Прикладная экология. Учебное пособие

8. Адаптивная система ведения сельского хозяйства

При ведении сельского хозяйства предпочтение должно отдаваться тем отраслям животноводства, которые на производство единицы продукции расходуют меньше корма. Высока энергетическая эффективность у прудового рыболовства.

Отрасль животноводства является опаснейшим загрязнителем окружающей природной среды. Годовой сброс в водоемы достиг 10, 25 млрд. м3, из этого значительная часть сброса в водоемы загрязненных сточных вод приходится на отрасль животноводства. Утилизация животноводческих стоков, губительно действующих на водные экосистемы, очень сложна.

В сельском хозяйстве энергосбережение можно осуществлять, используя адаптивный подход. Задача – повысить КПД агроэкосистемы, получить больше растениеводческой и животноводческой продукции на каждую единицу вводимой в нее антропогенной энергии.

Адаптивная система ведения сельского хозяйства позволяет снизить потребление антропогенной энергии и активизировать жизнедеятельность всех полезных организмов, которые входят в состав агроэкосистемы.

Вопросы для самопроверки

1.Каково значение сельского хозяйства для человечества?

2.Дайте определение понятий «агросфера», «агроэкосистема», «агроценоз», «аграрный ландшафт», «ландшафт».

3.Каковы отличительные особенности функционирования природных экосистем и агроэкосистем?

4.Назовите основные элементы агроэкосистемы.

5.Что и как необходимо использовать для получения высококачественного урожая?

6.Назовите основную задачу адаптивной системы ведения сельского хозяйства. Как ее достичь?

103

101

Тема 12. Городские (промышленные) экосистемы и охрана окружающей среды

План

1.Энергопотребление и функционирование городских (промышленных) экосистем.

2.Проблемы охраны окружающей природной среды, связанные с ростом городов и промышленного производства.

1. Энергопотребление и функционирование городских (промышленных) экосистем

Экосистемы городов и промышленных предприятий относятся к антропогенным. Получают готовую энергию (газ, уголь, электричество). Они являются как генераторами улучшения жизни, так и источниками загрязнения окружающей природной среды. Промышленные экосистемы очень энергоемки. Они биологически связаны с естественными экосистемами, отличаясь от них так же, как агроэкосистемы.

Городские экосистемы гетеротрофны. Растения (продуценты) в составе городских экосистем растут в лесопарках, парках, садах, на газонах. Их главное назначение - не производство органического вещества (древесина, сено, съедобные плоды и т.д.), а регулирование газового состава атмосферы, выделяя кислород, поглощая углекислый газ, очищая атмосферу от вредных газов и пыли. Растения имеют важное эстетическое и декоративное значение.

Общая площадь озелененных территорий в городах России составляет 25% всех городских земель, а насаждений общего пользования - около 2%.

На газонах, в скверах нередко можно встретить и сорные растения. В южных городах степной зоны России появился агрессивный сорняк – амброзия полыннолистная.

Животные в городе представлены обычными видами естественных экосистем. Например, в парках живут разнообразные виды птиц – зяблики, славки, соловьи и др., млекопитающие – белки, полевки. В водоемах можно встретить диких уток, гусей, лебедей.

Особая группа городских животных – это спутники человека. Среди них птицы (голуби, воробьи, вороны, ласточки, скворцы и др.), грызуны (крысы, мыши), насекомые (клопы, моль, мухи, тара-

104

102

каны и др.). Многие животные являются санитарами города, питаясь отбросами на помойках (галки, вороны, воробьи). В городских экосистемах распространены домашние животные (кошки, собаки), декоративные животные (голуби, попугаи, хомячки, аквариумные рыбки).

Городские экосистемы связны не только с естественными, но и другими экосистемами. Особенность экосистем современных городов – нарушение экологического равновесия. Человек должен регулировать как потребление городом энергии и ресурсов, так и количество отходов, загрязняющих атмосферу, воду, почву в результате деятельности промышленности и транспорта.

Преобразуя естественную природную среду, человек создает новую, искусственную, техногенную, которая охватывает всю ландшафтную оболочку, проникает в глубину земной коры и расширяется в космическое пространство.

