Экологический кризис и экологическая катастрофа. 2

Введение.

     Человек и  природа тесно взаимосвязаны  друг с другом. Для

человека, как и для  общества в целом, природа является средой жизни и

единственным источником необходимых для существования  ресурсов. Природа и природные ресурсы – база, на которой живет и развивается человеческое общество, первоисточник удовлетворения материальных и духовных потребностей людей. Без природной среды общество существовать не может. Человек – часть природы и как живое существо своей элементарной жизнедеятельностью оказывает ощутимое влияние на природную среду. Преобразующее влияние человека на природу неизбежно. Вносимые его хозяйственной деятельностью изменения в природу усиливаются по мере развития производительных сил и увеличения массы веществ, вовлекаемых в хозяйственный оборот.

Не смотря на то, что в  последние годы общество стало осознавать единство и конечность биосферы и всей окружающей среды, ответственность человечества за свою собственную судьбу, судьбу биосферы, судьбу всей планеты, оно еще очень далеко от того состояния, которое В. И. Вернадский обозначил термином «ноосфера» (от греческого «ноос» — разум). Последнее подразумевает превращение человека из чужеродного элемента в природе в ее неотъемлемую, органично вписывающуюся в нее часть. Это будет достигнуто только тогда, когда новое мышление, в котором экологические проблемы должны иметь высший приоритет, станет внутренней потребностью всего человечества, от лиц, облеченных властью и распоряжающихся ресурсами, до всех граждан мира. Пока же в дополнение к естественно возрастающим экологическим проблемам люди продолжают создавать все новые трудности, которые неизбежно придется преодолевать, затрачивая большие усилия и средства.

     Экологические кризисы и катастрофы – это кризисы взаимоотношений общества и природы, сохранения окружающей среды. На протяжении тысячелетий человек постоянно увеличивал свои технические возможности, усиливал вмешательство в природу, забывая о необходимости поддержания в ней биологического равновесия.

     Особенно резко возросла нагрузка на окружающую среду во второй половине XX в. Во взаимоотношениях между обществом и природой произошел качественный скачок, в результате которого резко увеличилась численность населения. Из-за интенсивной индустриализации и урбанизации нашей планеты хозяйственные нагрузки начали повсеместно превышать способность экологических систем к самоочищению и регенерации.       Вследствие этого нарушился естественный круговорот веществ в

биосфере, под угрозой оказалось здоровье нынешнего и будущего поколения

людей.

     Утилитарный подход к окружающей среде без учета потенциальных нужд человечества в будущем поставил человека на грань экологического кризиса, грозящего общемировой экологической катастрофой.

1. Понятие экологического кризиса.

       Начиная с 50-х гг. ХХ века человечество начало ощущать на себе первые симптомы воздействия промышленных выбросов, которые на первый взгляд не грозили серьезными осложнениями. Предполагалось, что это были локальные явления, не угрожающие здоровью и популяции человека. Однако напряжение взаимоотношений между человечеством и природой, возникшее в природных экосистемах, не только не ослабевало, но и постоянно усиливалось. Описанию таких опасных противостояний можно было бы посвятить не один десяток многостраничных томов. Таким образом, во второй половине ХХ века человечество вынуждено было ввести в обиход новое понятие современной экологии – экологический кризис. В настоящее время под экологическим кризисом понимают критическое состояние окружающей среды, вызванное деятельностью человечества и характеризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных отношений в человеческом обществе ресурно-экологическим возможностям биосферы.

     Экологический  кризис – кризис взаимоотношения  общества и природы, сохранения  окружающей среды. На протяжении  тысячелетий человек постоянно  увеличивал свои технические  возможности, усиливал вмешательство  в природу, забывая о необходимости  поддержания в ней биологического  равновесия.

