Изменения в биосфере под влиянием деятельности человека, сохранение равновесия в биосфере как основа ее целостности.

Человечество представляет собой небольшую биомассу в биосфере, но оно оказывает на нее грандиозное воздействие. Масштабы деятельности человечества расширяются благодаря постоянно растущей численности людей, стремительному ускорению научно-технического воздействия на природную среду.

В процессе природопользования человечество ежегодно перемещает на нашей планете более 4 трлн. т. вещества, создает тысячи новых химических соединений, большинство из которых не включается в круговорот веществ и в конечном счете накапливается в биосфере, вызывая ее загрязнение. В результате промышленной деятельности происходит загрязнение природной среды, сокращение уровня солнечной радиации над крупными географическими регионами.

В развитии биосферы наступил такой период, когда человек должен планировать свою хозяйственную деятельность таким образом, чтобы она не нарушала сложившиеся в этой гигантской экосистеме закономерности, не способствовала сокращению биомассы.

Деятельность человека особенно в последнее столетие начала резко менять состояние экосистем и биосферы в целом, что приводит к загрязнению атмосферы, воды и почвы, разрушению тысячелетиями сложившихся экосистем, исчезновению многих видов растений и животных. Сжигание в огромных количествах органического топлива приводит к снижению содержания кислорода и увеличению концентрации углекислого газа в атмосфере. Накопление углекислоты вызывает парниковый эффект, приводящий к повышению средней температуры у поверхности Земли, что может способствовать расширению площади пустынь, таянию ледников и повышению уровня Мирового океана.

Газы, молекулы которых способствуют накоплению тепла, – парниковыми газами. К ним относят оксид углерода, метан, оксид азота и фреоны, которые в XX в. начали широко применять для распыления лаков, красителей и в качестве хладагентов в холодильниках и кондиционерах.

До развития промышленности природные парниковые газы обеспечивали нагрев земной поверхности до +15° С. С конца XVIII в. содержание СО2 и СН4 в атмосфере начало увеличиваться. Так, с 1960 по 1990 г. концентрация СО2 возросла с 315 до 350 ррм, концентрация СН4 с начала XIX в. почти удвоилась. Добавочное поступление СО2 связано в основном со сжиганием топлива, а также со сведением лесов и минерализацией гумуса пахотных почв. Возрастание концентрации метана в атмосфере объясняют увеличением поголовья скота (CH4 – один из продуктов метаболизма жвачных животных), переувлажнением земель при культивации риса и возрастанием добычи угля, в залежах которого этот газ накапливается.

Является ли добавочный парниковый эффект причиной повышения температуры Земли? Большинство климатологов отвечают на этот вопрос утвердительно. Глобальный нагрев атмосферы, по мнению ученых, на 50 % связан с СО2, на 18 % – с СН4, на 14 % – с фреонами и на 18 % – с другими газами, включая N2О.

По прогнозам, если концентрация СО2 в атмосфере достигнет 600 ррм, температура биосферы повысится на 1° С к 2025 г. и на 3° С к концу XXI столетия.

Ученые сегодня не могут сказать точно, с какой скоростью и как изменится климат, но определенные предсказания климатических сдвигов имеются. Наибольшие изменения наблюдаются в погоде: увеличение числа экстремально жарких дней, длительные засухи, сменяющиеся проливными дождями, страшные ураганы, штормы и смерчи, причудливые, непредсказуемые смены погоды. Потепление может изменить привычную, частично прогнозируемую схему зарождения тайфунов, привести к уменьшению количества осадков в основных зерновых районах – в США, Китае, Казахстане, к резкому уменьшению урожая риса в Азии (в этом регионе 60 % населения потребляют рис как основной продукт), вызвать усиление опустынивания в Африке и на Среднем Востоке, стать причиной гибели тропических лесов в Африке и Южной Азии.

Биогеоценоз как экологическая система, его звенья, связи между ними. Саморегуляция в биогеоценозе. Многообразие видов, их приспособленность к совместному обитанию.

Частичное таяние льдов и подъем уровня Мирового океана, вызванные потеплением, страшны тем, что большинство людей живут на побережьях. Подъем моря на 1 м. приведет к затоплению 25 % дельты Нила в Египте, а в Бангладеш под водой может оказаться от 12 до 28 % территории страны. Под угрозой находятся огромные прибрежные города США, Индии, Китая.

Изменение климата может привести к усилению голода в странах третьего мира, к ужесточению конфликтов из-за воды рек, используемых несколькими странами, к росту беженцев, к увеличению напряженности между сопредельными странами, куда хлынут их потоки. Таким образом, изменение климата, обусловленное нарушением газового режима атмосферы, неизбежно вызовет сдвиги экологического и социального характера в биосфере и мировом сообществе.

В последнее время отмечено ослабление озонного слоя атмосферы из-за оксида азота и фреонов. Разрушение озонного экрана может способствовать повышенному попаданию на поверхность Земли губительных для жизни ультрафиолетовых лучей.

