Влияние человека на природу и климат

Влияние человека на природу и климат

Содержание

Введение

Человек – часть природы и как живое существо своей элементарной жизнедеятельностью оказывает ощутимое влияние на природную среду. Человек и природа неотделимы друг от друга и тесно взаимосвязаны. 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. Влияние человека на климат начало проявляться несколько тысяч лет тому назад в связи с развитием земледелия. Во многих районах для обработки земли уничтожалась лесная растительность, что приводило к увеличению скорости ветра у земной поверхности, некоторому изменению режима температуры и влажности нижнего слоя воздуха, а также к изменению режима влажности почвы, испарения и речного стока. В сравнительно сухих областях уничтожение лесов часто сопровождается усилением пыльных бурь и разрушением почвенного покрова, заметно изменяющими природные условия на этих территориях.

Вышесказанное определяет актуальность выполнения данной работы.

Объектом исследования выступает человек.

Предметом работы служат особенности влияния человека на природу и климат.

Цель работы: изучение влияния человека на природу и климат.

Задачи работы:

- рассмотреть особенности влияния человека на природу;

- исследовать влияние человека на климат.

Работа состоит из введения, двух разделов, заключения и библиографического списка.

При написании данной работы были использованы труды ведущих специалистов по вопросам, рассматриваемым в исследовании, особенно хочется выделить следующих: Безручко О., Воейкову А.И., Грингоф И.Г., Бабушкина О.Л., Филичева С.А., Лукашевича О.Д.

1. Влияние человека на природу

Природа - материальный мир Вселенной, в сущности - основной объект изучения естественных наук. В быту слово «природа» часто употребляется в значении естественная среда обитания (всё, что не создано человеком) [3, c.29].

Человек является частью природы, но, выделяя человека, природу называют окружающей средой. Природообразующую деятельность людей, которая является новой движущей силой развития природы, называют антропогенным фактором. Развивающееся промышленное производство оказывает большое влияние на изменение природных экологических систем. Главным отрицательным последствием влияния антропогенного фактора является загрязнение воздуха, воды и поверхности земли, а также интенсивное истощение ее минеральных ресурсов. В процессе трудовой деятельности происходит взаимное изменение природы и человека [5, c.61].

Появление в природной среде новых компонентов, вызванное деятельностью человека или какими-либо грандиозными природными явлениями (например, вулканической деятельностью), характеризуют термином загрязненность. В общем виде загрязненность - это наличие в окружающей среде вредных веществ, нарушающих функционирование экологических систем или их отдельных элементов и снижающих качество среды с точки зрения проживания человека или ведения им хозяйственной деятельности. Этим термином характеризуются все тела, вещества, явления, процессы, которые в данном месте, но не в то время и не в том количестве, какое естественно для природы, появляются в окружающей среде и могут выводить ее системы из состояния равновесия.

Экологическое действие загрязняющих агентов может проявляться по-разному: оно может затрагивать либо отдельные организмы (проявляться на организменном уровне), либо популяции, биоценозы, экосистемы и даже биосферу в целом.

Различают природное и антропогенное загрязнения. Природное загрязнение возникает в результате естественных причин - извержения вулканов, землетрясений, катастрофических наводнений и пожаров. Антропогенное загрязнение - результат деятельности человека.

В настоящее время общая мощность источников антропогенного загрязнения во многих случаях превосходит мощность естественных. Так, природные источники окиси азота выбрасывают 30 млн т азота в год, а антропогенные - 35-50 млн т; двуокиси серы, соответственно, около 30 млн т и более 150 млн т. В результате деятельности человека свинца попадает в биосферу почти в 10 раз больше, чем в процессе природных загрязнений.

Каждый загрязнитель оказывает определенное отрицательное воздействие на природу, поэтому их поступление в окружающую среду должно строго контролироваться. Законодательство устанавливает для каждого загрязняющего вещества предельно допустимый сброс (ПДС) и предельно допустимую концентрацию (ПДК) его в природной среде.