    Все мелкие  кризисы, порожденные деятельностью  человека и его отношением  к окружающей природе, в конце  концов привели к всеобъемлющему, глобальному кризису биосферы. При  продолжающихся темпах воздействия  на окружающую среду в ближайшем  будущем можно будет говорить  не столько о дигрессии отдельных  элементов биосферы, сколько о  необратимом процессе – изменении  геологически сложившейся ее  организованности. А это, в свою  очередь, влечет за собой опасность  распада очень хрупкой системы  жизнеобеспеченности на планете.

     Однако, не  смотря на кажущуюся первопричину  неблагоприятных последствий хозяйственной  деятельности человека, многие ученые  подчеркивают, что охрану природной  среды нужно начинать не с  борьбы с антропогенными факторами,  а с порождающими их причинами,  в первую очередь с социально-экономическими. Влияние ухудшения состояния  окружающей среды на жизнь  и здоровье людей наблюдается  в каждом обществе, а причины  следствия могут быть различными.

1.1.Факторы, сопутствующие  возникновению экологического кризиса.          За последние 40 лет в человеческом обществе, а в результате и на планете в целом произошло столько событий, сколько раньше происходило за 1000 лет. Признаками, сопутствующими современному этапу развития технологической цивилизации, являются экспоненциальный рост населения Земли, постепенное истощение ресурсов, а также растущее загрязнение окружающей природной среды. Рассмотрим подробнее некоторые из них:

1. Демографический взрыв.

     Первопричина современного экологического кризиса – демографические проблемы человечества, связанные с экспонциальным ростом численности и усилением миграции населения.

В природных популяциях животных и растений рост численности редко  идет по экспоненциальному закону. Как правило, модели роста популяции  в природе  - это логистические  модели, в соответствии с которыми из-за давления среды пределы роста  достигаются быстро. Факторы давления среды (истощение ресурсов, конкуренция  за пространство и ресурсы) быстро приводит к ограничению численности любой  природной популяции. Однако с человечеством  произошло иначе.

Считают, что первые люди во времена, когда они начали овладевать огнем и заселять планету, представляли собой популяцию численности  не более 1 млн. человек. Это было еще  до перехода к земледелию, т.е. до того, как человек вышел из-под влияния  естественного отбора. С началом  земледелия и скотоводства численность человеческой популяции возросла примерно до 100 млн чел.

После Второй мировой войны  на Земле в 1950 году проживало 2,5 млрд человек. В 1982 году общая численность  населения превысила 5 млрд, а в 2000 году она уже составляла более 6 млрд человек, т.е. почти в 2,5 раза выше, чем  в 1950 году. Географически рост происходит неравномерно. За последнее время  особенно быстро росло население  Китая, Индонезии, Индии, стран Африки и Латинской Америки. В СССР рост численности населения был большим  за счет республик Средней Азии.

2. Истощение природных ресурсов.

     Истощение ресурсов идет по нескольким направлениям. Во-первых, истощаются невозобновимые ископаемые энергоресурсы биогенного происхождения – уголь и нефть, хотя их запасы пока достаточно велики. Кроме того, биосфера имеет и альтернативные неисчерпаемые источники энергии: ветер, приливы и отливы, солнечную радиацию.

Во-вторых, истощаются такие  относительно возобновимые ресурсы, как  почва и леса. Почвенный покров планеты страдает от эрозии, в результате которой катастрофически убывает  природный слой. Многие древние цивилизации  исчезли с лица Земли именно вследствие неумеренной распашки почвенного слоя. Так, нынешняя пустыня Сахара была когда  то богатейшей житницей Римской империи. И сейчас на различных участках земного  шара происходит опустынивание, связанное  прежде всего с вырубкой лесов, сведением  кустарников и травяного покрова. Сплошная распашка почв ведет к пыльным  бурям, ветровой и водной эрозии плодородного почвенного слоя. Для борьбы с этими  явлениями необходима защита полей  лесными и кустарниковыми полосами, укрепление склонов оврагов древесными и кустарниковыми насаждениями и  иные простые, но эффективные мероприятия.