Роль озонового слоя для биосферы исключительная: он поглощает, не пропуская к поверхности Земли, ультрафиолетовое излучение, смертоносное для живых организмов.

Уже на протяжении многих лет отмечается ослабление озонового слоя, что связано с попаданием в верхние слои атмосферы оксида азота (II) и фреонов.

В 80-е гг. появился новый тревожный феномен – образование озоновых дыр (в 1982 г. дыра была обнаружена над Антарктидой, а в 1987 г. – над Северным полюсом). Ученые опасаются, что озоновые дыры могут в ближайшее время возникнуть над Скандинавией, Россией, Канадой.

В результате промышленных выбросов и транспортных отходов (сернистого газа, углерода, тяжелых металлов), чрезмерного использования удобрений, сбросов отходов животноводства возникает загрязнение атмосферы и водоемов. Особенную опасность представляют кислотные дожди, выпадающие из-за загрязнения воздуха сернистым газом и вызывающие гибель лесов и обитателей водоемов. Резко отрицательное воздействие на водоемы оказывает также бесконтрольное использование воды для сх и промышленных целей, строительство гидросооружений, особенно гидроэлектростанций, мероприятия по орошению и осушению земель. В результате этой деятельности погибло много малых рек и даже такие крупные водоемы, как Аральское море.

Важную роль в происходящих биосферных процессах играет также разрушение среды обитание многих видов животных и растений: вырубка лесов, распашка степей. Следует понимать, что экосистемы и биосфера в целом являются настолько тонко сбалансированными системами, что иногда даже слабые воздействия способны нарушить сложившееся в них равновесие. Вот почему ни одно строительство иди хозяйственное мероприятие не должно осуществляться без предварительной квалифицированной экологической экспертизы.

Уничтожение лесов. На протяжении всего послевоенного времени наблюдается сведение лесов. Особое беспокойство вызывает разрушение тропических лесов. Началось массовое заболевание и гибель лесов Европы и Северной Америки из-за глобального загрязнения атмосферы, вод и почв. Самая большая беда наших лесов – заготовка древесины в огромных масштабах. Вследствие интенсивных рубок практически уничтожены хвойные леса Центральной России, неуклонно сокращаются лесосырьевые ресурсы и сводятся леса в Сибири и на Дальнем Востоке.

Уничтожение лесов вызывает кардинальные изменения климатических условий, водного режима, состояния почв.

Состояние почв. На поверхности нашей планеты идет непрерывное уничтожение почвенного покрова. Если этот процесс не будет остановлен, то, по прогнозу ООН, к концу тысячелетия будет утрачено до трети земель.

Кроме эрозии – потери верхнего плодородного слоя почвы в результате его сноса текущими водами или ветром – неблагоприятное воздействие на почву оказывает их полив при плохой системе дренажа. При неправильном регулировании режимов полива и сброса дренажных вод грунтовые воды, часто несущие соли, поднимаются к поверхности почв и засоляют ее верхние горизонты. Засоленные почвы непригодны для выращивания сельскохозяйственных культур и требуют очень больших затрат для их восстановления.

Потеря биоразнообразия. Ученые считают, что на Земле обитает от 5 до 30 млн. видов, хотя описано около 1,7 млн. Совокупность всех видов составляет биоразнообразие Земли. От половины до 80 % (по разным оценкам) видов планеты живет в тропических лесах, хотя последние занимают всего 7 % территории Земли. Так, в дождевом лесу Панамы на площади 50 га ученые обнаружили около 300 видов деревьев и кустарников, в Малайзии на такой же площади – 835 видов деревьев. По направлению к Северному полюсу биоразнообразие снижается. Например, в штате Вашингтон на 50 га растет около 40, а в Западной Сибири – 5–6 видов деревьев.

Разрушение тропических лесов уже привело к гибели около 6000 видов. Тропические леса в основном принадлежат бедным государствам с быстрым ростом народонаселения. Эти страны вынуждены экспортировать древесину, сжигать леса, чтобы построить дороги и города, вырастить урожай. К сожалению, почвы тропических лесов очень бедны, за 2–3 года они истощаются и вновь требуется вырубка лесов.
Виды гибнут не только в тропиках. Везде, где разрушаются экосистемы или сильно сокращается их площадь, исчезают виды.

Деятельность человека создает новую искусственную оболочку земли – ноосферу.

Ноосфера – это состояние биосферы, где разумная деятельность человека становится определяющим фактором ее развития.

Понятие ноосферы как сферы разума было введено Э. Леруа и П. Тейером де Шарденом в 1927 году. Учение о ноосфере было создано и развито В. И. Вернадским в 40-х годах ХХ века. Вернадский понимал ноосферу как особую структурную форму, развивающуюся в результате взаимодействия человеческого общества и биосферы.