Воздействие на биосферу¶

Взаимодействие общества и природы¶

Наука о взаимоотношениях в системе «общество — природа», изучающая взаимодействие и взаимосвязи человеческого общества с природной средой — социальная экология.

Между природной средой и обществом существуют сложные взаимодействия, обмен веществом и энергией.

С одной стороны человек со все возрастающей силой воздействует на природу. С другой стороны природа по-прежнему воздействует на человека. Человек (общество) связан с природой своим происхождением, существованием, своим будущим. Окружающая человека природная среда влияла и влияет на формирование биологического вида Homo sapiens, рас и этносов. Территориальное расселение людей, их материальная деятельность, размещение производственных сил зависят от количества, качества и местоположения природных ресурсов.

Взаимодействие человека с природой направлено главным образом на удовлетворение его материальных и духовных потребностей.

Человек использует природные ресурсы для создания различных видов продукции. Для развития производства требуется все большее потребление природных ресурсов. Чем больше производится продукции, тем в социальном и экономическом отношении становится выше уровень жизни человеческого общества.

Однако переработка и потребление природных ресурсов происходят в окружающей среде. В нее сбрасываются отходы, энергия. Следствием этого является возрастание загрязнения окружающей среды.

Таким образом, экономика, уровень жизни человека и состояние окружающей среды тесно взаимосвязаны между собой. Связь эта многофакторна и неоднозначна. Но можно выделить общие тенденции. Между состоянием экономики и уровнем жизни преобладает прямая зависимость: с ростом экономики повышается уровень жизни людей. Между экономикой и экологией существует обратная зависимость: рост экономики приводит к ухудшению состояния окружающей среды. Благоприятная окружающая среда способствует увеличению продолжительности и улучшению качества жизни, но требует от человека определенных финансовых затрат, что отрицательно сказывается на его уровне жизни.

Развитие только одной из названных сфер — экономики, экологии или общества — без тесной увязки с прочими невозможно. Осознание этого привело к появлению концепции устойчивого развития.

Окружающая человека среда¶

Среда обитания человека (окружающая среда) — совокупность абиотических, биотических и социальных факторов, влияющих на людей и их хозяйство.

H.Ф. Реймерс, советский эколог, один из главных участников становления заповедного дела в СССР, в 1991 выделил четыре основных компонента окружающей человека среды:

1. Непосредственно природная среда («первая природа») — неизменённая или слабо изменённая человеком среда. Она способна к самоподдержанию и саморегуляции без участия человека. В настоящее время такая среда составляет примерно 1/3 часть от суши. Это в основном мало пригодные для жизни человека территории с экстремальными условиями жизни (Крайний Север, высокогорья, пустыни, ледники и так далее), расположенные в Антарктиде, Северной Америке (Канада), России, Австралии и Океании.
2. Преобразованная человеком природная среда («вторая природа»), квазиприродная среда, антропогенно преобразованная среда. Это различного вида культурные ландшафты (пашни, пастбища, сады, виноградники, парки, морские огороды, грунтовые дороги и так далее). Она неспособна к самоподдержанию в течение продолжительного времени.
3. Созданная человеком среда («третья природа»), артеприродная среда, техногенная среда. К ней относят жилые помещения, промышленные комплексы, городские застройки, асфальтобетонные и железные дороги, автомобили, самолеты, космические корабли и тому подобное. Эта среда может существовать только при постоянном поддержании ее человеком. В противном случае она неизбежно обречена на разрушение. В ее границах резко нарушены круговороты веществ. Для такой среды характерны накопления отходов и загрязнения.
4. Социальная среда — влияние людей друг на друга, в том числе с помощью средств материального, энергетического и информационного воздействия. Эта среда включает в себя взаимоотношения между людьми, степень материальной обеспеченности, психологический климат, здравоохранение, общекультурные ценности, отношение к природе и тому подобное. Деградация, загрязнение социальной среды опасны для людей не менее, чем природной. Факторы социальной среды могут лимитировать (ограничивать) существование и развитие человека. Важно понимать, что социальная среда опосредуется иными средами и наоборот.

По мере развития цивилизации человек все больше изолирует себя от естественной природной среды. Соответственно, требуются все большие расходы на поддержание «второй» и «третьей» сред, которые не способны к саморегулированию. Социальная среда, социальные факторы усиливают свое влияние на человека по мере роста плотности населения и частоты взаимодействия людей, а также по мере изоляции человека от неблагоприятных природных факторов.

Виды воздействия на природу¶

Антропогенные воздействия — деятельность человека, связанная с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других его интересов, вносящая физические, химические, биологические и другие изменения в природную среду.

Воздействие человека на природу можно классифицировать различным образом. Например, разделить на разрушительное, стабилизирующее и конструктивное; прямое и косвенное; преднамеренное и непреднамеренное; длительное и кратковременное; статическое и динамическое; площадное и точечное; глубинное и приповерхностное; глобальное, региональное и локальное; механическое, физическое, химическое и биологическое и так далее.

Разрушительное (деструктивное) воздействие — человеческая деятельность, ведущая к утрате природной средой своих полезных человеку качеств. Например, сведение дождевых лесов под пастбища или плантации, в результате чего нарушается биогеохимический круговорот веществ и почва за 2–3 года теряет свое плодородие.

Стабилизирующее воздействие — человеческая деятельность, направленная на замедление деструкции (разрушения) природной среды в результате как хозяйственной деятельности человека, так и природных процессов. Например, почвозащитные мероприятия, направленные на уменьшение эрозии почв.

Конструктивное воздействие — человеческая деятельность, направленная на восстановление природной среды, нарушенной в результате хозяйственной деятельности человека или природных процессов. Например, рекультивация ландшафтов, восстановление численности редких видов животных и растений и так далее.

Прямое (непосредственное) воздействие — изменение природы в результате прямого воздействия хозяйственной деятельности человека на природные объекты и явления.

Косвенное (опосредованное) воздействие — изменение природы в результате цепных реакций или вторичных явлений, связанных с хозяйственной деятельностью человека.

Непреднамеренное воздействие является неосознанным, когда человек не предполагает последствий своей деятельности.

Преднамеренное воздействие является осознанным, когда человек ожидает определенных результатов своей деятельности.

Расширяющееся использование природных ресурсов вследствие роста населения и развития научно-технического прогресса приводит к их истощению и увеличению загрязнения природной среды отходами производства и отбросами потребления, то есть ухудшение природной среды происходит по двум причинам: сокращение природных ресурсов и загрязнение природной среды.

Следует сразу обратить внимание на то, что чем выше уровень использования извлеченных природных ресурсов, тем ниже уровень загрязнения природной среды. Следовательно, решая проблему рационального использования природных ресурсов, общество, во-первых, сохраняет природные ресурсы от истощения, а во-вторых, снижает загрязнение природной среды.

Экстремальное воздействие на биосферу и его последствия¶

Отдельно можно выделить экстремальное воздействие на биосферу, которое может быть как антропогенным так и природным.

Под экстремальным воздействием на биосферу понимают воздействие такой величины и продолжительности, которое способствует быстрому изменению состояния биосферы в рамках определённой территории (вплоть до полного её уничтожения), а также служащее причиной далеко идущих последствий — таких, как массивное загрязнение территории, сукцессия, снижение биологического разнообразия. Экстремальные воздействия всегда носят разрушающий характер.

Выделяют следующие виды экстремальных воздействий:

• антропогенные, являющиеся результатом человеческой деятельности. К таким воздействиям относятся, например, технологические катастрофы, аварии, военные действия.
• природные, то есть, стихийные бедствия: наводнения, землетрясения и другие. Подобные воздействия, помимо естественного происхождения, могут такие являться последствиями человеческой деятельности.

