33 Структура биосферы, предложенная Реймерсом

Н Ф Реймерс предложил схему современной построения биосферы Согласно этой схеме, биосферу можно разбить на 3 пидсферы:

1 Аеробиосферу, населенную аеробионтамы

2 Гидробиосферу, населенную гидробионтами

3 Геобиосферу, населенную геобюнтамы

В свою очередь, аеробиосфера состоит из:

1 a) тропобиосферы - нижний слой;

16) альтабиосферы - разреженные слои, населенные микробионтамы;

1в) парабиосферы - высокие слои, туда организмы заносятся, но не размножаются

Гидросфера состоит из:

2а) сферы морей и океанов - моренобиосферы;

26) сферы пресных вод - аквабиосферы В свою очередь каждая из подсистем делится на:

- фотосферу - зона, куда хорошо попадает свет;

- дисфотосферу - зона, куда свет попадает плохо;

- афотосферу - зона, куда свет не попадает

Геобиосфера делится на:

3а) террибиосферу - поверхностные и грунтовые слои Земли;

36) литобиосферу - ниже почв

34 Функционирование биосферы

341 Функции живого вещества в биосфере

Определяющей характеристикой жизни является обмен веществ Обмен веществ живых организмов с окружающей средой осуществляется в процессе дыхания, питания, различных выделений В более общем случае в, круговорот в экосистемах и биосфере в целом возможен только в процессе использования и передачи энергииії.

Потоки энергии и круговороты вещества основные составляющие, необходимые для функционирования биосферы Живые организмы играют основную роль в процессах, которые поддерживают функционирование биосферы Основные функции живого вещества следующие: энергетическая, деструктивная, концентрационная, формирования состава окружающей средыща.

безжизненной частью биосферы, ее неживой веществом руководят продуценты, ними - консументы, деятельность которых определяют обратные связи, идущие от продуцентов В результате осуществляется биотический кругооб бег вещества в биосфере примерно по такой схеме:

1 Изготовители (растения) с помощью механизма фотосинтеза производят органическое вещество, потребляя солнечную энергию, воду, углекислый газ и минеральные соли

2 Консументы (животные) питаются биомассой растений и других животных

3 Редуценты потребляют часть потребительских веществ, разлагают мертвые тела растений и животных к простых химических соединений (воды, углекислого газа и минеральных солей), замыкая таким образом круговорот реч ществ в биосфері.

Таким образом, энергетическая функция выполняется прежде всего растениями, которые в процессе фотосинтеза аккумулируют солнечную энергию в виде химической энергии различных органических соединений

Деструктивная функция выполняется редуцентами Она заключается в разложении, минерализации мертвого органического вещества, химическом разложении горных пород, привлечении минералов, которые возникают в биотический м круговороту.

Концентрационная функция заключается в избирательном накоплении, при жизнедеятельности организмов, атомов вещества, рассеянных в природе

Функция формирования состояния окружающей среды заключается в трансформации физико-химических параметров среды (атмосферы, гидросферы, литосферы) в условия, благоприятные для существования живых организмов

Кроме энергетических, пищевых и химических связей, огромную роль в биосфере играют информационные Живые существа Земли освоили все виды информации - зрительную, звуковую, химическую, электромагнитную Русский биолог О Пресман определил биосферу как систему, в которой вещественно-энергетические взаимодействия подчинены информаним.

Все функции живых организмов в биосфере не могут выполняться организмами какого-то одного вида, а лишь их комплексом

Отсюда следует чрезвычайно важное положение, разработанное В 1 Вернадским: биосфера Земли сформировалась с самого начала как сложная система с большим количеством видов организмов, каждый из которых выполняет св ной роль в общей системе Без этого биосфера вообще не могла бы существоватьи.

9.  Сущность глобального экологического кризиса

Экологические проблемы в современном мире вышли на первое место. Получив неограниченную власть над природой, люди варварски используют ее. «Сегодня угроза выживанию пришла со стороны окружающей природной среды, быстро деградирующей под натиском человеческой деятельности», - сказал генеральный секретарь Конференции ООН по охране окружающей среды и развитию (КОСР) Морис Стронг на ее открытии в 1992 г. в Рио-де-Жанейро. Ресурсы планеты иссякают. Катастрофически быстро загрязняются воздух и вода. Превращаются в пески плодородные земли. На глазах сокращаются площади лесов. На планету буквально «вываливаются» горы отбросов, человек провоцирует природные катастрофы (24, с. 22). Возможное потепление, истощение озонового слоя, кислотные дожди, «цветение» водоемов, накопление токсичных и радиоактивных отходов представляют угрозу для выживания. Конечно, есть страны, для которых эти проблемы не столь остры. Но, в целом, все человечество озабочено ими, и поэтому они являются глобальными. Однако во многих государствах до проблем охраны окружающей природной среды просто не доходят руки. Американский эколог Дж. Холлиман пишет: «Там, где эндемична массовая безработица, свирепствуют болезни и нужда, а растущее народонаселение рвет общество по швам, на охрану природной среды будут смотреть как на роскошь, которую могут позволить себе те, кто стоит на верхней ступени лестницы прогресса» (24, с. 6). Прежде подвижная экологическая система справлялась с нагрузками. Даже когда человек своей деятельностью наносил ей болезненные раны, система могла вернуться в положение, исходное или близкое к нему. Существовало некое равновесие между природой и человеком, его деятельностью. Сегодня наблюдается выраженная тенденция к снижению устойчивости природы. Если она и восстанавливается, то намного медленнее. Механизмы природы, работающие в этом направлении, на пределе или уже за пределом. Это касается как биосферы, так и климата, водной и воздушной среды. В чем же суть экологической угрозы? В том, что растущее давление антропогенных факторов на биосферу может привести к полному разрыву естественных циклов воспроизводства биологических ресурсов, самоочищения почвы, вод, атмосферы. Это порождает «коллапс» - резкое и стремительное ухудшение экологической обстановки, что может повлечь за собой скоротечную гибель населения планеты. Угроза реальна, и не надо отворачиваться от нее, «прятать голову под подушку». Наше грядущее прежде всего зависит от того, как будут согласованы, «стратегия человека» и «стратегия природы». Экологический кризис наших дней - не временное затруднение, не досадное препятствие, которое можно легко отодвинуть. Это сотрясение глубинных основ человеческого бытия, эрозия и разрушение экологической ниши нашего существования. Комплекс экологических задач настолько объемен и различен в разных регионах мира, что найти стандартные или легкие решения невозможно. Попытаемся обрисовать основные проблемы, которые носят общепланетарный характер и касаются всех людей.