Предельно допустимый сброс (ПДС) - это масса загрязняющего вещества, выбрасываемого отдельными источниками за единицу времени, превышение которой приводит к неблагоприятным последствиям в окружающей среде или опасно для здоровья человека. Предельно допустимая концентрация (ПДК) понимается как количество вредного вещества в окружающей среде, которое не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека или его потомство при постоянном или временном контакте с ним. В настоящее время при определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, но и воздействие их на животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природное сообщество в целом [3, c.30].

Кроме загрязнения среды, антропогенное воздействие выражается в истощении природных ресурсов биосферы. Огромные масштабы использования природных ресурсов привели к значительному изменению ландшафтов в некоторых регионах (например, в угольных бассейнах). Если на заре цивилизации человек использовал для своих нужд всего около 20 химических элементов, в начале XX втекало 60, то сейчас более 100 - почти всю таблицу Менделеева. Ежегодно добывается (извлекается из геосферы) около 100 млрд. т руды, топлива, минеральных удобрений.

Быстрый рост потребностей в топливе, металлах, минеральном сырье и их добыче привели к истощению этих ресурсов. Так, по оценкам специалистов, при сохранении современных темпов добычи и потребления разведанные запасы нефти будут исчерпаны уже через 30 лет, газа - через 50 лет, угля - через 200. Аналогичная ситуация сложилась не только с энергетическими ресурсами, но и с металлами (истощение запасов алюминия ожидается через 500-600 лет, железа - 250 лет, цинка - 25 лет, свинца - 20 лет) и минеральными ресурсами, как, например, асбест, слюда, графит, сера.

Вот далеко не полная картина экологической ситуации на нашей планете в настоящее время. Даже отдельные успехи природоохранной деятельности не могут заметным образом изменить общий ход процесса пагубного влияния цивилизации на состояние биосферы [8, c.27].

Атмосфера - внешняя оболочка биосферы. Масса атмосферы нашей планеты ничтожна - всего лишь одна миллионная массы Земли. Однако роль ее в природных процессах биосферы огромна: она определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее от вредных воздействий космического и ультрафиолетового излучений. Циркуляция атмосферы оказывает влияние на местные климатические условия, а через них - на режим рек, почвенно-растительный покров, процессы рельефообразования.

Современный состав атмосферы - результат длительного исторического развития земного шара. Состав атмосферы - кислород, азот, аргон, углекислый газ и инертные газы.

В процессе своей деятельности человек загрязняет окружающую среду. Над городами и промышленными районами в атмосфере возрастает концентрация газов, которые обычно в сельской местности содержатся в очень небольших количествах или совсем отсутствуют. Загрязненный воздух вреден для здоровья. Кроме того, вредные газы, соединяясь с атмосферной влагой и выпадая в виде кислых дождей, ухудшают качество почвы и снижают урожай.

По данным ученых ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд. т оксидов углерода, 190 млн. т оксидов серы, 65 млн. т оксидов азота, 1,4 млн. т фреонов, органические соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные, большое количество твердых частиц (пыль, копоть, сажа) [6, c.15].

Глобальное загрязнение атмосферного воздуха сказывается на состоянии природных экосистем, особенно зеленого покрова нашей планеты.

Кислотные дожди, вызываемые главным образом диоксидом серы и оксидами азота, наносят огромный вред лесным биоценозам. От них страдают леса, особенно хвойные.

Большую опасность таит загрязнение природной среды тяжелыми металлами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий стали практически постоянными компонентами воздуха промышленных центров. Особенно остро стоит проблема загрязнения воздуха свинцом.

Таким образом, изменение содержания углекислого газа в атмосфере в значительной мере влияет на климат Земли [9, c.186].

Вода - основа жизненных процессов в биосфере. Вода - самое распространенное неорганическое соединение на планете. Вода - основа всех жизненных процессов, единственный источник кислорода в главном  движущем процессе на Земле - фотосинтезе.

С появлением жизни на Земле круговорот воды стал относительно сложным, т.к. к простому явлению испарения добавились более сложные процессы, связанные с жизнедеятельностью живых организмов, особенно человека.

