Деградация глобальной экологической системы

До недавнего времени главной проблемой выживания человечества была проблема войны и мира, а в наши дни большинство специалистов сходится на том, что таковой стала глобальная экологическая проблета, связанная с деградацией окружающей природной среды.

Хорошо известно высказывание великого русского ученого академика В. И. Вернадского, сделанное им еще в 30-е гг. XX в., о том, что человечество неразрывно связано с материально-энергетическими процессами в биосфере и, взятое в целом, оно становится мощной геологической силой. Но это тем более относится ко второй половине XX в., к эпохе НТР – времени невиданного ранее развития и преобразования мировой экономики, прогресса производительных сил. Однако такое развитие во все большей мере стало осуществляться без учета возможностей окружающей природной среды, допустимых хозяйственных нагрузок на нее, потенциальной емкости биосферы.

Характеризуя общее состояние окружающей природной среды, ученые разных стран обычно употребляют такие определения, как «деградация глобальной экологической системы», «экологическая дестабилизация», «разрушение природных систем жизнеобеспечения» и т. п. В последних годичных докладах американского Института всемирного наблюдения («Уорлдуотч») прямо говорится о «страшной» экологической ситуации, складывающейся в мире. Примерно таких же оценок придерживаются и российские ученые – экологи, географы и представители других наук.

Академик Н. Н. Моисеев с большой тревогой писал об угрозе потери устойчивости (стабильности) биосферы как целостной системы, частью которой является человечество. В. И. Данилов-Данильян и К. С. Лосев считают, что в наши дни произошло «столкновение цивилизации» с биосферой, которая на протяжении 4 млрд лет сосуществовала с постоянно изменяющейся обстановкой и находила способы выживания, но ныне такое сосуществование оказалось нарушенным. В результате деформации и разрушения естественных экосистем на больших территориях механизм биотической регуляции окружающей среды перестал действовать нормально. Примерно такую же оценку давали и дают современному состоянию биосферы академики И. П. Герасимов, А. В. Яблоков, В. М. Котляков, К. Я. Кондратьев, такие видные специалисты в этой области знаний, как Н. Ф. Реймерс, А. М. Рябчиков, В. Г. Горшков, К. М. Петров, В. С. Преображенский и многие другие. А Н. Н. Родзевич недавно обратил внимание на отрицательные геоэкологические последствия милитаризации, которые продолжают сказываться и в наши дни.

При характеристике деградации глобальной экологической системы большинство ученых ссылаются на так называемый принцип Ле-Шателье. Этот принцип, заимствованный из сферы термодинамических равновесий, проявляется в том, что изменение любых переменных в системе в ответ на внешние возмущения происходит в направлении компенсации этих возмущений. Такая же компенсация характерна и для круговорота биогенного вещества в естественной природной среде, но только до тех пор, пока возбуждения не начинают превышать определенных пороговых значений. А поскольку в наши дни допустимый порог возмущения в биосфере превышен, она уже не в состоянии компенсировать изменения плотности биологических веществ на единицу поверхности Земли. Это и означает потерю необходимой для нее устойчивости.

Можно утверждать, что большинство отечественных и зарубежных ученых сходятся во мнении о том, что для современного этапа развития человеческой цивилизации характерно нарастание глобального экологического кризиса. Это понятие означает напряженное состояние отношений между человечеством и природой, возникновение несоответствия между развитием производительных сил и производственных отношений, с одной стороны, и биосферными процессами – с другой. Обычно подчеркивается, что для экологического кризиса характерно не только воздействие человека на природу, но и резкое увеличение влияния измененной людьми природы на развитие человеческого общества. Но при этом отмечается также, что такой кризис представляет собой обратимое состояние, в котором человек выступает активно действующей стороной. Это означает, что в результате целенаправленных усилий он может быть ослаблен или даже преодолен. В отличие от кризиса экологическая катастрофа – это необратимое явление, в условиях которого человек выступает в качестве пассивной, страдающей стороны.^[77]

Экологические кризисы не раз случались и в историческом прошлом. Ученые считают, что первым из них был кризис собирательства и примитивного промысла, который произошел еще в конце раннего палеолита. Второй кризис был связан с оскудением охотничьих ресурсов во время последнего ледникового периода и начала голоцена, когда стали исчезать крупные позвоночные животные – так называемая мамонтовая фауна (его обычно называют кризисом консументов – растительноядных и хищных животных). Третий кризис был вызван засолением почв и деградацией поливного земледелия 3–4 тыс. лет назад, после неолитической революции и появления земледелия и скотоводства. Четвертый кризис, называемый кризисом продуцентов (т. е. зеленых растений, осуществляющих фотосинтез), связывают с началом массового сведения лесов, которое еще в древности началось в некоторых районах Азии, затем продолжалось в Средиземноморье, во всей Европе, а после Великих географических открытий распространилось по всему миру. Впрочем, К. С. Лосев отмечает, что перечисленные кризисы имели преимущественно региональный или даже локальный характер.

