Нарушение континентальных водоемов

 

Континентальные водоемы, как и моря, страдают от загрязнения. Кроме того, фактором, оказывающим пагубное влияние на многие реки, является большой водозабор, нарушающий их гидрологический режим. Водопотребление в мире постоянно увеличивается. Так, если в 1942 г. оно составляло 1050 км³, то в 1990 г. – уже 4130 км³, в 2000 г. – превысило 5000 км³. В РФ в 2000 г. водопотребление составило 85,9 км³, в том числе 69,1 км³ из поверхностных водных источников, около 11,6 куб. км³ из подземных источников и 5,2 км³ морской воды.

Тяжелая экологическая ситуация сложилась во многих пресноводных экосистемах мира. Река Колорадо полностью зарегулирована многочисленными плотинами и водозаборами, на полив забирается до 90% речного стока. Практически исчезла великая река Хуанхэ, воды которой также разобраны на полив. Кроме того, на ее водном режиме отрицательно сказалось сведение лесов в водосборном бассейне.

В большинстве районов РФ потребляется воды больше, чем допускает естественный норматив водопотребления, соответствующий скорости возобновления забираемой воды (20-30% речного стока), причем ситуация ухудшается. Так, водопотребление в реках Волжского бассейна с 1960 г. по 1990 г. нарастало со скоростью 1 км³ в год и увеличилось в 1,6 раза. Чрезмерно высокое водопотребление отмечается из рек Центральной Азии, что приводит к их гибели – так случилось с реками бассейна Аральского моря. Превышение допустимых норм водозабора из рек Сырдарьи и Амударьи стало причиной усыхания Аральского моря (см. 6.1.4).

Нарушен гидрологический режим в бассейне реки Волги (здесь на 8% территории России проживает 42% населения страны). Реки этого бассейна, и в первую очередь сама Волга, испытывают влияние гидротехнических сооружений, которых только на Волге и Каме – 14 (самое крупное – Куйбышевское водохранилище), и выбросов от большого числа предприятий в городах, расположенных на берегах Волги и ее притоков.

Главными загрязнителями бассейна реки Волги являются жилищно-коммунальное хозяйство (59,8%) и промышленность (35%). Доля сельского хозяйства сравнительно невелика – 5,2%. Основные загрязняющие вещества: хлориды, сульфаты, нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ). В стоках некоторых предприятий содержатся ртуть и кадмий. В сельскохозяйственных стоках растворены удобрения и пестициды.

К числу сильнозагрязненных относятся пресноводные экосистемы бассейна реки Москва, в которые ежегодно сбрасывается 100 тыс. т твердых веществ и 1 тыс. т нефтепродуктов. Самой загрязненной в этом бассейне является река Яуза, в которой концентрация большинства загрязняющих веществ превышает ПДК в 50-100 раз.

В Центральной Европе к числу сильно загрязненных рек относится Дунай, в бассейне которого проживает 80 млн. европейцев. Замеры вблизи устья реки у румынского г. Галац показали, что содержание меди в воде за последние десять лет увеличилось в 10 раз, марганца – в 9, олова – в 2 раза. Только 30-40% сбрасываемых в Дунай сточных вод подвергается очистке.

От загрязнения страдают озера. В самое большое озеро Европы – Ладожское, воды которого питают Неву, а значит, и Санкт-Петербург, сбрасывают свои отходы 290 предприятий, в том числе 15 крупных комбинатов (и самый опасный из них – гигант целлюлозно-бумажной промышленности Сясьский комбинат). Содержание питательных элементов в воде повышено в 20-30 раз, что вызвало процесс эвтрофикации озера.

В озеро Байкал сбрасывает ядовитые стоки крупный целлюлозно-бумажный комбинат. Для разбавления его стоков ежесуточно используется 300 м³ байкальской воды, его влияние распространяется на площадь 35 км². Кроме того, в окрестностях комбината находится 20 накопителей, в каждом из которых по 1 млн. т опасных отходов. Фильтрация из этих накопителей сделала воду в окрестных колодцах непригодной для питья. Загрязняют Байкал и другие промышленные предприятия, расположенные в окружающих его городах, а также водный транспорт. По Байкалу ходят 400 судов, сбрасывающих в воду в сумме около 8 т нефтепродуктов в год.

В то же время в мире есть немало примеров уменьшения загрязнения рек и озер. Значительно улучшилась ситуация на Рейне, в недалеком прошлом – «сточной канаве» без рыбы. Благодаря модернизации предприятий, расположенных на берегах реки, уровень загрязнения настолько снизился, что в Рейне появился лосось (хотя использовать в пищу его нельзя, так как он накапливает ртуть, содержание которой в воде пока превышает норму). Улучшается ситуация на Эльбе, Сене, Темзе, Великих Американских озерах, Женевском озере.