     Катастрофической  в данное время является вырубка  тропических лесов, которые являются  одним из крупнейших источников  кислорода, жизненно важного ресурса нашей планеты, возобновляемого биотой. Тропические леса исчезают в силу того, что население в этих районах быстро увеличивается. Из-за угрозы голода люди в погоне за небольшими урожаями  используют под поля и огороды любые клочки земли, вырубая для этого древние тропические леса, деревья, кустарники. В случае уничтожения лесов в экваториальной зоне, Амазонии и, как следствие, снижения содержания кислорода в атмосфере планеты человечество и само существование биосферы окажется под угрозой гибели от гипоксии.

     Другим значительным  источником кислорода является  фитопланктон тропического океана. Но и этот источник кислорода  находится под угрозой, так  как океан с громадной скоростью  загрязняется отходами промышленного  и сельскохозяйственного производства. Таким образом, биогенные ресурсы  кислорода хотя и являются  возобновимыми, но в настоящий  момент находятся под угрозой  истощения.

     В третьих,  из-за загрязнения водоемов под  угрозой исчезновения оказались  запасы чистой пресной воды. Загрязняясь  биогенами, водоемы подвергаются  эвтрофизации, многие из них превращаются  в болота, становясь не пригодными  для жизни рыб ценных промысловых  пород. При загрязнении абиогенными  продуктами сельскохозяйственного  и промышленного производства (тяжелыми  металлами и ксенобиотиками) воды  становятся токсичными для своих  обитателей. Эта опасность – результат  стока воды с полей и ферм, от промышленных объектов. В загрязнение  воды и почвы весомый вклад  вносят:

1. сельское хозяйство вследствие применения удобрений, пестицидов, гербицидов, и иных химикатов, особенно при использовании их в произвольных количествах;
2. промышленность из-за недостаточно совершенных очистных сооружений.

     Поскольку  самовосстановление и саморегуляция  являются природными свойствами  экосистем, то почвы, воздух  и вода в природных экосистемах  способны к самоочищению. Однако из-за вымирания под натиском деятельности человека многих биологических видов – звеньев трофических цепей – экосистемы теряют способность к восстановлению и разрушаться сами.

3. Загрязнение среды обитания.

     Человек для  удовлетворения собственных нужд  вовлек в сферу своего потребления  большое количество новых для  биосферы веществ и материалов, не имея при этом достаточных  сведений о их безопасности. В  конце второго тысячелетия на  нашей планете с коммерческими  целями производится около 100 000 химических веществ, но 95 % объема мирового производства приходится всего на 1500 из них.

При современном уровне развития науки и техники высокий уровень  безопасности использования может  быть обеспечен для любых химических веществ и материалов. Однако, по оценкам международных экспертов, большинство стран, особенно развивающихся, пока не способны сочетать рентабельность и безопасность при использовании  химических веществ. Обобщенные данные о доле производимых человеком химических веществ, исследованных на настоящий  момент времени на токсичность.

1.2. История локальных антропогенных экологических кризисов.

     История биоты  богата примерами локальных экологических  кризисов. Они случались как до  появления человечества, так и  во время его существования.  В районах, оказавшихся испорченными  неумелым хозяйствованием человека, «свет цивилизации» постепенно  затухал, зато с новой силой  и новым блеском он вспыхивал  в других районах земного шара.      К подобным кризисам, вызванным антропогенными воздействиями, относятся:

Кризис перепромысла животных (кризис консументов).

     Это был первый антропогенный экологический кризис, который произошел 10 – 50 тысяч лет назад в результате интенсивного развития охоты. Выход из кризиса был найден в ходе сельскохозяйственной революции, ознаменовавшейся переходом к производящему хозяйству.

Кризис примитивного поливного земледелия (кризис продуцентов).

