geo_mon
.pdfзадействованы все уровни власти: федеральный, региональный и муниципальный. Участие в обозначенных событиях примут широкие слои населения: школьники, сотрудники природоохранных объектов, волонтеры, активные граждане.
За формирование плана мероприятий и организацию их проведения, в соответствии с указом Президента, отвечает созданный распоряжением Администрации Президента России организационный комитет, в который вошли руководители федеральных и региональных органов властных структур, члены научного сообщества и представители некоторых организаций, осуществляющих деятельность в сфере экологии, в частности, сотрудники Русского географического общества.
Указом Президента организационному комитету поручено сформировать план мероприятий, которые будут проведены в 2017 году. 168 пунктов этого перечня уже известны – это те события, которые были запланированы к проведению еще в конце 2015 года в рамках реализации государственной программы «Охрана окружающей среды» на 2012-2020 годы.
В частности, будет проведен ряд всероссийских и региональных совещаний по обсуждению наиболее актуальных вопросов в сфере развития охраны природных ресурсов, цикл конференций, форумов и круглых столов. Будут утверждены и проведены всероссийские конкурсы: среди школьников всей страны, на выявление лучшего сотрудника природоохранных зон и т.д. Планируется организовать ряд фестивалей и слётов, будут организованы фотовыставки, проведены волонтерские акции, организована работа детских и подростковых лагерей. Одними из наиболее ярких событий являются подъем на гору Эльбрус и масштабный пробег по льду озера Байкал – ему организаторы планируют придать международный масштаб.
На заметку: Особое внимание будет уделено освещению всех мероприятий в средствах массовой информации. Будет запущен ряд телевизионных и радиосюжетов. Соответствующие рубрики появятся в научно-популярных изданиях: в «National Geographic», «Вокруг света», «Geo», «Природа и человек XXI век». На Первом канале все заинтересованные граждане смогут посмотреть цикл документальных фильмов, посвященных российским природоохранным зонам.
11
Полный перечень мероприятий, которые будут реализованы в 2017 году экологии в России, содержится в распоряжении Правительства России №2720-р.
Мнение экспертов. Напомним, что годом экологии в России был объявлен и не так давно ушедший 2013 год. По мнению Гринписа России, «на реальное состояние окружающей среды мероприятия, прошедшие в тот год, не повлияли».
Представители экспертного сообщества высказывают сомнения, что и грядущий год может остаться незамеченным широким массам и приобрести известность лишь в очень узких, преимущественно административных и политических кругах.
Однако эксперты высказывают надежду на то, что Год экологии, который также называется годом особо охраняемых природных территорий в России, все же принесет природе ощутимую пользу. Так, ожидается, что существенную помощь получат те объекты, расположенные на территории нашей страны, которые причислены к памятникам Всемирного наследия ЮНЕСКО.
Кроме того, особо пристального внимания со стороны представителей власти сегодня требует решение следующих задач:
∙внедрение системы раздельного сбора мусора;
∙решение проблемы чрезвычайно высокого уровня загрязнения окружающей среды: как водных ресурсов, так и атмосферных слоев;
∙начало использования возобновляемых энергетических ресур-
сов.
Если в ходе реализации плана мероприятий 2017 года экологии, провозглашенного указом Президента, будет положено начало решению данных задач, результативность данного проекта можно будет оценить положительно.
12
1. УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ
Прежде чем решать вопросы мониторинга окружающей среды, необходимо полностью знать, что такое окружающая среда и в этом нам помогут знания о биосфере. Только хорошая зная окружающую среду,
то есть биосферу, можно решать вопросы ее мониторинга. Составляя ничтожную долю биосферы – всего 0,0000025 ее мас-
сы (0,0001 долю живого существа), человек как биологический вид и одновременно с этим как уникальное социальное существо оказывает на биосферу огромное, несопоставимое по его месту на Земле воздействие, приближающееся по своей мощи к природным процессам. Это преобразующее, а нередко и разрушающее воздействие было названо В.И. Вернадским «геохимической деятельностью человека». Масштабы геохимической деятельности людей огромны, а время, в течение которого она протекает, ничтожно. Так, состав атмосферного воздуха в результате поступления в него антропогенного углекислого газа за последние 50 лет изменился больше, чем за всю предшествующую историю человеческого общества, за несколько столетий планета потеряла около 2/3 лесов, естественная структура почв разрушена на многих миллионах гектаров, значительные территории превращены в «лунные ландшафты» вследствие открытой разработки полезных ископаемых и т.д.
Сила и направленность геохимической деятельности человека не оставались неизменными. Они зависели как от количественного, так и от качественного развития человечества. Воздействие на природу людей каменного века, например, отличалось от современного антропогенного процесса не только чисто физическими характеристиками и параметрами, но и глубиной превращения вещества и энергии, характером последствий и т.д.
