Кто из ученых впервые ввел в науку термин «биосфера».

□ Г.Ф.Гаузе

□ Э Зюсс

□ В.И. Вернадский

□ Э. Геккель

Лабораторная работа № 5

виды антропогенных воздействий на биосферу

Биосфера, весьма динамичная планетарная экосистема, во все периоды своего эволюционного развития постоянно изменялась под воздействием различных природных процессов. В результате длительной эволюции биосфера выработала способность к саморегуляции и нейтрализации негативных процессов.

Главным событием эволюции биосферы признавалось приспособление организмов к изменившимся внешним условиям путем изменения внутривидовой информации. Гарантом динамической устойчивости биосферы в течение миллиардов лет служила естественная биота в виде сообществ и экосистем в необходимом объеме.

Однако по мере возникновения, совершенствования и распространения новых технологий (охота – земледельческая культура – промышленная революция) планетарная экосистема, адаптированная к воздействию природных факторов, все в большей степени стала испытывать влияние новых небывалых по мощности и разнообразию воздействий. Вызваны они человеком, а потому называются антропогенными. Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в природную среду.

Американский эколог Б. Коммонер (1974) выделил пять видов вмешательства человека в экологические процессы:

¨ упрощение экосистемы и разрыв биологических циклов;

¨ концентрация рассеянной энергии в виде теплового загрязнения;

¨ рост ядовитых отходов от химических производств;

¨ введение в экосистему новых видов;

¨ появление генетических изменений в организмах растений и животных.

Подавляющая часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер, т. е. осуществляется человеком сознательно во имя достижения конкретных целей. Существуют и антропогенные воздействия стихийные, непроизвольные, имеющие характер последействия. Например, к этой категории воздействий относятся процессы подтопления территории, возникающие после ее застройки и др.

Нарушения основных систем жизнеобеспечения биосферы связаны в первую очередь с целенаправленными антропогенными воздействиями. По своей природе, глубине и площади распространения, времени действия и характеру приложения они могут быть различными: длительными и кратковременными, площадными и точечными, прямыми и косвенными и т. д. (Сергеев, Трофимов, 1985).

Анализ экологических последствий антропогенных воздействий позволяет разделить все их виды на положительные и отрицательные (негативные). К положительным воздействиям человека на биосферу можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и некоторые другие мероприятия.

Отрицательное (негативное) воздействие человека на биосферу проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: вырубке леса на больших площадях, истощении запасов пресных подземных вод, засолении и опустынивании земель, резком сокращении численности и видов животных и растений и т. д.

К числу основных глобальных факторов дестабилизации природной среды относятся (Экологическая доктрина Российской Федерации, 2002):

¨ рост потребления природных ресурсов при их сокращении;

¨ рост населения планеты при сокращении для обитания территорий;

¨ деградации основных компонентов биосферы, снижение способности природы к самоподдержанию;

¨ возможные изменения климата и истощение озонового слоя Земли;

¨ сокращение биологического разнообразия;

¨ возрастание экологического ущерба от стихийных бедствий и техногенных катастроф;

¨ недостаточный уровень координаций действий мирового сообщества в области решения экологических проблем.

 

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного (негативного) воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство экологических ситуаций в мире и в России так или иначе связаны с загрязнением окружающей среды (Чернобыль, кислотные дожди, опасные отходы и т. д.). Поэтому понятие «загрязнение» рассмотрим подробнее.

Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем.

По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т. д. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства. К настоящему времени на рабочие орбиты выведено более двадцати тысяч космических объектов, а общая масса отработавших объектов (космического мусора) превышает 3000 т.

Природными загрязнителями могут быть пыльные бури, вулканический пепел, селевые потоки и др.

Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасного для популяций любых организмов, входящих в состав экосистем, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии. Под влиянием урбанизации в наибольшей степени загрязнены территории крупных городов и промышленных агломераций. По видам загрязнений выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнение (рис. 5.1 по Н. Ф. Реймерсу, 1990; с изменениями).

Рис. 5.1. Виды загрязнения окружающей среды

 

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

Количество загрязняющих веществ в мире огромно, и число их по мере развития новых технологических процессов постоянно растет. В этом отношении «приоритет» как в локальном, так и в глобальном масштабе ученые отдают следующим загрязняющим веществам:

¨ диоксиду серы (с учетом эффектов вымывания диоксида серы из атмосферы и попадания образующихся серной кислоты и сульфатов на растительность, почву и в водоемы);

¨ тяжелым металлам: в первую очередь свинцу, кадмию и особенно ртути (с учетом цепочек ее миграции и превращения в высокотоксичную метилртуть);

¨ некоторым канцерогенным веществам, в частности бенз(а)пирену;

¨ нефти и нефтепродуктам в морях и океанах;

¨ хлорорганическим пестицидам (в сельских районах);

¨ оксиду углерода и оксидам азота (в городах).

Этот перечень безусловно должен быть дополнен радионуклидами и другими радиоактивными веществами, пагубные последствия которых для человеческой популяции и экосистем в полной мере проявились после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки (Япония) и аварии на Чернобыльской АЭС. Следует упомянуть и диоксины – весьма опасное загрязняющее вещество из класса хлоруглеводородов.

К экологически опасным негативным воздействиям человека на биосферу относят также электромагнитные излучения, вибрацию, шум, патогенные бактерии, вирусы и др.

Под видами загрязнений понимают также любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения (рис. 5.2, по Г. В. Стадницкому и А. И. Родионову, 1988):

¨ ингредиентное (минеральное и органическое) загрязнение как совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (например, бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания в ДВС и т. д.);

¨ параметрическое загрязнение, связанное с изменениями качественных параметров окружающей среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное);

¨ биоценотическое загрязнение, вызывающее нарушение в составе и структуре популяций живых организмов (перепромысел, направленная интродукция и акклиматизация видов и т. д.);

¨ стациально-деструкционное загрязнение (стация – место обитания популяции, деструкция – разрушение), связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений и пр.).

 

Рис. 5.2. Классификация загрязнения экологических систем

Без всякого преувеличения можно отметить, что воздействия человека на биосферу в целом и на отдельные ее компоненты (атмосферу, гидросферу, литосферу и биотические сообщества) достигло к настоящему времени беспрецедентных размеров. Особенно возросли темпы роста ингредиентных и параметрических загрязнителей, причем не только в количественном, но и в качественном отношении. Негативные тенденции этих воздействий на человека и биоту носят не только выраженный локальный, но и глобальный характер, что свидетельствует о все возрастающем давлении на всю планету.

 

Тренировочные задания

1. Что из перечисленного относится к числу основных глобальных факторов дестабилизации природной среды? (укажите все верные ответы)

□ возможные изменения климата и истощение озонового слоя Земли

□ возрастание экологического ущерба от стихийных бедствий и техногенных катастроф

□ рост населения планеты при сокращении для обитания территорий

□ деградации основных компонентов биосферы, снижение способности природы к самоподдержанию

□ сокращение биологического разнообразия

2. Что из перечисленного относится к положительным воздействиям человека на биосферу? (укажите все верные ответы)

□ полезащитное лесоразведение

□ вырубка лесов на больших площадях

□ воспроизводство природных ресурсов

□ рекультивация земель на месте разработок полезных ископаемых

□ истощение запасов пресных подземных вод