1.2. Проявления экологического кризиса

Проявления экологического кризиса многообразны. Первое проявление, которое на мой взгляд, может до основ изменить нашу цивилизацию – истощение ресурсов. Казавшиеся неистощимыми такие источники энергии, как нефть, газ, уголь, тают буквально на глазах. До 1900 г. нефти было добыто 0,54 млрд. баррелей (86,5 млн. т), в 1901-1920 гг. - 6,47, в 1921-1940 гг. - 37,24, в 1941-1960 гг. - 73,39, в 1961-1980 гг. - 266,41, в 1981-2000гг. будет потреблено 445,23, а в 2010-2020 гг. (по прогнозам) - 1081,79. Ее мировые запасы в 1997 г. оценивались в 1016 млрд. баррелей, т. е. еще до 2020 г. нефти на Земле не останется (16, с. 29). Анализ показывает, что катастрофы можно избежать, если не повторять ошибок прошлого и искать альтернативные источники энергии. Нефть и газообразное топливо - основа современной энергетики. В развитых странах его используют на 60 %, а в развивающихся - на 40 %. В начале 70-х гг. разразился энергетический кризис. Страны Ближнего Востока, владевшие 37 % мировой добычи нефти, резко подняли на нее цены. С 1973 по 1981 г. они подскочили в 5 раз, что вызвало шок на Западе. Но нефтяной кризис заставил сработать обратную связь, что принесло определенную пользу. Были приняты активные меры. В первую очередь это касалось экономии нефти и энергии вообще, даже в бытовых мелочах. К 1990 г. доля нефти в потреблении энергии упала в среднем с 42 до 33 % и продолжает снижаться. Кризис дал толчок освоению новых месторождений нефти: Аляска (США), Северное море (Великобритания и Норвегия), Тюмень, Ямал (Россия) и др. (7) В нашей же стране наращивали добычу и экспорт нефти, кризиса не испытывали. Скачок мировых цен в период с 1976 по 1984 г. принес стране 176 млрд. долларов, при том, что нефтяное сырье продавалось в 10 раз дешевле, чем на мировом рынке (70 р. за тонну). По еще более «мягким» ценам советская нефть шла в страны Восточной Европы. Внутри страны экономия энергии никак не стимулировалась (7, с. 82). Во всех странах сейчас пытаются нефть заменить природным газом, используя его как топливо и сырье для получения синтетических материалов. На химическую переработку (в том числе в жидкое топливо, способное заменить бензин) расходуется всего 2,5 % добываемого газа. Остальное идет на отопление и производство электроэнергии. Газа на планете значительно больше, чем нефти, особенно в России. Но и его при продолжающемся росте потребления едва ли хватит до середины XXI в. Запасы газа оцениваются примерно в 350 трлн. м3 (в том числе разведано 136 трлн. м3). При прогнозируемом на 2010 г. мировом потреблении 3,5 трлн. м3 в год разведанные запасы газа иссякнут через 40 лет, т.е. почти одновременно с нефтью. Кроме того, добыча газа с каждым годом обходится все дороже (24, с. 62). Ядерная энергетика вызывала мало опасений до чернобыльской трагедии. Но и теперь, несмотря на протесты, остается много сторонников использования этого топлива. Ископаемое топливо порождает экологические проблемы, альтернативные источники ограничены, концентрировать солнечную энергию пока слишком дорого и, за редким исключением, нерентабельно. Поэтому многие считают, что удовлетворить растущие потребности может только ядерное топливо. Судьба его зависит от того, в какой степени удастся обеспечить безопасность и примирить людей с работой атомных электростанций (АЭС). В Японии, например, уровень техники безопасности столь высок, что крупнейшая в мире АЭС Фукусима построена в сейсмоопасной зоне (до 10 баллов). Япония вообще стала лидером наращивания мощностей АЭС: из 23 строящихся в мире станций в 1991 г. 12 было в Японии. Решительно внедряют ядерное топливо французы. В Германии бунтующее против АЭС население зазывают на станции, чтобы показать надежность систем безопасности. Сейчас в мире 400 блоков АЭС, они дают уже 20 % всей энергии (24, с. 81). Население планеты постоянно растет. Сегодня эта проблема волнует и демографов, и социологов, и экономистов, и экологов, и политиков. Рост населения в значительной мере определяет будущее планеты: растет население - растут потребности, иссякают природные ресурсы, повышается нагрузка на биосферу. Эксперты ООН считают, что снижение рождаемости в развивающихся странах произойдет после 2000 г., а к 2100 г. население Земли стабилизируется на уровне примерно 11-13 млрд. человек. Эта цифра совпадает с прогнозом советского ученого С. Струмилина, сделанным еще в 30-х гг. (6, с. 89) Проблема демографического взрыва также, как мне кажется, не является надуманной. В конце XX в. в богатых странах рост населения замедлился; в бедных странах темп роста населения продолжает увеличиваться. Рекордсменом здесь остается Африка, где ежегодный прирост населения составляет в среднем 2,8 % (в 3 раза выше, чем в США), а в Кении он достигает 4,2 %. В Индостане прирост населения - 2,5 %, на Ближнем Востоке - 2,0 % в год. Наблюдается как бы запаздывание сценария «демографического перехода». Бурный рост населения, а с ним нищета, голод, болезни, неграмотность увеличивают людские бедствия в современном мире и могут привести к социальным и политическим взрывам. Но даже при благополучном «сценарии» демографическая проблема сохранит остроту и в XXI веке. К 2025 г. население слаборазвитых стран составит 84 % всех жителей Земли, в то время как сейчас - около 68 %  (7). Проблема голода неизбежно связана с прогрессирующим ростом населения. Зона, где большинство населения страдает от голода и недоедания, протянулась по обе стороны экватора и включает многие страны Азии, Латинской Америки и особенно Африки. Специалисты ООН считают, что число голодающих около 500 млн. человек; эксперты МБРР называют более 1 млрд. человек. Еще большее число людей недоедают, т. е. испытывают недостаток в рационе питания необходимых питательных веществ (белков, жиров, витаминов, микроэлементов, солей). Эксперты Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) полагают, что около 50 % детской смертности (до 5 лет) в Латинской