     Он возник около 2 тысяч лет назад в связи с повышением производительности сельского хозяйства и появлением излишков продукции, которые можно было менять или продавать. Кризис был вызван истощением плодородия почв. Решить проблему удалось в результате второй сельскохозяйственной революции, переходом к широкому освоению неполивных земель.

Кризис перепромысла растительного материала (кризис продуцентов).

     Этот кризис принято считать вторым антропогенным кризисом, который произошел 150 -350 лет назад. В ходе промышленной революции он заставил человечество начать интенсивное использование минеральных (ископаемых) источников энергии, что совместно с другими процессами вызвало дисбаланс в энергетических процессах биосферы.

Кризис физического  и химического загрязнения биосферы (кризис редуцентов).

     Далее, 40 – 60 лет назад, в связи с развитием научно-технической ревлюции начался и продолжается в настоящее время третий антропогенный и глобальный кризис, который уже не в состоянии справляться с разложением всего постоянно растущего «антропогенного букета загрязнений». Особые проблемы возникают с теми впервые синтезированными человеком веществами, которые не имеют природных аналогов, и, следовательно, для которых в природе нет систем (организмов или абиотических процессов), способных редуцировать эти вещества до исходных химических элементов.

Современный экологический  кризис.

     В наши дни третий антропогенный кризис дополнился четвертым глобальным термодинамическим (тепловым) кризисом или энергетическим кризисом потребления. Кроме научно-технической революции, он вызван кризисом сознания и увеличением потребления, т.е. идеалы потребительства стали превалировать над прежними идеалами человечества.

     Уже более 3 млн лет наблюдается усиление антропогенного воздействия на биосферу, которое происходит нелинейно, а в последние 40 -50 лет – в режиме самоускорения (или обострения).

     Термодинамический кризис вызывает климатические изменения в биосфере, связанные с парниковым эффектом, возникающим из-за загрязнения атмосферы парниковыми газами. Растущее потребление энергии и выделение парниковых газов грозит планете глобальной экологической катастрофой. Может произойти повышение уровня Мирового океана и затопление прибрежных земель (таких, как земли северной Европы) и многих крупных городов. Кроме этого, уже сейчас наблюдаются локальные кризисные ситуации, связанные с возникновением торнадо, цунами, резкими перепадами погоды, наводнениями – все это результат нарушения термодинамического режима нашей планеты. Выброс газов в атмосферу ведет еще к двум опасностям – выпадению кислотных осадков и разрушению озонового слоя.

     В результате нарастания самоускоряющихся негативных процессов (демографического взрыва, уничтожения биологических видов и целых экосистем, истощения природных ресурсов, загрязнения окружающей природной среды) биосфера в наше время оказалась в состоянии экологического кризиса и даже более того – на грани экологической катастрофы. Главными чертами этого кризисного состояния являются: истощение ресурсов, перенаселение, а также загрязнение биосферы чуждыми для нее веществами – ксенобиотиками. Основные критические процессы в биосфере – это достижение человеком и значительное превышение порога энергетического лимита; разрушение природных экосистем.

Так, в 1900г. естественные экосистемы сущи были разрушены на 20%, а сейчас – уже на 63%. Также подвержены разрушению морские экосистемы, прежде всего внутренние моря.

     В ХХ в. антропогенное воздействие усилилось. В начале века человечество потребляло примерно 1% чистой первичной биосферной продукции, а к концу века уже 10%. Кроме того, первичная продукция оказалась разрушена еще на 30%; при этом часть ее перераспределилась человеком в пользу сопровождающей фауны, т.е. домашних животных, крыс, мышей, тараканов, микроорганизмов. В результате нарушается круговорот биогенов, меняется их естественная концентрация во всех средах, а в итоге постоянно снижается биоразнообразие. По некоторым подсчетам в настоящее время гибнут тысячи биологических видов.