Что же касается современного, действительно глобального экологического кризиса, то он стал проявляться еще в начале XX в., но особенно устрашающие масштабы приобрел уже в конце столетия.

С известной степенью условности всю проблему деградации глобальной экологической системы можно расчленить на две составные части: 1) деградацию окружающей природной среды в результате нерационального природопользования; 2) деградацию этой среды в результате загрязнения ее отходами человеческой деятельности.

Яркими примерами деградации окружающей природной среды в результате нерационального природопользования могут служить уже приводившиеся в тексте темы II данные о нарушениях глобального баланса невозобновляемых и возобновляемых природных ресурсов, нарушениях, которые уже привели к таким отрицательным последствиям, как истощение некоторых минеральных ресурсов, эрозия почвенного покрова, засоление, заболачивание и опустынивание, вырубка и деградация обширных лесных массивов (которая отражается в прогрессирующем обезлесивании), сокращение биологического разнообразия на Земле.

Вторая причина деградации мировой экологической системы – загрязнение ее отходами производственной и непроизводственной деятельности человека. Количество этих отходов в последнее время приняло размеры, которые стали угрожать самому существованию цивилизации. И вполне можно согласиться с академиком Н. Н. Моисеевым, заметившим, что «ни один живой вид не способен жить в среде, образованной отбросами его жизнедеятельности».

Под антропогенныт загрязнениет окружающей природной среды понимают комплекс различных воздействий человеческого общества на эту среду, которые приводят к увеличению уровня содержания в ней вредных веществ или повышению концентрации имеющихся. Такое загрязнение угрожает здоровью человека, состоянию окружающей среды. Оно ограничивает возможности дальнейшего развития человеческой цивилизации. О том, насколько разнообразным по составу и последствиям оно может быть, свидетельствует рисунок 127. Анализируя его, следует различать две категории – количественного и качественного загрязнения.

Количественныт загрязнением можно назвать возвращение в окружающую природную среду тех веществ и соединений, которые встречаются в ней в естественном состоянии, но в гораздо меньших количествах, а вследствие роста разного рода антропогенных отходов возрастают во много раз.

Наглядным примером такого рода служат соединения железа и других металлов, добыча которых в ряде случаев уже превосходит размеры их глобальной миграции, что, в свою очередь, приводит к возрастанию металлизации окружающей среды.

Другой пример подобного же рода – увеличение выбросов углекислого газа (диоксида углерода, СО)), которое угрожает человечеству глобальным потеплением в результате действия парникового эффекта. Изменение газового баланса атмосферы в связи с увеличением содержания СО₂ и других парниковых газов уже привело к тому, что по сравнению с концом XIX в. среднегодовая температура воздуха у поверхности Земли увеличилась примерно на 0,6 °C.

Рис. 127. Источники загрязнения, распространение загрязняющих веществ и последствия их воздействия (по «Экологическому энциклопедическому словарю»)

Наиболее явственно повышение среднегодовых температур начало ощущаться еще в 1980-х гг., когда жаркими оказались осень, лето. Эта же тенденция сохранилась в 1990-х гг. и в начале XXI в. Так, лето 2003 г. принесло рекордную температуру для Западной Европы. В Германии, Франции, Испании летние месяцы оказались самыми жаркими за всю историю наблюдений (с 1861 г.). Жара вызвала засуху и лесные пожары, привела к смерти 20 тыс. человек. А летом 2006 г. волны раскаленного воздуха обрушились уже на весь мир. В США (Калифорния) температура поднималась до +50 °C, в Китае (Сиань) – до +43° и даже в Санкт-Петербурге до +34°. В результате погибли многие посевы, отступили ледники, участились стихийные бедствия.

Но еще большую угрозу для окружающей среды представляет качественное загрязнение, связанное с поступлением в нее неизвестных природе веществ и соединений. Главную роль среди них играют химические продукты, в особенности продукты органического синтеза. Общий ассортимент их уже превысил 100 тыс. наименований, причем не менее 5000 из них производятся в более или менее массовом масштабе. В результате происходит негативный процесс хитизации окружающей среды, который иногда не без основания называют ее отравлением.

