Техногенные воздействия в системе «биосфера – человек»

1.1Нарушение круговоротов вещества в социоприродных экосистемах

Для анализа антропогенных воздействий на состояние биосферы было введено понятие социоприродной экосистемы, существенной особенностью которой является включение в ее состав социальной компоненты, т.е. человеческого общества, которое в современной истории стало геологической преобразующей силой. Чтобы наиболее четко выявить специфику воздействий на природу, оказываемых человеческим обществом на различных этапах исторического развития, экологами был проведен сравнительный анализ воздействий антропогенных экологических факторов на природную среду путем рассмотрения круговорота веществ в различных видах глобальных экосистем. В частности, для проведения такого анализа французский эколог Франсуа Рамад условно выделяет три вида экосистем, относящихся к исторически и технологически различным этапам развития человеческого общества:

1) экосистема первобытного общества;

2) экосистема аграрной цивилизации;

3) экосистема современной промышленной цивилизации.

Вводя в схемы круговорота еще одно звено трофической цепи - человека как суперхищника, потребляющего в пищу органическое вещество продуцентов и консументов 1-го и 2-го порядков, Ф. Рамад выявляет основные закономерности осуществления круговоротов вещества s трех указанных видах экосистем и оценивает энергетические потребности человека в каждой, Прежде чем сформулировать эти закономерности, дадим краткую характеристику взаимоотношений социальной и природной составных частей этих трех экосистем.

На первобытном этапе человек занимался собирательством и охотой, его деятельность не оказывала существенных воздействий на другие компоненты системы, т.е. антропогенная нагрузка на природную среду была незначительной. Энергетические потребности человека ограничивались удовлетворением его естественных потребностей как биологического вида и могут быть оценены известной величиной 4000 ккал в сутки (на одного человека или, иначе, на душу населения). Все отходы жизнедеятельности организмов, как и самого человека, представляли собой органические остатки, перерабатываемые в экосистеме редуцентами в минеральные вещества. Следовательно, все отходы в экосистеме первобытного общества были биологически разрушаемыми и усваивались в экосистеме, т.е. круговорот веществ в ней был замкнутым.

Возросшая численность человеческой популяции потребовала поиска новых способов обеспечения членов человеческого общества пищей, необходимой на душу населения в условиях ограничения площади ее сбора. Произошел переход от охоты и собирательства злаков к выращиванию домашнего скота и земледелию, т.е. к аграрному производству пищи. Появляется новый тип социоприродной системы, в которой уже заметны антропогенная нагрузка и результаты воздействия на состояние природной среды: возникают большие города, дороги, каналы и т.п. Появляются обезлесенные территории, опустыненные земли. Сегодня в безжизненных пустынях археологи находят следы некогда процветавших, а затем неосознанно разрушенных социоприродных экосистем. По оценкам экологов, в аграрной экосистеме энергетические потребности человека удвоились за счет затрат на обеспечение жильем, содержание скота, тягловых затрат в земледелии. Однако отходы жизнедеятельности людей остались качественно такими же, что и на предыдущем этапе, т.е. биологически разрушаемыми и усваиваемыми в экосистеме.

Дальнейший рост численности народонаселения на планете заставил общество приблизительно двести лет назад перейти от чисто аграрных технологий обеспечения себя пищей к промышленному производству продуктов питания, что привело к кардинальным изменениям во взаимоотношениях общества с природой, к колоссальным изменениям в культуре и образе жизни человека. С середины XX века в мире разворачивается научно-техническая революция, с использованием достижений науки создаётся новое поколение техники, обеспечивающей интенсификацию физической и умственной деятельности людей, возникают новые виды энергетики (например, атомная). В результате возможности общества воздействовать на природу небывало возросли. Человечество продолжает наращивать темпы потребления, истощая природные ресурсы. Промышленное производство всё в большей степени противоречит естественному круговороту веществ в природе, нарушает его, выбрасывая в окружающую природную среду отходы жизнедеятельности в форме, неусваиваемой в экосистеме (свалки, отвалы горных пород, лом металлов, использованные пластмассовые изделия и др.), что загрязняет природу. Энергетические потребности человека в экосистеме промышленной цивилизации уже существенно возрастают и оцениваются величиной 50-200 тыс. ккал в сутки, т.е. возникшие на данном этапе развития общества дополнительные энергетические потребности человека во много раз превышают его естественные потребности в пище.

Существенные особенности трех видов социоприродных экосистем можно представить следующим образом (по Ф. Рамаду):

Экосистемы	Удельные (на душу населения) суточные потребности человека	Особенности круговорота веществ
Первобытного общества	около 4 тыс. ккал	Круговорот вещества замкнут, так как все отходы жизнедеятельности усваиваются в экосистеме
Аграрной цивилизации	около 8 тыс. ккал	Круговорот замкнут (отходы усваиваются в экосистеме)
Современной промышленной цивилизации	50-200 тыс. ккал	Круговорот веществ разомкнут вследствие образования в экосистеме большого объема биологически не разрушаемых отходов, которые не усваиваются в экосистеме и выводятся из круговорота веществ