Всякая живая система, используя обратные связи, всегда стремится  к самосохранению. Система обратных связей в биосфере направлена на элиминацию человека как вида. Увеличивается  генетический «груз» человечества, отмечается рост психических и нервных заболеваний, снижается общая сопротивляемость болезням, усиливается стресс перенаселения  в городах, агрессия, страх и т.д. Человек для оправдания названия своего вида «Человек разумный» должен планировать дальнейшую деятельность так, чтобы сохранить оставшуюся и по возможности восстановить утраченную биоту планеты за счет естественной саморегуляции природной среды.

     Современная эпоха характеризуется нарастающей необходимостью соблюдения экологического императива, т.е. жесткого требования учитывать в хозяйственной деятельности человека природные экологические законы и ограничения, а также не превышать пределы экологической емкости природных экосистем. Емкость природных экосистем определяется их способностью к регенерации изъятых ресурсов и к восстановлению основных природных «резервуаров» (воздушного и водного бассейнов и земель), а также мощностью потоков биогеохимического круговорота. Если не учитывать экологическую емкость природных экосистем при развитии производства или при заселении каких-то участков земли, то возможны локальные кризисные ситуации.

     На основе данных о емкости биосферы были проведены расчеты энергетического лимита хозяйственной деятельности человечества. Получено, что лимит составляет 0,74 ^. 10¹² ТВт, тогда как валовая мощность энергетики современного общества (включая энергию ископаемых топлив), по данным В.Г. Горшкова, оценивается в 18 ^. 10¹² ТВт или в 24 раза больше допустимой величины.

     Энергетика природных биоценозов построена таким образом, что микроорганизмы (мелкие грибки и бактерии) потребляют примерно 90% энергии растительной биомассы, мелкие беспозвоночные животные – еще около 10%, а крупные животные – всего 1%. Эти организмы имеют малый коэффициент полезного действия, и их роль в биоте заключается в тонкой настройке функционирования сообществ. Следовательно, человек в естественных границах биосферы должен потреблять не более 1% добытой энергии, т.е. тратить только 1% на свои нужды, а 99% - на поддержание биоты.

     Биота является на данный момент естественным механизмом результативного управления окружающей средой, в которой только и может существовать человек. Сейчас энергетическая мощность биоты составляет примерно 1/1000 количества приходящей на Землю солнечной энергии. Столь малая часть регулирует климат, формирующийся за счет остального количества солнечной энергии. Увеличение доли биоты приведет к дисбалансу в климате планеты. Поэтому величина 1/1000 и является энергетическим лимитом, т.е. естественным барьером для дальнейшего увеличения хозяйственной деятельности человека.

Силу антропогенного воздействия  можно оценивать по следующим  основным критериям:

• вероятности сохранения природных экосистем;
• вероятности сохранения здоровья человека;
• хозяйственному значению.

Сохранность экосистем, как  правило, оценивается:

• по шкале биопродуктивности;
• по шкале разнообразия, включающей несколько индексов биологического разнообразия, обычно учитываемых при мониторинге.

     Таким образом, современное человечество находится на пороге экологической катастрофы, и непременным условием его дальнейшего существования является сохранение биосферы. Для этого следует выбрать такой путь развития цивилизации, при котором как можно быстрее удастся в несколько раз уменьшить антропогенное давление на природную среду и тем самым оградить природную биосферу от разрушения.

2. Понятие экологической катастрофы.

     Экологические кризисы и катастрофы – это нарушение природного экологического равновесия, потеря устойчивости биологическими системами. При этом кризисы не разрушают систему полностью, а приводят ее в состояние неустойчивости, из которого возможен выход к изменению уровня функционирования или управления системой, а также к гибели системы. Иными словами, последствия кризиса могут быть обратимы.

     Под экологической катастрофой понимается комплекс изменений в системе, которые ведут к ее исчезновению. При катастрофе нарушается одновременно большое количество взаимосвязей, прекращает функционировать системообразующий фактор, и система, как таковая, перестает существовать.

