Прикладная экология
Охрана природы в контексте теории взаимодействия природы и общества. Понятие «Природа». Определения. Природа как объект охраны. Определение понятия «Общество» в связи с охраной природы. Взаимодействие природы и общества.
Природа - материальный мир Вселенной, в сущности — основной объект изучения естественных наук. В быту слово «природа» часто употребляется в значении естественная среда обитания (всё, что не создано человеком).
Общество - обособившаяся от природы, но тесно с ней связанная часть материального мира, включающая в себя способы взаимодействия и формы объединения людей, способная создавать орудия труда и пользоваться ими в процессе труда;
Жизнь в согласии с природой — один из главных принципов жизни на Земле. На современном этапе тенденции этого взаимодействия можно охарактеризовать как антропогенный экоцид — разрушение людьми экологической жизни на Земле, в том числе и условий собственного существования.
До середины XX в. природа воспринималась как неисчерпаемый ресурс, а экологическая опасность считалась необоснованной.
Обобщая огромный опыт человечества во взаимоотношениях с природой, можно утверждать, что на первых порах оно было взаимодополняющим, а впоследствии стало разрушающим.
Окружающая природная среда служит условием и средством жизни человека, территории, на которой он проживает, пространственным пределом осуществляемой государственной власти, местом для размещения объектов промышленности, сельского хозяйства и других объектов культурно-бытового назначения. Таким образом, окружающая природная среда образует сложное понятие, в рамках которого исторически получили развитие две формы взаимодействия общества и природы:
- потребление природы человеком, использование природы для удовлетворения человеком своих материальных и духовных потребностей - экономическая форма взаимодействия;
- охрана окружающей природной среды с целью сохранения человека как биологического и социального организма и его естественной среды обитания - экологическая форма.
Существует несколько основных концепций взаимодействия общества и природы:
- Натуралистическая концепция, когда природа рассматривается в качестве божества, некоего идеала, возвышающегося над обществом. Эта концепция проявляется в принципе невмешательства в природу, под девизом «Назад к природе!».
- Потребительская концепция, главной идеей которой является приоритет, превосходство человека и общества над природой под девизом «На наш век хватит!».
- Концепция устойчивого развития - самая современная концепция охраны и развития.
Крайние проявления первых двух названных концепций иногда называют концепцией алармизма (alarm — тревога), когда все рассматривается или в черных тонах, или в розовых.
Современные концепции в экологии характеризуются концепцией ограничения или пределов роста развития экономики, населения, научно-технического прогресса, концепцией экологических революций (от потребительского подхода к осознанному рациональному природопользованию).
Основные принципы концепции устойчивого развития:
- человек (люди) как центр внимания, основа всех прилагаемых усилий, сохранение окружающей среды именно для человека;
- необходимость учета интересов не только нынешнего поколения людей, но и будущих поколений, сознание ответственности нынешнего поколения перед будущими;
- охрана окружающей среды является частью прогресса (развития) человечества.
При реализации данных принципов, анализируя концепцию устойчивого развития, можно выделить три фактора, которые необходимо учитывать для достижения основных целей, поставленных в рамках «устойчивого развития»:
экологический фактор (состояние окружающей среды, в которой живет человек);
экономический фактор (преобразование рыночной системы);
социальный фактор (сельскохозяйственное производство, права человека, демография).
В совокупности данные факторы соответствуют идее комплексности, поскольку для достижения экологического благополучия необходимо взаимодействие указанных трех факторов, упущение хотя бы одного проведет к возникновению другой проблемы взамен старой.
Проблема ограничения роста народонаселения. Основные направления политики Прогнозы. Обеспечения населения пищевыми ресурсами. Надежды людей.
На сегодняшний день одна из главных проблем человечества – это ограниченные ресурсы на фоне быстрого роста населения Земли. Рост населения опережает процессы восстановления ресурсов Земли. Ресурсов не только не хватает на всех, но они еще распределены очень неоднородно. Поэтому существует проблема богатого Севера и бедного Юга. На малонаселенном Севере их много, а на перенаселенном Юге их не хватает.
Человечество уже сейчас при численности населения в 7 млрд. человек находится в фазе ресурсного кризиса. Это обусловлено существующей закономерностью развития биосферы. В самом деле, биосфера устроена так, что соблюдается простой закон роста, который связывает численность видов, потребляющих органическую пищу, и размеры органической пищи. Главными потребителями органической пищи в биосфере являются микроскопические бактерии, грибы и простейшие. За ними следуют мелкие представители животного мира, такие как черви, моллюски, членистоногие. Доля же потребления органической пищи, отведенная в биосфере всем позвоночным животным (земноводные, птицы, пресмыкающиеся и млекопитающие, к которым относится и человек), составляет всего около 1% продукции биосферы. Так как человек относится к млекопитающим, то его потребление не должно выходить из этого 1 %, ведь надо что-то оставить и другим позвоночным животным. Однако в настоящее время человек потребляет (вместе с домашними животными) 7% продукции биосферы, т.е. вышел далеко за пределы того, что в биосфере отведено для крупных потребителей.