 

Контрольные вопросы

1. Приведите примеры пагубного влияния на континентальные водоемы превышения норм водозабора.

2. Какие отрасли хозяйства РФ вносят наибольший вклад в загрязнение континентальных водоемов?

3. Расскажите об экологических проблемах Байкала и Ладоги.

4. В каких континентальных водоемах снизился уровень загрязнения?

 

Влияние на подземные воды

 

Подземные воды широко используются для обеспечения питьевой водой и для орошения, что ведет к истощению их запасов. Так, на десятки метров снизился уровень залегания грунтовых вод на Центральной равнине Северной Америки (бассейна Огаллала) и в равнинных земледельческих районах Китая и Индии. В этих азиатских странах под влиянием забора воды на полив уровень грунтовых вод ежегодно снижается на 1-3 м, что может в недалеком будущем привести к снижению урожая на 25%. В районе Пекина уровень грунтовых вод за 50 лет упал на 50 м, и местным крестьянам уже запрещено использовать воду для полива.

На состояние подземных вод пагубно влияет загрязнение, связанное с деятельностью промышленных предприятий, особенно энергетического, нефтехимического и химического комплексов, а также с добычей нефти (при закачке в скважины попутных вод с целью повышения нефтеотдачи пластов). Последний вариант загрязнения сделал непригодной для питья воду колодцев во многих районах нефтедобычи (в РФ – Татарстан, Башкортостан и др.). Особую опасность представляет загрязнение радионуклидами при их утечке из хранилищ радиоактивных отходов и при использовании ядерно-взрывных технологий.

Источником загрязнения может быть сельское хозяйство: смытые с полей удобрения, животноводческие стоки. Например, ухудшение качества подземных вод отмечено в 76 городах и поселках РФ.

Масштабы загрязнения человеком гидросферы приблизились к опасной черте (табл. 8), что стало стимулом развития международного сотрудничества в области охраны пресноводных и морских ресурсов Земли (см. 11.3.2).

Таблица 8

Ориентировочное количество массовых загрязнителей океана и континентальных вод планеты (по Акимовой и др., 2001)

 

Группа веществ	Количество, млн. т в год
Затонувшие суда, плавающий погруженный мусор Взвешенные вещества техногенного происхождения Растворенные неорганические вещества в том числе: минеральные удобрения соли тяжелых металлов Синтетические органические вещества в том числе: моющие средства, СПАВ фенолы и другие циклические углеводороды пестициды Биогенная органика Нефтепродукты Аэрогенные выпадения техногенной природы (пыль)

 

 

Контрольные вопросы

1. Приведите примеры истощения запасов подземных вод вследствие высокого водозабора.

2. Как влияет добыча нефти на состояние грунтовых вод?

Разрушение экосистем

 

В этом разделе рассматриваются глобальные последствия хозяйственной деятельности человека, которые привели к изменениям наземных, пресноводных и морских экосистем. По данным съемок из космоса, на суше сохранилось менее 30% экосистем, сравнительно слабо затронутых хозяйственной деятельностью человека. Наиболее нарушена Европа: сохранилось 5,7%, наименее – Северная Америка – 34,0% (последнее связано с большой долей горных территорий). В Азии сохранилось 22,9%, в Африке – 27,0, в Южной Америке – 20,9, в Австралии – 27,1% (Акимова и др., 2001).

 

Снижение биоразнообразия

 

В настоящее время происходит процесс снижения биоразнообразия: в среднем ежедневно исчезает 1 вид растений, что ведет к исчезновению десятков и сотен видов низших животных, связанных с ним в процессе питания. Всего с 1600 г. исчезло 63 вида млекопитающих и 74 вида птиц. В числе исчезнувших видов – тур, тарпан, зебра-квагга, сумчатый волк, морская корова Стеллера, европейский ибис и др. Такого всплеска вымирания видов не было уже 65 миллионов лет, с конца мелового периода, когда исчезли динозавры (Meadows et al., 1992). Примеры катастрофического снижения биоразнообразия – остров Мадагаскар и Западный Эквадор. На Мадагаскаре при уничтожении тропических лесов на 90% исчезло не менее половины всех видов, 60% которых – эндемики. В Западном Эквадоре также в результате превращения тропических лесов в банановые плантации исчезло, по крайней мере, 50 тыс. видов организмов.

Сегодня более 11 тыс. видов занесены в списки растений и животных, которым угрожает исчезновение, и еще 5 тыс. видов являются кандидатами в эти списки. После 1966 г. число видов млекопитающих, включенных в Красную книгу, возросло с 1096 до 1130, птиц – с 1107 до 1183. До сих пор, несмотря на все принимаемые меры, продолжается интенсивная торговля дикими животными. По оценкам Интерпола, в 1998 г. объем международной торговли дикими животными и растениями в мире (без учета древесины и рыбной продукции) составил 6 млрд. долл. Этот показатель выше, чем торговля оружием, и уступает только обороту наркотиков.