Америке связано с плохим питанием. Прослеживается четкая связь между смертностью новорожденных и недостатком в рационе питания населения животных белков. Не лучше продовольственная обстановка и в странах СНГ. Голода пока нет, но дефицит важнейших элементов в питании существует во многих районах бывшего Союза. Некоторые явления в природе заставляют задумываться: не началось ли глобальное потепление? Последние 10 лет были самыми теплыми в XX столетии. Так, 1988 г. побил все рекорды: в Нью-Йорке в течение 40 дней температура не падала ниже 31°С, суровая засуха привела к тому, что в США впервые сбор зерна упал ниже потребностей страны. На Ямайке пронесся страшный ураган, лишив крова 500 тыс. человек. Муссонные дожди затопили Уд территории Бангладеш - 25 млн. людей потеряли жилище. В Антарктиде откололся гигантский айсберг длиной 130 км. Жарко было и в Европе (24, с. 53). Потепление климата связывают с парниковым, или тепличным эффектом (по-английски «эффект гринхауз»). Многие считают, что парниковый эффект уже действует. Это  вызвано тем, что миллиарды тонн углекислого газа ежечасно поступают в атмосферу при сжигании дров, угля, нефти, газа. Последствие парникового эффекта, которое вызывает наибольшие опасения - это подъем уровня Мирового океана. Международная конвенция климатологов в Австрии (1988) прогнозировала к 2030 - 2050 гг. повышение температуры на 1,5 - 4,5 °С, которое может вызвать подъем уровня океана на 50 - 100 см, а к концу XXI века - на 2 м. Трудно предсказать все страшные последствия повышения уровня моря. Людей ждет не только «всемирный потоп», могут усилиться и засухи. Наземные экосистемы не смогут достаточно быстро приспособиться к изменению климата. Огромные лесные массивы в результате разложения и сгорания будут дополнительными источниками углерода, что усугубит потепление (24, с. 55). Важна проблема разрушения озонового слоя. Жизнь сохраняется потому, что вокруг планеты образовался озоновый экран, защитивший биосферу от смертоносных ультрафиолетовых лучей. Но в последние десятилетия отмечено снижение содержания озона в защитном слое. Разрушение озонового экрана обнаруживалось каждой весной над Антарктидой с 1975 г. Позже над Северным полюсом было также замечено сокращение озонового столба на 10 %, а над Антарктидой - на 40 % (озоновый столб - это количество озона, через которое ультрафиолетовые лучи должны пройти из верхних слоев атмосферы до поверхности Земли в данном пункте). В защитном озоновом слое появились «дыры». Причины появления «озоновых дыр» объясняют по-разному. Возможно, это связано с естественными циклами в природе, на которые раньше не обращали внимания. Первоначально основной причиной считали разрушительное воздействие на озоновый слой сверхзвуковых транспортных самолетов, которые загрязняют стратосферу водой и оксидами азота, способными разрушать озон. Однако в одном ученые сходятся: фреоны (хлорфторуглеводороды) способствуют разрушению озонового слоя. Эти химические вещества, созданные человеком, широко используются в качестве аэрозолей, хладагентов и растворителей. Другим видом загрязнения атмосферы, не признающим государственных границ, являются оксиды серы и азота. Во многих странах (вначале в Скандинавии, а затем в США, Канаде, Северной Европе, Японии и др.) ученые обнаружили, что дождевая вода, казалось бы, самая чистая в природе, содержит большое количество кислот. Оксиды серы и азота в атмосфере - основная причина кислотных дождей. Оксиды серы поступают в воздух при сжигании ископаемых видов топлива, содержащих серу, первое место среди которых занимает каменный уголь (до 90 %), на втором месте - нефть, значительно уступает им газ. Оксиды азота NО2 также образуются при сжигании топлива, а дополнительным крупным их источником является автомобильный транспорт. Спектр влияния кислотных дождей очень широк. Прежде всего, они сказываются на популяциях рыб в озерах, особенно высокогорных, где вода стала кислой. По данным 1975 г., в США 51 % озер имели рН воды меньше 5, в 90 % этих озер рыба полностью отсутствовала. Правда, трудно предположить, что такая вода может сильно влиять на взрослых рыб. Скорее всего, низкий рН препятствует размножению рыб, убивая икру (11, с. 7). Деградация   наземных экосистем. Председатель Госкомитета по экологии и охране окружающей среды России академик  В. И. Данилов-Данильян в интервью газете «Аргументы и факты» в конце 1996 г. говорил: «... человечество не изобрело ничего, что могло бы заменить биоту в качестве регулятора окружающей среды. Но за время своего существования оно уже уничтожило 70 % естественных экосистем, которые способны переработать все отходы... Подчеркиваю, уничтожение био- и экосистем - самый страшный знак близкой катастрофы». Прежде всего следует обратить внимание на почвы, леса, водоемы, растительный и животный мир (21, с. 11). Деградация лесов способствует разрушению почв и интенсификации эрозийных процессов. Леса играют уникальную роль в эко-экономических системах. Сокращение лесных массивов неизбежно влечет за собой изменение состава атмосферы, водного баланса ландшафтов, уровня грунтовых вод, что, в свою очередь, влияет на плодородие почв и микроклимат. Но леса гибнут не только вследствие пожаров или вырубки, их деградация идет повсеместно из-за кислотных дождей, поступающих в атмосферу, воду, почву. В Шварцвальде (Германия) отмечены массовые повреждения и заболевания хвойных пород деревьев, дубов, берез, рябины, бука и платанов. Большинство ученых считают, что причина повреждений - кислотные дожди и загрязнение воздуха. Леса начали гибнуть. По оценкам 1984 г., три четверти деревьев в Германии получили различные повреждения. Итак, комплекс факторов: кислотные дожди; большая высота над уровнем моря; облачный покров; повышение кислотности и изменение минерального состава почв; наличие различных загрязнений, выбросы химических веществ в атмосферу, озоновые дыры и т.д., могут привести к экологической катастрофе.