Территории, подвергшиеся воздействию стихийных или военных действий, катастроф, аварий и потому угрожающие здоровью человека, состоянию естественных экологических систем, генетическому фонду растений и животных в результате действия аварий, катастроф, военных действий или стихийных бедствий, объявляют зонами чрезвычайной экологической опасности. На таких территориях ограничена или невозможна хозяйственная деятельность человека, они непригодны для заселения и могут оставаться такими в течение продолжительного времени.

Воздействие оружия массового уничтожения¶

Любые военные действия наносят окружающей среде весьма ощутимый ущерб, особенно если они ведутся на большой территории в течение длительного времени, однако и при кратковременных военных конфликтах могут возникнуть чрезвычайные экологические ситуации, если возможный противник применит современные средства поражения. Преднамеренные воздействия человека на природу и окружающую среду в военных целях получили названия военного экоцида (биоцида, экологической войны).

В настоящее время наиболее разрушительным потенциалом обладает оружие массового уничтожения — ядерное, химическое и бактериологическое. Все компоненты окружающей среды, и человек в первую очередь, весьма уязвимы для каждого из этих видов оружия.

Ядерное оружие¶

Ядерное оружие характеризуется большой мощностью и различным поражающим действием, которое определяется воздействиями на окружающую среду ударной волны, светового излучения, проникающей радиации, радиоактивного заражения и электромагнитного импульса.

Ударная волна при ядерном взрыве обладает колоссальной разрушительной силой, нанося незащищённым людям и животным тяжёлые травмы, вплоть до их гибели. При избыточном давлении во фронте ударной волны наблюдается полное повреждение лесного массива, деревья с корнем вырываются, а у людей разрываются внутренние органы, переламываются кости.

Световое излучение вызывает сильнейшие ожоги открытых участков тела, в том числе сетчатки глаз. В Хиросиме и Нагасаки термические поражения (ожоги) были основными последствиями ядерных взрывов.

Под воздействием проникающей радиации, вызываемой смертоносными гамма-лучами и нейтронами, у людей и животных возникает лучевая болезнь, которая в тяжёлых случаях заканчивается летальным исходом.

В 70–80-е годы было введено понятие «ядерной зимы» — модельно прогнозируемого резкого и длительного похолодания, могущего возникнуть в случае войны с применением термо­ядерного оружия. При этом среднее понижение температуры воздуха над северным полушарием прогнозируется более чем на 20 °С. Грандиозные пожары, которые неизбежно будут сопровождать ядерные взрывы, создадут огромные массы газообразных примесей и дыма, которые вызовут затемнение поверхности Земли («ядерная ночь») на многие недели и даже месяцы.

«Ядерная зима» — глобальная экологическая катастрофа, которая в случае её возникновения окажет разрушительное действие на основные природные экосистемы Земли и приведёт к самоуничтожению человечества.

С момента первого ядерного испытательного взрыва 16 июля 1945 года по крайней мере восемь стран произвели 2059 ядерных испытательных взрывов на десятках испытательных полигонов, включая Лоп Нор в Китае, атоллы Тихого океана, Неваду, Алжир, где Франция провела первое ядерное устройство, западная Австралия, где Великобритания взорвала ядерное оружие, Южная Атлантика, Семипалатинск в Казахстане, по всей России и в других местах.

Согласно социологическому опросу ВЦИОМ о реальных случаях применения атомной бомбы в военных конфликтах помнит большинство россиян (72 %). При этом 21 % опрошенных не смогли вспомнить таких случаев — чаще всего респонденты в возрасте от 18 до 24 лет (24 %) и от 25 до 34 лет (27 %).

Атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки (6 и 9 августа 1945 года) — два единственных в истории человечества случая боевого применения ядерного оружия. Осуществлены Вооружёнными силами США на завершающем этапе Второй мировой войны.

Химическое оружие¶

Химическое оружие используют для отравления человека и биоты с помощью боевых отравляющих веществ — газов, жидкостей или твёрдых веществ. Средства их применения: ракеты, мины, снаряды, бомбы или распыление с самолётов. Химические отравляющие вещества способны внедряться и передвигаться по трофическим цепям, представляя высокую токсичную опасность для жизнедеятельности организмов.

В больших количествах химическое оружие применялось во время первой мировой войны (1914–1918 годы) и во Вьетнаме (1955–1975 годы). В 1914–1918 годах боевые отравляющие вещества, в основном иприт, вызвали гибель 10 тыс. человек и 1,2 млн человек сделали инвалидами.

В настоящее время имеется класс боевых отравляющих веществ — нервно-паралитического действия (зарин, табун, зоман и другие), а также отравляющие вещества психогенного, общеядовитого и удушающего действия. Все они оказывают крайне негативное влияние на природные экосистемы, вызывая массовые поражения людей, гибель большой части популяций любых позвоночных животных, растений.

Во Вьетнаме боевые отравляющие вещества применялись в основном в виде дефолиантов (гербицидов), что приводило к потере растениями листьев, нарушению роста, а впоследствии и к полной гибели их на больших площадях. Это, безусловно, оказало отрицательное воздействие на все природные экосистемы. В результате распыления армией США свыше 100 тыс. т дефолиантов во Вьетнаме было уничтожено 12 % лесов, 40 % мангров и более 5 % сельхозугодий страны. Из 150 видов птиц осталось 18, почти полностью исчезли насекомые, многие виды растений исчезли. Непосредственный ущерб здоровью был причинён 1,6 млн вьетнамцев. Более 7 млн человек вынужденно покинули районы, где было применено химическое оружие. Авторы отчета Американской академии наук считают, что растительность Вьетнама сумеет преодолеть последствия массированного применения дефолиантов только через десятилетия, если не через столетия.

В ходе военных действий в 1961–1975 годах во Вьетнаме, Лаосе и Камбоджи американские войска использовали не только химическое оружие. Широко применялась тактика «выжженной земли». В результате массированных бомбардировок образовались огромные площади антропогенного бедленда (от англ. «дурные земли»). С помощью мощных бульдозеров срезались под «корень» тропические леса вместе с почвой, затоплялись прибрежные территории, широко применялся напалм (зажигательная смесь).

Биологическое оружие¶

Бактериологическим (биологическим) оружием называют бактериальные средства (бактерии, вирусы и другие), яды (токсины), предназначенные для массового поражения людей. Используются с помощью живых переносчиков заболеваний (грызунов, насекомых и других), либо в виде боеприпасов, начинённых заражёнными порошками или жидкостью.

Бактериологическое оружие способно вызвать массовые инфекционные заболевания людей и животных чумой, холерой, сибирской язвой и другими болезнями, даже попадая в их организм в ничтожно малых количествах. Споры многих бактерий могут сохраняться в почве в течение десятилетий.

Ликвидация всех видов оружия массового уничтожения — единственно реальный путь предотвращения глобальной экологической катастрофы, связанной с военными действиями. Сейчас же оружие массового уничтожения представляет угрозу самому существованию планеты. Только мощность накопленных запасов ядерного оружия в мире в 80-е годы составляла 16–18 × 10⁹ т, то есть на каждого жителя планеты приходилось более 3,5 т тротилового эквивалента.

Экологические последствия применения оружия массового поражения¶

Загрязнение огромных площадей земной поверхности исключит возможность использования их для животноводства и растениеводства.

Продукты, загрязненные радиоактивными веществами, при их потреблении могут вызвать у человека поражения различных органов и систем и оказать продолжительное мутагенное действие, вследствие чего увеличится частота злокачественных заболеваний, а также уродств у потомков.

В результате пожаров, захватывающих крупные регионы, уменьшится количество кислорода в атмосфере, резко повысится содержание в нем окисей азота и углерода, что обусловит образование в защитном слое земной атмосферы так называемых «озоновых дыр». В таких условиях фауна и флора подвергнется неблагоприятному воздействию ультрафиолетового излучения солнца.

