо от нее. В результате в природе складываются определенные комплексы, совокупности живых и неживых компонентов. Пространство с более или менее однородными условиями, заселенные тем или иным сообществом организмов (биоценозом), называется биотопом. Биотоп -- это место существования, местообитание биоценоза. Любой биоценоз образует с биотопом биологическую систему более высокого ранга, чем биоценоз -- макросистему -- биогеоценоз. Биогеоценоз - исторически сложившаяся совокупность живых организмов (биоценоз) и абиотической среды вместе с занимаемым ими участком земной поверхности (биотопом). Граница биогеоценоза устанавливается по границе растительного сообщества (фитоценоза) -- важнейшего компонента биоценозов. Для каждого биогеоценоза характерен свой тип вещественно-энергетического обмена. Биогеоценоз -- составная часть природного ландшафта и элементарная биотерриториальная единица биосферы.

Термин «биогеоценоз» предложил в 1944 году академик В.Н. Сукачев (1880--1967).

Биогеоценозы могут быть самых различных размеров: например, лес, озеро, луг и другие. Примером сравнительно простого биогеоценоза может служить небольшой водоем, пруд. Независимо от размеров и сложности любой биогеоценоз имеет следующий состав:

- продуценты -- производители (зеленые растения),

- консументы -- потребители (первичные -- растительноядные животные, вторичные -- плотоядные животные и т.д.),

- редуценты -- разрушители (микроорганизмы),

- компоненты неживой природы.

Между ними возникают связи самых различных порядков. Устойчивость биогеоценозов поддерживается саморегуляцией.

Деятельность человека преобразовала природные биогеоценозы, и на их смену пришли агробиогеоценозы, количество которых постоянно увеличивается. Их примерами являются сельскохозяйственные поля, сады, пастбища, полезащитные лесные полосы, пруды и водохранилища, каналы, осушенные болота. Агробиогеоценозы по своей структуре характеризуются незначительным числом видов, но высокой их численностью. В настоящее время агроценозами занято более 10% суши Земли. Если природные биогеоценозы -- саморегулируемые системы, то агроценозы регулируются человеком.

В экологии наряду с термином «биогеоценоз» используется термин «экосистема». Экосистема (от греч. oikos -жилище, местообитание, объединение), экологическая система -- это совокупность совместно обитающих организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом и образующих систему взаимообусловленных биотических и абиотических явлений и процессов. Экосистема - первичная единица биосферы.

Термин «экосистема» предложен английским ботаником А.Д. Тенсли (1871--1955).

Экосистемы очень разнообразны. Их состав зависит от многих факторов, в первую очередь от климата, геологических условий и влияния человека. Если главную роль играют автотрофные организмы -- продуценты (например, леса, луга, степи, болота и др.), системы называют автотрофными. Если же продуцентов в экосистеме нет либо их роль незначительна (например, экосистемы океанических глубин, высокогорных ледников), то такие экосистемы называют гетеротрофными. Различают наземные и водные экосистемы. Экосистемы могут быть как естественными, так и антропогенными (от греч. anthropos -- человек и genos -происхождение), т.е. созданными человеком. Как, например, сельскохозяйственные, городские, промышленные экосистемы. Важнейшими природными экосистемами Земли являются: тайга; тундра и полярные пояса; океаны; побережья; болота, топи и мангровые заросли; степи умеренных широт; леса умеренных широт, саванны; пустыни; влажные экваториальные леса; горы; острова и другие.

Независимо от степени сложности экосистема характеризуется видовым составом, численностью входящих в нее организмов, биомассой, соотношением отдельных трофических групп, интенсивностью процессов продуцирования и деструкции органического вещества. Выделяют два подхода к изучению экологической системы: аналитический, при котором изучают отдельные части системы, и синтетический, когда изучают всю систему в целом.

Круговорот веществ - это перемещение вещества в форме химических элементов и их соединений от продуцентов к редуцентам, через консументы или без них и опять к продуцентам.

Органическое вещество, образованное растениями, переходит в тело животных, а затем при участии бактерий вновь превращается в неорганические вещества, усваиваемые растениями. Таким образом в экосистеме осуществляется круговорот веществ.

Поток энергии -- переход энергии в виде химических связей органических соединений (пищи) по цепям питания от одного трофического уровня к другому (более высокому). Солнце является единственным источником энергии на Земле. Оно обеспечивает постоянный, непрерывный, незамкнутый приток энергии на Землю. В отличие от веществ, которые циркулируют по звеньям экосистемы и входят в круговорот, используясь многократно, энергия может быть использована только один раз.

Пищевая цепь - основной канал переноса энергии в экосистеме. Растения являются первичными поставщиками энергии для всех других организмов в цепях питания. Существуют определенные закономерности перехода энергии с одного трофического уровня на другой вместе с потребляемой пищей.

В каждом звене пищевой цепи большая часть энергии расходуется в виде тепла, теряется, что ограничивает число звеньев. В среднем, максимальные траты на дыхание в сумме с неусвоенной пищей составляют около 90% от потребленной. Поэтому переход энергии с одного трофического уровня на другой составляет всего около 10% энергии, употребленной в пищу. Эта закономерность называется «правилом десяти процентов».

5 Биологическая продуктивность -- это способность экосистемы к воспроизведению биомассы растений, микроорганизмов и животных, входящих в ее состав.

Биологическую продуктивность можно выразить продукцией -- она является мерой биологической продуктивности и представляет собой количество воспроизведенной биомассы на 1 кв. м площади или в 1 куб. м объема в единицу времени и выражается в граммах углерода или сухого органического вещества.

