Разведение видов под контролем человека.

Животных разводят в зоопарках, растения - в ботанических садах. Существуют и специальные центры размножения редких видов Окский государственный журавлиный питомник, Приокско-Террасный зубровый питомник и др. На многочисленных рыбозаводах разводят рыб редких видов, молодь которых выпускают в реки и озера. В Швеции, ФРГ, Австрии, Франции после разведения в неволе в леса интродуцирована рысь. Сохранению видов способствует и деятельность любителей садоводов, содержателей аквариумов.

В ряде стран созданы "центры реабилитации" для оказания помощи раненым и больным животным. Во Франции существует более 20 таких центров. После излечения большинство животных отпускают, но некоторых приходится оставлять в неволе в связи с невозможностью самостоятельно выжить в природе.

Создание генных банков.

В банках могут храниться как семена растений, культуры тканей или половые клетки (чаще сохраняют замороженную сперму), из которых можно получить животных или растения. Созданная Н. И. Вавиловым коллекция семян культурных растений продолжает пополняться. Сейчас Национальное хранилище мировых растительных ресурсов расположено в Кубанской станции бывшего Всесоюзного института растениеводства им. Н. И. Вавилова. Там в 24 комнатах, расположенных под землей, при постоянной температуре +4,5 °С сохраняется 400 тысяч образцов семян.

Первые банки замороженных клеток исчезающих видов животных созданы в ряде научных центров мира (в том числе и в Пущине-на-Оке).

Пока проблема защиты видов человеком еще не решена. Но есть успехи. В России восстановлены многие популяции бобра, который в после революционные годы был почти полностью истреблен в результате хищнической охоты, а затем долгие годы страдал от мелиорации, разрушавшей его местообитание. Сейчас насчитывается 150 тыс. бобров и их количество продолжает увеличиваться. Менее опасным стало и положение зубра, серого кита, дальневосточного моржа.

Стало больше и некоторых редких видов растений. Например, <каспийской розе> - лотосу орехоносному, который распространен в низовьях Волги, из-за красивых цветков и вкусных орехов грозило исчезновение. После создания Астраханского государственного заповедника площадь <лотосовых полей> (так называют прогалины среди высоких зарослей тростника, где при глубине воды около метра особенно хорошо растет это красивое растение, полностью покрывающее крупными листьями и цветками водную поверхность) возросла в 8-10 раз.

Охраняя таких крупных животных, как тигр и зубр, когда поголовье остается относительно небольшим, экологам приходится решать очень трудный вопрос о минимально необходимом числе животных в популяции, которое гарантирует ее выживание. Несмотря на то, что проводится много исследований, точно определить этот гарантированный минимум трудно (хотя известно, что чем животное или растение мельче, тем больше особей нужно для сохранения популяции). Все зависит от фактора риска. Если произойдет серьезный катаклизм, то исчезнут популяции любой плотности в зоне действия фактора разрушения. В то же время в зоопарках и центрах по воспроизведению исчезающих видов удается поддерживать популяцию из небольшого числа особей без опасения потерять ее.

Однако, если не прибегать к исключительным мерам, таким, как охрана вида в зоопарках, ботанических садах или генных банках, то сохранить только его популяцию в природе невозможно. Нужно охранять не только вид или популяции, а и среду обитания и экосистемы в целом.

Охрана экосистем.

Особо охраняемые территории

Механизмы поддержания экологического равновесия в экосистемах очень сложны и разнообразны. Насекомоопыляемые растения нуждаются в опылителях, хищные птицы и крупные млекопитающие в более мелких млекопитающих. Поэтому необходим надежный способ охраны популяций - охрана их как частей целых экосистем, в которых поддерживается экологическое равновесие. Для этого создают особо охраняемые территории (ООТ) разных типов.

Заповедники.

Это главный тип ООТ, он наиболее надежно обеспечивает охрану видов. В мире сегодня свыше двух тысяч заповедников, в России - 70. Размеры заповедников сильно различаются. На Севере расположены гигантские (около 1,5 млн. га) Таймырский и Усть-Ленский заповедники, а лесостепной заповедник <Галичья Гора>, расположенный в долине Дона, занимает всего 231 га.

В заповедниках решают три главные задачи.

1. Они должны обеспечить охрану флоры, фауны и экосистем. У каждого заповедника есть свои особенности. Так, в Астраханском государственном заповеднике охраняют водоплавающих птиц и лотос, в Воронежском - бобра, в Хоперском - выхухоль, в расположенном на территории Башкортостана небольшом заповеднике Шульган-Таш - башкирскую бортевую пчелу, в Ильменском государственном заповеднике - минералы. Одновременно охраняют природные экосистемы заповедника в целом.

2. Заповедники - это научные учреждения, где работают биологи и экологи разного профиля, детально исследующие состояние экосистем и составляющих их популяций, помогают поддерживать стабильность популяций и экосистем и за пределами заповедников.

3. Заповедники служат задачам восстановления плотности популяций редких и исчезающих видов растений и животных. Так в Воронежском заповеднике размножали бобра, в Хоперском - выхухоль, а после вывозили в другие регионы.

Самые главные заповедники - биосферные. Биосферные заповедники равномерно распределены по земному шару и каждый представляет какой-то природный ландшафт. Они созданы там, где природа не утратила своих первозданных черт. Биосферные заповедники-эталоны природы, исследования в них проводят по единой международной программе, составленной в ЮНЕСКО. Это дает возможность сравнивать результаты, полученные учеными в разных странах. В мире около 300 биосферных заповедников, в нашей стране их- 11 (Кавказский, Приокско-Террасный, Сихотэ-Алинский, Центрально-Черноземный и др.).

Заповедники создают и на антропогенных территориях. Однако не всегда экосистемы приходят в ненарушенное состояние, так как популяции некоторых видов растений и животных не восстанавливаются. Использование природы в заповедниках либо полностью прекращается, либо проводится, но не с целью извлечения из этих земель прибыли, а для их охраны. Некоторые типы экосистем не могут существовать при полном заповедовании. Например, луга, если их не использовать, зарастут лесом, а вместе с луговыми растениями могут исчезнуть многие виды насекомых и птиц.

Регламентированное (т. е. по рекомендациям, разработанным экологами) использование нужно не для всех экосистем. Леса и болота для сохранения требуют полного заповедования.

Национальные парки.

Задачи этих охраняемых территорий иные. В заповедниках главное - сохранение разнообразия видов и всей экосистемы, а в национальных парках - создание условий для организованного отдыха людей на лоне хорошо сохранившейся природы.

В парках могут быть зоны с полной изоляцией от посещений (т. е. по существу заповедники) и зоны, где разрешены посещения туристов. В посещаемой части парка прокладывают специальные тропы и дороги для передвижения туристов, выделяют места для их стоянок. В парках строят гостиницы, легкие дома для летних ночлегов (приюты), создают игровые площадки и т. п. При правильной организации туристы, получая пользу от общения с природой и укрепляя здоровье, не наносят экосистеме вреда. Ходить не по дорожкам, тем более разжигать костры в национальных парках запрещается. Однако (опять-таки в допустимых пределах и по лицензии) может быть разрешен сбор грибов, ягод, ловля рыбы, охота. В России 22 национальных парка.

Памятники природы.

Памятники природы - это настоящие выставочные залы, небольшие заповедники. Яркий их пример - красноярские «Столбы». Если площадь заповедников обычно составляет тысячи или хотя бы десятки квадратных километров, то памятники природы имеют площадь в несколько гектаров. Памятники могут быть республиканского, областного или местного значения. В их сохранении большую роль играют общественные организации и, конечно, школьные <зеленые патрули>. В России около 9 тысяч памятников природы.

