Антропогенное воздействие на географическую оболочку Земли

     Поскольку человечество в современном мире стало глобально целостным физически, политически и экономически, но не социально, сохраняется угроза военных конфликтов, которые усугубляют экологические проблемы. Например, кризис в Персидском заливе показал, что страны готовы забыть о глобальных угрозах экологических катастроф при решении частных проблем.

     Человеческая  деятельность приводит к тому, что  загрязнения поступают в атмосферу  в основном в двух видах — в  виде аэрозолей (взвешенных частиц) и  газообразных веществ.

     Главные источники аэрозолей — промышленность строительных материалов, производство цемента, открытая добыча угля и руд, черная металлургия и другие отрасли. Общее количество аэрозолей антропогенного происхождения, поступающих в атмосферу в течение года составляет 60 млн. тонн. Это в несколько раз меньше объема загрязнений естественного происхождения (пыльные бури, вулканы).

     Гораздо большую опасность представляют газообразные вещества, на долю которых  приходится 80-90% всех антропогенных  выбросов. Это соединения углерода, серы и азота. Соединения углерода, прежде всего углекислый газ сам по себе не ядовит, но с накоплением его связана опасность такого глобального процесса как «парниковый эффект». Кроме того выбрасывается угарный газ, в основном двигателями внутреннего сгорания.

     Соединения  азота представлены ядовитыми газами — окисью и перекисью азота. Они так же образуются при работе двигателей внутреннего сгорания, при работе теплоэлектростанций, при сжигании твердых отходов.

     Наибольшую  опасность представляет собой загрязнение  атмосферы соединениями серы, и прежде всего сернистым газом. Соединения серы выбрасываются в атмосферу при сжигании угольного топлива, нефти и природного газа, а также при выплавке цветных металлов и производстве серной кислоты. Антропогенное загрязнение серой в два раза превосходит природное. Наибольших концентраций сернистый газ достигает в северном полушарии, особенно над территорией США, зарубежной Европы, европейской части России, Украины. В южном полушарии оно ниже.

     С попаданием в атмосферу соединений серы и азота непосредственно  связано выпадение кислотных дождей. Механизм их образования очень прост. Двуокись серы и окислы азота в воздухе соединяются с парами воды. Затем вместе с дождями, туманами они выпадают на землю в виде разбавленных серной и азотной кислот. Такие осадки резко нарушают нормы кислотности почвы, ухудшают водообмен растений, способствуют высыханию лесов, особенно хвойных. Попадая в реки и озера, они угнетают их флору и фауну, нередко приводя к полному уничтожению биологической жизни — от рыб до микроорганизмов. Большой вред кислотные дожди наносят и различным конструкциям (мостам, памятникам и т.д.).

     Главные регионы распространения кислотных  осадков в мире — США, зарубежная Европа, Россия и страны СНГ. Но в  последнее время они отмечены в промышленных районах Японии, Китая, Бразилии.

     Расстояние между районами образования и районами выпадения кислотных осадков может достигать даже тысячи километров. Например, главные виновники кислотных осадков в Скандинавии — промышленные районы Великобритании, Бельгии и ФРГ.

     Ученые  и инженеры пришли к выводу: главный путь предупреждения загрязнения атмосферы должен заключаться в постепенном сокращении вредных выбросов, ликвидации их источников. Поэтому необходим запрет на использование высокосернистых угля, нефти и топлива. 

     Ученые  различают три вида загрязнения гидросферы: физическое, химическое и биологическое.

     Под физическим понимается прежде всего тепловое загрязнение, образующееся в результате сброса подогретых вод, используемых для охлаждения на ТЭС и АЭС. Сброс таких вод приводит к нарушению природного водного режима. Например, реки в местах сброса таких вод не замерзают. В замкнутых водоемах это приводит к уменьшению содержания кислорода, что приводит к гибели рыб и бурному развитию одноклеточных водорослей («цветению» воды). К физическому загрязнению относят также радиоактивные загрязнения.