Биомасса и продукция -- основные показатели экосистемы. Биомасса, или урожай на корню, -- масса органического вещества, заключенного в телах живых организмов на единицу площади. Биомасса может быть как живой, так и мертвой (например, древесина).

Продукция - прирост биомассы за единицу времени. Различают первичную и вторичную продукцию. Первичная продукция - органическое вещество, которое образуют продуценты в процессе фотосинтеза (или хемосинтеза). Вторичная продукция -- биомасса, образуемая за единицу времени всеми репродуцентами и консументами.

Соотношение численностей, биомасс, и продукций (потоков энергии) популяций, относящихся к последовательным трофическим уровням, называют экологическими пирамидами. Их изображают в виде диаграмм, где ширина столбиков отражает соответствующий показатель каждого из уровней.

Эффект пирамиды в виде моделей придумал американский эколог Ч. Элтон. Экологические пирамиды бывают трех типов:

1. Пирамида численности отражает число организмов по трофическим уровням, причем численность особей при движении от продуцентов к консументам различного порядка значительно уменьшается.

2. Пирамида биомасс показывает соотношение биомассы всех организмов в данной экосистеме по трофическим уровням. В наземных экосистемах масса продуцентов больше, чем масса консументов I порядка, консументов I порядка больше, чем консументов II порядка и т.д., поэтому график имеет вид нормальной пирамид. В водных экосистемах экологическая пирамида перевернута, так как с повышением трофического уровня запас биомассы увеличивается.

3. Пирамида энергии - разновидность пирамиды биомасс, в которой представлено количество энергии, заключенной в каждом из трофических уровней экосистемы или проходящей через эти уровни.

Пирамиды потоков энергии никогда не бывают «перевернутыми», т.к. следующий трофический уровень может «пропустить через себя» лишь часть энергии, усвоенной предыдущим уровнем.

Сообщества формируются и изменяются в течение определенного времени. При этом изменяется их видовой состав, обилие разных групп организмов, трофическая структура, продуктивность и все остальные показатели. Экосистема испытывает те же динамические процессы, что и в ее популяциях и сообществах: цикличность, смену популяций и биоценозов и др.

Последовательная смена одного биоценоза другим называется экологической сукцессией (от лат. succession -- последовательность, смена). В целом цепь сменяющих друг друга биоценозов называется сукцессионным рядом или серией (сериальные стадии). В сукцессионном ряду каждый сериальный биоценоз представляет собой определенную стадию формирования конечного сообщества, называемого климаксным (от греч. climax -- лестница) или климаксом. Примером сукцессии, приводящей к смене одного сообщества другим, может служить зарастание небольшого озера с последующим появлением на его месте болота, а затем -- леса.

По общему характеру сукцессии подразделяются на первичные и вторичные.

Первичная сукцессия начинается на месте, абсолютно лишенном жизни: вулканических туфовых и лавовых полях, сыпучих песках, скалах, каменистых россыпях. Здесь велика роль первых поселенцев: бактерий, лишайников, водорослей.

Вторичные сукцессии развиваются на месте, где ранее уже существовал хорошо развитый биоценоз. Например, на месте сгоревшего леса, заброшенного поля, осушенного болота или иного нарушенного сообщества.

Сукцессия - закономерный и направленный процесс, охватывающий общие изменения, происходящие на определенной стадии, свойственные любому сообществу. В качестве основных типов сукцессионных изменений выделяют следующие:

- виды растений и животных в процессе сукцессии непрерывно сменяются;

- сукцессионные изменения всегда сопровождаются повышением видового разнообразия организмов;

- происходит увеличение биомассы органического вещества;

- изменения состоят в снижении чистой продукции сообщества и повышении его дыхания, что является наиболее важным явлением сукцессии.

Тема 4. Биосфера и ее устойчивость

Цель: ознакомиться с основными положениями учения о биосфере и ноосфере.

Впервые понятие «биосфера» (от греч. bios -- жизнь и sphaira -- шар) введено в биологию французским натуралистом Ж.Б. Ламарком в Париже в начале XIX столетия, а затем в геологию уже в качестве термина - австрийским ученым Э. Зюссом (1875). Заслуга в разработке стройного, целостного научного учения о биосфере, как «области жизни», принадлежит академику В.И. Вернадскому (1863-- 1945). Под биосферой он понимал область существования живого вещества. Он назвал биосферой оболочку Земли, в формировании которой живые организмы играли и играют основную роль. Живым организмам Вернадский отводил роль главнейшей преобразующей силы.

Современная биосфера представляет собой сложную систему, состоящую из многих компонентов, которые включают всю живую и неживую (среду обитания) природу. Она охватывает часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, взаимосвязанные биогеохимическими циклами миграции веществ и энергии.

Границы биосферы. Верхняя граница биосферы в атмосфере определяется высотой 20--25 км - слоем озона; озоновый экран защищает все живое на Земле от ультрафиолетового излучения Солнца. Споры некоторых бактерий и плесневых грибов были обнаружены на высоте до 22 км.

В гидросфере границы доходят до максимальных глубин, жизнь встречается на дне океанических впадин, до 10--11 км от поверхности, где температура около 0°С.

В литосфере жизнь ограничивается, прежде всего, температурой горных пород, постоянно возрастающей с глубиной. В породах земной коры бактерии были обнаружены на глубине 4 км.

