121

4.В природе организмы часто оказываются в условиях, не соответствующих оптимальным значениям физических факторов, найденным в лабораторных условиях.

5.Периоды размножения обычно бывают критическими.

Условия среды играют важную роль в жизни животных

ирастений. Но это не значит, что их роль здесь исключительно пассивна: они приспосабливаются сами и изменяют условия среды, т.е. действует один из основных принципов функционирования систем – принцип обратной связи. Он проявляется в виде компенсации факторов, которая особенно эффективна на уровне сообщества (создающего собственный микроклимат), но обычно и на внутренневидовом уровне.

4.4 Нарушение экологических круговоротов

Биосфера существует, многократно используя одни и те же атомы (только очень небольшая часть веществ выходит из биохимических циклов), т.е. в биосфере вещество используется в круговороте. Причем в основном используются легкие биогенные элементы, из которых состоит живое вещество.

Круговорот веществ характеризуется многократным участием веществ в процессах, протекающих в атмосфере, гидросфере и литосфере, в том числе в тех их слоях, которые входят в биосферу планеты. Особое значение для живых организмов имеет круговорот биофильных элементов – азота, фосфора, серы.

Рассматривая круговорот веществ в природе, следует особо выделить два вида круга биотических обменов: малый и большой.

122

Круг биотического обмена большой (биосферный)

рассматривается как безостановочный планетарный процесс закономерного, циклического, неравномерного во времени и пространстве перераспределения вещества, энергии и информации, многократно входящих в непрерывно обновляющиеся ЭС биосферы.

Круг биотического обмена малый

(биогеоценотический) – многократное безостановочное, циклическое, но не равномерное во времени и незамкнутое обращение части веществ, энергии и информации, входящих в биосферный круг обмена, в пределах элементарной биологической системы – биогеоценоза. Степень вещественной замкнутости биогеоценотического круга весьма значительна. Например, по фосфору – глобально около 98%, в тайге – 99,5%. В агроценозах этот показатель резко падает, что ведет к эвтофикации водоемов и другим неблагоприятным последствиям. Последующее же снижение может привести к экологическим катастрофам агроценозов и даже ЭК.

4.4.1 Что такое экологический кризис?

Экологический кризис представляет собой напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и природой, характеризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных отношений в человеческом обществе ресурсоэкологическим возможностям биосферы [23].

Добывая ресурсы, необходимые для удовлетворения своих потребностей, человек использует вещество планеты весьма неэффективно с образованием огромного количества отходов. При этом в сферу хозяйственной деятельности включаются элементы практически всей таблицы Менделеева, а также синтезированные человеком

123

(искусственные) соединения: пластмассы, пестициды, радионуклиды и т.д. В результате происходит обогащение биосферы несвойственными ей соединениями, т.е. нарушается естественное соотношение химических элементов. К тому же ряд созданных человеком искусственных веществ и материалов является чуждым Природе. А это значит, что Природа не может противостоять воздействию этих веществ и не адаптирована к ним, а следовательно, не может включить их в цикл природной переработки, что и приводит к кризису экосистем, изменяющему жизнеспособность ЭС.

Жизнеспособность – это умение природной среды адаптироваться к изменяющимся во времени и пространстве воздействиям различных факторов, условий и ситуаций.

Под ситуацией можно понимать резкое кратковременное изменение или нарушение каких-либо устоявшихся процессов (природных, техногенных и т.п.)

Кризис экосистемы рассматривается в виде ситуации, возникающей в результате катастрофических природных и антропогенных факторов, т.е. факторов, чаше всего привнесенных деятельностью человека.

Чтобы обеспечить одного человека предметами существования, каждый год из Земли извлекается более 20 тонн сырья, которые в последующем рассеиваются в биосфере, радикально изменяя сформировавшиеся биогеохимические циклы. В случае если человечество пойдет по этому пути такими же темпами и дальше, все вещество планеты может превратиться в отходы хозяйственной деятельности человеческой популяции, а это разрушит принципы экологической безопасности на планете.