Заказники.

Заказники организуют на какой-то определенный срок для восстановления численности промысловых зверей, птиц или популяций лекарственных растений. Восстанавливаемые виды использовать запрещается, хотя на территории заказника возможна хозяйственная деятельность с использованием всех прочих видов растений или животных (охота, рыбная ловля, заготовка лекарственного сырья, сбор грибов и ягод и т. д.).

В заказниках охотничье-промысловых животных создают условия для нормального воспроизведения популяций крупных животных, таких как лоси, или осторожных птиц, таких как тетерев или глухарь. Так, в Бирском государственном заказнике в Башкортостане (площадью свыше 18 тыс. га) водятся лоси, зайцы-беляки, куницы, тетерева, в Архангельском государственном заказнике той же республики (1,8 тыс. га занятых в основном прудом) охраняют охотничье-промысловых водоплавающих птиц.

Заказники по охране лекарственных трав обычно имеют площадь в несколько десятков гектаров. В том же Башкортостане есть заказники по охране ландыша майского, горицвета весеннего, мыльнянки, валерианы лекарственной и других видов.

Особый вид заказника - лесосады. Их создают в пойменных лесах: вырубают деревья и кустарники, не имеющие ресурсного значения, и на их месте сами разрастаются ценные виды (боярышник, калина, черемуха или шиповник).

На первый взгляд, приведенные сведения говорят о том, что в России много особо охраняемых территорий. Однако их общая площадь не превышает 1% территории страны, что несопоставимо с мировыми стандартами, которые рекомендуют обеспечить разными формами охраны до 1/3 территории. Большинство небольших заповедников площадью в несколько десятков тысяч гектаров недостаточно защищены от окружающей территории, которые интенсивно используются в сельском и лесном хозяйстве. Предстоит увеличить и площадь самих заповедников и ширину буферных зон, которые защищают их от интенсивно используемых земель.

В настоящее время учеными России подготовлены материалы для организации по крайней мере еще двухсот заповедников и национальных парков и тысяч памятников природы и заказников. Площадь ООТ России предстоит в ближайшие десятилетия увеличить в 10-20 раз.

Экологический мониторинг.

Экологическая ситуация в любом городе или сельском районе может измениться катастрофически за весьма непродолжительное время, часто за считанные часы, так как очень быстро изменяется интенсивность выбросов предприятиями отходов в атмосферу или водоем, рекреационная нагрузка на лесопарк, количество и тип пестицида, который использован для обработки посевов, интенсивность попадания животноводческих стоков в реку и т. д. иногда катастрофически увеличиваются. Поэтому необходимо вести регулярное наблюдение за состоянием экосистем и их элементов. Постоянные наблюдения за происходящими в экосистемах процессами называются экологическим мониторингом (от латинского слова монитор - тот, кто напоминает, предупреждает). Существует наземный мониторинг ( используют специальные приборы и следят за концентрацией в воде, воздухе, почве или продуктах питания вредных веществ) и аэрокосмический. В этом случае изменения, происходящие в экосистемах, оценивают с помощью приборов на спутниках и самолетах, которые учитывают состояние лесов или посевов, степень эрозии почв, содержание в атмосфере загрязнителей.

На основе полученных данных разрабатывают прогнозы дальнейшего изменения наблюдаемых признаков и принимают решения для улучшения экологической ситуации - сооружают новые очистные сооружения на предприятиях, загрязняющих атмосферу и воду, изменяют системы рубок лесов и сажают новые, внедряются почвозащитные севообороты и т. д.

Мониторинг чаще всего ведут областные и республиканские Комитеты по гидрометеослужбе. Сотрудники этих комитетов получают данные о состоянии атмосферы через систему специальных датчиков, установленных в промышленных городах, постоянно отбирают пробы воды и почв для анализа.

Особый вид мониторинга - биологический (биомониторинг). При биомониторинге ведется наблюдение за состоянием флоры и фауны экосистем. Для этого раз в несколько лет проводят обследование территории и выявляют виды, нуждающиеся в охране, которые включают в Красные книги. Биомониторинг используют также для оценки уровня загрязнения среды по состоянию организмов их обитания. Оценка среды по состоянию живых организмов называется биологической индикацией, а сами организмы, по которым оценивают состояние среды,- биологическими индикаторами.

Использование методов биоиндикации при мониторинге удобно потому, что приборы измеряют загрязнение несколько раз в сутки, а растения - постоянно. Разовый высокий <залповый> выброс каких-то газов в атмосферу приборы могут не зафиксировать, но его <запомнят> лишайники, мхи или листья липы. Кроме того, биологические индикаторы реагируют не на отдельные загрязнители, а на весь их комплекс, и потому способны дать общую оценку загрязнения атмосферы или воды.