В основу учения Вернадского о биосфере положено представление о планетарной геохимической роли живого вещества в образовании биосферы как продукта длительного превращения веществ и энергии в ходе геологического развития Земли. В пределах биосферы везде встречается либо само живое вещество, либо следы его деятельности: газы атмосферы; природная вода; запасы нефти, угля, известняка, глины, сланцы, торф и т.д.

В.И. Вернадский считал, что вещество биосферы состоит из семи глубоко разнородных частей, но геологически не случайных: живое вещество, биогенное, косное, биокосное, вещество в радиоактивном распаде, вещество рассеянных атомов и вещество космического происхождения. Наиболее важными являются первые четыре.

Живое вещество. Этот термин введен в литературу В.И. Вернадским. Под ним он понимал совокупность всех живых организмов, выраженную через массу, энергию и химический состав.

Биогенное вещество (уголь, нефть, известняки, торф, сланцы и др.) -- органические и органоминеральные вещества, созданные живыми организмами на протяжении геологической истории Земли и являющиеся источником чрезвычайно мощной энергии.

Косное вещество представляет субстрат или среду обитания живых организмов, хотя образовано процессами, в которых живое вещество не принимало участия.

Биокосное вещество образовано в результате синтеза живого и неживого (косного) вещества (кора выветривания, почвы, илы, природные воды, осадочные породы и другие). Соотношение живого и косного в биокосном веществе варьирует. Например, почва в среднем состоит из 93% косных и 7% органических веществ.

Живое вещество -- основа биосферы, хотя и составляет крайне незначительную ее часть (0,01% от массы всей биосферы). По Вернадскому, живое вещество -- это совокупность существующих (или существовавших в определенный отрезок времени) живых организмов, являющихся мощным геологическим фактором. Живое вещество биосферы химически и геологически является чрезвычайно активным. Различают пять основных функций живого вещества на нашей планете.

1. Энергетическая функция заключается в осуществлении связи биосферно-планетарных явлений с космическим излучением, с солнечной радиацией. В основе этой функции лежит фотосинтез зеленых растений, в процессе которого происходит аккумуляция солнечной энергии и перераспределение ее между отдельными компонентами биосферы. За счет накопленной солнечной энергии протекают все жизненные явления на Земле.

2. Газовая функция обусловливает миграцию газов и их превращение, обеспечивает газовый состав атмосферы. Преобладающая масса газов на Земле имеет биогенное происхождение. В процессе функционирования живого вещества, создаются основные газы: азот, кислород, углекислый газ, сероводород, метан и другие.

3. Окислительно-восстановительная функция связана с интенсификацией под влиянием живого вещества процессов окисления (благодаря обогащению среды кислородом) и восстановления, когда идет разложение органических веществ при дефиците кислорода, что сопровождается образованием и накоплением сероводорода.

4. Концентрационная функция проявляется в способности организмов концентрировать в своем теле рассеянные химические элементы, повышая их содержание по сравнению с окружающей средой на несколько порядков. Состав живого вещества существенно отличается от состава косного вещества планеты.

5. Деструкционная функция обусловливает процессы, связанные с разложением органических веществ после смерти, вследствие чего происходит минерализация органического вещества, т. е. превращение живого вещества в косное. Наиболее существенную роль в этом отношении выполняют низшие формы жизни -- грибы, бактерии (деструкторы, редуценты).

Все вещества на планете находятся в процессе круговорота. Солнечная энергия вызывает на Земле два круговорота веществ: большой (геологический, биосферный) и малый (биологический).

Большой круговорот веществ в биосфере характеризуется двумя важными моментами: он осуществляется на протяжении всего геологического развития Земли и представляет собой современный планетарный процесс, принимающий ведущее участие в дальнейшем развитии биосферы.

Геологический круговорот связан с образованием и разрушением горных пород и последующим перемещением продуктов разрушения -- обломочного материала и химических элементов.

Главные химические элементы литосферы: кислород, кремний, алюминий, железо, магний, натрий, калий и другие участвуют в большом круговороте, проходя от глубинных частей верхней мантии до поверхности литосферы. Магматическая порода, возникшая при кристаллизации магмы, поступив на поверхность литосферы из глубин Земли, подвергается разложению, выветриванию в области биосферы. Продукты выветривания переходят в подвижное состояние, сносятся водами, ветром в пониженные места рельефа, попадают в реки, океан и образуют мощные толщи осадочных пород, которые со временем, погружаясь на глубину в областях с повышенной температурой и давлением, подвергаются метаморфозу, т. е. «переплавляются». При этой переплавке возникает новая метаморфическая порода, поступающая в верхние горизонты земной коры и вновь входящая в круговорот веществ.

Малый, или биологический, круговорот веществ - это циркуляция веществ между растениями, животными, грибами, микроорганизмами и почвой. Суть биологического круговорота заключается в протекании двух противоположных, но взаимосвязанных процессов создания органических веществ и их разрушения.

Обмен веществом и энергией, осуществляющийся между разными структурными частями биосферы и обусловленный жизнедеятельностью организмов, называется биогеохимическим циклом.

Все биогеохимические циклы составляют современную динамическую основу существования жизни, они взаимосвязаны, и каждый из них играет свойственную ему роль в эволюции биосферы. Продолжительность циклов круговорота тех или иных веществ различна. Время, достаточное для полного оборота всего углекислого газа атмосферы через фотосинтез, составляет около 300 лет; кислорода атмосферы через фотосинтез -- 2000--2500 лет; азота атмосферы через биологическую фиксацию, окисление электрическими разрядами -- примерно 100 млн лет; воды через испарение -- около 1 млн лет.