В последнее время внимание ученых особенно привлекают хлорфторуглеродистые соединения (ХФУ, фреоны), имеющие чисто антропогенное происхождение. Эту группу газов широко используют в качестве хладагентов в холодильниках и кондиционерах, в виде растворителей, распылителей, стерилизаторов, моющих средств идр. Хотя было известно и парниковое действие хлорфторуглеродов, их производство продолжало довольно быстро расти, достигнув уже 1,5 млн т. Оно и продолжало бы расти, если бы не было обнаружено крайне отрицательное воздействие фреонов на озоновый слой атмосферы.

Гипотеза о разрушении озонового слоя хлорфторуглеродами была выдвинута еще в середине 1970-х гг. Но сначала она не вызвала большого интереса и оказалась в центре внимания ученых лишь десять лет спустя. Вскоре весь механизм этого процесса был выяснен в деталях. Было доказано, что, накопившись в тропосфере, хлорфторуглероды проникают оттуда в стратосферу и катализируют (прежде всего благодаря выделению свободного хлора) реакции разложения озона, тонкий слой которого расположен на высоте 20–30 км. В результате началось разрушение этого слоя, выполняющего важнейшую функцию щита биосферы, предохраняющего все живое на Земле от губительного ультрафиолетового излучения Солнца.

Было установлено, что за последние 25–30 лет в связи с ростом выбросов фреонов (а также оксидов азота) защитный озоновый слой атмосферы уменьшился примерно на 2 %, а по другим данным – даже на 2–5 %. Казалось бы, это очень небольшое сокращение. Но, во-первых, по расчетам ученых, уменьшение озонового слоя всего на 1 % приводит к усилению ультрафиолетового излучения на 2 %. Во-вторых, в Северном полушарии содержание озона в атмосфере уменьшилось уже на 3 %, причем в зимние месяцы, когда низкие температуры особенно способствуют разрушительному воздействию фреонов на озоновый слой, понижение может доходить и до 5 %. Особую подверженность Северного полушария воздействию фреонов можно объяснить и с экономико-географических позиций: ведь 31 % фреонов производят США, 30 – Западная Европа, 12 – Япония, 10 % – страны СНГ. Наконец, в-третьих, надо иметь в виду, что в некоторых районах нашей планеты время от времени стали возникать такие «озоновые дыры», которые отличаются значительно более сильным разрушением озонового слоя.

Первая такая «дыра» была обнаружена над Антарктидой в 1978 г. Сначала ее изучали со спутников Земли, затем – с наземных станций, и в 1985 г. английские ученые опубликовали сенсационное сообщение о том, что ежегодно в октябре над Антарктидой количество атмосферного озона уменьшается на 40–50 %, а иногда падает и до нуля. При этом размеры «дыры» колеблются от 5 млн до 20 млн км² (рис 128). В первой половине 1990-х гг. международные исследования в Антарктиде были продолжены. Они показали, что «озоновая дыра» не только продолжает возникать, но и увеличивается в размерах. Например, особенно ярко она была выражена в 1992 г.

Вторая подобная «дыра» была обнаружена над Арктикой. Хотя она оказалась не столь обширной и к тому же состоящей из нескольких «дыр» меньшей площади, интенсивности и продолжительности, для населения северных широт Евразии она может представлять значительно большую опасность, чем огромная «озоновая дыра» над безлюдной Антарктидой. А в середине 1980-х гг. содержание озона начало уменьшаться и над территорией средних широт Северного полушария. В конце 1994 г. возникла огромная озоновая аномалия над территорией зарубежной Европы, России, США. В начале 1995 г. было зарегистрировано рекордное (на 40 %) падение содержания озона над территорией Восточной Сибири. Весной 1997 г. снова наблюдалось аномально низкое содержание озона над Арктикой и значительной частью Восточной Сибири. Диаметр этой «озоновой дыры» составлял примерно 3000 км.

Рис. 128. «Озоновая дыра» над Антарктидой в 1997 г.

Естественно, что особую проблему представляет радиоактивное загрязнение окружающей среды, выражающееся в повышении естественного уровня содержащихся в ней радиоактивных веществ вследствие испытаний ядерного оружия и аварий на АЭС. До 2000 г. в мире было проведено примерно 1850 испытаний ядерного оружия, причем последствия атомных взрывов в атмосфере имели глобальный характер. Наиболее опасны для человека изотопы цезия и стронция, которые адсорбируются на почве и затем по пищевым цепям попадают в организм человека.

В условиях экологического кризиса ученые разных стран составляют экологические прогнозы. В большинстве своем они скорее пессимистичны, чем оптимистичны. Это относится и к прогнозам отечественных ученых.

Однако в итоге многое будет зависеть от того, насколько действенные меры сможет противопоставить мировое сообщество происходящей деградации мировой экологической системы.