2. Проблемы охраны окружающей природной среды, связанные с ростом городов и промышленного производства

Одной из сложных проблем конца ХХ – начала ХХI столетия является быстрый рост городов, расширение их территории. При этом города меняются не только количественно, но и качественно.

Гигантские метрополии, сгустки городов с многомиллионным населением расползаются на многие сотни квадратных километров, поглощая соседние поселения и образуя городские агломерации, урбанизированные районы – мегаполисы. Они простираются в отдельных случаях на тысячу и более километров.

В начале ХХI века число городов-миллионеров на Земле приблизилась к 300. Половина из них насчитывает не менее 3 миллионов человек. В разряд многомиллионных городов входят Москва, Санкт-Петербург, Киев, Ташкент. Доля городского населения России составляет около 70%. 2300 городов и поселков городского типа занимают площадь более 10 млн. гектаров. Земли промышленности, транспорта, связи и иного несельскохозяйственного назначения превышают 17,5 млн. гектаров.

Нарастание совокупной антропогенной нагрузки на природу в городах, промышленных центрах усиливает его разрушающее воздействие, приводя к серьезным экологическим, социальнобиологическим и экономическим последствиям.

105

103

С ускорением научно-технического прогресса возрастает необходимость в регулировании взаимосвязей между обществом и окружающей природной средой.

Создавая необходимые для жизни продукты, общество выделяет большое количество бытовых и производственных отходов, возвращаемых в окружающую среду. Возникают новые виды продуктов и одновременно новые виды отходов, ранее не встречающиеся в природе.

Для крупных промышленных городов темпы возобновления, утилизации и нейтрализации в начале ХХI столетия отстают от темпов изъятия ресурсов и загрязнения природной среды.

Антропогенный фактор воздействия на природную среду и в целом биосферу возрастает, удваиваясь каждые 15 лет.

Ситуация на планете такова, что требуются активные, решительные, незамедлительные действия – слишком велики техногенные нагрузки на природную среду, слишком стремительно истощаются многие природные ресурсы. Счет идет на десятилетия, а то и на годы.

Вопросы для самопроверки

1.Дайте краткую характеристику городским (промышленным) экосистемам.

2.Назовите основные проблемы, которые связаны с ростом городов.

3.В чем вы видите решение проблем крупных городов?

106

104

Тема 13. Пути решения проблем охраны окружающей природной среды

План

1.Законы взаимоотношений «человек – природа».

2.Пути решения проблем сохранения окружающей природной среды.

3.Международное сотрудничество.

4.Экологическое воспитание и просвещение.

1. Законы взаимоотношений «человек – природа»

Незаменимая биосфера до определенного времени работала в рамках принципа Ле Шателье-Брауна, что для этой фазы эволюции сформулировано в виде закона обратимости биосферы П. Дансе-

ро: биосфера стремилась к восстановлению экологического равновесия тем сильнее, чем больше давление на нее. В то же время П.

Дансеро сформулировал закон необратимости взаимодействия человека – биосфера: возобновимые природные ресурсы делаются невозобновимыми в случае глубокого изменения среды, значительной переэксплуатации, доходящей до поголовного уничтожения или крайнего истощения, а отсюда превышения возможностей их восстановления [5].

Современная цивилизация и культура не обеспечивают стабильных условий существования на Земле ни жизни, ни человека как ее части. Это заключение находит отражение в правиле меры преобразования природных систем: в ходе эксплуатации природных систем нельзя переходить некоторые пределы, позволяющие этим системам сохранять свойство самоподдержания.

Антропогенные преобразования природных систем имеют достаточно четкие ограничения. Здесь выявляются и некоторые более частные закономерности.

Для первобытных людей территория Земли была неисчерпаемым ресурсом. Однако сегодня, когда продолжается рост населения, а планета имеет ограниченные размеры, становится очевидным, что на ограниченном целом Земли не может быть ничего бесконечного, т.к. часть не может быть больше целого, а отсюда для человека нет неисчерпаемых природных ресурсов. Растущая часть

– человечество с все возрастающими потребностями может легко исчерпать ресурсы любой емкости. Территория планеты для современного человечества становится исчезающе малой при всей ее

107

105

огромной величине. Ресурсы, которые считались неисчерпаемыми по сравнению с энергопотреблением человечества, оказываются резко ограниченными из-за лимитов востребования. Приходится признать действие закона ограниченности (исчерпаемости) при-

родных ресурсов: все природные ресурсы и естественные условия Земли конечны. Ограниченность природных ресурсов оказывает воздействие на производительные силы общества, а через них на социальные отношения.