В большом и малом круговоротах участвуют множество химических элементов и их соединений. Но важнейшими из них являются круговороты биогенных элементов -- кислорода, углерода, воды, азота, фосфора, серы. Большое значение имеют круговороты токсических элементов -- ртути и свинца.

Эволюция органического мира на Земле прошла несколько этапов. Первый связан с возникновением биологического круговорота веществ в биосфере. Второй сопровождался формированием многоклеточных организмов, что усложнило циклическую структуру биосферы. Эти два этапа называют биогенезом (от греч. bios -- жизнь, genesis -- происхождение). Третий этап связан с появлением человеческого общества, под влиянием которого в современных условиях происходит дальнейшая эволюция биосферы и превращение ее в сферу разума -- ноосферу (от греч. noos -- разум sphaira -- шар).

Ноосфера -- новое состояние биосферы, когда разумная деятельность человека становится главным фактором, обусловливающим ее развитие.

Термин «ноосфера» был введен французскими учеными Э. Леруа и П.Т. де Шарденом в 1927 году. Они характеризовали ноосферу как особый, надбиосферный «мыслительный пласт», который «окутывает планету». В 30--40-е годы В.И. Вернадский углубил и развил учение о ноосфере. Он писал: «Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупной геологической силой. Он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом, по сравнению с тем, что было раньше».

В.И. Вернадский понимал под ноосферой новый этап в развитии биосферы и призывал к разумному регулированию отношений человека и природы. Развивая свои представления и идеи, Вернадский выделил необходимые предпосылки для создания ноосферы:

1. Человечество стало единым целым. Сегодня событие, происшедшее в захолустном уголке любого континента или океана, отражается и имеет большие или малые последствия в ряде других мест, на всей поверхности Земли.

2. Преобразование средств связи и обмена информацией, обеспечивающих сегодня мгновенную ее передачу.

3. Реальное равенство людей -- как необходимое условие ноосферы.

4. Рост общего уровня жизни, как условие реального равенства людей, а также возможность влияния народных масс на ход государственных и общественных дел.

5. Развитие энергетики, открытие и использование новых видов энергии, необходимых для подъема уровня жизни.

6. Исключение войн из жизни общества.

Биосфера существовала до появления на Земле человека, может существовать и без него. Но человек без биосферы существовать не может. Осознание глобальной экологической опасности, грозящей гибелью человечеству, заставило мировое сообщество искать новые пути выхода из создавшегося положения и привело к пониманию необходимости разработки концепции устойчивого развития. Концепция была принята на конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992), где была провозглашена необходимость перехода мирового сообщества на путь устойчивого развития, т. е. развития общества на базе эко-лргически целесообразного природопользования, обеспечивающего высокое качество жизни для людей на протяжении ряда поколений.

Тема 5. Концепция устойчивого развития

Цель: Охарактеризовать основные моменты стратегии устойчивого развития цивилизации. Сформулировать представление о значении стратегии устойчивого развития в гармонизации взаимоотношений человека и природы.

Экологическая идея до 1972 г. Прогнозы будущего человечества отразили глубокую озабоченность мирового сообщества состоянием окружающей среды. В связи с этим стала постепенно созревать некая идея сбалансированного сосуществования природы и человека, получившая впоследствии название «идеи устойчивого развития». Рассмотрим основные этапы эволюции идеи устойчивого развития.

3 декабря 1968 г. Генеральная Ассамблея ООН принимает резолюцию, в которой отмечается важнейшая роль благоприятной окружающей среды для соблюдения основных прав человека и надлежащего экономического и социального развития.

18 декабря 1962 г. принимается резолюция Генеральной Ассамблеи ООН «Экономическое развитие и охрана природы», в которой были одобрены инициатива и рекомендации, предложенные ЮНЕСКО. Данная резолюция выделяла три основных положения:

- во-первых, целостное рассмотрение совокупности окружающей среды, природных ресурсов флоры и фауны;

- во-вторых, интеграция термина «охрана природы» в более широкий термин «охрана окружающей среды»;

- в-третьих, концепция органического сочетания интересов охраны природы и экономического развития.

Стокгольмская конференция 1972 г. В 1972 г. была созвана Стокгольмская конференция, в которой приняли участие делегаты 113 стран и 40 международных организаций, известные ученые и общественные деятели.

Важнейшим итогом Конференции было предложение о признании в качестве основного правового принципа права человека на благоприятную окружающую среду. Кроме того, Декларация торжественно провозглашала обязанность правительств сохранять и улучшать окружающую среду для нынешнего и будущих поколений.

Один из важнейших принципов конференции 1972 г. следующий: «В целях обеспечения более рационального управления ресурсами и улучшения таким образом окружающей среды государства должны выработать единый и скоординированный подход к планированию своего развития для обеспечения того, чтобы это развитие соответствовало потребностям охраны и улучшения окружающей среды на благо населения этих государств». В данном принципе фактически впервые на официальном межгосударственном уровне оказалось сформулировано понятие устойчивого развития.

Между конференциями 1972 и 1992 гг. В 1972 г. генеральный секретарь конференции в Стокгольме М. Стронг в своем докладе на конференции сформулировал и обосновал концепцию экоразвития «как экологически ориентированного социально-экономического развития, при котором рост благосостояния людей не сопровождается ухудшением среды обитания и деградацией природных систем». Таким образом, М. Стронг доказывал необходимость перехода человечества от экономической к эколого-экономической системе.