БИОСФЕРА

СОДЕРЖАНИЕ 1)     Биосфера, ее структура и функции         …………………………… 2                           2)     Биосфера и человек, масштабы загрязнения      …………………… 4 3)     Пути решения проблемы                                  ……………………… 5 4)     Природные ресурсы и их использование  …………………………. 7 5)     Последствия хозяйственной деятельности человека для окружающей среды                                                             …………………………. 9 6)     Охрана природы и перспективы  рационального  природопользования                                    ……………………….... 14 7)      Заключение                                                   ……………………….... 16 8)     Список использованной литературы                …………………….. 17    1. Биосфера, ее структура и функции.  Около 60 лет назад выдающийся русский ученый академик В.И. Вернадский разработал учение о биосфере – оболочке Земли, населенной живыми организмами. В.И. Вернадский распространил понятие биосферы не только на организмы, но и на среду обитания. Он выявил геологическую роль живых организмов и показал, что их деятельность представляет собой важнейший фактор преобразования минеральных оболочек планеты. Он писал: “На земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а поэтому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом”. Более правильно, поэтому определять биосферу как оболочку Земли, которая населена и       преобразуется живыми существами.   В составе биосферы различают: живое вещество, образованное совокупностью организмов; биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, известняки и др. ); косное вещество, образующееся без участия живых организмов (основные породы, лава вулканов, метеориты); биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и абиогенных процессов (почвы).   Эволюция биосферы обусловлена тесно взаимосвязанными между собой тремя группами факторов: развитием нашей планеты как космического тела и протекающих в ее недрах химических преобразований, биологической эволюции живых организмов и развитием человеческого общества.   Границы биосферы определяются факторами земной среды, которые делают невозможным существование живых организмов. Верхняя граница проходит примерно на высоте 20 км от поверхности планеты и отграничена слоем озона, который задерживает губительную для жизни коротковолновую часть ультрафиолетового излучения Солнца. Таким образом, живые организмы могут существовать в тропосфере и нижних слоях стратосферы. В гидросфере земной коры организмы проникают на всю глубину Мирового океана – до 10-11км. В литосфере жизнь встречается на глубине 3,5-7,5 км, что обусловлено температурой земных недр и уровнем проникновения воды в жидком состоянии.     Атмосфера . Газовая оболочка состоит в основном из азота и кислорода. В небольших количествах в ней содержится диоксид углерода (0,003 %) и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Для биологических процессов наибольшее значение имеют: кислород, используемый для дыхания и минерализации мертвого органического вещества, диоксид углерода, участвующий в фотосинтезе, и озон экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Азот, диоксид углерода, пары воды образовались в значительной мере благодаря вулканической деятельности, а кислород – в результате фотосинтеза.  Гидросфера . Вода – важный компонент биосферы и один из необходимых факторов существования живых организмов. Основная ее часть (95%) находится в Мировом океане, который занимает около 70 % поверхности Земного шара и содержит 1 300 млн. км.  Большое значение имеют газы, растворенные в воде: кислород и диоксид углерода. Их содержание широко варьируется в зависимости от температуры и присутствия живых организмов. В воде содержится в 60 раз больше диоксида углерода, чем в атмосфере.  Гидросфера формировалась в связи с развитием литосферы, которая в течение геологической истории Земли выделяла большое количество водяного пара. Литосфера. Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, находится в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров. Почва включает минеральные вещества, образующиеся при разрушении горных пород, и органические вещества – продукты жизнедеятельности организмов.  Живые организмы (живое вещество). Хотя границы биосферы довольно узки, живые организмы в их пределах распределены очень неравномерно. На большой высоте и глубинах гидросферы и литосферы организмы встречаются относительно редко. Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности земли, в почве и приповерхностном слое океана.  В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается важная закономерность. Из общего числа видов 21 % приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99 %. Среди животных 96 % видов беспозвоночные и только 4% позвоночные, из которых только десятая часть – млекопитающие. Таким образом, в количественном отношении преобладают формы, состоящие на относительно низком уровне эволюционного развития.   Масса живого вещества составляет всего 0,01-0,02% от косного вещества биосферы, одна она играет ведущую роль в геохимических процессах. Вещества и энергию, необходимую для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды. Огромные количества живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются.  Ежегодно благодаря жизнедеятельности растений и животных воспроизводится около 10 % биомассы. Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов, который выражается в циркуляции веществ между атмосферой, почвой, гидросферой и живыми организмами. 2. Биосфера и человек, масштабы загрязнения. Современный человек сформировался около 30-40 тыс. лет назад. С этого времени в эволюции биосферы стал действовать новый фактор – антропогенный.   Первая созданная человеком культура – палеолит (каменный век) продолжалась примерно 20-30- тыс. лет; она совпала с длительным периодом оледенения. Экономической основой жизни человеческого общества была охота на крупных животных: благородного и северного оленя, шерстистого носорога, осла, лошадь, мамонта, тура. На стоянках человека каменного века находят многочисленные кости диких животных – свидетельство успешной охоты. Интенсивное истребление крупных травоядных животных привело к сравнительно быстрому сокращению их численности и исчезновению многих видов.   Если мелкие травоядные могли восполнять потери от преследования охотниками благодаря высокой рождаемости, то крупные животные в силу эволюционной истории были лишены этой возможности. Дополнительные трудности для травоядных возникли вследствие изменения природных условий в конце палеолита. 10-13 тыс. лет назад наступило резкое потепление, отступил ледник, леса распространились в Европе , вымерли крупные животные. Это создало новые условия жизни, разрушило сложившуюся экономическую базу человеческого общества. Закончился период его развития, характеризовавшийся только использованием пищи, т.е. чисто потребительским отношением к окружающей среде.    В следующую эпоху – неолита - наряду с охотой (на лошадь, дикую овцу, благородного оленя, кабана, зубра, и т.д.), рыбной ловлей и собирательством (моллюски, орехи, ягоды, плоды) все большее значение приобретает процесс производства пищи. Делаются первые попытки одомашнивания животных и разведения растений, зарождается производство керамики. Уже 9-10 тыс. лет назад существовали поселения, среди остатков которых обнаруживают пшеницу, ячмень, чечевицу, кости домашних животных – коз, овец, свиней. В разных местах Передней и         Средней Азии, Кавказа, Южной Европы развиваются зачатки          земледельческого и скотоводческого хозяйства. Широко используется огонь – и для уничтожения растительности в условиях подсечного земледелия, и как средство охоты. Начинается освоение минеральных ресурсов, зарождается металлургия.   Рост населения, качественный скачок в развитии науки и техники за последние два столетия, особенно в наши дни, привели к тому, что деятельность человека стала фактором планетарного масштаба, направляющей силой дальнейшей эволюции биосферы. В.И. Вернадский считал, что влияние научной мысли и человеческого труда обусловило переход биосферы в новое состояние – ноосферу (сферу разума). До эры агломераций утилизация отходов была облегчена благодаря всасывающей способности окружающей среды: земли и воды. Крестьяне, отправляя свою продукцию с поля сразу к столу, обходясь без переработки, транспортировки, упаковки, рекламы и торговой сети, привносили мало отходов. Овощные очистки и тому подобное скармливалось или использовалось в виде навоза как удобрение почвы для урожая будущего года. Передвижение в города привело к совершенно иной потребительской структуре. Продукцию стали обменивать, а значит, упаковывать для большего удобства. В настоящее время жители Нью-Йорка выбрасывают в день в общей сложности около 24000 т материалов. Эта смесь, состоящая в основном из разнообразного хлама, содержит металлы, стеклянные контейнеры, макулатуру, пластик и пищевые отходы. В этой смеси содержится большое количество опасных отходов: ртуть из батареек, фосфоро-карбонаты из флуоресцентных ламп и токсичные химикаты из бытовых растворителей, красок и предохранителей деревянных покрытий. Город размером с Сан-Франциско располагает большим количеством алюминия, чем небольшая бокситовая шахта, меди — чем средняя медная копия, и большим количеством бумаги, чем можно было бы получить из огромного количества древесины. С начала 70-х до конца 80-х в России бытовых отходов стало в 2 раза больше. Это миллионы тонн. Ситуация на сегодняшний день представляется следующей. С 1987 года количество мусора по стране увеличилось в два раза и составило 120 млрд. т в год, учитывая промышленность. Сегодня только Москва выбрасывает 10 млн. т. промышленных отходов примерно по 1 т на каждого жителя! Как видно из приведенных примеров масштабы загрязнения окружающей среды городскими отходами таковы, что острота проблемы нарастает с каждым днём. 3.Пути решения проблемы.   Приблизительно за 500 лет до нашей эры в Афинах был издан первый из известных эдикт, запрещающий выбрасывать мусор на улицы, предусматривающий организацию специальных свалок и предписывающий мусорщикам сбрасывать отходы не ближе чем за милю от города.   С тех пор мусор складировали на различных хранилищах в сельской местности. В результате роста городов свободные площади в их окрестностях уменьшались, а неприятные запахи, возросшее количество крыс, вызванное свалками, стали невыносимыми. Отдельно стоящие свалки были заменены ямами для хранения мусора.   