2.2. Пути решения кризиса в региональном и мировом масштабе

Действенная экологическая стратегия призвана согласовать местные, региональные и глобальные, экономические, экологические и социокультурные цели развития человечества. Пренебрежение хотя бы одной из них ведет к неполноценности принимаемых решений. Следовательно, рассматриваемая под этим углом зрения экологическая политика представляет собой многоуровневую достаточно сложную систему. Уровням целей экологической политики должны соответствовать по масштабу органы управления и контроля, содержание и особенности решаемых задач (20). В большинстве случаев цели различных уровней являются частично конкурирующими либо альтернативными и осуществляются в условиях жестких ограничений по ресурсам. Поэтому гармонизация системы целей предполагает оценку предпочтений, приоритетов с применением экспертных и других методов. Далее разрабатываются программы необходимых мероприятий и изыскиваются источники финансирования. Одним из главных источников, на наш взгляд, станут внебюджетные экологические фонды, формирование которых на местном, региональном и федеральном уровнях началось в соответствии с законом «Об охране окружающей среды». В фонды поступают средства от предприятий и физических лиц в виде платы за нормативные и сверхнормативные выбросы, сбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду, размещение отходов, другие виды загрязнения, а также штрафы за экологические правонарушения. По сути, это экологический налог, позволяющий обеспечить финансирование значительной части расходов на восстановление окружающей среды. Очень важно добиться того, чтобы эти средства не уходили на другие, не связанные с экологией цели. Применительно к России да и другим «выходцам» из СССР различия в содержании экологической политики на всех уровнях определяются не только масштабами возникающих задач, но и спецификой их решения в условиях перехода к рынку (22, с. 5). Предприятия в рыночных условиях стремятся получать максимальную прибыль, поддерживать конкурентоспособность своей продукции путем снижения затрат, в том числе природоохранных, использовать легко доступные ресурсы, зачастую хищническим образом. Этому способствует и действующая налоговая политика, подрывающая производство и одновременно пренебрегающая наиболее оправданным и стабильным источником доходов — налогом на используемые природные ресурсы. У нас за счет данного источника бюджет получает лишь 3 процента доходов. Можно ожидать, что и в России в ближайшем будущем положение существенно изменится. По мере либерализации цен на энергоносители и другие природные ресурсы этот налог, улавливающий, по сути, дифференциальную ренту, должен стать одним из главных источников бюджетных доходов, обеспечивая, по оценке специалистов, более 20 процентов поступлений в государственную казну (22, с. 6). На муниципальном и региональном уровнях критерии и цели общественного прогресса, включая экологические, прослеживаются более явственно. Здесь может быть достигнуто гармоничное, сбалансированное формирование экологических, экономических и социальных целей. Органы власти и население способны противостоять усилению производственной функции в ущерб экологической. С другой стороны, чрезмерное свертывание производственных программ в стремлении улучшить экологическую ситуацию нередко приводит к негативным последствиям, поскольку подрывается материальная основа природоохранной деятельности. Между тем в условиях накопившегося за десятилетия недоверия людей к решениям властных структур придется постоянно учитывать возможность возникновения подобных ситуаций. Важно, чтобы цели развития региона и расположенных на его территории предприятий согласовывались при участии общественности и полной информированности населения. Первостепенной и сложной проблемой экологической политики России в рыночных условиях является создание экономического механизма ее осуществления. Казалось бы, общественная собственность и централизованное планирование, еще недавно безраздельно господствовавшие в нашей стране, наилучшим образом отвечают задачам обеспечения экологической безопасности и охраны природы, затрагивающим как раз общественные интересы. В действительности же в решении экологических проблем наиболее преуспели страны с развитой рыночной экономикой. Там для этого используется система специальных налогов, выплат и штрафных санкций, стимулирующих природоохранную деятельность предприятий, но не подрывающих их экономические возможности. Аналогичную систему предстоит сформировать и нам (19, с. 21). Эколого-экономическая сбалансированность способствует поддержанию бюджетов различных уровней. Нам следует перенять из зарубежного опыта все ценное, в частности в регулировании вредных выбросов. Так, разрешение на общее количество выбросов, не превышающее нормативов ПДК для данной территории, может быть продано на договорной либо аукционной основе предприятиям-загрязнителям. Такой способ регулирования позволяет местным властям получать дополнительные средства для экологической и социальной защиты населения и сохранять контроль над ситуацией. Предприятия же - источники вредных выбросов — будут вынуждены совершенствовать производство, эффективно перерабатывать отходы, устанавливать дополнительные очистные сооружения и т. д. Подобные эколого-экономические системы с успехом применяются за рубежом. Эффективность долгосрочной экологической политики измеряется в стоимостной оценке и изменением критериальных натуральных показателей. Причем с помощью стоимостных оценок можно было бы оптимизировать вариант развития той или иной территории, учитывая все природоохранные и природовосстановительные работы. Однако реальная стоимостная оценка компонентов среды обитания, их корреляция с состоянием здоровья людей, продолжительностью их жизни, другими демографическими показателями и биопотенциалом окружающей природы весьма затруднительна. Она может быть получена лишь в результате трудоемких и продолжительных специальных исследований. Экологический эффект (ущерб) следовало бы учитывать и на макроуровне - в валовом общественном продукте и национальном доходе. В настоящее время экологическую составляющую при расчете названных показателей игнорируют как отечественные, так и зарубежные статистики, ссылаясь на методические трудности ее определения. На наш взгляд, эти трудности чрезмерно преувеличиваются. Вопреки расхожему мнению экологический ущерб вполне поддается объективной оценке. Он может быть измерен затратами, которые требуются, чтобы вернуть природную среду (уровень загрязнения воздуха, воды, земной поверхности и т. п.) из состояния на конец периода к состоянию на его начало. Так, во второй половине текущего столетия экологический ущерб России составляет, по самым осторожным подсчетам, не менее десятой части ВНП ежегодно (19, с. 23). Важным элементом долгосрочной экологической политики любой страны должна стать оценка состояния ландшафтов и возможности их восстановления. Хозяйственное освоение территории оставило мало мест, где природа сохранилась в первозданном виде, однако степень разрушения ландшафтов и направленность работ по их сохранению и реконструкции существенно различаются. Экологические программы по этой проблематике целесообразно разрабатывать по следующим основным направлениям: 1. Сохранение естественных ландшафтов. Это направление охватывает регионы с уникальной природой, ценные в культурно-историческом отношении, имеющие большое рекреационное значение или представляющие научный интерес как эталонные комплексы природных зон. Подобная работа ведется путем создания сети заповедников, заказников, заповедных зон. Однако в дальнейшем потребуется увеличить их количество и расширить площади уже существующих заповедников. 