В 1978 г. на XIV Генеральной ассамблее Международного союза охраны природы и природных ресурсов (МСОП) принята Всемирная стратегия охраны природы. Основная идея стратегии заключается в том, что в современных условиях глобальное воздействие на биосферу неизбежно и реальная охрана природы возможна лишь при рациональном использовании природных ресурсов и международном сотрудничестве в этой области. В данном документе устойчивое развитие определяется как «модификация биосферы и применение человеческих, финансовых, живых и неживых ресурсов для удовлетворения человеческих потребностей и улучшения качества жизни». Отмечается также, что интеграция экономических и экологических интересов может быть достигнута за счет повышения эффективности извлечения благ при постоянных ресурсах. Стратегия придает большое значение развитию и эффективному применению правовых и административных рычагов в целях охраны живой природы в интересах всего человечества, совершенствованию государственного управления, законодательства и контроля в этой области.

В 1983 г. при ООН была создана Международная комиссия по окружающей среде и развитию (МКОСР), которую возглавила Г.Х. Брутланд. В 1987 г. был опубликован отчет МКОСР под названием «Наше общее будущее».

В документе ставился вопрос о переходе человечества на путь так называемого «устойчивого развития» (sustainable development). В основе концепции устойчивого развития лежат следующие принципиальные положения:

- развитие человечества должно отвечать потребностям ныне живущих людей, не лишая будущие поколения возможности удовлетворять свои потребности;

- в основе устойчивого развития лежит бережное отношение человека к имеющимся глобальным ресурсам и экологическому потенциалу планеты;

- размеры и темпы роста численности населения Земли допускают устойчивое развитие, если они согласуются с меняющимся экологическим и ресурсным потенциалом Земли;

- для обеспечения устойчивого развития необходимо удовлетворить элементарные потребности всех людей и всем предоставить возможность реализовать свои надежды на лучшую жизнь, для чего необходимо обеспечить демократическое участие граждан в процессе принятия решений и предоставить им гарантии получения причитающейся им доли природных ресурсов;

- общества, располагающие крупными денежными средствами или природными ресурсами, должны согласовывать свой образ жизни с экологическими возможностями планеты;

- в основе устойчивого развития лежит политическая воля народов.

Конференция 1992 г. в Рио-де-Жанейро. Конференция в Рио-де-Жанейро 1992 года была напрямую посвящена выработке стратегии устойчивого, экологически приемлемого экономического развития цивилизации. В работе конференции в Рио-де-Жанейро принимали участие представители более 170 стран мира.

На конференции в Рио-де-Жанейро были сформулированы положения об устойчивом развитии, в принципе повторяющие аналогичные положения в отчете МКОСР. Небольшими дополнениями в итоговой Декларации конференции явились следующие:

1) признание необходимости предоставления больших прав в управлении развитием общества женщинам, молодежи, коренным народностям;

2) требование обеспечения защиты окружающей среды государствами в случае вооруженных конфликтов;

3) требование более глубокого и открытого межгосударственного сотрудничества и консенсуса в целях устойчивого развития;

4) признание того, что меры в области торговой политики, принимаемые в целях охраны окружающей среды, не должны представлять собой средства произвольной или неоправданной дискриминации или скрытого ограничения международной торговли;

5) признание того, что принцип охраны окружающей среды должен главенствовать над принципом неприкосновенности и свободного распоряжения частной собственностью на природные объекты и ресурсы и на интеллектуальную собственность.

Саммит в Йоханнесбурге 2002 г. В сентябре 2002 г. в Йоханнесбурге состоялся Всемирный саммит ООН по устойчивому развитию. В его работе приняли участие посланцы 195 стран, в том числе 104 президента и премьер-министра.

На саммите была принята политическая Декларация, призывающая все страны к работе на благо всеобщего процветания и мира, а также план действий по борьбе с бедностью и охране земной экологии. Указанный план действий предусматривает ряд широкомасштабных акций, обеспечивающих доступ сотням миллионов человек к чистой воде и электрической энергии, а также 50-процентное снижение уровня бедности к 2015 г.

В нем оговорены различные комплексные природоохранные программы.

В итоговой Декларации саммита были подтверждены все основные положения об устойчивом развитии, имеющиеся в Декларации конференции в Рио-де-Жанейро. Важным, но практически единственным дополнением стал следующий принцип: *Мы подтверждаем наше обязательство уделять особое и первоочередное внимание борьбе с такими мировыми условиями, которые создают серьезную угрозу устойчивому развитию наших народов и в число которых входят хронический голод; недоедание; иностранная оккупация; вооруженные конфликты; проблемы, связанные с незаконными наркотиками; организованная преступность; коррупция; стихийные бедствия; незаконный оборот оружия; торговля людьми; терроризм; нетерпимость и подстрекательство к расовой, этнической, религиозной и другой ненависти; ксенофобия, а также эндемичные, заразные и хронические болезни, включая ВИЧ/СПИД, малярию и туберкулез».

Несмотря на принятие целого ряда Деклараций по охране окружающей среды и устойчивому развитию, реальное положение вещей довольно печально.

Конференции е Рио-де-Жанейро может считаться исторической вехой в развитии международного природоохранного сотрудничества по следующим причинам:

1) конференция ознаменовала переход экологических проблем из периферийной области международной политики в разряд главных приоритетов;

2) конференция указала на необходимость комплексного подхода к решению экологических проблем на основе идеи устойчивого развития;

3) помимо официальных делегаций, на конференции в Рио-де-Жанейро присутствовало множество представителей неправительственных организаций и заинтересованных частных лиц, что придало межправительственной по статусу конференции достаточно демократичный характер.