В не меньшей степени, чем разнообразие диких животных и растений, сокращается разнообразие культурных фауны и флоры. За последние 15 лет из 6 тыс. пород сельскохозяйственных животных исчезло не менее 300, а еще 1350 могут исчезнуть в ближайшее время. Аналогично гибнут «народные» сорта растений, сегодня 75% потребляемого продовольствия в мире дают всего лишь 12 сельскохозяйственных культур, причем 4 из них – 50%. Четыре миллиарда людей на Земле питаются за счет всего трех культур – пшеницы, риса и кукурузы.

Иллюстрацией снижения биоразнообразия планеты является ситуация в странах, отнесенных к «экологическим тяжеловесам» (табл. 9).

Таблица 9

Число исчезающих видов в некоторых странах мира

(90-е гг., по Флейвину, 1998)

 

Страна	Исчезающие виды растений	Исчезающие виды позвоночных животных
США Россия Япония Германия Китай Индия Индонезия Бразилия

 

Контрольные вопросы

1. Дайте характеристику процесса изменения биологического разнообразия на планете.

2. Какой ущерб нанесен биологическому разнообразию тропических лесов?

3. Какая из стран-«экологических тяжеловесов» является печальным лидером по числу исчезающих видов растений и животных?

Уничтожение лесов

 

Глобальный характер имеют последствия уничтожения лесов, которые являются мощнейшим климатообразующим фактором и обеспечивают буферные свойства биосферы при поддержании циклов углекислого газа и кислорода.

Около 10 тыс. лет назад, еще до того как человек стал заниматься сельским хозяйством, на земном шаре существовали обширные массивы лесов, общая площадь которых составляла примерно 62 млн. км². Однако в течение многих веков в результате расчистки земельных угодий под пашню и пастбища, заготовок деловой древесины и вырубки деревьев на топливо мировая площадь лесных экосистем сократилась приблизительно до 42 млн. км², т.е. почти на одну треть по сравнению с до-сельскохозяйственным периодом.

Так, во Франции леса, некогда покрывавшие 80% территории, уже в 1789 г. занимали лишь 14% площади. В США в 1630 г., до появления первых английских колонистов, площадь лесной растительности достигала 385 млн. га; к 1920 г. здесь леса сохранились на 249 млн. га, т.е. площадь леса сократилась более чем на одну треть.

Расчистка лесных участков под посевы сельскохозяйственных культур послужила причиной 70% вырубок сомкнутых лесов в тропических районах Африки, почти 50% – в тропиках Азии и 35% – в тропиках Америки. В 1990 г. под эгидой ФАО была проведена инвентаризация тропических лесов в 62 странах. К сожалению, темпы сведения их значительно возросли: в середине 80-х гг. ежегодно уничтожалось 11,3 млн. га, в 90-х гг. – уже 16,8 млн. га (Лангли и др., 1991). К настоящему времени площадь влажных тропических лесов в Латинской Америке сократилась на 37% от первоначальных площадей, в Азии – на 42%, в Африке – на 52%.

Исследования в бассейне Амазонки показали, что при сведении влажных тропических лесов в некоторых районах возросла на 2,5-3,5 градуса температура воздуха, уменьшилось на 26% количество атмосферных осадков, возросла скорость эрозионных процессов, увеличилось количество катастрофических паводков и др. Аналогичные процессы наблюдаются и в других странах, где на значительных площадях сводятся леса. В Китае в бассейне реки Янцзы было сведено 85% лесов, что привело в 1998 г. к наводнению невиданной разрушительной силы. Правительство Китая признало, что способность лесов сохранять воду стоит в 3 раза дороже, чем доход от вырубленных лесов. Начат процесс восстановления лесов в бассейне этой реки.

Площадь лесов продолжает уменьшаться. В 90-е гг. в глобальном масштабе ежегодно утрачивалось 14,6 млн. га, а высаживалось 5,2 млн. га, т.е. ежегодный абсолютный показатель обезлесивания в мире составлял 9,4 млн. в год (0,2% от общей площади лесов).

Русская равнина к началу XVIII в. более чем наполовину была покрыта лесами (их площадь составляла 2,4 млн. км²), а к 1914 г. лесистость снизилась уже до 35%. В РФ наиболее быстро площади лесов сокращаются в европейской части, на Урале и Дальнем Востоке. Леса ежегодно вырубаются в нашей стране на площади 2 млн. га (Данилов-Данильян и др., 1994).

Осознание мировым сообществом пагубности влияния на биосферу сокращения площади лесов стало стимулом для работ по лесовосстановлению. В Европе в последние десятилетия посадка леса ведется столь активно, что доля лесопокрытой территории неуклонно возрастает (Марфенин, 2002).