2. Минимизация антропогенных нагрузок на природную среду с тем, чтобы уменьшить ущерб для ландшафта. Это достигается путем применения современных технологий и специального оборудования, адаптированных к условиям каждой природной зоны, комплексного использования природных ресурсов и т.п. 3. Трансформация естественной природной среды в культурный ландшафт. Реализация данного направления имеет большое значение для районов интенсивного хозяйственного освоения. Пока этот процесс у нас никем не управляется, носит стихийный характер. Отсюда множество полуразоренных территорий, необустроенных жилых поселков и т. п. Оптимизация процесса хозяйственного освоения новых территорий требует обязательного участия в подготовке проектировок и обоснований специалистов по экологии, ландшафтоведению, почвоведению, геоморфологии, агрономии, архитектуре. 4. Реконструкция и восстановление естественных ландшафтов касается районов крупных индустриальных центров, наиболее пострадавших в результате горнопромышленных разработок, строительства временных поселков, дорог, крупных предприятий химической промышленности, черной и цветной металлургии и т. п. Хотя естественные ландшафты таких регионов разрушены, существование горнопромышленных пустынь отнюдь не неизбежно. Об этом говорят работы по рекультивации, проводящиеся во многих странах, их опытом хорошо бы воспользоваться. Здесь речь может идти о создании искусственных культурных ландшафтов с элементами естественных, характерных ранее для района. Такая работа должна проводиться совместными усилиями природопользователей и местных властей (19, с. 27). Важнейшим моментом в разработке долговременной экологической политики является определение этапов ее реализации в тесной взаимосвязи с социально-экономическим развитием. Признание неразрывной связи между развитием и защитой природной среды послужило лейтмотивом Декларации Рио и других документов Всемирного экологического конгресса в Бразилии. Исходя из прогноза развития экономики и общества, расширения и укрепления связей России можно выделить три временных этапа экологической политики. На первом этапе, пока продолжается падение производства и ощущается дефицит жизненно необходимого, экологическая политика в основном будет строиться по принципу «не навреди». Нам важно хотя бы замедлить процесс дальнейшего разрушения природы, а в кризисных регионах его приостановить. Главным содержанием второго этапа будет осуществление экономически выгодных природоохранных и природовосстановительных проектов на средства как отечественных, так и зарубежных предпринимателей. Одно из важнейших направлений, открывающих поистине безграничные возможности, - применение новых технологий. Современное оборудование позволяет улавливать и сепарировать газообразные, пылевидные и жидкие промышленные выбросы, извлекать и утилизировать тысячи тонн ценнейшего вторичного сырья (например, специализирующаяся на экономически выгодном экологическом бизнесе германская фирма «Хелотер» создала и успешно эксплуатирует в Кузбассе установки по производству из угольной пыли коксующихся брикетов). Многочисленные отвалы и «хвосты», захламляющие обширные территории, таят в себе запасы полиметаллических руд, декоративных камней, редкоземельных элементов. Выгоды от их извлечения при рациональном подходе к делу намного перекроют затраты на рекультивацию и возвращение в хозяйственный оборот земель, занятых ныне промышленными отходами. Это относится и к терриконам, уродующим ландшафты угледобывающих регионов. Их утилизация наряду с экологическим эффектом позволит получить стеновые материалы для малоэтажного строительства. Излишне говорить, сколь благотворна подобная деятельность - особенно для экологически кризисных регионов. Третий этап долгосрочной экологической политики охватывает период послекризисного восстановления и устойчивого экономического роста. На этом этапе экологические требования и задачи будут ИГРАТЬ  все большую роль, а в перспективе, в начале следующего столетия, сделаются во многом определяющими социально-экономическое развитие (подобно тому, как это имеет место в передовых странах Европы, в Северной Америке и Японии). Главным содержанием третьего этапа станет восстановление природной среды - экологическая реконструкция. Появится возможность осуществлять крупные природоохранные проекты, влекущие за собой большие затраты. Впечатляющими примерами экологической реконструкции может служить очистка доведенных до полумертвого состояния Великих озер в Америке, Рейна в Европе, атмосферы Нью-Йорка, Лондона и Токио (20). На всех этапах развития ведущую роль в разработке и реализации экологической политики призвано играть государство. Помимо финансирования крупнейших экологических программ оно обеспечивает правовой контроль и экономические стимулы в сфере природоохранной деятельности. Наилучшая экологическая стратегия обречена на неудачу, если не разработан действенный правовой механизм защиты среды обитания. Государство обязано контролировать деятельность предприятий и транснациональных корпораций с тем, чтобы не допустить в применяемых ими технологиях «двойных стандартов» для нас и для цивилизованных стран. В компетенции государства - определить общие нормы, стандарты и правила экологической безопасности. Нужна также единая система экоинформации, мониторинга, автоматизированных кадастров природных ресурсов, которая позволит оперативно оценивать ситуацию и состояние среды обитания в различных регионах страны. Из всех проблем современного развития экологические носят наиболее глобальный характер. Территориальная разобщенность не помогает их решению. Поэтому для стран СНГ задача сохранения единого экологического пространства не менее актуальна, чем экономического. Несомненным успехом являются экологическое соглашение, заключенное между странами СНГ, создание международного экологического центра и договоренность об образовании совместного экологического фонда. Но успехи нужно развивать (19, с. 32). Защита природной среды - естественное поприще заинтересованного сотрудничества всех стран, свободного от конфронтации, соперничества и взаимных подозрений. В конечном счете, экологическая политика России должна быть интегрирована в систему коллективной экологической безопасности мира.