Известно, что биосфера является саморегулирующей системой, которая стремится вернуть численность людей к дозволенному уровню. А этот уровень, по различным данным, оказывается в несколько раз ниже современного. Однако за счет использования невозобновляемых источников энергии численность людей, которые в полной мере обеспечены пищевыми и энергетическими ресурсами, максимально может держаться в пределах 1 млрд. человек.
Биосферный механизм обратной связи стремится ограничить численный рост человечества. При этом за счет обратной связи происходит вымирание нужных человеку животных и растений, падение продуктивности самых ценных для человека экосистем и т.п.. Поэтому иногда встречающиеся рассуждения о том, что если увеличить количество сельскохозяйственных угодий в 3 раза, а урожайность в 7 раз, то можно прокормить 20 млрд. человек, являются заблуждением. Этого не допустят законы организации биосферы. Биосфера не в состоянии прокормить большинство людей на Земле, которое неизбежно будет бедствовать. Избыточная численность населения разрушает среду обитания, вследствие чего наступает экологический кризис, результатом которого является стремительное снижение численности населения до уровня более низкого, чем деградировавшая биологическая емкость среды. После чего деградировавшая среда постепенно восстанавливается, вслед за этим опять начинается взрывной (экспоненциальный) рост численности населения.
Сегодня стоит проблема разработки стратегии выживания человечества, для чего необходимы некие совокупные действия, способные до наступления экологической катастрофы обеспечить коволюцию человека и окружающей среды.
Изучение закономерностей взаимного влияния названной триады в условиях ограниченных ресурсов и нахождение рациональных путей их развития во времени и пространстве представляется важной проблемой. Причем под закономерностью будем понимать устойчивое, но не 100%-е воспроизведение причинно-следственных связей в происходящих процессах.
Все человечество вступило в период острейших противоречий и кризисов. Особо выделяется противоречие между бурным ростом населения планеты с ее ограниченными ресурсами. Противоречие между высокой скоростью технологических и социальных перемен в жизнедеятельности людей и их недостаточными адаптивными психологическими возможностями, между странами богатого Севера и бедного Юга, между экологией планеты и хозяйственной деятельностью людей, между производителями и потребителями и т.п.
Указанные противоречия порождают сепаратизм, терроризм, религиозный экстремизм, военные и социальные конфликты, депопуляцию населения одних стран и нерегулируемый рост населения других стран, неадекватное поведение отдельных лиц и целых народов. Необходимо научиться создавать гомеостатические системы и преодолевать эти противоречия, иначе возникнут катастрофы с непредсказуемыми последствиями.
Объектом управления является триединая система: население, хозяйство, природа (территория). Этот объект управления, как правило, содержит три сферы жизнедеятельности: духовную (политическую), хозяйственную (социально-экономическую) и природную
Задачи управления подобными объектами содержат противоречащие друг другу требования, плохо структурированные и слабо формализуемые. Объект управления в этих задачах способен к самоорганизации, причем нелинейным образом под воздействием различных факторов, оказывающих на него свое влияние.
4. Влияние человеческой деятельности на углеродный цикл. Парниковый эффект. Глобальное потепление на планете Земля в связи с антропогенными факторами. Доклад ГРИНПИС 1993 года.
Круговорот углерода в природе. Для развития и существования всех живых форм на Земле необходим углерод. Углерод поступает из воздуха в виде двуокиси, или диоксида (С02), углерода и образует молекулярный остов любого органического вещества. Как растения, так и животные используют кислород в процессе дыхания, посредством которого они получают энергию для роста и обмена веществ. Если кислорода достаточно для биохимических реакций, то глюкоза, содержащая энергию органического вещества, расщепляется полностью с образованием воды, двуокиси углерода и энергии. Суммарная реакция расщепления органического вещества (в целом) напоминает реакцию, обратную фотосинтезу: 02 + органическое вещество (например, глюкоза) -> -> ферменты + С02 + Н20 + энергия Следовательно, атмосферный углерод поступает в живые экосистемы посредством фотосинтеза на уровне продуцентов. В экосистеме углерод перемещается с одного трофического уровня на другой до тех пор, пока не возвратится в атмосферу в результате дыхания живых организмов или пока организмы, в которых он содержится, не погибнут. По мере разложения мертвого вещества происходит распад органических соединений с образованием различных продуктов, в том числе С02. На рис. 1.12 показано воздействие человека на углеродный цикл.