Контрольные вопросы

1. Как изменился уровень залесенности территории Европы?

2. Расскажите о процессе уничтожения тропических лесов?

3. К каким последствиям приводит уничтожение лесов?

Разрушение пахотных почв

 

Разрушение пахотных почв за последнее столетие приобрело катастрофические масштабы, хотя и в прошлом это явление было причиной крушения древних цивилизаций – шумеров в Месопотамии, инков и майя – в Америке.

Во всех странах мира сейчас распахивается около 1,5 млрд. га земель, а общие потери почв за всю историю человечества составили около 2 млрд. га, то есть потеряно больше, чем теперь распахивается, причем многие почвы перешли в разряд непригодных, бросовых земель. При этом за последние 50 лет темп потери продуктивной пашни в мире достиг 6 млн. га в год (см. 5.1).

Пахотные почвы загрязняются остатками пестицидов и тяжелыми металлами, которые содержатся в фосфорных удобрениях; ухудшаются физические свойства – разрушается структура почвы. Глобальный характер приняли процессы потери органического вещества почвами в результате эрозии и дегумификации при внесении высоких доз удобрений и интенсивной обработке. В результате антропогенных преобразований формируются "агроземы", т.е. почвы, естественные свойства которых уже утеряны.

Колоссальный ущерб биосфере наносит гидромелиорация, вызывающая вторичное засоление почв и общее нарушение гидрологического режима с тяжелыми последствиями, такими, как гибель Аральского моря.

 

Контрольные вопросы

1. Какая площадь почв разрушена в результате пахотного использования за историю человечества?

2. По каким причинам происходит загрязнение пахотных почв?

3. Расскажите о влиянии гидромелиорации на состояние почв.

Опустынивание

 

В процессе опустынивания под влиянием хозяйственной деятельности человека появляются ландшафты, близкие к пустыням, с редким растительным покровом. При опустынивании резко снижается биологическая продукция, видовое богатство и разрушаются почвы. Опустынивание сопровождало сельскохозяйственное освоение территорий в «плодородном полумесяце» (от юга Палестины через север Сирии и Месопотамии до восточной части современного Ирана). В настоящее время в этом некогда процветающем крае простираются бесплодные пустыни. Особенно активно процессы опустынивания развивались в ХХ в. (табл. 10). В мире только за последние 50 лет подверглось опустыниванию свыше 800 млн. га земли, основная часть этой площади приходится на районы, расположенные южнее пустыни Сахара.

Таблица 10

Опустыненные земли (пашня и пастбища)

засушливых регионов земного шара (по Небелу, 1993)

 

Регион	Площадь, млн. га	% опустыненных земель
Судано-Сахельская Африка
Южная Африка
Средиземноморская Африка
Западная Азия
Южная Азия
Азиатская часть бывшего СССР
Китай и Монголия
Австралия
Средиземноморская Европа
Южная Америка и Мексика
Северная Америка
Всего

 

На рубеже тысячелетий основным фактором, вызывающим опустынивание, является чрезмерно сильный выпас скота, связанный с быстрым ростом поголовья. Если в 1986 г. биомасса скота составляла 5% всей биомассы животных, в 1990 – 20%, то в 2000 г. – уже 40%. На начало 2001 г. в мире было 1,51 млрд. голов крупного и 1,78 млрд. голов мелкого рогатого скота. К 1990 г. потери продукции животноводства в результате деградации пастбищ достигли 23 млрд. долл. в год (Brown, 2001).

Процессы опустынивания происходят в РФ и соседних странах СНГ. В Калмыкии опустынивание произошло на огромных площадях в результате выпаса поголовья овец, которое во много раз превышало пастбищную емкость естественных кормовых угодий. В Астраханской области «лунные пейзажи» окружили районы добычи газа.

В Туркмении в 100-километровой зоне вдоль Каракумского канала, имеющего протяженность свыше 1000 км, произошло вторичное засоление почв, и образовались бесплодные пустыни. Свыше 2,5 млн. га мертвых пустынь, практически лишенных растительности, возникло при уменьшении площади Аральского моря, уровень которого понизился на 14 м. С этой территории ежегодно на расстояние более 100 км выдувается 75 млн. т соли, что также усиливает развитие процессов опустынивания. Эта соль достигает ледников Тянь-Шаня и Памира и ускоряет их таяние, ее следы обнаружены даже в Северном Ледовитом океане, а серьезное влияние соли с Арала будет испытывать значительная часть южных районов России.

 

Контрольные вопросы

1. Какая деятельность человека приводит к опустыниванию?

2. По каким причинам произошло опустынивание в «плодородном полумесяце»?

3. В каких районах РФ и ближнем зарубежье в наши дни идет процесс опустынивания?