Образующиеся при наземных ядерных взрывах мощные грибовидные облака и дым от гигантских пожаров могут полностью экранировать солнечную радиацию и тем самым вызвать охлаждение земной поверхности, что приведет к наступлению так называемой «ядерной зимы».

Таким образом, использование ядерной энергии в военных целях превратит процветающие и плодородные регионы планеты в безжизненные пустыни. Поэтому важнейшим составным элементом среди мероприятий, направленных на сохранение естественной экосистемы Земли, является борьба за запрещение использования и полное уничтожение ядерного оружия.

При подрыве в ходе войны ядерных зарядов общей мощностью 10 тыс. мегатонн на территории, равной США, практически весь животный мир будет уничтожен, так как средний уровень радиации по все стране превысит 10 тыс. рад. Не совсем ясна судьба рыб, так как, с одной стороны, вода даёт некоторую защиты от радиации, но, с другой стороны, радиоактивные осадки будут смываться именно в водоёмы, что приведёт к ещё большим проблемам экологии.

Сравнительно высокая сопротивляемость насекомых, бактерий и грибковых таит в себе много неприятностей, как для человека, так и для природы. Эти организмы, по крайней мере, на короткое время, избегнут гибели и, возможно, даже расплодятся в фантастических количествах. Смертельная доза для насекомых колеблется для разных особей от 2 тыс. до 10 тыс. рад. Выживут наиболее прожорливые насекомые — фитофаги (травоядные), причём их бурному размножению будет содействовать гибель птиц.

Крупные растения больше пострадают от радиации, чем мелкие. Деревья погибнут первыми, трава — последней. Наиболее чувствительны к радиации сосна, ель и другие вечнозелёные деревья, смертельная доза радиации для которых равна дозе для млекопитающих. Смертельная доза для 80 % лиственных пород деревьев составляет от 8 тыс. рад. Трава погибнет при получении дозы величиной от 6 тыс. до 33 тыс. рад. Культурные посадки будут уничтожены уже в первые секунды ядерной войны — для этого достаточно дозы в 5 тыс. рад и менее.

Организмы в экосистемах взаимозависимы, когда гибнет растительность, деградирует почва. Дожди ускоряют процесс вымывания и питания минеральных веществ. Избыток этих веществ в реках и озёрах приведёт к ускоренному размножению водорослей и микроорганизмов, что в свою очередь понизит содержание кислорода в воде.

Почва, утратившая свои питательные свойства, не сможет поддерживать прежний уровень флоры. В результате стойкие виды растений (трава, мох, лишайники) постепенно заменят уязвимые виды (деревья). Растительность будет восстанавливаться в основном за счёт трав, что может привести и к понижению биомассы и соответственно продуктивности экосистемы на 80 %.

Даже если проблемы исчезнут быстро, обычный процесс восстановления экологического равновесия замедлится или нарушится. В истории Земли были естественные катастрофы, приводившие к массовому исчезновению крупных экосистем. Каким путем пойдет эволюция оставшейся живой материи — предсказать трудно. На Земле не проходило глобальных катастроф в течение нескольких миллионов лет. Ядерная война, возможно, может стать последней такой катастрофой.

Воздействие техногенных экологических катастроф¶

Техногенная экологическая катастрофа — авария технического устройства (атомной электростанции, танкера и так далее), приведшая к неблагоприятным изменениям в окружающей среде и, как правило, массовой гибели живых организмов и экономическому ущербу.

Аварии и катастрофы возникают внезапно, имеют локальный характер, в то же время экологические последствия их могут распространяться на весьма значительные расстояния.

Техногенные экологические катастрофы возможны даже в странах с высокими технологическими стандартами и возникновение их обусловлено комплексом различных причин: нарушением техники безопасности, ошибками людей либо их бездействием, различными поломками, влиянием стихийных бедствий и так далее. Наибольшую экологическую опасность представляют катастрофы на радиационных объектах (атомные электростанции, предприятия по переработке ядерного топлива, урановые рудники и другие), химических предприятиях, нефте- и газопроводах, транспортных системах (морской и железнодорожный транспорт и другие), плотинах водохранилищ и так далее.

Катастрофы на радиационных объектах¶

Самая крупная в истории человечества катастрофа техногенного характера, приведшая к трагическим последствиям, произошла 26 апреля 1986 году на четвёртом энергоблоке Чернобыльской АЭС на Украине. От острой лучевой болезни погибли 29 человек, эвакуировано более 120 тыс. человек, общее число пострадавших превысило 9 млн человек. Следы чернобыльского «события» в генном аппарате человечества, по свидетельству медиков, исчезнут лишь через 40 поколений.

25 апреля 1986 года на Чернобыльской АЭС готовились остановить четвертый энергоблок на «планово-предупредительный» ремонт. Во время остановки блока предполагалось провести испытания с полностью отключенной защитой реактора в режиме полного обесточивания оборудования АЭС. Это было большим риском, могущим вызвать непредсказуемые последствия.

Сыграло свою роль и то, что в период испытаний была отключена система аварийного охлаждения реактора (САОР). Это и многочисленные ошибки персонала и руководства АЭС создали в Чернобыле аварийную ситуацию, приведшую к страшным последствиям. К тому же на АЭС были сооружены реакторы типа РБМК (реактор большой мощности канальный) без надежной системы защиты рабочей зоны в случае аварии.

Общая площадь радиоактивного загрязнения составила уже в первые дни аварии около 200 тыс. км², охватив многие районы Украины, Белоруссии, а также Брянскую, Калужскую, Тульскую и другие области Российской Федерации.

Заметные выпадения радионуклидов с периодом полураспада от 11 до 24100 часов достигли Болгарии, Польши, Румынии, ФРГ и других стран.

Обеспечение безопасности ядерных источников энергии продолжает оставаться актуальнейшей проблемой и может быть решена только совместными усилиями всего мирового сообщества.

До Чернобыльской аварии в 1986 году самой тяжёлой в ядерной энергетике считалась авария в 1979 года на АЭС Три-Майл-Айленд в США.

Авария произошла на втором энергоблоке по причине несвоевременного обнаружения утечки теплоносителя реактивной установки, и соответственно потере охлаждения ядерного топлива. Радиоактивному загрязнению подверглись помещения АЭС, однако радиационные последствия для населения и окружающей среды оказались несущественными. Произошёл выброс через системы вентиляции радиоактивных газов, причём отмечают, что если бы фильтры были заменены вовремя, то выбросы иода-131 были бы в пять раз ниже.

Крупная авария произошла 29 сентября 1957 года в Челябинской области близ г. Кыштыма на оборонном предприятии, которое было построено сразу после войны для создания атомного оружия. Взрыв произошёл в бетонных ёмкостях для жидких отходов, что привело к выбросу радиоактивных продуктов деления в атмосферу и последующему их рассеянию и осаждению на площади более 15 тыс. км². Выброс составил 2 млн 100 000 Ки (при аварии на Чернобыльской АЭС было выброшено 50 млн Ки). К изучению и решению проблем, связанных с аварийным выбросом, были привлечены крупные научные силы. При изучении последствий аварии в Челябинской области были заложены основы практической радиоэкологии. Детально исследовались закономерности поведения стронция-90 в сельскохозяйственных, лесных и водных экосистемах, а также в пищевых цепях человека и на их основе разрабатывались практические рекомендации.

Авария относится к тяжёлой по последствиям, по современной международной классификации относится к 6 уровню из 7 возможных и занимает 3-е место, уступая лишь авариям на АЭС Чернобыльской и Фукусима-1, возникшим значительно позднее.