Масштабы использования водных ресурсов быстро увеличиваются. Это связано с ростом населения и улучшением санитарно-гигиенических условий жизни человека, развития промышленности и орошаемого земледелия. Суточное потребление воды на хозяйственно-бытовые нужды в сельской местности составляет 50 л на 1 человека, в городах - 150 л. Огромное количество воды используется в промышленности. На выплавку 1 т стали необходимо 200 м3. На производство 1 т бумаги требуется 100 м3, на изготовление 1 т синтетического волокна - от 2500 до 5000 м3. Промышленность поглощает 85% всей воды, расходуемой в городах,  оставляя на хозяйственно-бытовые цели около 15%.

Еще больше воды необходимо для орошения. В течение года на 1 га поливных земель уходит 12-14 м3 воды. В нашей стране ежегодно расходуется на орошение более 150 км3, в то время как на все другие нужды - около 50 км3 [3, c.30].

При сохранении таких темпов потребления и с учетом прироста населения и объемов производства к 2100 году человечество может исчерпать все запасы пресной воды.

Значительному загрязнению подвергаются воды морей и океанов. С речным стоком, а также от морского транспорта, в моря поступают болезнетворные отходы, нефтепродукты, соли тяжелых металлов, ядовитые органические соединения, в т.ч. пестициды. ДДТ обнаружен даже в организме пингвинов, обитающих в Антарктиде. Загрязнение морей и океанов достигает таких масштабов, что в ряде случаев выловленные рыбы и моллюски оказываются непригодными для употребления в пищу [8, c.28].

Почва - важная составляющая часть биосферы. Почва - верхний слой суши, образовавшийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он находится. Это важный и сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими ее частями [3, c.30].

К наиболее опасным загрязнителям почв относят ртуть и ее соединения. Ртуть поступает в окружающую среду с ядохимикатами, с отходами промышленных предприятий, содержащими металлическую ртуть и различные ее соединения.

Значительное влияние на химический состав почв оказывает современное сельское хозяйство, широко использующее удобрения и различные химические вещества для борьбы с вредителями, сорняками и болезнями растений. В настоящее время количество веществ, вовлекаемых в круговорот в процессе сельскохозяйственной деятельности, примерно такое же, что и в процессе    промышленного    производства.    При    этом    с каждым годом производство и применение удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве возрастает. Неумелое и бесконтрольное использование их приводит к нарушению круговорота веществ в биосфере.

Особую опасность представляют стойкие органические соединения, применяемые в качестве ядохимикатов. Они накапливаются в почве, в воде, донных отложениях водоемов. Но самое главное - они включаются в экологические пищевые цепи, переходят из почвы и воды в растения, затем в животных, а в конечном итоге попадают с пищей в организм человека [6, c.16].  

Воздействие человека на живую природу складывается из прямого влияния и косвенного изменения природной среды. Одна из форм прямого воздействия на растения и животных - рубка леса. Оказавшись внезапно в условиях открытого местообитания, растения нижних ярусов леса испытывают неблагоприятное влияние прямого солнечного излучения. У теплолюбивых растений травянистых и кустарничковых ярусов разрушается хлорофилл, угнетается рост, некоторые виды исчезают. На местах вырубок поселяются светолюбивые растения, устойчивые к повышенной температуре и недостатку влаги. Меняется и животный мир: виды, связанные с древостоем, исчезают или мигрируют в другие места.

Считается, что с 1600 года человеком было истреблено более 160 видов и подвидов птиц и не менее 100 видов млекопитающих. В длинном списке исчезнувших видов значится тур - дикий бык, живший на территории Европы. В XVIII веке была истреблена описанная русским натуралистом Г.В. Стеллером морская корова - водное млекопитающее, относящееся к разряду сиреновых. Немногим более 100 лет назад исчезла дикая лошадь тарпан, обитавшая на юге России. Многие виды животных находятся на грани вымирания или сохранились только в заповедниках. Такова судьба бизонов, десятками миллионов населявших прерии Северной Америки и зубров, прежде широко распространенных в лесах Европы. На Дальнем Востоке почти полностью истреблен пятнистый олень. Усиленный промысел китообразных привел на грань уничтожения несколько видов китов: серого, гренландского, голубого. На численность животных оказывает влияние и хозяйственная деятельность человека, не связанная с промыслом. Резко сократилась численность уссурийского тигра - в результате освоения территорий в пределах его ареала и сокращения кормовой базы. В Тихом океане ежегодно погибает несколько десятков тысяч дельфинов: в период лова рыбы они попадают в сети и не могут из них выбраться [8, c.29].

