Пути и методы сохранения биосферы

Кроме высокого уровня расхода, нехватки воды вызывается ее растущее

загрязнение вследствие сброса в реки отходов промышленности и особенно

химического производства и коммуникационных сточных вод. Бактериальное загрязнение и ядовитые химические вещества (например, фенол) приводят к омертвению водоемов. Вредные вещества, поступающие в воды: нефть, нефтепродукты (в результате нефтедобычи, транспортировки, переработки, использования нефти в качестве топлива и промышленного сырья), токсичные синтетические вещества (применяющиеся в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве), металлы (ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец). Вредные последствия имеет также молевой сплав леса по рекам, который часто сопровождается заторами. В реки и озера поступают и вымываемые из почвы дождями минеральные удобрения - нитраты и фосфаты, которые в больших концентрациях способны резко изменить вид и состав водоёмов, а также различные ядохимикаты - пестициды, используемые в сельском хозяйстве для борьбы с насекомыми-вредителями.

              Одним из видов загрязнения является тепловое загрязнение (электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем, что уменьшает количество кислорода, увеличивает токсичность примесей, нарушает биологическое равновесие). Сброс предприятиями теплых вод служит неблагоприятным фактором для аэробных организмов, обитающих в пресных водах. В теплой воде кислород плохо растворяется, и его дефицит местами приводит многие организмы к гибели.          

               Значительному загрязнению подвергаются воды морей и океанов. С речным стоком, а также от морского транспорта, в моря поступают болезнетворные отходы, нефтепродукты, соли тяжелых металлов, ядовитые органические соединения, в т.ч. пестициды. ДДТ обнаружен даже в организме пингвинов, обитающих в Антарктиде. Загрязнение морей и океанов достигает таких масштабов, что в ряде случаев выловленные рыбы и моллюски оказываются непригодными для употребления в пищу

Почва - важная составляющая часть биосферы.

                 Почва - верхний слой суши, образующийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он находится. Это важный и сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими ее частями. В нормальных естественных условиях все процессы, происходящие в почве, находятся в равновесии. Но нередко в нарушении равновесного состояния почвы

повинен человек. В результате развития хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение.

                 Плодородный слой почвы формируется очень долго. В то же время ежегодно вместе с урожаем из почвы изымаются десятки миллионов тонн азота, калия, фосфора -главных компонентов питания растений. Основной фактор плодородия почв - перегной (гумус) содержится в черноземах в количестве менее 5% от массы пахотного слоя. На бедных почвах перегноя еще меньше. При отсутствии пополнения почв соединениями азота его запас может быть израсходован за 50-100 лет. Этого не происходит, поскольку культура земледелия предусматривает внесение в почву органических и неорганических (минеральных) удобрений. Внесенные в почву азотные удобрения используются растениями на 40-50%. Остальная

часть (около 20%) восстанавливается микроорганизмами до газообразных веществ - N₂, N₂O - и улетучивается в атмосфере или вымывается из

почвы.

                 Таким образом, минеральные азотные удобрения не обладают длительным действием и поэтому их приходится вносить ежегодно. Неблагоприятные изменения в почве наступают и в результате неправильных севооборотов, т.е. ежегодного посева одних и тех же культур, например картофеля. Включение же в севооборот бобовых культур обогащает почву азотом. Посевы клевера и люцерны за счет связывания N₂ симбиотическими клубеньковыми бактериями позволяют задержать в почве до 300 кг азота на 1 га. Севообороты необходимы и для борьбы с растительноядными червями нематодами, которые значительно снижают урожайность. Например, луковично-чесночные нематоды могут снизить урожай лука на 50%.

                 Загрязнение почвенного покрова ртутью (с ядохимикатами и отходами промышленных предприятий), свинцом (при выплавке свинца и от автотранспорта), железом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием и другими металлами (вблизи крупных центров черной и цветной металлургии), радиоактивными элементами (в результате выпадения осадков от атомных взрывов или при удалении жидких и твердых отходов промышленных предприятий, атомных станций или научно - исследовательских институтов, связанных с изучением и использованием атомной энергии), стойкими органическими соединениями, применяемыми в качестве ядохимикатов. Они накапливаются в почве и воде и, главное, включаются в экологические пищевые цепи: переходят из почвы и воды в

растения, в  животных, и в итоге переходят в организм человека с пищей.

Неумелое и  бесконтрольное использование любых удобрений и ядохимикатов приводит к нарушению круговорота веществ в биосфере.