“Парниковый эффект” и глобальные изменения климата.

Парник – это участок земли, изолированный от окружающей среды прозрачной пленкой или стеклом. Как же он функционирует? Солнечные лучи нагревают землю, от нее нагревается воздух. Если бы пленки не было, то теплый воздух, как более легкий, поднялся бы вверх, а на его место поступил холодный. В результате такого перемешивания установилась бы какая-то средняя температура воздуха. Пленка же не дает воздуху перемешиваться, холодный воздух не поступает в парник, и температура внутри него становится выше, чем снаружи.

Атмосферный эффект, о котором идет речь, вызван аналогичными причинами, отсюда и его название – парниковый. Еще в 1827 году французский физик Ж. Фурье предположил, что атмосфера Земли выполняет функцию пленки (стекла) в парнике: воздух пропускает солнечную энергию, не давая ей при этом рассеяться обратно в космос. Солнце нагревает поверхность Земли. Как и всякое нагретое тело, Земля испускает невидимые глазом инфракрасные лучи, а так как главные газы атмосферы – кислород и азот – не поглощают их, они рассеиваются в космическом пространстве. Но в атмосфере в малых концентрациях содержатся водяные пары, углекислый газ (диоксид углерода), метан, оксиды азота и т.д. – парниковые газы, способные поглощать инфракрасное излучение. В результате такого поглощения часть энергии Солнца аккумулируется в атмосфере, что способствуют повышению ее средней температуры. Если бы этого не происходило, Земля была бы примерно на 30 градусов холоднее, чем сейчас, и жизнь бы на ней в современных формах не существовала. Парниковый эффект – повышение средней температуры за счет поглощения атмосферой инфракрасного излучения нагретой Солнцем Земли.