С другой стороны, в Рио-де-Жанейро отчетливо проявились разногласия, существующие между промышленно развитыми и развивающимися странами. Например, из-за противодействия стран «третьего мира» участникам форума не удалось выработать соглашение по одной из важнейших проблем -- всеобщему уничтожению тропических лесов. В Конвенцию об изменении климата не вошли конкретные обязательства государств по объемам и темпам сокращения выбросов в атмосферу парниковых газов. США отказались подписать Конвенцию о биологическом разнообразии, ссылаясь на то, что в ней адекватно не отражены права, связанные с интеллектуальной собственностью.

На Всемирном саммите ООН по устойчивому развитию в Йоханнесбурге были приняты различные итоговые документы, предоставляющие план действий по борьбе с бедностью и охране земной экологии.

Однако в итоговых документах Всемирного саммита практически отсутствуют четко прописанные детали осуществления заявленных задач. В первую очередь это касается финансирования проектов и обеспечения их квалифицированными специалистами. Большинство сроков, установленных для достижения тех или иных провозглашенных целей, остаются размытыми.

Тем не менее, конференции по окружающей среде позволили выделить следующие причины кризисного состояния окружающей среды1:

1) философия потребительского существования человека по-прежнему остается концептуальной основой человеческой жизнедеятельности;

2) отсутствует реальная, не показная, политическая воля государства к последовательному и эффективному осуществлению деятельности по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития;

3) существуют дефекты в организации государственного управления деятельностью по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития (например, во многих государствах практически каждый год происходит реорганизация соответствующих государственных институтов);

4) экономическая деятельность человечества первична перед деятельностью по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития;

5) финансирование программ и мероприятий по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития крайне мало и неэффективно;

6) наблюдается дефицит специалистов-экологов в юридической, экономической, технической и других сферах деятельности;

7) законодательство в сфере охраны окружающей среды и обеспечения устойчивого развития (экологическое законодательство) развито крайне слабо;

8) крайне низок уровень экологического правосознания простых граждан, что препятствует массовому участию общественности в решении вопросов охраны окружающей среды и обеспечения устойчивого развития; 9) ограничен доступ граждан и общественных организаций к экологической информации.

Если внимательно проанализировать все основные положения, реализация которых объявлена на международных конференциях главным способом обеспечения устойчивого развития, то нельзя не увидеть, что данные положения практически целиком и полностью (за редкими исключениями) перекликаются с мыслями великого русского ученого В.И. Вернадского об условиях формирования ноосферы, высказанными еще в начале прошлого столетия.

В трудах В.И. Вернадского указан ряд конкретных условий, необходимых для обеспечения органичного сосуществования человека и природы через становление ноосферы. К этим условиям относятся следующие:

-- заселение человеком всей планеты;

-- резкое преобразование средств связи и обмена между странами;

-- усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли;

- начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере;

- расширение границ биосферы и выход в космос;

- открытие новых источников энергии;

- равенство людей всех рас и религий;

- увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики;

- свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли;

- продуманная система народного образования и подъем благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни;

- разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения;

- исключение войн из жизни общества.

Как видим, еще столетие назад были высказаны фактически основные положения идеи устойчивого развития. Около половины из них выполнено полностью, однако до выполнения остальных пока дело не дошло.

Тема 6. Природные ресурсы и рациональное природопользование как один из аспектов устойчивого развития

Цель: Ознакомиться с классификацией природных ресурсов, их характеристикой и проблемами сохранения на современном этапе развития человеческой цивилизации.

Природные ресурсы -- элементы природы (объекты и явления), необходимые человеку для его жизнеобеспечения и вовлекаемые им в материальное производство (атмосферный воздух, вода, почва, солнечная радиация, полезные ископаемые, климат, растительность, животный мир).

Природные ресурсы используются человеком в разном качестве:

- как непосредственные предметы потребления (питьевая вода, кислород воздуха, употребляемые в пищу растения и животные и др.);

- как средства труда, с помощью которых осуществляется общественное производство (земля, водные ресурсы и др.);

- как предметы труда, из которых производятся все изделия (минералы, древесина и др.);

- как источники энергии (горючие ископаемые, гидроэнергия, энергия ветра и др.).

Существует несколько подходов к классификации природных ресурсов.

По источникам и местоположению: энергетические ресурсы, атмосферные газовые ресурсы, водные ресурсы, ресурсы литосферы, ресурсы растений-продуцентов, ресурсы консументов, ресурсы редуцентов, климатические ресурсы и др.

По сфере их использования: производственные (сельскохозяйственные и промышленные), здравоохранительные (или рекреационные), эстетические, научные и др.

По принципу используемости человеком в настоящее время:

-реальные природные ресурсы используются человеком в производствен-ной деятельности;

- потенциальные природные ресурсы в настоящее время не используются человеком вообще, либо используются в недостаточной степени энергия Солнца, морских приливов, ветра и др.).

По принципу заменимости:

-заменимые природные ресурсы можно заменить другими сейчас или в обозримом будущем (все полезные ископаемые, энергоресурсы);

-незаменимые природные ресурсы нельзя заменить другими природными ресурсами (атмосферный воздух, вода, генетический фонд живых организмов).

По принципу исчерпаемости и возобновимости:

-исчерпаемые природные ресурсы -- ресурсы, количество которых ограничено и абсолютно и относительно. Исчерпаемые ресурсы подразделяют на невозобновимые и возобновимые.