     Катастрофы  в биосфере за время ее существования  бывали редко и не оставляли  генетических следов, ибо приводили  к вымиранию большого количества  видов. После этого вымирания  происходили крупные эволюционные  перестройки, появлялись новые  виды, значительно отличавшиеся  по своей организации от предшествующих.

Причинами катастроф были необратимые природные явления (локальные  засухи, моры), а также перестройки (прежде всего климатические) во всей биосфере, связанные с периодами  горообразования, глобальных потеплений или похолоданий, образования, движения или таяния ледников. Во время тех древних катастроф вымирало более половины всех живущих на Земле видов, причем исчезали климаксные (устойчивые) сообщества и планета заселялась как бы заново, уже другими видами, которыми начинались новые (первичные) сукцессионные ряды.

2.1.Техногенные  катастрофы и катастрофы, возникшие  в результате военных действий.

     Значительное нарушение условий природной среды, которое приводит к экологической катастрофе, наблюдается в результате техногенных и военных действий. В таблице ниже представлены масштабные техногенные катастрофы ХХ века.

     Примером экологической  катастрофы, вызванной воинским  конфликтом, являются события, которые  происходили на территории Кувейта  и близлежащих территорий Персидского  залива после операции «Буря  в пустыне» в начале 1991 года. Отступая  из Кувейта, иракские оккупанты  подорвали взрывчаткой свыше  500 нефтяных буровых скважин. Значительная  их часть вспыхнула и горела  на протяжении 6 месяцев, отравляя  вредными газами и сажей большую  территорию. Из буровых скважин,  которые не воспламенились, нефть  била фонтанами, образовывая большие  озера, и стекала в Персидский  залив. Сюда же вылилось большое  количество нефти из подорванных  терминалов и танкеров. В результате  нефтью было покрыто около  1554 км² поверхности моря, 450 км береговой полосы, где погибло большинство птиц, морских черепах, дюгоней и других животных. В огневых факелах ежесуточно сгорало 7,3 млн л нефти, которая равняется объему нефти, ежедневно импортируемой США.  Тучи сажи от пожаров поднимались на высоту до 3 км и разносились ветрами далеко за границы Кувейта – черные дожди выпадали в Саудовской Аравии и Иране, черный снег – в Кашмире (за 2000 км от Кувейта). Загрязнение нефтяной сажей воздуха вредно влияло на здоровье людей, так как она содержала много канцерогенов. Эксперты установили, что эта катастрофа сопровождалась такими явлениями, как:

1. Тепловое загрязнение (86 млн кВт ежесуточно). Для сравнения, такое же количество тепла выделяется вследствие лесного пожара на площади 200 га;
2. Сажа от горящей нефти – 12 000 т ежесуточно;
3. СО₂– 1,9 млн т ежесуточно (это составляет 2% всего углекислого газа, что выделяется в атмосферу Земли вследствие сжигания минерального топлива всеми странами мира);
4. SO₂– 20 000 т ежесуточно (что составляет 57 % его количества, которое ежесуточно поступает из топок всех ТЭЦ США).

Заключение.

     Еще совсем  недавно казалось, что основная  цель человечества – сделать  людей богатыми и сытыми. Теперь  этого уже мало.

     Вспомним сказку  о золотой антилопе, где жадный  правитель был заживо погребен  под огромной горой золотых  монет. Да, он стал богатым,  но все равно не смог выжить, имея все это богатство. Аналогично  и в современном человеческом  обществе – богатства и сытости  уже не достаточно для выживания. Нужна также благоприятная среда жизни.

     В настоящее  время ни одна страна мира  не может решить автономно  весь спектр экологических проблем,  которые сопутствуют человеку  в его повседневной жизни. Однако  выход из экологического кризиса  возможен, необходимо только объединить  усилия всех стран для осуществления  международного сотрудничества  в этом процессе.