В настоящее время особенно напряженное положение сложилось в энергетическом балансе и биотическом кругообороте. Масштабы ежегодно изымаемого из природы вещества и возвращаемого ей уже в виде загрязнений, которые она не в состоянии включить в естественный кругооборот, лишь в несколько раз меньше ежегодной продуктивности биосферы.
За время своего существования человек сильно изменил био-
сферу. По мнению Н.Ф. Реймерса, «люди искусственно и неском-
13
пенсированно снизили количество живого вещества Земли, видимо,
не менее чем на 30 % и забирают в год не менее 20 % продукции всей биосферы». Биосфера превращается в техносферу, причем направленность антропогенного воздействия прямо противоположна направленности эволюции биосферы. Можно сказать, что с появлением человека начинается нисходящая ветвь эволюции биосферы – снижается биомасса, продуктивность и информационность биосферы. Как полагает Реймерс, «вслед за прямым уничтожением видов следует ожидать самодеструкции живого. Фактически этот процесс и идет в виде массового размножения отдельных организмов, разрушающих сложившиеся экосистемы». Таким образом, пока еще нельзя ответить на вопрос, создаст ли в будущем человек сферу разума или своей неразумной деятельностью погубит и себя, и все живое.
Свыходом человека в космос область взаимодействия человека
сприродной средой перестала ограничиваться сферой Земли. Возможно, в наше время было бы более точным понятие «ноосистема», а не «ноосфера», поскольку последняя после выхода людей в космос уже не соответствует пространственной конфигурации воздействия человека на природу. Понятие «ноосистема» предпочтительнее и в плане научного анализа экологической проблемы, так как оно ориентирует на применение развиваемого во второй половине XX в. Системного подхода к изучению объективной реальности.
Имеется еще одно важное соображение, не учтенное в концепции ноосферы. Человек взаимодействует со средой его обитания не только разумно, но и чувственно, поскольку он сам существо не только разумное, а разумно-чувственное, в котором разумный и чувственный компоненты сложным образом переплетены. Ноосферу не обязательно следует понимать, как некий экологический идеал, поскольку не всегда с экологической точки зрения хорошо то, что рационально, а само понятие разумного исторически изменчиво. Так, все современные технологические схемы, конечно же, посвоему разумны и рациональны в традиционном смысле слова, но часто дают отрицательный экологический эффект.
Воснове социальных воздействий человека на окружающую среду на протяжении последних столетий лежало осознание человеком своей растущей власти над природой. Современное состояние системы «человек– общество– природа» требует отказаться от потребительского и узко производственного отношения к окру-
14
жающей среде. Сегодня необходима научно обоснованная стратегия в системе «человек – общество – природа (биосфера)», направленная на преодоление опасного положения, когда создается реальная угроза разрушения биогенетических условий бытия человека. Созданная человеком материальная культура, как это не парадоксально, существует вопреки и благодаря природе.
Сохранение обеих сторон этого противоречия является условием сохранения созданной человечеством цивилизации. Осознание человеком социокультурных принципов отношения к природе может способствовать сохранению и воспроизводству биосферы и, в конечном счете, самого человека как биологического существа планеты. То, что на современном этапе взаимодействия общества и природы происходит обострение социоприродных противоречий – общепризнанный факт. Человечество стоит на грани экологической катастрофы. В связи с этим актуализируется необходимость изменения ориентиров социокультурного прогресса, что предполагает формирование экологической культуры, ориентирующей человека на коэволюционное развитие со своей природной средой обитания. В настоящее время под ноосферой понимают сферу взаимодействия человека и природы, в рамках которой определяющим фактором станет разумная человеческая деятельность.
Актуальность экологической тематики обусловила наличие широкого спектра учебников и учебных пособий по общей экологии для разных специальностей. Вместе с тем ориентация на самостоятельную работу студентов предполагает необходимость издания адаптированных учебных пособий, включающих в себя согласованные и достаточно компактные разделы как теоретической информации (на уровне конспектов лекций), так и прикладных задач, решение которых помогает более прочному освоению изложенной в первом разделе информации и приобретению навыков применения полученных знаний.
1.1. Учение о биосфере
Термин «биосфера» был предложен и введен в геологию австрийским ученым и палеонтологом Э. Зюссом (1875 г.). Хотя ранее Ж.Б. Ламарк в биологии говорил о специфической оболочке, населенной живыми организмами – « области жизни». Современное учение о биосфере разработал академик Вернадский В.И. (рис.
1).
15
Рис. 1. Владимир Иванович Вернадский – основоположник учения о биосфере
Биосфера – это своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами
Земля сформировалась как планета ~4,7 млрд. лет назад. Масса Земли составляет 6·1021 т, объем – 1,083 ·1012 км3, площадь поверхности 510,2·106 км2.