И из недавнего — авария на АЭС Фукусима-1 в Японии, возникшая из-за землетрясения и последовавшего за ним цунами. Официально погибло 3 человека и правительством Японии утверждается, что увеличения числа больных раком не произошло. В 2013 году станция была закрыта, и до сих пор продолжаются работы по ликвидации последствий аварии и будут продолжаться ещё не менее 40 лет.

Комиссией Научного комитета ООН по действию атомной радиации (НКАДР) была выполнена оценка влияния аварии на растительный и животный мир. По мнению комиссии, нельзя полностью исключить изменения биомаркеров в отдельных биотах, особенно в сильнозагрязненных районах в первые два месяца аварии, однако нарушения в масштабах популяций маловероятны. В 2011 году группа японских исследователей обнаружила физиологические и генетические аномалии у нескольких бабочек вида Zizeeria maha, принадлежащего семейству голубянок. Некоторым особям, обнаруженным на территории префектуры Фукусима, нанесён вред в виде уменьшения площади крыльев и деформации глаз, похожей на вмятины. Однако, по мнению НКДАР, нельзя однозначно судить о связи этих явлений с последствиями аварии.

Катастрофы на объектах химической промышленности¶

Очень опасны и тяжелы по своим экологическим последствиям крупные аварии и катастрофы на объектах химической промышленности. В этих случаях происходит заражение отравляющими веществами всего приземного слоя атмосферы, водных источников, почв. При высоких концентрациях отравляющих веществ наблюдается массовое поражение людей и животных.

В качестве примера рассмотрим последствия одной из наиболее трагичных экологических катастроф, происшедшей на химически опасном объекте в Бхопале в Индии. Здесь 3 декабря 1984 года на фабрике по производству пестицидов, принадлежащей американской компании «Юнион Карбайд», произошла утечка из стальных цистерн ядовитой смеси фосгена и метил-изо-цианата в количестве более 30 т. В результате аварии погибли 3 тыс. человек, около 20 тыс. ослепли и у 200 тыс. человек отмечались серьёзные поражения головного мозга и параличи. У потомства, появившегося на свет после катастрофы, наблюдались множественные случаи уродства. Катастрофа произошла из-за грубого нарушения техники безопасности, ее усугубила необученность персонала действиям в аварийных ситуациях.

Широкую известность получила экологическая катастрофа на химическом производстве в г. Севезо в Италии. 10 июля 1976 года из-за допущеной персоналом ошибки произошла утечка около 2,5 кг сверхтоксичного вещества диоксина, обладающего, как известно, канцерогенным, тератогенным (патологическое действие на новорожденных) и мутагенным действием. После описанной катастрофы диоксин нередко стали называть также и Севезо-Д.

В результате аварии у нескольких сотен людей развилось тяжелое кожное заболевание — хлоракне, десятки тысяч отравившихся животных были забиты. По оценкам специалистов-экологов, действие диоксина могло проявляться еще в течение двух-трех десятилетий, поскольку это вещество способно длительно сохранять свою токсичность.

Примером экологических катастроф, связанных с морскими транспортными системами, является разлив более 16 тыс. т мазута с танкера «Глобе Асими», происшедший в порту Клайпеда 21 ноября 1971 года. Разлив мазута отрицательно отразился на экосистеме залива Балтийского моря. Резко уменьшилась численность фитопланктона и его видовое разнообразие, было нарушено естественное воспроизводство, загрязнены миграционные пути.

В мире известны и другие крупнейшие катастрофы морских судов, вызвавшие нефтяное загрязнение Мирового океана. Так, в результате катастрофы танкера «Эксон Валдис» (1989) воду вылилось 50 тыс. т нефти; в августе 1983 года недалеко от атлантического побережья загорелся и затонул танкер «Касти-де Бельвер», в океане оказалось 250 тыс. т нефти; неподалёку от французского порта Бордо в марте 1978 года затонул супертанкер «Амоко Надис», пролилось 230 тыс. т сырой нефти, образовав на поверхности воды самое большое нефтяное пятно в истории судоходства, погибли сотни тысяч морских птиц и других животных.

В 2010 году 20 апреля на арендованной компанией British Petroleum (сейчас BP) полупогружной нефтяной платформе Deepwater Horizon в центральной части Мексиканского залива произошёл взрыв. Погибло 11 человек, многие были ранены. 22 апреля платформа затонула. В день из скважины, находящейся га глубине 1,5 км, в воду выливалось до 1000 т нефти. Нефтяное пятно достигло 1000 км². Сумма ущерба из-за загрязнения побережья оценивалась в 37 млрд долларов США. К середине июня расходы на очистку превысили 760 млн долларов США, компания потеряла половину своей рыночной стоимости. Только в начале августа утечку удалось остановить. Было объявлено, что 75 % разлитой нефти исчезло из залива, из-за очистки или в силу естественных причин. В 2012 году было достигнуто окончательное соглашение с лицами, которым был нанесён ущерб — владельцами отелей, ресторанов, рыбаками, по которому компенсация составила 7,8 млрд долларов США.

В нашей стране, несмотря на существенное снижение объемов и темпов производства в последние годы, наметилась устойчивая тенденция роста числа техногенных аварий и катастроф. Так, только в 2001 году на территории России произошло 617 аварий и катастроф с экологическими последствиями, в которых пострадало 3309 человек. В основном это аварии на воздушном и железнодорожном транспорте (при столкновении составов с опасными грузами), а также аварии и катастрофы, связанные с выбросами ядовитых газов — аммиака и пропана, со взрывами метана на угольных шахтах, взрывами нефте- и газопроводов.

В ночь с 8 на 9 октября 1993 года на 184-м километре нефтепровода Лисичанск–Тихорецк (Транснефть) произошёл разрыв 72-сантиметровой трубы, из которой в р. Б. Крепкая вылилось 408 т сырой нефти. В ходе возникшего пожара большая часть нефти сгорела, другая аккумулировалась в подземных и поверхностных водах, почвах и горных породах, донных отложениях и биоте. В результате состоянию биоты и экосистем был нанесён серьёзный экологический ущерб, что подтвердили многочисленные исследования.

20 января 2010 в 30 км от города Ленска из-за прорыва трубы нефтепровода во время планового ремонта произошла утечка 450 м³ нефти, которые вылились на грунт. Площадь загрязнения составила 20 тыс. м². На территории Ленского района был введён режим чрезвычайной ситуации. В ликвидации аварии принимало участие 196 человек и 40 единиц техники, к утру 21 января работы были закончены. К 25 января было собрано около 150 м³ нефтепродуктов, очищено более двух тысяч квадратных метров загрязненной территории.

Стихийные бедствия¶

Поражающие факторы наносят необратимый существенный ущерб социальным и природным системам в силу их неспособности успеть адаптироваться. Экстремальным считается любое событие в природной системе, приобретающее сравнительно большое отклонение от среднего состояния или значения.

К стихийным бедствиям относятся землетрясения, извержения вулканов, сели, оползни, обвалы, наводнения, засухи, циклоны, ураганы, смерчи, снежные заносы и лавины, длительные проливные дожди, сильные устойчивые морозы, обширные лесные и торфяные пожары. К числу стихийных бедствий относят также эпидемии (прогрессирующее во времени распространение инфекционного заболевания у людей), эпизоотии (широкое распространение инфекционной болезни среди одного или многих видов животных на значительной территории, значительно превышающее уровень заболеваемости, обычно регистрируемый на данной территории), эпифитотии (распространение инфекционной болезни растений (в том числе сельскохозяйственных) на значительной территории или увеличение активности вредителей растений).