Исходя из того, что “естественный” парниковый эффект – это устоявшийся, сбалансированный процесс, логично предположить, что повышение концентрации парниковых газов в атмосфере должно привести к усилению парникового эффекта, который в свою очередь приведет к повсеместному потеплению климата. Количество СО2 в атмосфере неуклонно растет, так как человек для своих нужд сжигает все большее количество ископаемого топлива (газ, уголь и нефть), накопление ускоряется еще и в результате сплошной вырубки лесов и загрязнения Мирового океана: именно они, поглощая углекислый газ и выделяя кислород, являются буферной системой Земли.

Кроме того, как результат человеческой деятельности в атмосферу попадают и другие парниковые газы, например, метан, оксиды азота и целый ряд хлорсодержащих веществ. Несмотря на то, что они производятся в меньших объемах, некоторые из них куда более эффективны с точки зрения глобального потепления, чем углекислый газ1 .

Сегодня уже мало кто из ученых, занимающихся этой проблемой, оспаривает тот факт, что деятельность человека приводит к повышению концентрации парниковых газов в атмосфере. По мнению Межправительственной комиссии по изменению климата, “увеличение концентрации парниковых газов приведет к разогреву нижних слоев атмосферы и поверхности Земли... Любое изменение в способности Земли отражать и поглощать тепло, в том числе вызванное увеличением содержания в атмосфере тепличных газов и аэрозолей, приведет к изменению температуры атмосферы и Мирового океана и нарушит устойчивые типы циркуляции и погоды”.

Тем не менее ведутся споры вокруг того, какое конкретно количество этих газов вызовет потепление климата и в какой степени, а также как скоро это произойдет. Дело в том, что мировые средние температуры могут сильно колебаться в пределах нескольких лет и десятилетий, и причем по естественным причинам. Проблема в том, что считать средней температурой и на основании каких критериев судить, действительно ли она изменилась в ту или другую сторону.

В конце 80 – начале 90-х годов несколько лет подряд среднегодовая температура была выше обычной. Это вызвало опасения, что обусловленное человеческой деятельностью глобальное потепление уже началось. Среди ученых существует консенсус, что за последние сто лет среднегодовая температура поднялась на 0,3 – 0,6 градусов. Однако среди них нет согласия в том, что именно явилось причиной этого явления. Трудно с уверенностью сказать, происходит глобальное потепление или нет, так как наблюдаемый рост температуры все еще находится в пределах естественных температурных колебаний. Неопределенность в вопросе всеобщего потепления порождает скепсис по поводу грозящей опасности. Проблема заключается в том, что когда гипотеза об антропогенных факторах потепления подтвердится, уже поздно будет что-либо предпринимать.

Вы спросите, но что плохого в глобальном потеплении? Тепло не холод, от холода человек страдает сильнее, да и речь идет о повышении температуры на десятые доли градуса. По мнению многих исследователей, если сохранится тенденция к потеплению, это приведет к изменению погоды и увеличению количества осадков, и как следствие, к подъему уровня Мирового океана. Ученые уже отметили перемены в картине выпадения осадков. Они подсчитали, что в США и России последние 30 – 40 лет осадков выпадет на 10 % больше, чем в прошлом. В то же время количество осадков над экватором уменьшилось на те же десять процентов. Дальнейшее изменение в системе выпадения осадков окажет огромное воздействие на сельское хозяйство, смещая зоны возделывания культур в северные районы Северной Америки и Евразии.

Потепление климата приведет к таянию ледников на Северном и Южном полюсах, в Гренландии и т.д. По расчетам ученых, увеличение температуры на 10 градусов по Цельсию вызовет повышение уровня Мирового океана на 5 – 6 метров, что обусловит затопление многих прибрежных территорий. Например, Бангладеш полностью погрузится в океан.

Но это еще не все. По мнению ряда исследователей, парниковый эффект приведет к совершенно катастрофическим последствиям. Так, в результате глобального потепления начал таять Гренландский ледник, стекающие с него воды стали опреснять холодное Лабрадорское течение, берущее начало в одноименном заливе между Гренландией и Канадой. Раньше оно из-за большей плотности (соленая вода плотнее пресной) “подныривало” под теплый, а следовательно, и более легкий Гольфстрим (Северо-Атлантическое течение) и пропускало его на север, обеспечивая комфортный климат всей Европе и восточной части Америки. Но, будучи опресненным, Лабрадор уже не сможет опускаться ниже Гольфстрима и проходить к югу. Оттолкнув Гольфстрим, он снова устремится на север, охлаждая океаны и материки. А это грозит Северному полушарию новым ледниковым периодом, который может наступить уже через 5 – 10 лет. Как один из вариантов развития бедствия возможен следующий: полностью промерзнут низовья сибирских и европейских рек, они разольются и затопят громадные территории. В России, например, это будет полным крахом в экономике.

Так как предполагаемое потепление, вызванное человеческой деятельностью, в основном происходит в результате сжигания топлива, следовательно, для предотвращения кризиса необходимо изменить практику энергопотребления. По мнению Агентства по охране окружающей среды США, мировое сообщество должно предпринять серьезные меры. Если опасения, связанные с потеплением климата, оправдаются, то плата за бездействие будет намного выше, чем затраты на предотвращение кризиса.

