Научная основы охраны окружающей среды. Биосфера и человек

Экологическая ситуация в мире, странах СНГ и России и причины экологического кризиса. Место экологической проблемы в ряду мировых глобальных проблем. Работы "Римского клуба".

В условиях современной НТР взаимоотношения человека с окружающей средой все более усложняются. НТР порождает невиданные возможности для эксплуатации сил природы, но, вместе с тем, и для ее загрязнения, разрушения и уничтожения. За последние 100 лет человечество во много раз увеличило скорость коммуникаций, энергетические ресурсы и мощность оружия. Нынешний этап воздействия человека на природу носит антропогенный характер. разрушение природных систем происходит в результате непомерного техногенного воздействия на природу промышленно развитых стран и чрезмерной эксплуатации природных ресурсов.

В 1968г. по предложению А. Печчеи была создана внеправительственная организация "Римский клуб", в которую вошли 100 ученых из 53 стран. За все время было опубликовано около 20 докладов ("Пределы роста", "Человечество у поворотного пункта и др."), в которых исследовались различные экологические проблемы и давались рекомендации по их устранению.

Глобальные экологические проблемы стоят в одном ряду с такими проблемами, как социально-экономические, демографические, продовольственные, энергетические и др.

Глобальные экологические проблемы.

Геологические масштабы приобрело извлечение человечеством минеральных ресурсов. В XIXв. человек использовал в хозяйстве 50 видов ресурсов, а в XXв. их число превышает 100. В результате деятельности человека более 100тыс. месторождений и рудных узлов закончили геологическое существование. Ежегодно 10 тыс.км² вещества литосферы лишаются своей геологической жизни.

Самое сложное в серии природно-антропогенных процессов – изменение климата. В конце XXв. начался процесс потепления климата (температура повысилась на 0,7°). На климат оказывает влияние парниковый эффект, обусловленный попаданием в атмосферу углекислого газа, водяного пара, метана (CH₄) и ХФУ.

Глобальная проблема – деградация лесов. Более ½ кислорода поставляет флора лесов, они депонируют углекислый газ, предотвращают эрозию и т.д. Катастрофически исчезают экваториальные и тропические леса в Бразилии, Нигерии, Конго, Индонезии, России, США, Канаде и других странах.

Разрушается озоновый слой атмосферы под воздействием хлорфторуглеводородов (фреонов). В разных частях мира образуются "озоновые дыры", через которые на землю попадает губительное ультрафиолетовое излучение.

В результате деятельности человека сокращается генофонд планеты, главным образом, из-за уничтожения влажных экваториальных лесов. К 70-м гг. XXв. (начиная с конца XVIв.) исчезло свыше 250 видов и подвидов позвоночных животных. С начала 80-х гг. в среднем 1 вид животных исчезает ежедневно и 1 вид растений – еженедельно (под угрозой исчезновения находится свыше 20 тыс. видов). Около 1000 видов птиц и млекопитающих – под угрозой вымирания.

Загрязняется Мировой океан, происходит опустынивание планеты, урбанизация стран мира и т.д.

Причины экологического кризиса заключаются в недостаточном финансировании природоохранных мероприятий, изношенность основных производственных фондов, несовершенство отраслевой структуры народного хозяйства стран мира, отсутствие экологической культуры и др.

Качество природной среды и состояние природных ресурсов. качество окружающей природной среды в разных регионах РФ неодинаково. 11 млн км², или 65% площади, в соответствии с критериями ЮНЕП характеризуется как "дикая природа", или ненарушенные экосистемы, т.е. почти не затронутые хозяйственной деятельностью, сохранившие биопродуктивность и биоразнообразие (северо-восток Европейской части, север Восточной Сибири и Дальнего Востока, районы западной Сибири). На 15% территории России состояние ОПС не соответствует нормативам, определяющим уровень экологической безопасности людей. Но на них проживает основная часть населения (60%) и сосредоточены основные производственные мощности и наиболее продуктивные сельхозугодья. Природные экосистемы на этой территории сильно угнетены или деградировали, их восстановление невозможно.

На остальной территории России (20%) характеристики качества ОС удовлетворяют установленным нормативам, экосистемы сохраняют воспроизводственный потенциал.

Экологическое неблагополучие в стране – следствие прямого уничтожения естественных экосистем (вырубка лесов, распашка степей и лугов), негативных антропогенных воздействий на них (загрязнение атмосферного воздуха, водных объектов и почвы отходами производства и потребления, подтопление или иссушение земель и т.д.)

Состояние атмосферного воздуха. В настоящее время в РФ свыше 140 городов имеют степень загрязнения "высокую" и "очень высокую". Объем выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников в 1991г. составлял 31,8 млн т, в 90-е гг. он снизился, а, начиная с 1999г., вновь стал увеличиваться и превышает в настоящее время 20 млн т. К отраслям, негативно влияющим на атмосферный воздух, относятся топливно-энергетический комплекс, черная и цветная металлургия, химико-лесной комплекс. В последние годы на первый план вышел автомобильный транспорт. Около 40 городов имеют максимальные концентрации загрязняющих веществ, хотя бы по одному поллютанту превышающие 10 ПДК (Норильск, Новокузнецк, Магнитогорск, Братск, Череповец и др.) Между уровнем загрязнения атмосферы и заболеваемостью населения наблюдается прямая корреляция.