При учете всех видов отходов количество полезного общественного продукта составляет не более 2%

124

используемых ПР, т.е. остальные 98% составляют отходы, представляющие собой опасность для природы и самого человека.

Об интенсивности воздействия химических загрязнителей можно судить по следующим цифрам.

Общее количество используемого в мировом хозяйстве железа оценивается в 6…8 млрд тонн. Причем из 0,5 млрд тонн ежегодно выплавляемого железа 25% идет на возмещение его необратимых потерь, загрязняющих биосферу. Для сравнения, во всем Мировом океане содержится в виде растворимых соединений примерно 14 млрд тонн этого металла. Для большинства цветных металлов рассеивание достигает от 70 до 80% ежегодно выплавляемого количества.

Таким образом, загрязнение биосферы приводит к нарушению экологических круговоротов.

Под термином «загрязнение» понимается воздействие, которое в той или иной форме разрушает естественную среду. Например, изменяет распределение приходящей энергии, уровни радиоактивности, физико-химические свойства ОС, условия существования организмов. Эти изменения могут влиять на здоровье человека, ухудшать физические свойства предметов, находящихся в его собственности или коллективной собственности, условия отдыха на природе и т.д.

Загрязнение биосферы зависит от типов загрязнения и вредных воздействий, которые классифицируются следующим образом:

1. Физические загрязнения:

−ионизирующие излучения (радиоактивное загрязнение);

−повышение температуры (тепловое загрязнение);

−шумы (акустическое загрязнение) и вибрация. Например, в Москве [24], да и в Самаре, на площади

125

акустического дискомфорта проживает каждый третий житель. Установлена прямая зависимость между уровнем шума и распространенностью ряда заболеваний нервной системы, органов чувств, сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта. В 30 случаях из 100 именно шум становится причиной преждевременного старения. И все это приводит к значительному социальному и экономическому ущербу. Шум изменяет и условия выживания особей, заставляя их покидать ареалы с дискомфортной акустической средой.

2. Химические загрязнения:

−газообразные производные углерода и жидкие углеводороды;

−моющие средства;

−пластмассы;

−пестициды и другие синтетические органические вещества;

−производные серы;

−производство азота;

−тяжелые металлы;

−фтористые соединения;

−твердые примеси (аэрозоли).

3.Органические вещества, подверженные брожению.

• Биологические загрязнения:

−микробиологические отравления (бактерии, вирусы);

−изменение структуры биогеоценозов.

5.Эстетический вред:

−нарушение пейзажей и природных ландшафтов урбанизацией;

−строительство индустриальных центров на территории природных заповедников и заказников, в мало затронутых человеком биотах. Например, Жигулевский заповедник, Самарская Лука.

126

В системе «Биосфера и человек» действуют следующие факторы чрезмерной опасности, изменяющие круговорот веществ и приводящие к ЭК:

−использование человеком в своей хозяйственной деятельности преимущественно внутренних по отношению

кбиосфере источников энергии (органическое топливо). Это приводит к росту энтропии биосферы, нарушению экологических циклов двуокиси углерода, оксидов серы и азота, тепловому загрязнению и т.д.;

−хозяйственные циклы в значительной мере разомкнуты, что приводит к большому числу отходов, загрязняющих ОС;

−использование наряду с естественными веществами множества искусственно синтезированных веществ вызывает многочисленные нарушения экологического равновесия, что приводит к возрастанию токсичности ОС, изменению качества ЭС;

−уничтожение структурного многообразия биосферы, гибель многих видов. Отмечается чрезмерное увеличение давления на биосферу человека (диктатура одного вида), что ведет к серьезным нарушениям экологической стабильности.

В целом в историческом плане можно выделить следующие этапы изменения биосферы человеком:

−воздействие людей на биосферу как обычных биологических видов,

−сверхинтенсивная охота без резкого изменения биосистем,

−создание аграрных экосистем с коренным преобразованием части ПО, но без существенного нарушения вещественно-энергетического баланса биосферы,

−глобальные изменения всех компонентов биосферы, нарушения круговорота веществ и энергетики