Около 90 % отходов в США до сих пор закапывается. Но свалки в США быстро заполняются, и страх перед загрязнениями подземных вод делает их нежелательными соседями. Эта практика заставила людей во многих населенных пунктах страны прекратить потребление воды из колодцев. Желая уменьшить этот риск, власти Чикаго с августа 1984 г. объявили мораторий на разработку новых площадей под свалку до тех пор, пока не будет разработан новый вид мониторинга, следящего за перемещением метана, так как если не проконтролировать его образование, он может взорваться.    Даже простое захоронение отходов является дорогостоящим мероприятием. С 1980 по 1987 гг. стоимость захоронения отходов в США возросла с 20 до 90 долларов за 1 т. Тенденция к удорожанию сохраняется и сегодня. В густо населенных районах Европы способ захоронения отходов, как требующий слишком больших площадей и способствующий загрязнению подземных вод, был предпочтен другому — сжиганию. Первое систематическое использование мусорных печей было опробовано в Нотингеме, Англия, в 1874 г. Сжигание сократило объем мусора на 70-90 %, в зависимости от состава, поэтому оно нашло свое применение по обе стороны Атлантики. Густонаселенные и наиболее значимые города вскоре внедрили  экспериментальные печи. Тепло, выделяемое при сжигании мусора стали использовать для получения электрической энергии, но не везде эти проекты смогли оправдать затраты. Большие затраты на них были бы уместны тогда, когда не было бы дешевого способа захоронения.            Многие города, которые применили эти печи, вскоре отказались от них из-за ухудшения состава воздуха. Захоронение отходов осталось в числе наиболее популярных методов решения  данной проблемы. Наиболее перспективным способом решения проблемы является переработка городских отходов. Получили развитие следующие основные направления в переработке: органическая масса используется для получения удобрений, текстильная и бумажная макулатура используется для получения новой бумаги, металлолом направляется в переплавку.          Основной проблемой в переработке является сортировка мусора и разработка технологических процессов переработки. Экономическая целесообразность способа переработки отходов зависит от стоимости альтернативных методов их утилизации, положения на рынке вторсырья и затрат на их переработку. Долгие годы деятельность по переработке отходов затруднялась из-за того, что существовало мнение, будто любое дело должно приносить прибыль. Но забывалось то, что переработка, по сравнению с захоронением и сжиганием, — наиболее эффективный способ решения проблемы отходов, так как требует меньше правительственных субсидий. Кроме того, он позволяет экономить энергию и беречь окружающую среду. И поскольку стоимость площадей для захоронения мусора растет из-за ужесточения норм, а печи слишком дороги и опасны для окружающей среды, роль переработки отходов будет неуклонно расти. 4. Природные ресурсы и их использование. Сейчас человек использует для своих нужд все большую часть территории планеты и все большие количества минеральных ресурсов. Биологические, в том числе пищевые, ресурсы планеты обуславливают возможности жизни человека на Земле, а минеральные и энергетические служат основой материального производства человеческого общества. Среди природных богатств планеты различают неисчерпаемые и исчерпаемые ресурсы. Неисчерпаемые ресурсы. Неисчерпаемые природные ресурсы подразделяются на космические, климатические и водные. Это энергия солнечной радиации, морских волн, ветра. С учетом огромной массы воздушной и водной среды планеты неисчерпаемыми считают атмосферный воздух и воду. Выделение это относительно. Например, пресную воду можно рассматривать как ресурс исчерпаемый, поскольку во многих регионах Земного шара возник острый дефицит воды. Уже идет речь о неравномерности ее распределения, и невозможности ее использования ввиду загрязнения. Условно считают и кислород атмосферы неисчерпаемым ресурсом. Современные ученые-экологи полагают, что при современном уровне технологии использования воздуха и воды эти ресурсы можно рассматривать как неисчерпаемые только при разработке и реализации крупномасштабных программ, направленных на их восстановление.   Исчерпаемые ресурсы. Они делятся на возобновляемые и невозобновляемые. К возобновляемым относятся растительный и животный мир, плодородие почв. К невозобновляемым ресурсам относятся полезные ископаемые. Их использование человеком началось в эпоху неолита. Первыми металлами, которые нашли применение, были самородное золото и медь. Добывать и плавить руды, содержащие медь, а также олово, серебро, свинец, умели уже за 4 тыс. лет до нашей эры.  В настоящее время человек вовлек в сферу своей промышленной деятельности преобладающую часть известных минеральных руд, каменного угля, нефти и газа. Научно-технический прогресс открывает все новые области применения черных и цветных металлов, различного неметаллического сырья. В результате расширяется разработка бедных руд, увеличивается добыча нефти со дна моря.    В хозяйственный оборот вовлекаются все новые территории, растет использование древесины и промысловых животных. Подвергаются обработке значительные площади суши с целью выращивания растительных продуктов питания и создания кормовой базы для животноводства.    В современных условиях значительная часть поверхности Земли распахана или представляет собой полностью или частично окультуренные пастбища для домашних животных. Развитие промышленности и сельского хозяйства потребовало больших площадей для строительства городов, промышленных предприятий, разработки полезных ископаемых, сооружения коммуникаций. Всего, таким образом, около 20 % суши к настоящему времени преобразовано деятельностью человека.   Значительные площади поверхности суши исключены из хозяйственной деятельности человека вследствие накопления на ней промышленных отходов и невозможности использования районов, где ведется разработка и добыча полезных ископаемых. На прилегающих территориях создаются карьеры, терриконы- земляные конусы, провальный воронки, возникающие на местах пустот под землей.   Из числа восполняемых природных ресурсов большую роль в жизни человека играет лес. Лес имеет немаловажное значение как географический и экологический фактор. Леса предотвращают эрозию почвы, задерживают поверхностные воды, т.е. служат влагонакопителями, способствуют поддерживанию уровня грунтовых вод. В лесах обитают животные, представляющие материальную и эстетическую ценность для человека: копытные, пушные звери и другая дичь. В нашей стране леса занимают около 760 млн. га, или 33% всей ее суши, и являются одним из основных природных богатств.   Несмотря на длительную историю культурного земледелия, дикая природа продолжает служить для человека существенным источником продуктов питания. В первую очередь это рыболовство. В разных странах мира в белковом рационе человека рыба составляет от 17 до 83 %. Из рыбы получают витамины, кормовую муку для скота, малоценные сорта рыб перерабатывают на удобрение для полей. Основная доля рыбных богатств сосредоточена в морях. Важный объект морского промысла – водные млекопитающие. Добыча китов составляет несколько десятков тысяч особей в год. Киты и ластоногие служат источником мяса, жира; некоторые виды добывают ради шкур с прочным и красивым мехом.   Значение диких растений и животных для человека не исчерпывается пищевой ценностью. Подавляющее большинство их необходимы как обязательные компоненты биоценозов (биоценоз – это целостная группа популяций с общей территорией обитания, отличающейся от других соседних территорий химическим составом почвы, воды и рядом других физических показателей: климатом, влажностью и т.д.), без них понятие “природа” просто утрачивает свое значение. Растения, например лекарственные, приносят человеку ощутимую пользу. Дикорастущие виды до сих пор являются исходным материалом для селекции. Среди диких животных есть виды, перспективные для одомашнивания.   Таким образом, человечество интенсивно потребляет как живые, так минеральные природные ресурсы. Однако такое использование окружающей среды имеет свои отрицательные последствия. 5. Последствия хозяйственной деятельности человека для окружающей среды.  В соответствии с плотностью населения меняется и степень воздействия человека на окружающую среду. Однако при современном уровне развития производительных сил деятельность человеческого общества сказывается на биосфере в целом. Человечество с его социальными законами развития и мощной техникой вполне способно влиять на вековой ход биосферных процессов.  Загрязнение воздуха. В процессе своей деятельности человек загрязняет воздушную среду. Над городами и промышленными районами в атмосфере возрастает концентрация газов, которые 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, ухудшает качество почвы и снижают урожай.   Основные причины загрязнения атмосферы – сжигание природного топлива и металлургическое производство. Если в XIX веке поступающие в окружающую среду продукты сгорания угля и жидкого топлива почти полностью ассимилировались растительностью Земли, то в настоящее время содержание вредных продуктов сгорания неуклонно возрастает. Из печей, топок, выхлопных труб автомобилей в воздух попадает целый ряд загрязняющих веществ. Среди них особенно выделяется сернистый ангидрид – ядовитый газ, легко растворимый в воде.   Концентрация сернистого газа в атмосфере особенно высока в окрестностях медеплавильных заводов. Он вызывает разрушение хлорофилла, недоразвитие пыльцевых зерен, засыхание опадание листьев хвои. Часть SO 2 окисляется до серного ангидрида. Растворы сернистой и серной кислот, выпадая с дождями на поверхность Земли, причиняют вред живым организмам, разрушают здания. Почва приобретает кислую реакцию, из нее вымывается перегной (гумус) – органическое вещество, содержащее компоненты, необходимые для развития растений. Кроме того, в ней снижается количество солей кальция, магния, калия. В кислых почвах уменьшается и число обитающих в ней видов животных, замедлена скорость разложения опада. Все это создает неблагоприятные условия для роста растений.   Каждый год в результате сжигания топлива в атмосферу поступают миллиарды тонн CO 2 . Половина диоксида углерода, образующегося при сгорании ископаемого топлива, поглощается океаном и зелеными растениями, половина остается в воздухе. Содержание CO 2 в атмосфере постепенно возрастает и за последние 100 лет увеличилось более чем на 10 %. CO 2 препятствует тепловому излучению в космическое пространство, создавая так называемый “парниковый эффект”. Изменение содержания CO 2 в атмосфере в значительной мере влияет на климат Земли.