Причины стихийных бедствий:

• быстрое перемещение вещества (землетрясения, оползни);
• высвобождение внутриземной энергии (вулканическая деятельность, землетрясения, цунами);
• повышение уровня вод рек, озёр и морей (наводнения, цунами);
• воздействие необычайно сильного ветра (ураганы, торнадо, циклоны);
• ударно-взрывное воздействие (астероиды, кометы);
• резкие перепады давления, температуры или их устойчивое экстремальное значение;
• биовоздействия;
• химические воздействия.

Некоторые стихийные бедствия (пожары, обвалы, оползни) могут возникать в результате деятельности человека, но чаще первопричиной стихийных бедствий служат силы природы.

Проявлением стихийного бедствия является чрезвычайная ситуация. Возникновение любой чрезвычайной ситуации вызывается сочетанием действий объективных и субъективных факторов.

В законе Российской Федерации «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» содержится следующее определение чрезвычайной ситуации. Это обстановка на определённой территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушения условий жизнедеятельности людей.

Засуха¶

Это явление существенно для сельского и лесного хозяйства, бытового и промышленного водоснабжения, судоходства, работы ГЭС и тому подобному.

Причина засухи — длительный летний антициклон. Видимая засуха — неожиданное длительное уменьшение осадков. Невидимая засуха — высокие температуры способствуют такому усиленному испарению и транспирации, что даже регулярные дожди не в состоянии в достаточной степени увлажнить почву, и урожай засыхает на корню.

К устойчиво сухим и засушливым районам относится 40–45 % площади континентов, где проживает более 1/3 населения планеты. На территориях, где засухи возможны хотя бы изредка, живёт 3/4 населения. Для основных сельскохозяйственных районов России причиной засух служит аномальное развитие антициклонов арктического и субтропического происхождения, блокирующих обычные пути прохождения атлантических циклонов.

Тяжёлые засухи случаются в мире почти ежегодно. По числу жертв и экономическому ущербу они находятся в первой пятёрке негативных природных явлений, а по наибольшему разовому количеству жертв и величине прямого экономического ущерба — среди крупнейших стихийных бедствий. С засухами часто бывает связан голод, так как в отличие от большинства стихийных бедствий, которые относительно кратковременны, засухи могут длиться неделями, а их последствия накладывают отпечаток на жизнь целых поколений.

Причины засух. Наибольшее значение имеет солнечная активность, так как она влияет на погоду и климат. В этом плане особенно заметен 11-летний цикл. В последние годы внимание ученых и политиков привлечено к существенным климатическим изменениям, включая засухи, связанным с явлением Эль-Ниньо. Исследователи отмечают коррелируемость контрастов засух в восточной Азии и Калифорнии и сильной влажности в Европе и других районах мира с 6-летним циклом Эль-Ниньо.

Последствия засух:

• гибель людей. В Африке с 1970 по 2010 число погибших от засух составило около 1 млн человек.
• ухудшение качества жизни человека. Многочисленные лесные и торфяные пожары, в том числе и на территории России, приводят к задымлению территорий и многочисленным нарушениям здоровья у людей.
• высыхание водно-болотных угодий. Поскольку такие места обитания поддерживают большое разнообразие флоры и фауны, выживание всех этих форм жизни становится затруднительным, когда существует дефицит воды.
• загрязнение поверхностных вод. Низкие уровни осадков и потери воды из водоемов, таких как реки и ручьи, означают, что загрязняющие вещества накапливаются в почве и в поверхностных водах. Поскольку дождевые и проточные водоемы, как правило, уносят загрязняющие вещества, осушая почву, недостаток таких водных ресурсов приводит к загрязнению почвы и оставшихся водных ресурсов загрязнителями.
• гибель растений. Низкая влагообеспеченность растений приводит к прямому высыханию растений, а также к более высокой восприимчивости к болезням, вредителям.
• увеличение ветровой эрозии. При высыхании почва становится подверженной ветровой эрозии. Засухи вызывают пыльные бури, которые, в свою очередь, негативно влияют на окружающую среду, включая жизнь растений и здоровье человека.
• снижение биоразнообразия. Многие растения и животные оказавшиеся в районах, затронутых засухой, не могут выжить. В результате целые популяции могут вымирать.
• лесные пожары. Отсутствие осадков высушивает листву, и если температура высокая, эта листва может загореться. Поэтому пожары очень распространены во время засухи.
• вынужденная миграция животных. Нехватка воды и пищи во время засух вынуждает животных мигрировать в более безопасные места. Однако многие животные погибают во время таких миграций.
• опустынивание. Засухи могут ускорить опустынивание, вызванное чрезмерным выпасом скота, обезлесением и другими видами человеческой деятельности.

Наводнения¶

Типы наводнений:

• ливневые (дождевые);
• половодья (связанные с таянием снега и ледников);
• зажорные (и заторные (связанные с ледовыми явлениями));
• завальные и прорывные;
• нагонные (ветровые на побережьях морей);
• цунамигенные (на побережьях от подводных землетрясений, извержений и прибрежных крупных обвалов).

В общей сложности на всех континентах земного шара за 1998–2003 годы было зафиксировано 1119 крупных речных наводнений. Наибольшее количество событий было отмечено в Азии — от 40 до 50 % от суммарного числа наводнений за каждый год. 70 % наводнений имели продолжительность от 1 до 7 дней, 14 % — до 14 дней, 16 % — более двух недель, в том числе 7 % — свыше месяца. Более 90 % речных наводнений на земном шаре были обусловлены выпадением дождей, а также развитием на этом фоне других процессов: таяния снегов, образования селевых потоков и/или оползней, нагона морских волн в устьях рек, и повышенного сброса воды в нижний бьеф (НБ) гидроузлов, прорыва дамб и плотин, что и определило комплексный генезис части наводнений.

Свыше 99 % волн цунами вызываются подводными землетрясениями. При землетрясении под водой образуется вертикальный разлом, и часть дна сдвигается по вертикали. В силу малой сжимаемости воды и быстроты процесса деформации участков дна опирающийся на них столб воды также смещается, не успевая растечься, в результате на поверхности океана образуется некоторое возвышение или понижение. Образовавшееся возмущение переходит в колебательные движения толщ воды — волны цунами, распространяющиеся с большой скоростью.

Высота волн в области их возникновения колеблется в пределах от 1 см до 5 м, поэтому в открытом море цунами не заметны. У побережья высота волн может достигать 10 м, а в неблагоприятных по рельефу участках (клинообразных бухтах, долинах рек) — свыше 50 м, представляет собой бурлящую пенящуюся стену с почти вертикальным фронтом.

Цунами становятся разрушительными именно вблизи береговой линии. Они являются глубокими волнами и захватывают куда более мощный слой воды, чем ветровые волны, развивающиеся лишь на поверхности моря и неглубоко от неё, так как они влияют на «столб» воды от самого дна и до поверхности. Обычно цунами — несколько волн, идущих друг за другом.

Причиной возникновения цунами также может быть оползень (редко) и вулканические извержения. Крупные подводные извержения обладают таким же эффектом, что и землетрясения. При сильных вулканических взрывах образуются кальдеры (понижения рельефа в кратере вулкана), которые моментально заполняются водой, в результате чего возникает длинная и невысокая волна. Но колоссальное парообразование от вод, заполнивших раскалённую зону кратера, может привести к взрыву, и тогда возникает мощное цунами.

Подводное землетрясение в Индийском океане, произошедшее 26 декабря 2004 года в 07:58:53 по местному времени, вызвало цунами, ставшее самым смертоносным в современной истории. Магнитуда землетрясения составила, по разным оценкам, от 9,1 до 9,3. Это землетрясение входит в тройку самых сильных землетрясений за всю историю наблюдения. Подтвержденное количество погибших — 184 тысячи, больше всего — в Индонезии (131 тысяча), Шри-Ланке (35 тысяч), Индии (12 тысяч), Таиланде (5 тысяч).