Экологические кризисы и революции происходили многократно.

Древнейшим экологическим кризисом являлся кризис перепромысла крупных животных-консументов. Кризис продуцентов был эпохой перепромысла растительного материала. Современный экологический кризис оказался кризисом редуцентов, которые не могут разложить загрязнители, производимые человечеством.

Существует и действует правило интегрального ресурса:

конкурирующие в сфере исполнения конкретных природных систем отрасли хозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу тем сильнее, чем значительнее они изменяют совместно эксплуатируемый экологический компонент или всю экологическую систему в целом

[5].

Экологический кризис в 90-х годах ХХ века явно усиливался. Не соблюдая закон оптимальности и вытекающее из него правило меры преобразования природных систем, люди вызывают к жизни правило неизбежных цепных реакций «жесткого» управления природой. «Жесткое» техническое управление природными процессами влечет цепные природные реакции, значительная часть которых оказывается экологически, социально и экономически неприемлемой в длительном интервале времени. Экономические цели, к которым стремятся люди, нередко оказываются в тени мощи цепных реакций.

В настоящее время положение весьма зыбкое, и многие ученые полагают, что человечество, если оно хочет сохранить цивилизацию, должно решить экологические проблемы в ближайшее время.

108

106

2. Пути решения проблем сохранения окружающей природной среды

Сбалансированное развитие человечества – один из путей решения современных проблем сохранения окружающей природной среды.

Сбалансированное развитие человечества Международная комиссия по охране окружающей среды и развитию ООН характеризует как путь социального, экономического и политического прогресса, который позволит удовлетворить нужды настоящего и будущих поколений. К важнейшим программам следует отнести сдерживание роста населения; развитие новых промышленных технологий, позволяющих избежать загрязнения, поиск новых, «чистых» источников энергии; увеличение производства продовольствия без роста посевных площадей.

Регулирование рождаемости. Четыре основных фактора определяют численность народонаселения и скорость ее изменения: разница между коэффициентами рождаемости и смертности, миграция, фертильность и количество жителей в каждой возрастной группе.

Практически во всех странах мира признается необходимость регулирования рождаемости. В большинстве развивающихся стран существуют правительственные программы по контролю за рождаемостью. Проблема заключается в том, что рождаемость снижается параллельно с ростом уровня благосостояния. А при современном быстром темпе роста населения благосостояние можно поднять только при очень высоких темпах экономического развития. Нагрузка на окружающую среду в данной ситуации может превысить допустимый уровень. Снижение рождаемости – единственный приемлемый способ вырваться из этого порочного круга.

Устойчивое развитие в глобальной системе «Общество – природа». Конференция ООН по окружающей среде и развитию, состоявшаяся в 1992 г. в Рио-де-Жанейро, приняла для всех стран нашей планеты на ХХI век концепцию устойчивого развития как руководство к действию.

Устойчивое развитие – это обеспечение потребностей настоящего времени без ущерба основополагающим параметрам биосферы и не ставящим под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои потребности.

109

107

Рациональное управление природными ресурсами. Огра-

ниченность ресурсов Земли в настоящее время является одной из наиболее актуальных проблем человеческой цивилизации. В связи с этим одним из важнейших условий современности можно считать решение задач по рациональному управлению природными ресурсами. Для сознательного и квалифицированного управления экономикой и природопользованием необходимо:

определить цели управления;

разработать программу их достижения;

создать механизмы реализации поставленных задач.

Стратегия развития промышленности, энергетики и борьба с загрязнением. Главным, стратегическим направлением развития промышленности является переход на новые вещества, технологии, которые позволяют уменьшить выбросы загрязнений. Используется общее правило, что предотвратить загрязнение легче, чем ликвидировать его последствия. В промышленности для этого применяются системы очистки сточных вод, оборотное водоснабжение, газоулавливающие установки, на выхлопных трубах автомобилей устанавливаются специальные фильтры.