    продолжение

1 2    

 Промышленные предприятия и автомобили служат причиной поступления в атмосферу многих ядовитых соединений – оксид азота, оксида углерода, соединений свинца (каждый автомобиль выделяет за год 1 кг свинца), различных углеводородов – ацетилена, этилена, метана, пропана, и др. Вместе с капельками воды они образуют ядовитый туман – смог, вредно действующий на организм человека, на растительность городов. Жидкие и твердые частицы (пыль), взвешенные в воздухе, уменьшают количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли. Так, в больших городах солнечная радиация уменьшается на 15 %, ультрафиолетовое излучение – на 30 % (а в зимние месяцы оно может совсем исчезнуть).   Загрязнение пресных вод. Масштабы использования водных ресурсов быстро увеличиваются. Это связано с ростом населения и улучшением санитарно-гигиенических условий жизни человека, развитием промышленности и орошаемого земледелия. Суточное потребление воды на хозяйственно-бытовые нужды в сельской местности составляет 50 л на одного человека, в городах – 150 л.   Огромное количество воды используется в промышленности. На выплавку 1 т стали необходимо 200 м 3 воды, а на изготовление 1 т синтетического волокна – от 2500 до 5000 м 3 . Промышленность поглощает 85 % всей воды, расходуемой в городах.   Еще больше воды необходимо для орошения. В течение года на 1 га поливных земель уходит 12-14 м 3 воды. В нашей стране ежегодно на орошение расходуется более 150 км 3 .   Постоянное увеличение водопотребления на планете ведет к опасности “водного голода”, что обусловливает необходимость разработки мероприятий по рациональному использованию водных ресурсов. Кроме высокого уровня расхода нехватка воды вызывается ее растущим загрязнением вследствие сброса в реки отходов промышленного и особенно химического производства. Бактериальное загрязнение и ядовитые химические вещества (например, фенол) приводят к омертвлению водоемов. Вредные последствия имеет также молевой сплав леса по рекам, который часто сопровождается заторами. При длительно пребывании древесины в воде она теряет деловые качества, а вымываемые из нее вещества губительно действуют на рыб.   В реки и озера поступают и вымываемые из почвы дождями минеральные удобрения – нитраты и фосфаты, которые в больших концентрациях способны резко изменять видовой состав водоемов, а также различные ядохимикаты – пестициды, используемые в сельском хозяйстве для борьбы с насекомыми-вредителями. Для аэробных организмов, обитающих в пресных водах, неблагоприятным фактором служит и сброс предприятиями теплых вод. В теплой воде кислород плохо растворяется и его дефицит может приводить многие организмы к гибели.   Загрязнение Мирового океана. 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 том числе пестициды. Загрязнения морей и океанов достигает таких масштабов, что в ряде случаев выловленные рыбы и моллюски оказываются непригодными для употребления в пищу. Антропогенные изменения в почве. Плодородный слой почвы формируется очень долго. В тоже время ежегодно вместе с урожаем из почвы изымаются десятки миллионов тонн азота, калия, фосфора – главных компонентов питания растений. Перегной, основной фактор плодородия почвы, содержится в черноземах в количестве менее 5 % от массы пахотного слоя. На бедных почвах перегноя еще меньше. При отсутствии пополнения почв соединениями азота его запас может быть израсходован за 50-100 лет. Этого не происходит, поскольку культурное земледелие предусматривает внесение в почву органических и неорганических (минеральных) удобрений.   Внесенные в почву азотные удобрения используются растениями на 40-50%. Остальная часть восстанавливается микроорганизмами до газообразных веществ, улетучивается в атмосферу или вымывается из почвы. Таким образом, минеральные азотные удобрения быстро расходуются, поэтому их приходиться вносить ежегодно. При недостаточном применении органических и неорганических удобрений почва истощается и урожаи падают. Неблагоприятные изменения в почве наступают и в результате неправильных севооборотов, т. е. ежегодного посева одних и тех же культур, например картофеля.   К числу антропогенных изменений почвы относится эрозия (разъедание). Эрозия представляет собой разрушение и снос почвенного покрова потоками воды или ветром. Широко распространена и наиболее разрушительна водная эрозия. Она возникает на склонах и развивается при неправильной обработке земли. Вместе с талыми и дождевыми водами с полей ежегодно уносится в реки и моря миллионы тонн почвы. Если размыву ничто не препятствует, мелкие промоины превращаются в более глубокие и, наконец, в овраги.  Ветровая эрозия возникает в районах с сухой обнаженной почвой, с изреженным растительным покровом. Чрезмерный выпас скота в степях и полупустынях способствует ветровой эрозии и быстрому разрушению травяного покрова. Для восстановления слоя почвы толщиной 1 см в естественных условиях требуется 250-300 лет. Следовательно, пыльные бури приносят невосполнимые потери плодородного слоя почвы.  Значительные территории со сформированными почвами изымаются из сельскохозяйственного оборота вследствие открытого способа разработки полезных ископаемых, залегающих на небольшой глубине. Открытый способ добычи дешев, так как избавляет от сооружения дорогостоящих шахт и сложной системы коммуникаций, а также является более безопасным. Вырытые глубокие карьеры и отвалы грунта разрушают не только земли, подлежащие разработке, но и окружающие территории, при этом нарушается гидрологический режим местности, загрязняются воды, почва и атмосфера, снижается урожай сельскохозяйственных культур.  Влияние человека на растительный и животный мир. Воздействия человека на живую природу складывается из прямого влияния и косвенного изменения природной среды. Одна из форм прямого воздействия на растения и животных – рубка леса. Выборочные и санитарные рубки, регулирующие состав и качество леса и необходимые для удаления поврежденных и больных деревьев, существенно не влияют на видовой состав лесных биоценозов. Другое дело – сплошная вырубка древостоя. Оказавшись внезапно в условиях открытого местообитания, растения нижних ярусов леса испытывают неблагоприятное влияние прямого солнечного излучения. У тенелюбивых растений травянистого и кустарничкового ярусов разрушается хлорофилл, угнетается рост, некоторые виды исчезают. На месте 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.   Ощутимое воздействие на состояние растительного покрова оказывает массовое посещение лесов отдыхающими и туристами. В этих случаях вредное влияние заключается в вытаптывании, уплотнения почвы и ее загрязнении. Прямое влияние человека на животный мир заключается в истреблении видов, представляющих для него пищевую или другую материальную пользу. Считается, что с 1600 г. 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 всей Европы. В XVIII в. была истреблена описанная русским натуралистом Г.В. Стеллером морская корова (стеллерова корова) – водное млекопитающее, относящееся к отряду сиреновых. Немногим более ста 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 снизилась численность уссурийского тигра. Это произошло 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. Еще недавно, до принятия рыбаками специальных мер, число погибающих в сетях дельфинов достигало сотен тысяч. Для морских млекопитающих очень неблагоприятно влияние загрязнения воды. В таких случаях оказывается неэффективным запрет на отлов животных. Например, после запрета отлова дельфинов в Черном море их численность не восстанавливается. Причина заключается в том, что в Черное море с речной водой и через проливы из Средиземного моря поступает много ядовитых веществ. Эти вещества особенно вредны для детенышей дельфинов, высокая смертность которых предотвращает рост поголовья этих китообразных.  