Землетрясения¶

Потенциальная энергия, накопленная в очаге землетрясения, при упругих деформациях пород переходит в кинетическую, возбуждая сейсмические волны в окружающих очаг породах. Упругие волны, достигая поверхности Земли, производят колебания грунта, что и является причиной разрушений технических сооружений. Следствием землетрясения также являются тектонические деформации земной коры, происходящие вследствие того, что накопившиеся напряжения в какой-то момент превысили прочность горных пород в данном месте.

Место внутри Земли, в котором произошла локализация напряжений с последующими нелинейными деформациями и разрушением пород, называют гипоцентром или очагом землетрясения.

Эпицентр — проекция гипоцентра на земную поверхность, условная точка на Земле, расположенная над очагом землетрясения.

За последние 500 лет от землетрясений на Земле погибло 4,5 млн человек, то есть ежегодно землетрясения уносят в среднем 9 тыс. человеческих жизней. С точки зрения как экологических, так и социальных последствий не менее важен и тот факт, что число раненых (включая тяжело раненых) обычно во много раз превышает число погибших, а число оставшихся без жилья превышает количество прямых жертв на порядок и более.

В рамках экологических проблем среди вторичных последствий сильных землетрясений следует отметить такие, как возникновение эпидемий и эпизоотий, рост заболеваний и нарушение воспроизводства населения, сокращение пищевой базы (гибель запасов, потеря скота, вывод из строя или ухудшение качества сельскохозяйственных угодий), неблагоприятные изменения ландшафтных условий (например, оголение горных склонов, заваливание долин, гидрологические и гидрогеологические изменения), ухудшение качества атмосферного воздуха из-за поднятой пыли и появления аэрозольных частиц в результате возникающих при землетрясениях пожаров, снижение качества воды, а также качества и емкости рекреационно-оздоровительных ресурсов.

Вулканические извержения¶

Нередко извержения вулканов носят взрывной характер, при котором магма не изливается, а взрывается, и на земную поверхность выпадают застывшие продукты расплава, включая застывшие капельки вулканического стекла. Подобные извержения называют эксплозивными.

Извержения вулканов негативно сказываются на состоянии экосистем, расположенных вблизи самого вулкана. Также последствия вулканической деятельности распространяются на всю планету в виде кислотных дождей и продуктов выбросов. Наиболее значимые из таких последствий — уничтожение растительного покрова, ухудшение качества кормовых угодий, изменения условий обитания животных. Вблизи действующих вулканов рост и развитие растений могут подавляться обычной дождевой водой, кислотность которой превышает нормальный уровень.

Вулканические извержения приводят к возникновению эпидемий и эпизоотий, росту числа заболеваний и нарушению воспроизводства населения, сокращению пищевой базы, неблагоприятным изменениям ландшафтных условий, ухудшению качества атмосферного воздуха по причине поднятия пылевых туч и распространения аэрозольных частиц. Основную опасность для здоровья человека представляют выбрасываемые при извержении пепел и газы.

В состав вулканического пепла входят мелкие частицы песка и пыли, а также примеси горных пород. При вдыхании частицы пепла попадают в бронхи, а затем в легкие, оказывают негативное влияние на слизистые оболочки, вызывая аллергические реакции, затруднение дыхания и появление кашля. Соединения фтора, попадающие в организм человека с пищей и водой, могут привести к проблемам с костями и зубами человека.

Вместе с вулканическим пеплом, в атмосферу попадают газы, окислы азота, углерода, серы, а также хлор. Согласно данным Геологической службы США, вулканы (в том числе подводные) выбрасывают около 0,13–0,44 млрд тонн углекислого газа в атмосферу Земли ежегодно. То есть, каждый активный вулкан имеет массивный углеродный след: очень крупное извержение приравнивается к 42 млн тонн выбросов углекислого газа, что эквивалентно нескольким недельным антропогенным выбросам углекислого газа страны, размером с Великобританию.

Вулканы вбрасывают в атмосферу огромное количество газов, которые формируют крупную часть оболочки нашей планеты и участвуют в формировании гидросферы.

Сели¶

Распространённость селей: Карпаты, Крым, Кавказ, Средняя Азия, Урал, Восточный Казахстан, Забайкалье, Дальний Восток.

По мощности выделяют 3 группы селей:

• мощные, с выносом к подножью гор более 100 тыс. м³ (1 раз в 5–10 лет),
• средние — 10–100 тыс. м³ (1 раз в 2–3 года);
• слабые — менее 10 тыс. м³.

Особо мощные случаются раз в 30–50 лет.

Длительность селевого потока 1–3 ч, иногда 6–8 ч, реже 10 ч.

По генезису выделяют следующие виды селей:

• альпийский тип — быстрое сезонное таяние снега (США, Канада, Анды, Альпы, Гималаи);
• потоки пустынного типа в засушливых и полузасушливых областях при внезапных обильных ливнях (США: Аризона, Невада, Калифорния);
• лахары — вулканические грязевые потоки, возникающие после сильного дождя на склонах вулканов, недавно засыпанных мощными, находящимися ещё в неустойчивом положении отложениями пыли и пепла.

Сели образуются в результате продолжительных ливней, бурного таяния ледников и снега, обрушения в русло большой массы рыхло-обломочного материала. В отличие от обычных потоков сели движутся, как правило, не непрерывно, а отдельными валами со скоростью до 10 м/с и более.

Для образования селя одних интенсивных осадков недостаточно, необходима еще горная масса, которую можно было бы вовлечь в поток воды.

По гранулометрическому составу твердой составляющей сели подразделяют на грязевые, грязекаменные и водокаменные.

В России селевая опасность непосредственно угрожает 13 относительно крупным городам: Баксану, Владивостоку, Кировску, Кяхте, Находке, Новороссийску, Нерчинску, Петровску-Забайкальскому, Туапсе, Тырныаузу, Улан-Удэ, Хилоку, Чите. В связи со сведением лесов на Урале, Алтае, Сахалине, в этих регионах также отмечен существенный рост селевой опасности.

Небольшие сели приводят к дискомфорту проживания людей, наносят большой ущерб сельскому хозяйству, заваливая наносами пашни, огороды, сады, что приводит к большим материальным затратам. Сели меняют условия обитания различных организмов, а, следовательно, влияют на состояние и эволюцию экосистем. В частности, они могут влиять на экологическую сукцессию. В результате схода селя может разрушиться почти полностью та или иная экосистема и сформироваться так называемая «фаза обнажения», которая проявляется в возникновении незаселённого участка в пределах селевого бассейна или его части. Это вызовет следующую фазу сукцессии — миграцию организмов на эту территорию, затем её колонизацию и так далее. В итоге, скорость и интенсивность формирования селей будет определять динамику процесса сукцессии на данной территории.

Оползни¶

Оползни возникают на склонах долин или речных берегов, в горах, на берегах морей, на дне морей.

Наиболее часто оползни возникают на склонах, сложенных чередующимися водоупорными и водоносными породами. Смещение крупных масс почвы или породы по склону вызывается в большинстве случаев смачиванием дождевой водой грунта так, что масса грунта становится тяжёлой и более подвижной. Может вызываться также землетрясениями или разрушающей деятельностью моря. Силы трения, обеспечивающие сцепление грунтов или горных пород на склонах, оказываются меньше силы тяжести, и вся масса горной породы приходит в движение.

Причиной образования оползней является нарушение равновесия между сдвигающей силой тяжести и удерживающими силами. Оно вызывается:

• увеличением крутизны склона в результате подмыва водой;
• ослаблением прочности пород при выветривании или переувлажнении осадками и подземными водами;
• воздействием сейсмических толчков;
• строительной и хозяйственной деятельностью.