                   К числу антропогенных изменений почв относится эрозия (от латинского erosio - разъедать). Уничтожение лесов и естественного травянистого покрова, многократная распашка земли без соблюдения правил агротехники приводят к эрозии почвы - разрушению и смыву плодородного слоя водой и ветром. Широко распространена и наиболее разрушительная водная эрозия. Она возникает на склонах и развивается при неправильной обработке земли. Вместе с талыми и дождевыми водами с полей ежегодно уносится в реки и моря миллионы тонн почвы. Ветровая эрозия наиболее сильно проявляется в южных степных районах нашей страны. Она возникает в районах с сухой обнаженной почвой, c изреженным растительным покровом. Чрезмерный выпас скота в степях и полупустынях способствует ветровой эрозии и быстрому разрушению травяного покрова.

      Для восстановления слоя почвы толщиной 1 см в естественных условиях требуется 250-300 лет. Значительные территории со сформированными почвами изымаются из сельскохозяйственного оборота вследствие открытого способа разработки полезных ископаемых, залегающих на небольшой глубине.⁴

Для обеспечения биологической регуляции окружающей среды необходимо не превышать определенные пороговые нагрузки на биосферу. В то же время культурные растения, домашние животные, интенсивно эксплуатируемы человеком сельскохозяйственные угодья и леса утратили способность к биологической регуляции. На сегодня биомасса человека, культурных растений и домашних животных составляет приблизительно около 20% биомассы всех естественных видов. Антропогенное возмущение биосферы может привести к полной потери естественной биотической регуляции и тогда потребуется создание техногенной системы управления окружающей средой в глобальном масштабе. Выполнение такой задачи невозможно, так как человечество не в состоянии обеспечить переработку потоков информации такого объема, которой исходит от биоты, потому что, например, каждый квадратный сантиметр поверхности земли обусловлен деятельностью сотен живых организмов, в клетках которых также происходит трансформация вещества, энергии и информации. Основная проблема современности не допустить, чтобы изменения, происходящие в биосфере, происходили во вред человечеству. По выражению академика В.И. Вернадского «человек становится крупнейшей геологической силой, меняющей облик нашей планеты».

Устойчивость биосферы зависит от многих факторов (рис. 1), суть которых состоит в следующем:

1. Биосфера использует  внешние источники энергии –  солнечную энергию и энергию  недр земли для биогеохимических  процессов. В результате эволюционного развития сложился тепловой баланс на планете.

2. Биосфера использует  вещества через систему круговоротов. Биогеохимические циклы отработаны эволюционно и не приводят к накоплению вредных отходов.

3. В биосфере существует огромное разнообразие видов и биологических сообществ. Видовое разнообразие – это фактор, повышающий устойчивость экосистемы к воздействию внешних факторов.

4. Биосфера постоянно приспосабливается к изменению к непрерывно изменяющимся условиям.

5. В биосфере происходит  саморегуляция численности популяции, которая зависит от факторов природной среды.

Рис. 1. Факторы устойчивости биосферы⁵

Появлением на нашей планете одаренного разумом живого существа, – писал В.И. Вернадский, – планета переходит в новую стадию своей истории. Биосфера переходит в ноосферу».

Глава II. Пути и методы сохранения биосферы

2.1. Основные проблемы современной биосферы

Человечество разрушало  биосферу всегда. Австралийские, африканские, центрально-азиатские и северо- и  южно-американские пустыни возникли в результате уничтожения лесов человечеством на протяжении десятков тысяч лет. Эта самая мощная по своим последствиям деградация биосферы происходила, однако, медленно и не была заметна на протяжении жизни одного поколения. Скорость современного разрушения биосферы катастрофична, и человечество непрерывно сталкивается с различными элементами этого разрушения на протяжении жизни одного поколения. Замедление этого разрушения до уровня, на котором оно, по крайней мере, перестанет быть заметным на протяжении жизни одного поколения, возможно при сокращении численности людей в десять раз. Стационарное состояние биосферы с медленным восстановлением нарушенных функций биосферы возможно при стократном сокращении численности людей на Земле. ⁶

При современной численности населения Земли остановка деградации биосферы невозможна ни при каких достижениях технологии и прогресса. Остановка деградации биосферы при десятикратном сокращении численности и полное самовосстановление нарушенных функций биосферы при стократном сокращении численности населения возможно только при правильном, научно обоснованном взаимодействии с биосферой.