Исчезновение сравнительно небольшого числа видов животных и растений может показаться не очень существенным. Каждый вид занимает определенное место в биоценозе, в цепи и заменить его не может никто. Исчезновение того или иного вида ведет к уменьшению устойчивости биоценозов. Еще важнее то, что каждый вид обладает уникальными, присущими только ему свойствами. Утрата генов, определяющих эти свойства и отобранных в ходе длительной эволюции, лишает человека возможности в будущем воспользоваться ими для своих практических целей (например, для селекции).  Радиоактивное загрязнение биосферы. Проблема радиоактивного загрязнения возникла в 1945 г. после взрыва атомных бомб, сброшенных на японские города Хиросиму и Нагасаки. Испытания ядерного оружия, производимые до 1963 г. в атмосфере, вызывали глобальное радиоактивное загрязнение. При взрыве атомных бомб возникает очень сильное ионизирующее излучение, радиоактивные частицы рассеиваются на большие расстояния, заражая почву, водоемы, живые организмы. Многие радиоактивные изотопы имеют длительный период полураспада, оставаясь опасными в течение всего времени своего существования. Все эти изотопы включаются в круговорот веществ, попадают в живые организмы и оказывают губительное действие на клетки.  У испытаний ядерного оружия (а тем более при использовании этого оружия в военных целях) есть еще одна отрицательная сторона. При ядерном взрыве образуется громадное количество мелкой пыли, которая держится в атмосфере и поглощает значительную часть солнечной радиации. Расчеты ученых различных стран мира показывают, что даже при ограниченном, локальном применении ядерного оружия образовавшаяся пыль будет задерживать большую часть солнечного излучения. Наступит длительное похолодание (“ядерная зима”), которое неизбежно приведет к гибели всего живого на Земле.   В настоящее время практически любая территория планеты от Арктики до Антарктиды подвержена многообразным антропогенным влияниям. Очень серьезный характер приобрели последствия разрушения природных биоценозов и загрязнения окружающей среды. Вся биосфера находится под все усиливающимся давлением деятельности человека, поэтому актуальной задачей становятся природоохранительные мероприятия.   Кислые атмосферные выпады на сушу. Одна из острейших глобальных проблем современности и обозримого будущего - это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Районы кислых почв не знают засух, но их естественное плодородие понижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на них низкие. Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется на весь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод. Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств окислов серы, азота, углерода. Эти окислы, поступая в атмосферу, переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в растворы смеси сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной кислот, которые выпадают в виде "кислых дождей" на сушу, взаимодействуя с растениями, почвами, водами.  Главными источниками в атмосфере является сжигание сланцев, нефти, углей, газа в индустрии, в сельском хозяйстве, в быту. Хозяйственная деятельность человека почти вдвое увеличила поступление в атмосферу окислов серы, азота, сероводорода и оксида углерода. Естественно, что это сказалось на повышении кислотности атмосферных осадков, наземных и грунтовых вод. Для решения этой проблемы необходимо увеличить объём систематических представительных измерений соединений загрязняющих атмосферу веществ на больших территориях. 6. Охрана природы и перспективы рационального природопользования.   В наши дни потребительское отношение к природе, расходование ее ресурсов без осуществления мер по их восстановлению уходят в прошлое. Проблема рационального использования природных ресурсов, охрана природы от губительных последствий хозяйственной деятельности человека приобрели огромное государственное значение. Общество в интересах настоящих и будущих поколений принимает необходимые меры для охраны и научно обоснованного, рационального использования земли и ее недр, водных ресурсов, растительного и животного мира, для сохранения в чистоте воздуха и воды, обеспечения воспроизводства природных богатств и улучшения окружающей среды человека. Охрана природы и рациональное природопользование - проблема комплексная, и ее решение зависит как от последовательного осуществления государственных мероприятий, так и от расширения научных знаний.   Для вредных веществ в атмосфере законодательно установлены предельно допустимые концентрации, не вызывающие у человека ощутимых последствий. С целью предотвращения загрязнения атмосферы разработаны мероприятия, обеспечивающие правильное сжигание топлива, переход на газифицированное теплоцентральное отопление, установку на промышленных предприятиях очистных сооружений. На алюминиевых заводах установка фильтров на трубах предотвращает выброс фтор в атмосферу.   Помимо строительства очистных сооружений ведутся поиски технологии, при которой образование отходов было бы сведено к минимуму. Этой же цели служат улучшение конструкции автомобилей, переход на другие виды топлива, при сжигании которого образуется меньше вредных веществ. Разрабатываются автомобили с электрическим двигателем для передвижения в пределах города. Большое значение имеют правильная планировка городов и зеленые наслаждения. Например, сернистый газ хорошо поглощается тополем, липой, кленом, конским каштаном.  Бытовые и промышленные сточные воды подвергаются механической, физико-химической и биологической обработке. Биологическая очистка заключается в разрушении растворенных органических веществ микроорганизмами.    Очистка сточных вод не решает всех проблем. Поэтому все больше предприятий переходит на новую технологию – замкнутый цикл, при котором очищенная вода вновь поступает в производство. Новые технологические процессы позволяют в десятки раз сократить расход воды.  Для повышения продуктивности сельского хозяйства громадное значение имеют правильная агротехника и осуществление специальных мероприятий по охране почвы. Например, борьба с оврагами успешно ведется путем посадки растений – деревьев, кустарников, трав. Растения защищают почвы от смыва и уменьшают скорость течения воды. Разнообразие посадок и посевов по оврагу способствует образованию стойких биоценозов. В зарослях поселяются птицы, что имеет немаловажное значение для борьбы с вредителями. Защитные лесонасаждения в степях препятствуют водной и ветровой эрозии полей.  Развитие биологических методов борьбы с вредителями позволяет резко сократить использование в сельском хозяйстве пестицидов.   В настоящее время в охране нуждаются 2000 видов растений, 236 видов млекопитающих, 287 видов птиц. Международным союзом охраны природы учреждена специальная Красная книга, в которой сообщаются сведения об исчезающих видах и даются рекомендации по их сохранению. Многие виды животных, находящихся под угрозой исчезновения, сейчас восстановили свою численность. Это относится к лосю, сайгаку, белой цапле, гаге.   Сохранения животного и растительного мира способствует организации заповедников и заказников. Помимо охраны редких и исчезающих видов служат базой для одомашнивания диких животных, обладающих ценными хозяйственными свойствами. Заповедники служат также центрами по расселению животных, исчезнувших в данной местности, или целям обогащения местной фауны. В России хорошо прижилась североамериканская ондатра, дающая ценный мех. В суровых условиях Арктики успешно размножается овцебык, завезенный из Канады и Аляски. Восстановлена численность бобров, почти исчезнувших в нашей стране в начале века.  Подобные примеры показывают, что бережное отношение, основанное на глубоких знаниях биологии растений и животных, не только сохраняет ее, но и дает значительный экономический эффект.

МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОГРАММЫ И ПРОЕКТЫ

В конце 1960-х годов многие страны осознали, что необходима координация усилий по сбору, хранению и переработке данных о состоянии окружающей среды. В 1972 г. в Стокгольме прошла Конференция по охране окружающей среды под эгидой ООН, где

285

впервые возникла необходимость договориться об определении понятия "мониторинг". Решено было термин мониторинг окружающей среды понимать как комплексную систему наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под влиянием антропогенных факторов. Термин появился как дополнение к термину контроль за состоянием окружающей среды (см. главу 16).

В зависимости от критериев и уровней выделяют различные виды экологического мониторинга. Наиболее высокий уровень - глобальный.

На глобальном уровне задачи экологического мониторинга особенно сложны. Если мониторинг на региональном уровне, как правило, является внутригосударственной задачей, то глобальный мониторинг - задача всего мирового сообщества. К концу XX в. сформировалась своего рода структура - глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС).

Цели ГСМОС определяются в ходе международного сотрудничества в рамках различных международных организаций, соглашений (конвенций) и деклараций. В общем виде целью ГСМОС является изучение Земли.

Идея создания ГСМОС была высказана на первой - Стокгольмской - Конференции ООН по окружающей среде в 1972 г. Ее реальные основы были заложены на специальной встрече в Найроби (Кения) в 1974 г., где была уточнена роль агентств и государств-членов ООН.

Часто используется другое название глобального мониторинга - фоновый мониторинг, или мониторинг фонового загрязнения окружающей природной среды.

В настоящее время создана мировая сеть станций фонового мониторинга, на которых осуществляется слежение за определенными параметрами состояния окружающей природной среды. Наблюдения охватывают все типы экосистем: водные (морские и пресноводные) и наземные (лесные, степные, пустынные, высокогорные). Эта работа проводится под эгидой ЮНЕП и координируется ЮНЕСКО.

Станции комплексного фонового мониторинга РФ расположены в шести биосферных заповедниках и являются частью глобальных международных наблюдательных сетей.

С 1977 г. ряд международных организаций (ЮНЕП, ВОЗ, ЮНЕСКО, ВМО) ведут сотрудничество в осуществлении первой глобальной Программы мониторинга и оценки качества воды рек, озер, водохранилищ и подземных вод (ГСМОС/ВОДА) в рамках глобальной системы мониторинга окружающей среды (ГСМОС).

Материалы, документы и руководства, разработанные в рамках программы, нашли отражение в многочисленных публикациях.

К настоящему времени создана стандартизованная глобальная сеть, проведен анализ актуальных вопросов: глобальной оценки

286

качества пресной воды и состояния пресноводных экосистем, опасности воздействия различных загрязняющих веществ, прежде всего токсичных, а также анализ влияния разрушительной практики землепользования.

Задача изучения Земли как целостной природной системы поставлена Международной геосферно-биосферной программой (МГБГТ), осуществление которой началось с 1986 г.

В основу этой исследовательской программы положены междисциплинарные исследования по ряду ключевых проектов. В основном проекты ориентированы на изучение изменений климата. Руководителями большей части проектов были ученые и специалисты США; у нас эту задачу взяла на себя программа "Глобальные изменения природной среды и климата". Работы выполняются на основе широкого применения космических средств наблюдений.

МГБП предусматривает разработку семи ключевых направлений.

1. Закономерности химических процессов в глобальной атмосфере и роль биологических процессов в круговоротах малых газовых компонентов. Проекты, выполняемые по этим направлениям, ставят целью, в частности, анализ последствий изменения содержания озона в стратосфере и проникновения к земной поверхности биологически опасной УФ-радиации, оценку влияния аэрозолей на климат и др.

2. Влияние биогеохимических процессов в океане на климат и обратные влияния. Проекты включают комплексные исследования глобального газообмена между океаном и атмосферой, морским дном и границами континентов, разработку методик прогнозирования реакции биогеохимических процессов в океане на антропогенные возмущения в глобальном масштабе, изучение Мирового океана.

3. Изучение прибрежных экосистем и влияния изменений землепользования.

4. Взаимодействие растительного покрова с физическими процессами, ответственными за формирование глобального круговорота воды. Проводятся исследования по Программе глобального эксперимента по изучению круговорота энергии и воды как дополнение к исследованиям по Всемирной программе исследований климата.

5. Влияние глобальных изменений на континентальные экосистемы. Разрабатываются методики прогноза воздействий изменений климата, концентрации углекислого газа и землепользования на экосистемы, а также обратных связей; исследуются глобальные изменения экологического разнообразия.

6. Палеоэкология и палеоклиматические изменения и их последствия. Проводятся исследования с целью реконструкции истории изменений климата и окружающей среды за период с 2000 г. до н.э. с временным разрешением не менее 10 лет.

287

7. Моделирование земной системы с целью прогноза ее эволюции. Создаются численные модели в глобальном масштабе, делаются количественные оценки взаимодействия глобальных, физических, химических и биологических интерактивных процессов в земной системе на протяжении последних 100 тыс. лет и др.

Центральный проект МГБП - "Глобальный анализ, интерпретация, моделирование" (Global Analysis, Interpretation and Modeling). Анализ полученных по этому проекту данных породил сомнения во всемогуществе математического моделирования. Трудности связаны с тем, что моделирование, успешно работавшее на глобальном уровне, оказалось в затруднении на региональном уровне. Результативность его существенно снижалась при упрощении набора рассматриваемых факторов и абстрагировании от неравновесных и переходных состояний.

Наиболее важные выводы, полученные при подведении итогов МГБП за период 1986-1996 гг., а также возможные действия для снижения негативных последствий антропогенного воздействия сводятся к следующему.

1. Наиболее ярким интегральным индикатором состояния биосферы служит газовый состав атмосферы, исследования которого проводились в рамках проекта "International Global Atmospheric Chemistry". Его изменения на протяжении последних десятилетий вызваны промышленной и сельскохозяйственной деятельностью. Особенностью атмосферы Земли является отсутствие термодинамического равновесия, что является прямым следствием взаимодействия биосферы и атмосферы. Это взаимодействие реализуется через фотосинтез и дыхание, микробную активность в почвах и ветландах.

Взаимодействие океана с атмосферным аэрозолем служит побудительным процессом образования облаков, роль которых в изменении климата еще количественно не определена. В исследованиях по проекту океан рассматривался как резервуар углекислоты; карбонатное равновесие в нем регулирует в зависимости от температуры поглощение или выделение углекислоты в атмосферу. Модели привели к выводу о глобальном поглощении углерода океаном в пределах 2±0,8 Гт в год. Региональные модели показали правомерность этого вывода для Тихого, но не для Южного океана, экваториальной зоны или Северной Атлантики. Региональные особенности имеют решающее значение для перераспределения потоков тепла в рамках общего баланса.