Исчезновение сравнительно небольшого числа видов животных и растений может показаться не очень существенным. Однако главная ценность живущих ныне видов заключается не в их единственном значении. Каждый вид занимает определенное место в биоценозе, в цепи питания, и заменить его не может никто. Исчезновения того или иного вида ведет к уменьшению устойчивости биоценозов [6, c.17].

В биосфере повсюду есть естественные источники радиоактивности, и человек, как и все живые организмы, всегда подвергался естественному облучению. Внешнее облучение происходит за счет излучения космического происхождения и радиоактивных нуклидов, находящихся в окружающей среде. Внутреннее облучение создается радиоактивными элементами, попадающими в организм человека с воздухом, водой и пищей.

Наибольшую опасность представляет радиоактивное загрязнение биосферы в результате деятельности человека. В настоящее время радиоактивные элементы достаточно широко используются в различных областях. Халатное отношение к хранению и транспортировке этих элементов приводит к серьезным радиоактивным загрязнениям. Радиоактивное заражение биосферы связано,  например,  с испытаниями атомного оружия.

Во второй половине 20 столетия начали вводить в эксплуатацию атомные электростанции, ледоколы, подводные лодки с ядерными установками. При нормальной эксплуатации объектов атомной энергии и промышленности загрязнение окружающей среды радиоактивными нуклидами составляет ничтожно малую долю от естественного фона.

Так, при взрыве на Чернобыльской атомной станции в окружающую среду было выброшено лишь около 5% ядерного топливом. Но это привело к облучению многих людей, большие территории были загрязнены настолько, что стали опасными для здоровья. Это потребовало переселения тысяч жителей из зараженных районов. Повышение радиации в результате выпадения радиоактивных осадков было отмечено за сотни и тысячи километров от места аварии [3, c.31].

В настоящее время все острее встает проблема складирования и хранения радиоактивных отходов военной промышленности и атомных электростанций. С каждым годом они представляют все большую опасность для окружающей среды. Таким образом, использование ядерной энергии поставило перед человечеством новые серьезные проблемы [8, c.30].

Таким образом - единственный выход из ситуации: рациональное природопользование. Общая задача рационального управления природными ресурсами состоит в нахождении наилучших или оптимальных способов эксплуатации естественных и искусственных (например, в сельском хозяйстве) экосистем. Под эксплуатацией понимается сбор урожая и воздействие теми или иными видами хозяйственной деятельности на условия существования биогеоценозов.

Решение задачи по созданию оптимальной системы управления природными ресурсами существенно осложняется наличием не одного, а множества критериев оптимизации. К ним относятся: получение максимального урожая, сокращение производственных затрат, сохранение природных ландшафтов, поддержание видового разнообразия сообществ, обеспечение чистоты окружающей среды, сохранение нормального функционирования экосистем и их комплексов.

Сохранению животного и растительного мира способствует организация заповедников и заказников. Помимо охраны редких и исчезающих видов заповедники служат базой для одомашнивания диких животных, обладающих ценными хозяйственными свойствами. Заповедники являются также центрами по расселению животных, исчезнувших в данной местности, помогают обогащению местной фауны. Бережное отношение к природе, основанное на глубоких знаниях биологии растений и животных, не только сохраняет ее, но и дает значительный экономический эффект.

2. Влияние человека на климат

Климат (греч. κλίμα (klimatos) - наклон) - многолетний режим погоды, характерный для данной местности в силу её географического положения [4, c.127].

Влияние человека на климат начало проявляться несколько тысяч лет тому назад в связи с развитием земледелия. Во многих районах для обработки земли уничтожалась лесная растительность, что приводило к увеличению скорости ветра у земной поверхности, некоторому изменению режима температуры и влажности нижнего слоя воздуха, а также к изменению режима влажности почвы, испарения и речного стока. В сравнительно сухих областях уничтожение лесов часто сопровождается усилением пыльных бурь и разрушением почвенного покрова, заметно изменяющими природные условия на этих территориях [7, c.152].