Рис. 1.12. Круговорот углерода в природе (по П.Ревеллю и Ч.Ревеллю, 1995) Большая часть углерода, вовлеченного в кругооборот, содержится в океанах. Океан поглощает избыток С02 из воздуха, в результате образуются карбонатные и бикарбонатные ионы, от которых и зависит количество С02 в атмосфере. Существует и обратный процесс, в ходе которого С02 выделяется из океанов в атмосферу. Таким образом, океаны, поддерживающие концентрацию С02 в атмосфере на постоянном уровне, играют роль своеобразного буфера. По мнению ученых, этот механизм обеспечивал в атмосфере окончательное равновесие С02 до тех пор, пока не вмешался фактор индустриализации и естественный баланс круговорота углерода человеком был нарушен. Первый путь нарушения баланса — выбросы в атмосферу С02 от сгорания топлива. Второй путь, как считают ученые всего мира, — это интенсивное сведение лесов, что ведет к уменьшению количества С02, которое способны поглотить растения. Часть С02 при сгорании топлива поглощают океаны, однако большая его часть остается в атмосфере. Результаты анализов убедительно свидетельствуют о том, что содержание С02 в атмосфере начиная с 1950-х гг. неуклонно возрастает, особенно в городах и крупных промышленных районах.
Парниковый эффект – подъем температуры на поверхности планеты в результате тепловой энергии, которая появляется в атмосфере из-за нагревания газов. Основные газы, которые ведут к парниковому эффекту на Земле – это водяные пары и углекислый газ.
Явление парникового эффекта позволяет поддерживать на поверхности Земли температуру, при которой возможно возникновение и развитие жизни. Если бы парниковый эффект отсутствовал, средняя температура поверхности земного шара была бы значительно ниже, чем она есть сейчас. Однако при повышении концентрации парниковых газов увеличивается непроницаемость атмосферы для инфракрасных лучей, что приводит к повышению температуры Земли.
В 2007 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) – наиболее авторитетный международный орган, объединяющий тысячи ученых из 130 стран мира – представила свой Четвертый оценочный доклад, в котором содержались обобщенные выводы о прошлых и нынешних климатических изменениях, их воздействии на природу и человека, а также о возможных мерах по противодействию таким изменениям.
Согласно опубликованным данным, за период с 1906 по 2005 годы средняя температура Земли поднялась на 0,74 градуса. В ближайшие 20 лет рост температуры, по мнению экспертов, составит в среднем 0,2 градуса за десятилетие, а к концу XXI века температура Земли может повыситься от 1,8 до 4,6 градусов (такая разница в данных – результат наложения целого комплекса моделей будущего климата, в которых учитывались различные сценарии развития мировой экономики и общества).
По мнению ученых, с 90-процентой вероятностью наблюдаемые изменения климата связаны с деятельностью человека – сжиганием углеродного ископаемого топлива (т.е. нефти, газа, угля и др.), промышленными процессами, а также сведением лесов – естественных поглотителей углекислого газа из атмосферы.
Возможные последствия изменения климата:
1. Изменение частоты и интенсивности выпадения осадков. В целом климат на планете станет более влажным. Но количество осадков не распространится по Земле равномерно. В регионах, которые и так на сегодняшний день получают достаточное количество осадков, их выпадение станет интенсивнее. А в регионах с недостаточным увлажнением участятся засушливые периоды.
2. Повышение уровня моря. В течение ХХ века средний уровень моря повысился на 0,1-0,2 м. По прогнозам ученых, за XXI век повышение уровня моря составит до 1 м. В этом случае наиболее уязвимыми окажутся прибрежные территории и небольшие острова. Такие государства как Нидерланды, Великобритания, а также малые островные государства Океании и Карибского бассейна первыми подпадут под опасность затопления. Кроме этого участятся высокие приливы, усилится эрозия береговой линии.
3. Угроза для экосистем и биоразнообразия. Существуют прогнозы исчезновения до 30 40% видов растений и животных, поскольку их среда обитания будет изменяться быстрее, чем они могут приспособиться к этим изменениям.
При повышении температуры на 1 градус прогнозируется изменение видового состава леса. Леса являются естественным накопителем углерода (80% всего углерода в земной растительности и около 40% углерода в почве). Переход от одного типа леса к другому будет сопровождаться выделением большого количества углерода.
4. Таяние ледников. Современное оледенение Земли можно считать одним из самых чутких индикаторов происходящих глобальных изменений. Спутниковые данные показывают, что начиная с 1960-х годов произошло уменьшение площади снежного покрова примерно на 10%. С 1950-х годов в Северном полушарии площадь морского льда сократилась почти на 10-15%, а толщина уменьшилась на 40%. По прогнозам экспертов Арктического и Антарктического научно-исследовательского института (Санкт-Петербург), уже через 30 лет Северный ледовитый океан в течение теплого периода года будет полностью вскрываться из под льда.