По мнению экологов, наиболее действенным будет повышение эффективности энергопользования и переход к альтернативным видам топлива: отказ от ископаемых видов топлива, таких, как нефть и уголь. В этом направлении еще предстоит огромная работа.

В 1980 году более 100 миллионов тонн СО2 было выброшено в атмосферу в восточной части Северной Америки, Европе, западной части СССР и крупных городах Японии. Выбросы СО2 в развитых странах в 1985 году составили 74% от общего объема, а доля развивающихся стран составила 24%. Ученые полагают, что к 2025 году доля развивающихся стран в производстве углекислого газа возрастет до 44%. В последнее время Россия и страны СНГ значительно сократили выбросы в атмосферу СО2 и других тепличных газов, что прежде всего объясняется падением уровня производства. Тем не менее ученые ожидают, что в начале XXI века Россия достигнет прежних объемов выброса в атмосферу тепличных газов.

В декабре 1997 года на встрече в Киото (Япония), посвященной глобальному изменению климата, делегатами из более чем ста шестидесяти стран была принята конвенция, обязывающая развитые страны сократить выбросы СО2.Киотский протокол предписывает тридцати восьми индустриально развитым странам сократить к 2008 – 2012 годам выбросы СО2 на 5% по сравнению с уровнем 1990 года: Европейский союз должен сократить выбросы СО2 и других тепличных газов на 8%, США – на 7%, Япония – на 6%.

Протокол предусматривает систему квот на выбросы тепличных газов. Суть его в том, что каждая из стран (пока это относится только к тридцати восьми странам, которые взяли на себя обязательства сократить выбросы) получает разрешение на выброс определенного количества тепличных газов. При этом предполагается, что какие-то страны или компании превысят квоту выбросов. В таких случаях они смогут купить право на дополнительные выбросы у тех, у кого выбросы меньше выделенной квоты. Таким образом, планируется сокращение выбросов тепличных газов в последующие 15 лет на 5%.

“Озоновые дыры” и пути их предотвращения.

Озоновый слой – это слой атмосферы (стратосферы) с повышенным содержанием озона. Он начинается на высоте около 8 км над полюсами (или 17 км над экватором) и простирается вверх вплоть до 50 км. Концентрация озона в слое очень низкая, и если его выделить в чистом виде и сжать до плотности, которую имеет воздух у поверхности Земли, то толщина озонового слоя не превысит 5 мм.

Озон – аллотропная форма (в том случае, когда элемент имеет несколько простых веществ (они состоят из атомов одного вида), их называют аллотропными формами) кислорода (от греч. “пахнущий”), его молекула состоит из трех атомов кислорода (О3). Озон образуется из кислорода под воздействием ультрафиолетового излучения:

2О2О + О3.

Озон поглощает жесткое (коротковолновое) ультрафиолетовое излучение Солнца, предохраняя живые организмы от его губительного воздействия. Поэтому разрушение озонового слоя приведет к более высоким уровням ультрафиолетового излучения на поверхности Земли, что будет способствовать увеличению случаев рака кожи у людей, мутаций у растений и т.п.

В 1985 году британские исследователи обнародовали данные своих восьмилетних наблюдений. Они обнаружили над Северным и Южным полюсами области атмосферы с пониженным содержанием озона (до 50 %) – “озоновые дыры”. В настоящее время большинство ученых пришло к заключению, что озоновый слой земли разрушают так называемые фреоны – хлорфторуглероды (ХФУ), чрезвычайно химически стойкие вещества, применяемые как хладоагенты в холодильниках и наполнители аэрозольных упаковок. Благодаря химической стойкости фреонов ничто в природе неспособно разрушить (утилизировать) их. Диффундируя в атмосфере, пары фреона достигают озонового слоя и там под действием ультрафиолета вступают во взаимодействие с озоном и “проедают” дыру в озоновом слое.

В середине сентября 1987 года представители двадцати четырех стран встретились в Монреале и подписали соглашение, по которому обязались вдвое сократить использование озоноразрушающих ХФУ к 1999 году. Однако в связи с ухудшающейся ситуацией в 1990 году в Лондоне были приняты поправки к Монреальскому протоколу, согласно которым в список регулируемых ХФУ вошли еще десять веществ. Было принято решение прекратить использование ХФУ, галогенов и четырехлористого углерода (ССl4) к 2000, а метилхлороформа – к 2005 году.

В результате всех указанных мер запрета “озоновые дыры”, к сожалению, не исчезли и даже не уменьшились. Возможно, что в их существовании виноваты вовсе не фреоны, а естественные причины: циклическая активность Солнца, процесс дегазации Земли и т.п. В любом случае “озоновые дыры” несут в себе угрозу человечеству и требуют постоянного экологического мониторинга (наблюдения) за ними.

Иная проблема, касающаяся озона, но не связанная с разрушением озонового слоя, – фотохимический смог: образуясь на свету при протекании реакций оксидов азота с углеводородами, озон, собираясь в нижних слоях атмосферы (тропосфере), является составной частью смога.

Наличие озона в тропосфере ускоряет процесс разрушения резиновых изделий, текстиля, красочных покрытий и т.п., снижает продуктивность сельскохозяйственных культур, замедляет фотосинтез в растениях и ослабляет их. Так, по оценкам специалистов, в США ежегодные потери кукурузы, пшеницы, соевых бобов и арахиса, вызванные озоном, составляют от 1,9 до 4,5 миллиардов долларов.