     Химическое  загрязнение гидросферы возникает  в результате попадания в нее  различных химических веществ и  соединений. Примером служит сброс  в водоемы тяжелых металлов (свинец, ртуть), удобрений (нитраты, фосфаты) и  углеводородов (нефть, органические загрязнения). Главным источником выступает промышленность и транспорт.

     Биологическое загрязнение создается микроорганизмами, часто болезнетворными. В водную среду они попадают со стоками  химической, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности и животноводческих комплексов. Такие стоки могут явиться источниками различных заболеваний. 

     Особый  вопрос в этой теме загрязнение Мирового океана. Оно происходит тремя путями.

     Первый  из них — речной сток, вместе с  которым в океан попадают миллионы тонн различных металлов, соединений фосфора, органические загрязнения. При этом почти все взвешенные и большинство растворенных веществ осаждаются в устьях рек и прилегающих шельфах.

     Второй  путь загрязнения связан с атмосферными осадками, с ними в Мировой океан поступает большая часть свинца, половина ртути и пестицидов.

     Наконец, третий путь непосредственно связан с хозяйственной деятельностью  человека в акваториях Мирового океана. Наиболее распространенный вид загрязнения  — нефтяное загрязнение при транспортировке и добыче нефти.

     Проблема  антропогенного воздействия на географическую среду сложна и многогранна, она  имеет глобальный характер. Но решают ее на трех уровнях: государственном, региональном и глобальном.

     На  первом уровне каждая страна решает свои экологические проблемы. На региональном уровне осуществляются мероприятия нескольких стран, имеющих общие природоохранные интересы. На глобальном уровне объединяют усилия все страны мирового сообщества. 
 

      ИСКУССТВЕННЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ 

     Основным  фундаментальным понятием и объектом в экологии является экосистема. В настоящее время в научной литературе сформировалось несколько определений экосистемы. Приведем некоторые из них.

     Экологическая система или экосистема — это  пространственно определенная совокупность живых организмов и среды их обитания, объединенных вещественно-энергетическими и информационными взаимодействиями. 

     Примеры экосистем:

     1. Естественные (природные):

     а) микроэкосистемы (лесная кочка, лужица);

     б) мезоэкосистемы ( роща, степь, озеро);

     в) макроэкосистемы (тайга, океан).

     2. Искусственные (антропогенные): сельскохозяйственное  поле, городской парк, искусственное водохранилище, город. 

     Особенностью  искусственных экосистем является то, что они не могут длительно  сохранять свое состояние без  поддержания его человеком, т.е. без внесения извне значительной энергии.

     Самая крупная и наиболее близкая к  идеалу "самообеспечения" экосистема, известная науке, — это биосфера, которая включает все живые организмы  Земли, находящиеся в постоянном взаимодействии с физической средой Земли, в результате чего эта система, через которую проходит поток вещества, энергии и информации от Солнца, из космоса и из недр Земли, находится в состоянии устойчивого динамического равновесия.

     Экосистема  — понятие весьма широкое. Его главное значение для экологической теории состоит в том, что оно подчеркивает обязательное наличие материальных, энергетических и информационных взаимоотношений, взаимозависимостей и причинно-следственных связей между отдельными блоками, иначе говоря, объединения блоков в функциональное целое. Экосистема является основной функциональной единицей экологии. Почему искусственные экосистемы нежизнеспособны? 

     Теперь  перейдем к рассмотрению варианты создания искусственных экосистем.

     Итак, агроценоз – искусственная экосистема, созданная человеком: сады, парки, лесопосадки, огороды, поля, пастбища.

     Главное отличие агроценоза от природной  экосистемы – малое количество видов, преобладание одного вида над другим и короткие пищевые цепи. Поэтому  их трофическая структура неизмеримо проще по сравнению с природными экосистемами.

     В агроценозе часть органических и  неорганических соединений периодически изымается в виде урожая, круговорот веществ становится незамкнутым. Вследствие этого агроценозы неспособны существовать без поддержки человека. Образующийся дефицит компонентов приходится постоянно восполнять в виде удобрений. В биоценозах, где все вещества возвращаются в почву, подобного исключения нет.