Наша планета состоит из концентрических оболочек (геосфер) – внутренних и внешних:
∙внутренние оболочки – это ядро, мантия.
∙внешние оболочки – это литосфера, гидросфера, атмосфера, биосфера.
Биосфера включает в себя следующие части:
1.аэробиосфера – нижняя часть атмосферы до высоты 25–30 км (ограничена озоновым слоем);
2.гидробиосфера – гидросфера, совокупность всех вод Земли;
3.литобиосфера – верхние горизонты твердой земной оболочки литосферы (до глубины 3 км).
Впределах этих частей биосферы выделяют две категории слоев:
16
1.эубиосфера – собственно биосфера, где живое вещество локализовано постоянно;
2.слои, в которые живые организмы попадают случайно:
-парабиосфера (слой, расположенный выше эубиосферы);
-метабиосфера (слой, расположенный ниже биосферы). Верхней границей биосферы является озоновый экран – слой
атмосферы, расположенный на разной высоте от поверхности Земли и имеющий наибольшую плотность (концентрацию) озона на высоте 22–26 км (рис. 2).
Рис. 2. Первичные представления о биосфере
Высота озонового слоя у полюсов оценивается в 7–8 км, у экватора – 17–18 км, максимальная высота, где встречается озон, равна 45–50 км. Озоновый слой является преградой для мощного УФизлучения Солнца, губительного для всего живого. Выше озонового слоя существование жизни без специальной защиты невозможно.
Если бы можно было извлечь весь озон, находящийся в атмосфере, и сжать под нормальным давлением, то получился бы слой,
17
покрывающий поверхность Земли с шириной всего 3 мм. Для сравнения, вся сжатая под нормальным давлением атмосфера составляла бы слой в 8 км.
Нижняя граница биосферы (метабиосфера) не опускается ниже 10–15 км. Обусловлена эта величина глубиной гидросферы и повышением температуры в литосфере: на глубине 3–3,5 км температура в земных недрах достигает 100 ° С.
С учетом протяженности всех названных слоев мощность биосферы по вертикали оценивается в 33–35 км. Хотя реально границы распространения живых организмов намного уже (эубиосфера –
12–17 км).
Категории веществ в биосфере. Согласно учению Вернадско-
го В.И. биосфера состоит из нескольких компонентов (рис. 3).
1.Живое вещество – совокупность живых организмов, населяющих планету Земля. Живое вещество или биотические компоненты биосферы включают в себя растения, животных и микроорганизмов. Суммарная масса живых организмов (биомасса) оценивается в ~ 2,42 ·1012 т, ~ 97 % которых составляют растения, ~ 3 % – животные.
Если вещество распределить по всей поверхности планеты, то получится слой всего в полтора сантиметра. Эта «пленка жизни» составляет менее 10–6 массы других оболочек Земли и является «одной из самых могущественных геохимических сил нашей планеты».
2.Косное вещество – неживое вещество, образованное процессами, в которых живое вещество участия не принимало (магматические породы).
3.Биокосное вещество – структура из живого и косного вещества, которая создается одновременно косными процессами и живыми организмами. Примером является почва, состоящая на 93 % из минеральных, косных веществ, на 7 % - из живых и биогенных веществ.
4.Биогенное вещество – вещество, которое возникло в результате разложения остатков живых организмов, но еще не полностью минерализовано (нефть, торф, уголь и др.)
5.Радиоактивное вещество
6.Вещество космического происхождения (метеориты)
7.Рассеянные атомы
18
Рис. 3. Строение биосферы (по В.И. Вернадскому)
Все эти семь различных категорий веществ геологически связаны между собой.
Сущность учения Вернадского В.И. Вернадский обосновал важнейшие представления о формах превращения вещества, путях биогенной миграции атомов (т.е. миграции химических элементов при участии живого вещества), о движущих факторах эволюции.
Главнейшие аспекты учения Вернадского:
1. Представление о планетарной геохимической роли живого вещества. Живое вещество преобразует облик планеты. Именно живые организмы улавливают и преобразуют лучистую энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира.
19
2. Представление об организованности биосферы, являющейся продуктом сложного превращения вещественно-энергетического и информационного потоков живым веществом за время геологической истории Земли. Организованность проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды (рис. 4).
Рис. 4. Состав биосферы
Классификация живого вещества по характеру питания (по трофическому статусу). В любой экологической системе живое вещество по характеру питания или по трофическому статусу представлено двумя группами организмов:
1. Автотрофы – используют неорганические источники для своего существования, создавая органическую материю из неорганической. Это фотосинтезирующие зеленые растения, синезеленые водоросли, некоторые хемосинтезирующие бактерии.
20