Невозобновимые природные ресурсы абсолютно не восстанавливаются каменный уголь, нефть и большинство других полезных ископаемых) или восстанавливаются значительно медленнее, чем идет их использование (торфяники, многие осадочные породы). Использование этих ресурсов неминуемо ведет к их истощению. Охрана невозобновимых природных ресурсов сводится к рациональному, экономному использованию, борьбе с потерями при добывании, перевозке, обработке и применению, поиску заменителей.

Возобновимые природные ресурсы по мере использования постоянно восстанавливаются (почва, растительность, животный мир). Однако для сохранения их способности к восстановлению необходимы определенные условия, нарушение которых замедляет или вовсе прекращает процесс восстановления. Процессы восстановления протекают с разной скоростью для разных ресурсов: для восстановления животных требуется несколько лет, леса -- 60-80 лет, почвы -- несколько тысячелетий. Охрана возобновимых природных ресурсов должна осуществляться путем рационального их использования и расширенного воспроизводства. Темпы расходования возобновимых природных ресурсов должны соответствовать темпам их восстановления.

Неисчерпаемые природные ресурсы -- ресурсы, количество которых не ограничено, но не абсолютно, а относительно наших потребностей и сроков существования. Неисчерпаемые природные ресурсы включают ресурсы водные (воды Мирового океана, пресные воды), климатические (атмосферный воздух, энергия ветра) и космические (солнечная радиация, энергия морских приливов).

Однако, если количество неисчерпаемых природных ресурсов относительно не ограничено, то их качество может ограничить возможность их использования человеком (например, количество воды не ограничено, но ограничено количество питьевой воды).

По направлению их использования в деятельности человека:

А -- непосредственные источники существования людей, их воспроизводства:

А1 -- жизненно необходимые (воздух, вода, земля и др.);

А2 -- рекреационные, оздоровительные, эстетические.

В -- источники средств материального производства, важнейшие факторы его развития:

В1 -- ресурсы, непосредственно потребляемые материальным производ-ством (сырье, энергия, материалы);

В2 -- ресурсы, используемые, но не изымаемые из природной среды (на-пример, вода для речного и морского транспорта).

С -- ресурсы, непосредственно человеком и в материальном производстве не используемые, но составляющие необходимое звено в круговороте вещества и энергии в природе (например, планктон океанов, деструкторы в почве).

Выделяют два типа природопользования:

- рациональное - это система деятельности, призванной обеспечить экономное использование природных ресурсов и их воспроизводства с учетом перспективных интересов развивающегося народного хозяйства и сохранения здоровья людей;

- нерациональное - как правило ведет к исчерпанию природных ресурсов, подрыву восстановительных сил биосферы, снижению оздоровительных и эстетических качеств, то есть это система деятельности человека, не обеспечивающая сохранение природно-ресурсного потенциала природы.

Рациональное природопользование и охрана природы должны основываться на следующих принципах(правилах):

1. Правило прогнозирования: использование и охрана природных ресурсов должны осуществляться на основе предвидения и максимально возможного предотвращения негативных последствий природопользования.

2. Правило повышения интенсивности освоения природных ресурсов: использование природных ресурсов должно производиться на основе повышения интенсивности освоения природных ресурсов, в частности с уменьшением или устранением потерь полезных ископаемых при их добыче, транспортировке, обогащении и переработке.

3. Правило множественного значения объектов и явлений природы: использование и охрана природных ресурсов должны осуществляться с учетом интересов разных отраслей хозяйства.

4. Правило комплексности: использование природных ресурсов должно реализовываться комплексно, разными отраслями народного хозяйства.

5. Правило региональности: использование и охрана природных ресурсов должны осуществляться с учетом местных условий.

6. Правило косвенного использования и охраны: использование или охрана одного объекта природы может приводить к косвенной охране другого, а может приносить ему вред.

7. Правило единства использования и охраны природы: охрана природы должна осуществляться в процессе ее использования. Охрана природы не должна быть самоцелью.

8. Правило приоритета охраны природы над ее использованием: при использовании природных ресурсов должен соблюдаться приоритет экологической безопасности над экономической выгодностью.

Загрязнение -- привнесение в окружающую среду или возникновение в ней новых (обычно не характерных для нее) вредных химических, физических, биологических, информационных агентов.

Загрязнение может возникать в результате естественных причин (природное загрязнение: пыльные бури, вулканический пепел и др.) или под влиянием деятельности человека (антропогенное загрязнение).

По видам загрязняющих агентов загрязнение окружающей среды делят на физическое (тепловое, радиоактивное, шумовое, электромагнитное, световое и pp.), химическое (тяжелые металлы, пестициды, синтетические поверхностно активные вещества -- СПАВ, пластмассы, аэрозоли, детергенты и др.) и биологическое (патогенные микроорганизмы, продукты генной инженерии и др.). Помимо влияния на круговорот веществ, человек оказывает воздействие на энергетические процессы в биосфере. Наиболее опасным здесь является тепловое загрязнение биосферы, связанное с использованием ядерной и термоядерной энергии. Кроме вещественного и энергетического загрязнения начинает подниматься вопрос об информационном загрязнении окружающей человека среды.

По масштабам загрязнение может быть глобальным, региональным и локальным (местным).

По объектам загрязнения различают загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение почв и т.д., и даже загрязнение околоземного космического пространства.

Одна из классификаций загрязнений, основанная на системном подходе, делит его на ингредиентное, параметрическое, биоценотическое и стациально-деструкционное.

Ингредиентное загрязнение -- совокупность веществ, количественно или качественно чуждых естественным биогеоценозам (бытовые стоки, ядохимикаты и удобрения, продукты сгорания и т.д.).