Возможность разрушения биосферы остается и при стократном сокращении населения в случае безграмотного  взаимодействия с биосферой, главным  образом с окружающими людей лесами. Это следует из возникновения антропогенных пустынь на суше в последние сотни тысяч лет.

Сокращение численности  людей на Земле — чрезвычайно  сложная проблема, которую трудно не только решить, но до сих пор не удается поставить перед большинством человечества. И эти трудности лежат в основе генетически закрепленных инстинктов человека как биологического вида. Если бы поведение человека, как и всех остальных биологических видов, определялось только его инстинктами, то и ставить и заниматься этими проблемами было бы бессмысленно. Человечество разрушило бы биосферную основу своего существования и вымерло, как и многие другие биологические виды прошлого.

Вплоть до настоящего времени человечество использовало свои преимущества для усиления давления на биосферу, приводившие к росту численности людей. Все достижения науки и культуры расценивались с позиции их эффективности в усилении давления людей на биосферу. Робкие высказывания о возможности разрушения биосферы подавлялись убежденностью в возможности замены биосферы на техносферу, удовлетворяющую все потребности человека. Эта убежденность базируется не на разуме, а на инстинкте уничтожения слабых — инстинкте, общем для всех видов биосферы. Слабость — это распад, уродство, которые должны уничтожаться для сохранения высокой упорядоченности жизни. Поэтому единственная позиция, которая могла бы помочь людям осознать необходимость восстановления и сохранения биосферы, — это научная демонстрация их собственной слабости перед возможностями биосферы.

Люди не могут предотвратить  обмеление рек и озер, пожары, наводнения, засухи, ураганы и смерчи.

Как показали многочисленные уроки прошлого, ни самые страшные войны, революции с разрушениями цивилизации, ни эпидемии не приводят к долгосрочному сокращению роста численности населения, а, наоборот, стимулируют и ускоряют этот рост. Очевидно, что остановить деградацию биосферы и восстановить ее в пригодном для жизни, прежде всего жизни человека, состоянии можно только путем сокращения рождаемости. И это — самая трудная проблема.

Различные страны — современные  социальные структуры общества —  поддерживают свою высокую организацию  за счет конкурентного взаимодействия с другими странами. Всегда в прошлом  наибольшей конкурентоспособностью обладали страны с наибольшим населением. Они могли выставить наибольшие армии, обеспечить их наиболее современным оружием, производимым большим количеством людей внутри страны. Те социальные структуры общества, которые, как и все биологические виды биосферы, поддерживали стабильную численность, не могли противостоять обществам с быстро растущей численностью населения. Однако рост плотности численности внутри любой страны нарушает основную, закрепленную в генетической программе, т.е. инстинктивную потребность человека в большой индивидуальной территории, приходящейся на одного человека. Поэтому всегда рост численности населения приводил и приводит к попыткам расширения территории страны, захвату новых территорий. ⁷

В далеком прошлом  этот захват осуществлялся за счет вытеснения других видов животных, проживавших на этих новых территориях, что естественно также приводило к деградации биосферы. Так из Африки, где возник вид Homo sapiens, человечество распространилось по всему свету. И везде это сопровождалось уничтожением естественных видов растений и животных и опустыниваниям целых континентов (Австралия) или значительных их частей (в Африке, Азии, Америке). Численность многих аборигенных сообществ человека сохранялась на постоянном уровне, что предотвращало дальнейшую деградацию биосферы на территории их проживания. Так существовали папуасы Новой Гвинеи, индейцы Севера Америки и Канады, индейцы амазонских лесов, народы крайнего севера России и Канады, народности Дальнего Востока России, аборигены Новой Зеландии и не подвергшихся опустыниванию территорий Австралии.

Однако быстрый рост населения Западной Европы, средневековой Монголии, Средней Азии привел к военному захвату территорий, принадлежавших народностям, сохранявшим постоянную численность. Вся история войн является иллюстрацией этому: захватнические войны во времена Древней Греции (Александр Македонский и др.), Древнего Рима (Цезарь и др.), средневековой Средней Азии (Тимур и др.), средневековые захваты Африки, Индии, Северной и Южной Америки растущей популяцией Западной Европы. В ХХ веке это вылилось в две самые разрушительные мировые войны. Везде эти войны сопровождались либо полным уничтожением коренных народов, либо отбором у них территорий и превращением их в рабов с навязанным неприемлемым для них укладом жизни. Появление ядерного оружия сдерживания у крупнейших стран мира сделало невозможным продолжение мировых войн, и сейчас война за территории выродилась в террористические акты. ⁸