     Основной  проблемой искусственных экосистем  является направление естественного отбора. Если в природе не выживают организмы, не способные к конкуренции, то человек искусственно создает преимущественные условия для одного вида, подавляя другой. Вредители и конкурирующие виды, создающие защитные механизмы у культурных растений уничтожаются. При культивировании одного вида растений происходит массовое распространение более конкурентоспособных сорняков. В 50-х годах в пойме Оки на юге Московской области располагались богатейшие разнотравные луга. Их перепахали под кукурузу, но размножившиеся паразиты так и не позволили собрать ни одного урожая этой культуры.

     Энергозатраты на поддержку функционирования системы – другой важный фактор. Но если в природе биоценозы обходятся только энергией Солнца, передавая ее от продуцентов далее по пищевым цепям, то в агроценозах приходится тратить дополнительную энергию на обработку почвы, внесение удобрений и прочие сельскохозяйственные работы.

     Особую  проблему в агроценозах составляет эрозия почв: ввиду того, что у  культурных растений слабая корневая система и почва достаточно обнажена, плодородный слой регулярно вымывается и выветривается. Там где для местности характерны дожди, ежегодно с полей уносятся миллионы тонн почвы. Разруха от ветровой эрозии не меньше. 

     Можно сделать вывод, что агроценозы –  это незрелые системы, находящиеся  в чрезвычайно нестабильном состоянии. Здесь важно отметить, что экосистема не может быть одновременно и высокопродуктивной и стабильной.

     Социальные  аспекты экологии. Научно-техническая  революция связана с непрерывной  интенсификацией и расширением  масштабов хозяйственной деятельности общества. Это обостряет внимание к экологическим проблемам, в частности к прямому и побочному влиянию производств. деятельности на состав и свойства атмосферы, тепловой режим планеты, фон радиоактивности, к загрязнению Мирового океана, водоёмов суши и уменьшению запасов пресной воды, уменьшению запасов невозобновимых сырьевых и энергетических ресурсов, выделению в биосферу неперерабатываемых биохимических и токсичных отходов, экологическому воздействию антропогенных, особенно урбанизированных, ландшафтов, влиянию экологических факторов на физическое и психическое здоровье человека и на генофонд человеческих популяций и т.п.

     Социальные  аспекты экосистемы стали предметом специальных научных исследований в 20 в. Уже в 19 в. Д. П. Марш, проанализировав многообразные формы разрушения человеком природного равновесия, сформулировал программу охраны природы. Французские географы 20 в. (П. Видаль де ла Блаш, Ж. Брюн, Э. Мартонн) разработали концепцию географии человека, предмет которой — изучение группы явлений, происходящих на нашей планете и причастных к деятельности человека. В работах представителей голландской и французской географической школы 20 в. (Л. Февр, М. Сор), в конструктивной географии, развитой советскими учёными А. А. Григорьевым, И. П. Герасимовым, анализируется воздействие человека на географический ландшафт, воплощение его деятельности в социальном пространстве.

     Развитие  геохимии и биогеохимии выявило  превращение производств. деятельности человечества в могучий геохимический  фактор, что послужило основанием для выделения новой геологической эры — антропогенной (русский геолог А. П. Павлов) или психозойской (американский учёный Ч. Шухерт). Учение В. И. Вернадского о биосфере и превращении её в ноосферу связано с новым взглядом на геологические последствия социальной деятельности человечества.

     Социальные  аспекты экосистемы изучаются и в исторической географии, исследующей связи между этническими группами и природной средой, и особенно в социологии, в частности в социальной Э., анализирующей взаимоотношения между социальными группами и средой. Основатели Чикагской социологической школы (Р. Парк, Э. Берджесс, Р. Д. Макензи), сформулировавшие одну из первых трактовок экосистемы человека, или социальной экосистемы, показали зависимость пространственной организации города и расселения различных социальных групп от механизмов экономической конкуренции.