Воздействие человека на Землю особенно усилилось за последние 250 лет. В результате этих трансформаций окружающая среда стала нежизнеспособной. Главные факторы - увеличение народонаселения, деградация земли, потребление ресурсов, загрязнение воды и воздуха, изменения климата, уничтожение других разновидностей.

Если международное сообщество не предпримет сейчас решительных шагов для того, чтобы приостановить процесс глобального потепления, то через 20 лет бороться с последствиями климатических изменений будет уже поздно, предупреждают британские экологи.

Чтобы избежать катастрофы, человечество должно не позднее 2025 г. остановить рост выбросов двуокиси углерода и найти способ сокращать их объем по крайней мере на 2,6% в год. В противном случае людям будет уже не под силу предотвратить всеобщую гибель.

Уже сейчас ясно, что глобальное потепление происходит гораздо быстрее, чем предполагалось несколько лет назад. Начавшееся в результате таяние льдов в Антарктике грозит обернуться повышением уровня Мирового океана на 12 м и затоплением огромных участков суши [1, c.21].

Деятельность человека довольно сильно влияет на изменения климата, наблюдаемые в разных частях земного шара. Вероятность влияния на потепление атмосферы парниковых газов, которые выделяются в процессе деятельности человечества, а не естественных процессов, оценивается, по меньшей мере, в 90%. Понимание влияния человека на потепление и охлаждение климата улучшилось со времени третьего оценочного доклада, и это привело к высокой степени уверенности в том, что усредненный глобальный чистый эффект человеческой деятельности с 1750 года выразился в потеплении.

Подъем уровня мирового океана, который эксперты оценивают как относительно консервативный, прогнозируется в пределах от 18 до 59 см (в 2001 году разброс был от девяти до 88 см). Уточненный прогноз основывается на оценках количества углекислого газа в атмосфере, а саму поправку Межправительственная группа объяснила более точными оценками поглощения тепловой энергии океанами.

Снежный покров в полярных регионах, по прогнозу группы, продолжит отступать, а глубина таяния вечной мерзлоты увеличится. Ледовые шапки Арктики и Антарктики уменьшатся при любом сценарии. Ряд экспертов указывает, что к концу века в летние месяцы в Арктике льда не будет вовсе.

Относительно Антарктики прогноз менее однозначный: часть сценариев предрекает некоторое разрастание ледового щита из-за того, что будет выпадать больше снега.

Скорость теплого течения Гольфстрима, который является причиной умеренного климата в значительной части Европы, "с большой вероятностью" снизится примерно на 25%. Однако нового ледникого периода не ожидается, поскольку общая температура атмосферы вырастет [2, c.23].

Заключение о неизбежности развития в скором будущем значительного потепления в результате антропогенного роста концентрации углекислого газа в атмосфере было высказано в начале 1970-х гг., когда был опубликован график, характеризующий ожидаемое изменение средней температуры воздуха в Северном полушарии до 2070 г. Из этого прогноза следовало, что в XXI столетии средняя температура повысится более чем на 2 °С, т. е. величину, заметно превосходящую естественные колебания климата, происходившие на протяжении последних нескольких тысяч лет. Такое заключение, вначале считавшееся невероятным, сейчас признано подавляющим большинством специалистов в области климатологии.

Из материалов о природных условиях прошлого можно заключить, что повышение средней температуры на величину порядка 1 С уже достаточно для существенных изменений состояния биосферы. Эти изменения должны оказать заметное воздействие на хозяйственную деятельность человека. Еще большее значение будет иметь потепление, характеризуемое повышением средней температуры на несколько градусов.

Имея это в виду, легко понять необходимость заблаговременной оценки климатических условий будущего, позволяющей обеспечить рациональное долгосрочное планирование зависящих от климата видов хозяйственной деятельности (сельское хозяйство, водное хозяйство и другие), а также производств, влияющих на климат (углеродная энергетика, другие производства, создающие парниковые газы, и т. д.).