В настоящее время определились 4 четко выраженных направления развития безотходных технологий:

1)создание различных типов бессточных технологических систем и водооборотных циклов на базе существующих, внедряемых и перспективных способов очистки сточных вод;

2)разработка и внедрение систем переработки отходов производства и потребления, которые рассматриваются как вторичные материальные ресурсы;

3)создание и внедрение принципиально новых процессов получения традиционных видов продукции, позволяющих исключить или сократить технологические стадии, на которых образуется основное количество отходов;

4)разработка и создание территориально-промышленных комплексов (ТПК), имеющих замкнутую структуру материальных потоков сырья и отходов.

Эти направления развиваются одновременно и параллельно, в зависимости от экономической обоснованности тех или иных технических решений и региональных природных особенностей.

110

108

Рациональное использование минеральных ресурсов. Из-

за несовершенства технологии добычи и переработки минеральных ресурсов наблюдаются разрушение биоценозов, загрязнение окружающей среды, нарушение климата и биогеохимических циклов. К рациональным подходам к извлечению и переработке природных минеральных ресурсов относятся:

максимально полное и комплексное извлечение из месторождения всех полезных ископаемых;

экономное и безотходное использование сырья в производстве;

глубокая очистка и технологическое использование отходов производства;

рекультивация (восстановление) земель после использования месторождений;

использование нетрадиционных минеральных ресурсов;

использование минеральных ресурсов морей и океанов;

вторичное использование материалов после выхода изделий из употребления;

использование технологий, позволяющих проводить концентрацию и извлечение рассеянных минеральных веществ;

разработка и широкое внедрение замкнутых циклов производства;

применение энергосберегающих технологий.

Стратегия развития сельского хозяйства. В конце ХХ – начале ХХI века объем мировой сельскохозяйственной продукции растет быстрее, чем население. Однако этот рост сопровождается существенными издержками: сведением лесов для расширения посевных площадей, засолением и эрозией почв, загрязнением среды удобрениями, пестицидами и т.д.

Большие надежды возлагаются на генную инженерию, которая родилась из обычных методов селекции при участии биохимиков и молекулярных биологов.

Сохранение природных сообществ – это основа благосо-

стояния человечества в будущем. Устойчивость в функционировании биосферы обеспечивает разнообразие природных сообществ.

Разумное использование биологических ресурсов состоит:

в поддержании продуктивности популяции на максимально высоком уровне;

в сборе урожая, величина которого максимально близка к производимой популяцией продукции.

111

109

Сохранение природных сообществ важно не только для материального благополучия, но и для полноценного существования.

Охранные зоны природных объектов. Для территориаль-

ного поддержания природного равновесия должна быть разработана схема планировки местности. Особенно это большое значение имеет для особо охраняемых природных территорий. В этой зоне важное значение придается «тропам природы».

В охранных зонах природных объектов должны выполняться действующие нормативы. В целом же при решении проблем в области охраны окружающей природной среды должны предусматриваться следующие виды деятельности:

местный (локальный) и глобальный экологический мониторинг, т.е. изменение и контроль состояния важнейших характеристик окружающей среды, концентрация вредных веществ в атмосфере, воде, почве;

восстановление и охрана лесов от пожаров, вредителей и болезней;

дальнейшее расширение и увеличение заповедных зон, эталонных экосистем, уникальных природных комплексов;

охрана и разведение редких видов растений и животных;

международное сотрудничество в деле охраны среды;

широкое просвещение и экологическое образование населения.

3. Международное сотрудничество

Международное сотрудничество в решении глобальных проблем взаимодействия общества и природы является объективной потребностью эпохи, условием существования и прогресса человечества. Предпосылкой международного сотрудничества в решении глобальных проблем выступает сама биосфера, ее единство, которое требует совместных действий как при воздействии на нее, так и при ее охране.

Международные конвенции и соглашения по экологическим проблемам проводятся с XIX века. Особенно быстро развивались международные отношения с конца 40-х годов ХХ века, после окончания II мировой войны, охватившие самые разные природные объекты и окружающую среду.

Организационные формы международного сотрудничества стали многообразными. Они подразделяются на международные правительственные союзы (МПО) и международные неправитель-

112

110