Параметрическое загрязнение -- изменение качественных параметров окружающей природной среды (шумовое, тепловое, световое, радиационное, электромагнитное).

Биоценотическое загрязнение -- воздействия, вызывающие нарушение в составе и структуре популяций живых организмов (перепромысел, направленная интродукция и акклиматизация видов и т.д.).

Стациально-деструкционное загрязнение (от слов стация -- место обитания популяции, деструкция -- разрушение) -- воздействие, приводящее к нарушению и преобразованию ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (вырубка лесов, эрозия почв, зарегулирование водотоков, урбанизация и пр.).

Исследуя загрязнение окружающей среды, необходимо учитывать вид и источник загрязнения и экологические последствия, которые они могут вызвать.

Загрязнение атмосферного воздуха. В последние годы отмечается увеличение загрязнения воздуха, связанное с расширением промышленных зон, с усиленной технизацией и моторизацией нашей жизни. Вредное воздействие веществ, попадающих в воздух, может усиливаться их взаимными реакциями между собой, особыми метеоусловиями. В дни, когда из-за погодных условий циркуляция воздуха ограничена, здесь возникает смог. Смог - видимое простым глазом загрязнение атмосферы над жилыми или промышленными кварталами. Он образуется в результате накопления дымов от бытовых котельных, промышленных предприятий и выхлопных газов автомобилей и двигателей различного рода.

Особую опасность для человека представляют выхлопные газы автомобилей, в которых содержатся окислы свинца. Даже сравнительно небольшая концентрация свинца в выхлопных газах может оказаться вредной для здоровья, так как металл из воздуха через легкие и желудочно-кишечный тракт проникает в организм быстрее, чем может выводиться из него. Последствия нарушение синтеза гемоглобина, мышечная слабость вплоть до паралича, нарушение структуры и функций печени и мозга.

Кислотообразующие осадки, в свою очередь, увеличивают агрессивность поверхностных вод (по данным морской лаборатории в Вудс-Холе, в средних широтах Северного полушария выпадает до 18 млн. т азота в год), в которых увеличивается содержание фтора и металлов, в том числе стронция. В выбросах, стоках и твердых отходах промышленных городов содержатся тысячи тонн свинца, цинка, меди, хрома, никеля, кадмия, молибдена, ванадия и других металлов. Значительная часть загрязнений концентрируется в почве и проникает в грунтовые воды, откуда попадает в колодцы и водопровод. Загрязнение воздуха кислотообразующими выбросами вызывает респираторные заболевания, астматические явления, разрушает легочную ткань.

Загрязнение водных ресурсов. Вода вещество, жизненно необходимое для человека, может стать для него чрезвычайно опасной. В жилых кварталах, где нет водопровода, воду часто запасают в больших баках и бассейнах. В этих сооружениях нередко заводятся бактерии, переносчики опасных болезней, в них могут случайно попасть химические вещества, например удобрения. Но и там, где имеется центральное водоснабжение, не обходится без проблем. Зачастую качество воды настолько низкое, что ее употребление может стать причиной развития ряда заболеваний.

Основными факторами, вызывающими загрязнение питьевой воды, являются:

1) большое количество промышленных сбросов;

2) отравление воды веществами, загрязняющими воздух и вымываемыми из него дождевой водой, в итоге стекающей в водоемы;

3) просачивание в водоемы вредных веществ, употребляемых в сельском хозяйстве;

4) недостаточное развитие канализационной сети.

Воде, без которой невозможна никакая жизнь, в свою очередь, требуется жизнь. Безжизненная вода смерть для всех нас. В водоемах живут организмы, которым нужна определенная температура и определенный состав воды. Поступление сточных вод в водоемы приводит к повышению их эвтрофированности (накоплению питательных веществ), что может полностью лишить воду кислорода. В результате гибнут живые организмы, качество воды резко ухудшается.

Бытовые стоки и отходы пищевой промышленности особенно вредны из-за того, что на окисление этих веществ в водоеме уходит очень много кислорода. Промышленные предприятия отравляют водоемы сточными водами, которые содержат большое количество ядов, в том числе тяжелые металлы, цианиды. В определенной степени водоем, принимающий стоки, может сам очищаться. Органические загрязнения захватываются бактериями и другими микроорганизмами. Фактор, лимитирующий разложение сточных вод - количество содержащегося кислорода.

Уже сейчас половину необходимой нам воды добывают через артезианские скважины из глубинных слоев земли. Однако и эта вода далека от идеальных требований, поскольку в ней содержится повышенное количество минеральных солей, не всегда полезных для организма. Вода же из рек, озер и водохранилищ нуждается во все более дорогостоящей очистке в специальных установках. В идеале вода должна быть прохладной, чистой, бесцветной, не иметь запаха и неприятного привкуса.

Почвенные ресурсы и их охрана. В результате взаимодействия геологических, климатических, биологических факторов верхний тонкий слой литосферы превратился в особую среду почву, где происходит значительная часть обменных процессов между живой и неживой природой. Важнейшим свойством почвы является плодородие способность обеспечивать рост и развитие растений.

Почвы покрывают преобладающую часть поверхности суши, исключая лишь территории, занятые ледниками и вечными снегами, барханами, скалами, каменистыми россыпями и т.п.

Современное состояние почвенного покрова определяется в первую очередь деятельностью человеческого общества. Этот фактор выходит сегодня на первое место среди факторов преобразования почвенного покрова планеты. Хотя природные силы при этом не перестают действовать на почву, характер их влияния существенно меняется. Пути и способы воздействия человека на почву многообразны и зависят от уровня развития производительных сил человеческого общества.