Детальная схема прогноза антропогенного изменения глобального климата включает три этапа исследований. Первый из них должен дать оценку поступления в атмосферу углекислого газа и нескольких других парниковых газов, небольшие количества которых уже сейчас заметно усиливают парниковый эффект. Такая задача решается специалистами в области технических наук, которые обычно считают, что подобная оценка может быть более или менее достоверна для ближайших 20-30 лет и является очень приблизительной для последующих десятилетий - примерно до 2050 г. Для более позднего времени трудно предвидеть воздействие различных видов хозяйственной деятельности на климат, в связи с чем ясно, что применяемая иногда практика экстраполяции роста выбросов в атмосферу парниковых газов до 2100 г. необоснованна, и что прогнозы климатических условий для второй половины XXI в. нельзя считать реальными.

Второй этап - расчеты концентрации парниковых газов в атмосфере для ближайших 50-60 лет при наличии данных об их антропогенных выбросах - является задачей специалистов по химии атмосферы. Существенное значение для успешного решения этой задачи имеет прогресс в изучении круговорота углекислого газа, который является главным фактором усиления парникового эффекта. Можно думать, что погрешности таких расчетов меньше быстровозрастающих во времени неточностей оценок выбросов парниковых газов в будущем.

Наибольшее внимание обычно привлекает третий этап решения задачи о климатических условиях будущего - расчеты изменений в пространстве и времени элементов метеорологического режима по данным о химическом составе атмосферы для определенных интервалов времени в будущем. Такие расчеты, выполненные специалистами в области климатологии, могут быть основаны на применении теоретических моделей климата или различных эмпирических методов.

Хорошо известно, что точность подобных расчетов ограничена. К сожалению, при обсуждении достоверности оценок климатических условий будущего это обсуждение часто сводят к выяснению точности решения только третьей из перечисленных здесь задач. Неправильность такого подхода ясна из вывода, что предел заблаговременное современного прогноза климата будущего определяется главным образом достоверностью оценок выбросов парниковых газов в атмосферу. Поэтому стремление повысить точность климатических расчетов выше ограничения этой точности погрешностями исходных данных для прогнозов изменений климата лишено смысла [1, c.22].

В настоящее время имеется только один пример решения перечисленных выше задач, результаты которого можно проверить по данным более или менее продолжительных наблюдений. Эти результаты включают график изменений средней температуры нижнего слоя воздуха в Северном полушарии из-за усиления парникового эффекта в атмосфере.

Легко понять, что для большинства практических задач, решаемых при использовании данных о климате будущего, наибольшее значение имеют материалы о климатических условиях ближайших пятнадцати лет. Эти условия особенно необходимо учитывать при планировании развития многих областей народного хозяйства. Для указанного времени можно надеяться на сравнительно высокую точность сведений о количестве парниковых газов в атмосфере. Наряду с этим прогноз изменений климата для 2020 г. может быть обоснован независимыми способами, что имеет существенное значение для общего понимания степени надежности аналогового метода предсказания климатических условий будущего [4, c.130].

Открытие антропогенного изменения климата, обусловленного ростом концентрации углекислого газа и ряда мелких газовых составляющих атмосферы, представляет большой интерес для понимания природы возможной в настоящее время антропогенной климатической катастрофы. Оказалось, что воздействие человека на климат не создает каких-либо новых, ранее неизвестных путей изменения климата. Физический механизм происходящего в настоящее время потепления в основном совпадает с механизмом, который в геологическом прошлом вызывал многочисленные потепления (а также похолодания), происходившие главным образом в результате увеличения или уменьшения массы углекислого газа в атмосфере.

Еще более близкая аналогия существует между закономерностями, определяющими возникновение природных аэрозольных катастроф, и возможной антропогенной климатической катастрофой.

Переходя от наибольших значений возможного понижения температуры к наименьшим, можно перечислить несколько возможных вариантов этого прогноза, к которым относятся: 1) уничтожение биосферы; 2) уничтожение многих видов животных, растений и гибель человечества; 3) уничтожение некоторых живых организмов при сохранении части человечества; 4) отсутствие значительных экологических последствий на территории, непосредственно не затронутой военными действиями [2, c.23].