По данных ученых, толща Гималайских льдов тает со скоростью 10-15 м в год. При нынешней скорости этих процессов две трети ледников исчезнут к 2060 году, а к 2100 все ледники растают окончательно.
Ускоренное таяние ледников создает ряд непосредственных угроз человеческому развитию. Для густонаселенных горных и предгорных территорий особую опасность представляют лавины, затопления или, наоборот, снижение полноводности рек, а как следствие сокращение запасов пресной воды.
5. Сельское хозяйство. Влияние потепления на продуктивность сельского хозяйства неоднозначно. В некоторых районах с умеренным климатом урожайность может увеличиться в случае небольшого увеличения температуры, но снизится в случае значительных температурных изменений. В тропических и субтропических регионах урожайность в целом, по прогнозам, будет снижаться. Самый серьезный удар может быть нанесен беднейшим странам, наименее всего готовым приспособиться к изменениям климата. По данным МГЭИК, к 2080 г. число людей, сталкивающихся с угрозой голода, может увеличиться на 600 млн.чел., что вдвое больше числа людей, которые сегодня живут в бедности в Африке к югу от Сахары.
6. Водопотребление и водоснабжение. Одним из последствий климатических изменений может стать нехватка питьевой воды. В регионах с засушливым климатом (Центральная Азия, Средиземноморье, Южная Африка, Австралия и т. п.) ситуация еще более усугубиться из-за сокращения уровня выпадения осадков.
Из-за таяния ледников существенно снизиться сток крупнейших водных артерий Азии – Брахмапутры, Ганга, Хуанхэ, Инда, Меконга, Салуэна и Янцзы. Недостаток пресной воды коснется не только здоровья людей и развития сельского хозяйства, но также повысит риск политических разногласий и конфликтов за доступ к водным ресурсам.
7. Здоровье человека. Изменение климата, по прогнозам ученых, приведет к повышению рисков для здоровья людей, прежде всего менее обеспеченных слоев населения. Так, сокращение производства продуктов питания неизбежно приведет к недоеданию и голоду. Аномально высокие температуры могут привести к обострению сердечнососудистых, респираторных и других заболеваний.
Повышение температуры может привести к изменению географического распространения различных видов, являющихся переносчиками заболеваний. С повышением температуры ареалы теплолюбивых животных и насекомых (например, энцефалитных клещей и малярийных комаров) будут распространяться севернее, в то время как люди, населяющие эти территории, не будут обладать иммунитетом к новым заболеваниям.
По мнению экологов, предотвратить полностью прогнозируемые изменения климата человечеству вряд ли удастся. Однако в человеческих силах смягчить климатические изменения, сдержать темпы роста температуры с тем, чтобы избежать опасных и необратимых последствий в будущем. В первую очередь, за счет:
1. Ограничения и сокращения потребления ископаемого углеродного топлива (угля, нефти, газа);
2. Повышения эффективности потребления энергии;
3. Внедрения мер по энергосбережению;
4. Более широкого использования неуглеродных и возобновляемых источников энергии;
5. Развития новых экологически чистых и низкоуглеродных технологий;
6. Через предотвращение лесных пожаров и восстановление лесов, поскольку леса – естественные поглотители углекислого газа из атмосферы.
Сохранение биоразнообразия - мировая проблема. Конвенция по биоразнообразию. Пути решения проблемы. Сохранение биоразнообразия в России. Основные документы. Направления деятельности.
Конвенция о биологическом разнообразии (Рио-де-Жанейро, 3-14 июня 1992 г.)
(ст. 2) " Биологическое разнообразие " означает вариабельность живых организмов из всех источников, включая, среди прочего, наземные, морские и иные водные экосистемы и экологические комплексы, частью которых они являются; это понятие включает в себя разнообразие в рамках вида, между видами и разнообразие экосистем.
Разнообразие биотического покрова, или биоразнообразие, - это один из факторов оптимального функционирования экосистем и биосферы в целом. Биоразнообразие обеспечивает устойчивость экосистем к внешним стрессовым воздействиям и поддерживает в них подвижное равновесие. Живое от неживого в первую очередь отличается на несколько порядков большим разнообразием и способностью не только сохранять это разнообразие, но и существенно увеличивать его по мере эволюции.
Вообще эволюцию жизни на Земле можно рассматривать как процесс структурирования биосферы, процесс увеличиения разнообразия живых организмов, форм и уровней их организации, процесс возникновения механизмов, обеспечивающих устойчивость живых систем и экосистем в постоянно изменяющихся условиях нашей планеты. Именно способность экосистем поддерживать равновесие, используя для этого наследственную информацию живых организмов, и делает биосферу в целом и локальные экосистемы вещественно-энергетическими системами в полном смысле.