В России по условиям рельефа и геологическим особенностям местности оползнеопасными являются около 40 % территории.

Воздействие оползней на окружающую среду может проявляться спустя значительное количество времени. В исключительных случаях, топографические последствия, вызванные схождением оползневых масс, могут сохраняться в течение многих тысяч лет.

В редких случаях оползни могут перекрывать реки и ручьи, ухудшая качество воды и среду обитания гидробионтов. Оползневые процессы могут уничтожать растительный покров, разрушая среду обитания присущих ей представителей фауны, а также уничтожать плодородные почвы, расположенные в районе их активизации.

В тех местах, где оползни приводят к уничтожению лесного покрова или сельскохозяйственных угодий, происходит загрязнение водоемов путем попадания в них большого количества взвешенных веществ отчетливо проявляется социо-экономический аспект оползневых процессов.

Было обнаружено, что лесной покров, уничтоженный оползневыми процессами, восстанавливается значительно дольше, чем территории леса подвергнутые вырубкам, а их продуктивность сократилась примерно на 70 % по сравнению с теми, которые были вырублены.

Оползневые процессы могут изменять свойства почв в основном путем воздействия на материнскую породу, удаляя органические материалы и перегнойно-куммулятивный горизонт. Это может привести к изменению почвообразующих процессов ландшафта. Изменения почвообразующих процессов, а, следовательно, и почв могут сохраняться длительное время и поэтому приводят к серьезным экологическим нарушениям.

Существенное воздействие оползни могут оказывать на почвенную текстуру. Изменения текстуры почвы происходят в тех местах ландшафта, где оползневые процессы привносят нехарактерный для него материал, или наоборот удаляют существующий.

Оползневые процессы так же могут изменять химический состав почв. Это могут сделать как отложения оползневого материала, но также к изменению химического состава почвы может привести выветривание поверхностного материала.

Мегацунами в заливе Литуйя — стихийное бедствие, произошедшее 9 июля 1958 года в заливе Литуйя на юго-востоке Аляски. В результате землетрясения магнитудой 8,3 с гор сошёл мощный оползень. В воды залива обрушилось около 30 млн м³ камней и льда. Это привело к образованию гигантской волны цунами, которая поднялась вверх по склону и достигла деревьев на высоте 524 метров. Жертвами стихийного бедствия стали 5 человек.

Бури¶

Скорость приземного ветра (на стандартной высоте измерений 6–12 м над земной поверхностью) при буре составляет, по разным источникам, 15–20 м/с и более. Бури бывают снежные, песчаные и водные. Скорость ветра при буре гораздо меньше, чем при урагане, однако буря чаще всего сопровождается переносом песка, пыли или снега, что приводит к ущербу сельскому хозяйству, путям сообщения и другим отраслям экономики.

Буря может наблюдаться:

• при прохождении тропического или внетропического циклона;
• при прохождении смерча;
• при шквале — кратковременном усилении ветра, связанном с местной или фронтальной грозой.

Экологический след¶

В глобальном масштабе экологический след указывает на то, насколько быстро человечество потребляет природный капитал. Иными словами, сколько планет Земля нужно, чтобы удовлетворить все современные потребности человечества.

Величину экологического следа для отдельных стран мира и человечества в целом ежегодно рассчитывает Всемирная сеть экологического следа (Global Footprint Network). В 2009 году экологический след на душу населения и биоемкость земного шара составили соответственно 2,6 и 1,8 гга.

С начала 1970-х годах спрос населения Земли стал превышать ее способность к воспроизводству ресурсов и этот перерасход экологического капитала неуклонно возрастал на протяжении всех последних 40 лет. Теперь человечеству требуется 1,5 такие планеты, как Земля, чтобы восполнить то количество ресурсов, которое оно потребляет за год. Если современные тенденции роста потребления сохранятся, то к 2030 году человечеству потребуется две планеты Земля, а к 2050 году — три планеты.

В 1961 году из 182 стран, чьи данные были проанализированы, 131 государство имело в своем распоряжении больше экологических активов для производства ресурсов и услуг, чем требовалось их гражданам. Все остальные страны потребляли больше, чем позволяли ресурсы их экосистем. К 2009 году только 80 из 219 государств, смогли избежать дефицита, однако запасы почти каждой богатой биоемкостью страны из этого списка неуклонно сокращались. 50 лет назад 1,7 млрд человек жили в странах, чей запас биоемкости превышал потребности населения. Сегодня 6 из 7 млрд людей проживают на территории государств, чьи экосистемы не в состоянии восполнить потребляемые их жителями природные ресурсы.

Странам, испытывающим дефицит биоемкости, приходится импортировать больше ресурсов, чем они экспортируют, истощать остатки экологических активов или использовать общие ресурсы Земли. Каждая из этих стратегий несет в себе экономические и социальные риски.

Так, зависимость страны от импорта ресурсов может привести к сбоям поставок и колебаниям цен. Чрезмерное использование экологических активов способно негативно сказаться на их запасах и даже привести к их полной потере, что сделает государство более зависимым от импорта. Сжигание природного топлива и выделение двуокиси углерода в нашу общую биосферу может дорого обойтись даже при отсутствии высоких налогов на выбросы углекислого газа. Ведь по мере того как ископаемое топливо все труднее находить и добывать, цена на него растет. А от климатических изменений страдают все — независимо от того, кто именно загрязняет атмосферу выхлопами.

Наиболее уязвимыми среди стран, испытывающих дефицит биоемкости, являются государства со слабой финансовой системой, которым не хватает политического влияния или сил для успешной борьбы за ресурсы.

Экологический след позволяет измерить влияние на окружающую среду любого человека, предприятия, организации, населенного пункта, страны и населения всей планеты. Он отражает расход экологических ресурсов для производства необходимых вещей, продуктов питания, энергии и так далее. Этой единицей измерения можно определить соотношение между потребностями человечества и объемами природных ресурсов, которые есть у него в запасе.

Экологический след, приходящийся на одного человека, представляет собой сумму шести слагаемых:

• площадь пашни для выращивания потребляемых человеком зерновых;
• площадь пастбищ для производства продукции животноводства;
• площадь лесов для производства древесины и бумаги;
• площадь моря для производства рыбы и морепродуктов;
• площадь, занятая под жилье и инфраструктуру;
• площадь лесов для поглощения выбросов CO₂, образующихся при производстве энергии.

Экологический след измеряется в глобальных гектарах на душу населения (гга). Глобальный гектар — 1 га биологически продуктивной территории или акватории со среднемировым уровнем продуктивности.

Наибольший экологический след оставляют США и Китай. Жители США используют в среднем по 9,4 гга на человека. Это почти 4,5 планеты Земля, если бы все мировое население имело ту же модель потребления. Жители Китая используют 2,1 гга на человека. Это одна планета Земля. Средний европеец использует 6,3 гга, а средний индус — 0,8 гга.

Россия по экоследу занимает 39-е место в мире. Сегодня след жителя России составляет 3,7 гга.

Как среди стран, обладающих запасами биоемкости, так и среди тех, кто ими не располагает, есть такие, где показатели биоемкости на душу населения растут. Однако большинство этих государств одновременно увеличивают свой экологический след. Уникальность России в том, что, являясь страной с относительно большим населением, она продолжает наращивать свои резервы биоемкости.

Восемь стран — США, Бразилия, Россия, Китай, Индия, Канада, Аргентина и Австралия — владеют больше чем половиной всего биологического потенциала Земли. При этом США, Китай и Индия являются экологическими должниками — их экологический след больше, чем биологический потенциал.

Сравнение экологического следа и биологической продуктивности отдельной территории позволяет оценить устойчивость развития этого региона.