Сформулировано два подхода к регулированию антропогенного изменения климата: снижение антропогенной эмиссии парниковых газов или адаптация хозяйства к таким изменениям.

Установлен "удобрительный" эффект углекислоты. Оказалось, что все экосистемы увеличивают первичную продукцию при росте

288

концентраций углекислоты, но северные - в наименьшей степени. Удвоение может вызвать не более чем 5 %-ный рост урожая. Эффект существенно зависит от времени, скорости миграции, ландшафтных процессов.

2. Работами по проекту "Биосферные аспекты гидрологического цикла" (Biospheric Aspects of Hydrological Cycle) установлено, что вклад испарения воды растительным покровом в глобальный гидрологический цикл весьма значителен. Сделано заключение о том, что пресная вода контролирует гидрологический и биогеохимический циклы, а также условия жизни населения.

3. Соответствие разработанных моделей реальной истории климата на Земле проверялось в рамках проекта "Глобальные изменения в прошлом" (Past Global Changes). На основе анализа льда, взятого сотрудниками антарктической станции "Восток", который сформировался в течение последних 100 тыс. лет, сделан вывод о четкой корреляции между содержанием в атмосфере диоксида углерода, метана и температурой, что на первый взгляд подтверждает существование парникового эффекта. Однако была обнаружена хорошая корреляция и между положением Земли относительно Солнца и циклами Миланковича¹ с периодичностью в десятки тысяч лет. В любом случае, каковы бы ни были антропогенные изменения климата, они накладываются на его естественные вариации, масштаб которых может превышать влияния, обусловленные изменением поверхности Земли и эмиссии парниковых газов.

Выводы из исследований по проекту "Past Global Changes" таковы:

• 1) антропогенные влияния накладываются на естественную изменчивость природных процессов; понимание и прогноз последствий возрастания концентрации парниковых газов требуют соответствующих знаний;

• 2) ледяные керны указывают на резкое возрастание концентрации парниковых газов за последние 100 лет, до этого времени она была относительно постоянной;

• 3) ледяные керны указывают на параллельное изменение концентрации парниковых газов и глобальной температуры;

• 4) комплекс палеоклиматических данных - древесные кольца, льды, осадки - показывает, что климат в прошлом менялся гораздо сильнее, чем за последние 150 лет (в период инструментальных наблюдений);

• 5) воздействие изменений климата на природные системы в прошлом было глубоким и далеко превосходящим то, которое допускает современное общество. В палеоклимате отмечено изменение уровня озер, режима рек, случаи экстремальных событий (засухи, наводнения). При повторении этих событий в будущем к ним могут не адаптироваться многие социальные и экономические системы;

289

• 6) на промежутках времени больших, чем межледниковье, в котором мы живем, система атмосфера-океан в высокой степени нестабильна. Резкие колебания климата, происходящие на протяжении немногих десятилетий, связаны с мощными изменениями циркуляции океана.

Важнейшей системой наблюдений глобального масштаба является Глобальная служба наблюдений атмосферы (ГСА).

Рост концентраций диоксида углерода и метана, разрушение озонового слоя в стратосфере, повышение содержания озона в тропосфере, закисление атмосферных осадков и изменения радиационного баланса системы Земля-атмосфера-энергия отражают растущее влияние деятельности человека на атмосферу планеты. Эта деятельность нарушает равновесие атмосферы, приводя к изменениям, воздействующим не только на человека, но и на животных, растения и экосистемы, частью которых они являются.

Ответственность за международное координирование долгосрочного мониторинга изменений состава атмосферы в глобальном масштабе лежит главным образом на Всемирной метеорологической организации (ВМО). Этот мониторинг осуществляется посредством Глобальной службы наблюдений атмосферы.

В настоящее время в состав ГСА входят:

• наблюдательные станции;

• научные центры по обеспечению качества измерений;

• мировые центры данных.

• ГСА включает сеть наблюдательных станций (обсерваторий), охватывающую весь земной шар.

Помимо ГСА функционирует также Глобальная система наблюдений климата (ГСНК). Сейчас усилия сосредоточены на мерах по повышению качества наблюдений за климатом, особенно над океанами, на которых будут основываться оценки антропогенных изменений климата.

Недавно создана новая служба - Глобальная система наблюдений за океаном (ГСНО).

Работы по созданию Глобальной системы наблюдений за океаном проводятся с 1996 г. Важность создания этой системы определяется тем, что 70% территории Земли покрыто водой, поэтому долгосрочные наблюдения за этой составляющей и прогноз характеристик играют ключевую роль в жизни грядущих поколений.

Создание ГСНО является результатом решений, принятых на Конференции по окружающей среде и развитию в 1992 г. в Рио-де-Жанейро и 2-й Всемирной конференции по климату (Женева, 1990 г.). ГСНО - программа, которая призвана помочь всем странам выполнить решения всемирных конференций, касающихся изменений климата, биоразнообразия и других комплексных проблем,

290

а также положений Всемирного плана мероприятий по защите морской окружающей среды от вредных последствий деятельности человека.

Международные организации предприняли важные и решительные шаги для установления контроля за возможными изменениями климата.

Изучение климата проводится в разных аспектах в рамках ряда крупных межнациональных программ, под эгидой таких международных организаций, как ЮНЕП, ЮНЕСКО, ВОЗ, ОАО, МСНС. Ведущую роль в этих работах играет ВМО (согласно резолюции ООН ВМО отведена ведущая роль в исследованиях атмосферы, в том числе в изучении изменений климата).

Изменение климата, по мнению международной группы по изменению климата, экспертов, способно привести к многообразным, в большинстве случаев отрицательным последствиям для здоровья людей и даже к значительному числу жертв.

Правительства, ведущие хозяйственные руководители и специалисты обеспокоены последствиями, которые могут повлечь за собой длительные аномалии погоды и изменение климата в таких областях, как здоровье населения, состояние экосистем и экономическое развитие.

В 1979 г. ВМО приняла решение о выполнении Всемирной климатической программы (ВКП), которая состоит из нескольких подпрограмм. Важнейшей из них является Всемирная программа исследований климата (ВПИК). Именно с этого времени отношение мирового сообщества к проблемам климата существенно изменилось. Учреждения и международные организации (ЮНЕП, ЮНЕСКО, ВОЗ, ФАО, МСНС), занимающиеся изучением климата, совместно разработали Программу действий по климату. В цели Программы действий входят изучение запросов потребителей и оптимизация методов их обслуживания.

С 1991 г. в рамках проекта Стратегии защиты окружающей среды Арктики (АЕПС) восемью странами - Дания/Гренландия, Исландия, Канада, Финляндия, Норвегия, Россия, США, Швеция - выполняется программа арктического мониторинга и оценки (АМАП). В подготовке отчетов программы участвуют также международные организации (коренных народов Арктики, Совет министров Северных стран - Швеции, Норвегии, Финляндии, Исландии, Канады, ЮНЕП) и специалисты из Германии, Нидерландов и Великобритании.

В международном сотрудничестве, которое ставит задачи устранить ущерб, нанесенный Черному морю хозяйственной деятельностью, и предотвратить его в будущем, участвуют специалисты шести стран: Болгарии, Грузии, Румынии, России, Турции, Украины. Сотрудничество продолжается уже 7 лет. Благодаря поддержке правительств этих стран, неправительственных организаций, ООН

291

и Европейского союза они собрали информацию и разработали Стратегический план действий по оздоровлению и защите Черного моря, который был принят в октябре 1996 г. и рассчитан на 20 лет и более.