Водные объекты. Основные реки - Волга, Дон, Кубань, Северная Двина, Печора, Обь, Енисей, Лена, Амур, Колыма оцениваются как "загрязненные", а их притоки – Ока, Кама, Томь, Чусовая, Иртыш, Тобол, Исеть, Тура – как "очень грязные" или "чрезвычайно грязные". Водные объекты загрязнены нефтью и нефтепродуктами, тяжелыми металлами, фенолами, поверхностно-активными веществами. Сброс загрязненных сточных вод составляет не менее 30 млрд м³ в год.

На экологически неблагоприятных территориях в РФ проживает 64 млн человек. Ежегодно промышленных отходов прибавляется на 2 млрд т. Химически опасных веществ прямому захоронению подвергается 100 тыс. т в год.

Регионы с очень острой экологической обстановкой. К таким регионам в РФ относятся Кольский полуостров, Московский регион, Северный Прикаспий, Среднее Поволжье, промышленная зона Урала, Западная Сибирь, Кузбасс, район озера Байкал, Норильский промышленный район, Калмыкия. на них наблюдается загрязнение атмосферы, истощение и загрязнение вод суши, нарушение земель горными выработками, утрата продуктивных земель, деградация лесных массивов и другие негативные явления в окружающей среде.

Научная основы охраны окружающей среды. Биосфера и человек.

Теоретические основы положения о взаимодействии общества и окружающей среды.

В современной экологии, науке об окружающей среде, сталкиваются два разных подхода, или точки зрения, на проблему взаимоотношений человека и природы. Первый подход – эти взаимоотношения строятся по правилам, которые устанавливает сам человек. Этот подход называют антропоцентрическим, или технологическим. При втором подходе человек рассматривается как биологический вид, который остается под контролем главных экологических законов. Это биоцентрический, или экоцентрический подход.

С понятием природа тесно связано понятие природной среды, которая рассматривается как совокупность природных и незначительно измененных деятельностью людей абиотических и биотических факторов, оказывающих влияние на человека. В природной среде выделяют: собственно природную среду (дикая природа), квазиприродную среду (вторая природа) – преобразованные человеком (культурные) природные ландшафты, или природно-антропогенную среду, и артеприродную среду (третья природа) – искусственное окружение людей, состоящее из технологической и природных компонент.

Сущность учения В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере.

В.И. Вернадский (1863-1945) показал, что биосфера - очень сложная по составу, строению и организованности оболочка, которая включает все живые организмы, биогенные (уголь, нефть, известняки и др.), косное, биокосное и вещество космического происхождения. Биосфера, по В.И. Вернадскому – это глобальная саморегулирующаяся система, важнейшая ее черта – постоянный материально-энергетический обмен с космосом и существование исключительно в ее пределах живого вещества. Ученый раскрыл структуру биосферы и ее границы, показал роль живого вещества в круговороте элементов. Ноосфера, по В.И. Вернадскому – сфера разума, высшая стадия развития биосферы. "Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупнейшей геологической силой."

Трофические цепи.

В биогеоценозе образуется цепь последовательной передачи вещества и эквивалентной передачи энергии от одних организмов к другим, так называемая трофическая цепь. Пищевая сеть обычно состоит из нескольких пищевых цепей. Разные организмы занимают разное положение относительно основного источника поступающей в сообщество энергии, или они располагаются на разных трофических уровнях.

Зеленые растения строят свой организм самостоятельно, без посредников, их называют автотрофами, или первичными продуцентами. Автотрофные организмы берут нужные для жизни химические элементы из окружающей косной материи. Они занимают первый трофический уровень.

Организмы, которые не могут строить собственные вещества из минеральных компонентов, вынуждены использовать вещество, созданное автотрофами, употребляя их в пищу. Их называют гетеротрофами, или консументами. Растительноядные животные (фитофаги) – консументы первого порядка. Плотоядные животные (хищники) не могут удовлетворять свои физиологические потребности белками, содержащимися в растительной пище. Они используют только животные белки со специфическим набором аминокислот. Эти животные также являются консументами, но, в отличие от растительноядных – консументами второго порядка. Вторичный консумент может служить пищей для консументов третьего порядка.

Особое звено пищевой цепи – редуценты, которые перерабатывают органические остатки продуцентов и консументов до минеральных веществ, возвращающихся к продуцентам. Редуценты занимают третий уровень. Пищевые цепи делятся на два вида: пастбищные и детритные.

Экологические факторы и их действие.

На жизнь и развитие живых организмов оказывают влияние экологические факторы. Они делятся на три вида: факторы неживой природы (биотические) и антропогенные факторы. Они делятся на три вида: факторы неживой природы (абиотические), факторы живой природы (биотические) и антропогенные факторы. Количественный диапазон любого экологического фактора, наиболее благоприятный для жизнедеятельности, называется экологическим оптимизмом; факторы, лежащие в зоне угнетения, называются экологическим пессимизмом. Экологическая пластичность – свойство организмов адаптироваться к существованию в широком диапазоне экологического фактора.

Экологическая ниша – положение вида в пространстве, его функциональная роль в сообществе и положение относительно абиотических условий существования.

Экологические законы.

В 1840г. Ю. Либих сформулировал "закон минимума", согласно которому в почве необходимо увеличить содержание питательного вещества, находящегося в минимальном количестве. В 1913г. В. Шелфорд открыл закон толерантности: рост и развитие организмов зависит от факторов среды, значение которых приближается к экологическому минимуму или экологическому максимуму.

Важное значение для функционирования экосистем имеют законы внутреннего динамического равновесия, физико-химического единства живого вещества и др.