Понятие и классификация экологических проблем¶

Существуют различные классификации экологических проблем:

• по компонентам окружающей среды:
  • атмосферные,
  • водные,
  • геологические,
  • почвенные,
  • биологические и другие;
• по пространственному охвату территории:
  • локальные,
  • региональные,
  • глобальные;
• по причине возникновения:
  • эколого-промышленные,
  • эколого-транспортные,
  • эколого-ирригационные,
  • эколого-гидротехнические и другие;
• по остроте:
  • неострая,
  • умеренно острая,
  • острая,
  • очень острая;
• по сложности:
  • простые,
  • сложные,
  • очень сложные;
• по решаемости:
  • решаемые,
  • труднорешаемые,
  • практически нерешаемые;
• по времени:
  • кратковременные,
  • длительные,
  • практически неисчезаемые;
• по зонально-региональному различию:
  • проблемы тундры,
  • проблемы тайги,
  • проблемы пустынь и так далее;
• по обратимости:
  • обратимые (кризисы),
  • необратимые (катастрофы).

Понятие экологического кризиса¶

Несбалансированные взаимоотношения общества и природы, то есть нерациональное природопользование, часто приводят к экологическому кризису.

Это напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и природой, обусловленное несоответствием размеров производственно-хозяйственной деятельности человека ресурсно-экологическим возможностям биосферы. Экологический кризис характеризуется не столько усилением воздействия человека на природу, сколько резким увеличением влияния измененной людьми природы на общественное развитие.

Экологический кризис в зависимости от масштаба может быть локальным, региональным и глобальным.

История взаимоотношений общества и природы¶

Можно выделить следующие этапы развития биосферы и сопутствующие кризисы:

1. На первом этапе человек для получения пищевых ресурсов человек занимался собирательством.
2. На втором этапе в период 50–0 тыс. лет назад ввиду локального обеднения ресурсов собирательства и возникновения в следствие этого дефицита ресурсов возникают простейшие биотехнологические мероприятия типа выжигания растительности для обновления экосистем. Обретение способности получения и поддержания огня позволило первобытному человеку заселить территории с умеренным климатом и заняться охотой.
3. Использование огня и изобретение оружия привело к массовому уничтожению (перепромыслу) крупных млекопитающих средних широт. Это привело к возникновению первого экологического кризиса (кризиса консументов). Путём выхода из кризиса стал переход к примитивному земледелию и скотоводству.
4. Первые земледельческие цивилизации возникли в районах недостаточного увлажнения, что потребовало создания оросительных систем. В результате эрозии и засоления почв произошли локальные экологические катастрофы в бассейнах рек Тигр и Евфрат, а сведение лесов привело к появлению пустыни Сахара на месте плодородных земель. Так проявил себя кризис примитивного земледелия в период 1,5–2 тыс. лет назад. Путем выхода из данного кризиса стал переход к неполивному земледелию (богарное земледелие — используется главным образом влага, получаемая почвой весной. На богаре выращивают засухоустойчивые зерновые, кормовые и бахчевые растения).
5. Позднее земледелие продвинулось на территории достаточного увлажнения, в районы лесостепи и леса, в результате чего началась интенсивная вырубка лесов. Развитие земледелия и нужда в древесине для строительства домов и кораблей привели к катастрофическому уничтожению лесов в Западной Европе. Сведение лесов в прошлом и настоящем вызывает изменение газового состава атмосферы, климатических условий, водного режима, состояния почв. Массовое уничтожение растительных ресурсов Земли характеризуется как кризис продуцентов (150–250 лет назад). Происходит промышленная революция, появляются новые технологии в сельском хозяйстве.
6. С XVIII века в результате промышленной, а затем научно-технической революций на смену доиндустриальной эпохе приходит индустриальная. За последние 100 лет потребление возросло в 100 раз. В настоящее время на одного жителя Земли каждый год добывается и выращивается примерно 20 т сырья, которое перерабатывается в конечные продукты массой 2 т, то есть 90 % сырья превращается в отходы. Из 2 т конечного продукта в течение того же года выбрасывается не менее 1 т. Появление огромного количества отходов, причем часто в виде несвойственных природе веществ, привело к возникновению еще одного кризиса — кризиса редуцентов. Редуценты не успевают очищать биосферу от загрязнения, часто они на это просто не способны биологически. Это приводит к нарушению круговорота веществ в биосфере. 30–50 лет назад по настоящее время. Появляется понимание необходимости использования энергосберегающих технологий, безотходного производства, и поиска экологически приемлемых решений.
7. Помимо загрязнения биосферы различными веществами происходит ее тепловое загрязнение — добавление тепловой энергии в приземный слой тропосферы в результате сжигания огромного количества горючих полезных ископаемых, а также использования атомной и термоядерной энергии. Следствием этого может стать глобальное потепление климата. Этот кризис получил название термодинамического. Путь выхода из кризиса — ограничение использования энергии, предотвращение парникового эффекта.
8. Еще одним экологическим кризисом является снижение надежности экологических систем, в частности в результате снижения их видового разнообразия, разрушения озонового слоя и так далее. Единственный путь выхода из кризиса — понимание приоритета экологических ценностей перед всеми другими.

Усиливающееся воздействие человека на природу в результате роста населения и научно-технического прогресса имеет не только экологические последствия. Нарастание экологической напряженности проявляется и в социальных последствиях. К негативным социальным последствиям относятся: нарастающая нехватка продовольствия в мире, рост заболеваемости населения в городах, возникновение новых болезней, экологическая миграция населения, возникновение локальных экологических конфликтов из-за создания экологически опасных в глазах населения предприятий, экологическая агрессия — вывоз токсичных технологических процессов и отходов в другие страны и так далее.

Понятие глобальных экологических проблем¶

Критерии выделения глобальных проблем:

• повсеместное их распространение затрагивает человечество в целом;
• неразрешение данных проблем может привести к гибели все человечество;
• разрешить их возможно только совместными усилиями человечества, то есть они не могут быть полностью разрешены в рамках отдельного государства или региона.

Классификация глобальных проблем:

• возможность уничтожения человечества в мировой термоядерной войне;
• возможность всемирной экологической катастрофы;
• духовно-нравственный кризис человечества.

Классификация причин возникновения глобальных проблем:

• Интерсоциальные — проблемы, связанные с отношениями между основными социальными общностями человечества, то есть между группами государств. Например, предотвращение войны и обеспечение мира, установление справедливого международного экономического порядка.
• Экологические — проблемы, порожденные взаимодействием общества и природы. Например, истощение природных ресурсов, загрязнение окружающей среды, устойчивость биосферы.
• Духовно-нравственные — проблемы, связанные с системой «человек — общество». Они непосредственно касаются отдельного человека и зависят от способности общества предоставить реальные возможности для развития личности.

Основные причины глобальных экологических проблем — перенаселение и перепотребление и, как следствие, истощение природных ресурсов, загрязнение окружающей среды, деградация экосистем.

Основные глобальные экологические проблемы современности:

• изменение климата (парниковый эффект);
• разрушение озонового слоя;
• кислотные дожди;
• эвтрофикация вод;
• смог;
• деградация земель;
• деградация растительного покрова;
• сокращение биоразнообразия и другие.

Человек научился управлять процессами в рамках государств, организаций, корпораций, наций, религиозных общин, городов и так далее. Но у мирового сообщества нет структур, которые могли бы принимать решения и эффективно действовать по вопросам общемирового значения. Сформировать такие структуры, выработать новые формы глобального сотрудничества, новые формы урегулирования проблем — актуальная задача для мирового сообщества. Избежать перерастания глобального экологического кризиса в катастрофу возможно только общими усилиями всего человечества.

Литература¶