Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы промышленной экологии. Курс лекций
.pdf
8. ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ СЕВЕРА
Главная особенность северных тундровых экосистем – их малые
размеры по вертикали, всего 25…30 (рис. 8.1). Наверху – сплошной
моховой покров с проективным покрытием > 100 % и редкими кус-
тиками кустарничков. Камни покрыты лишайниками. В западинах
рельефа и по берегам ручьев низкие и редкие кустики ивы. Ниже –
вечная мерзлота, которая этим тонким слоем почвы и растительности
в теплое время года прикрыта как одеялом, что предохраняет вечную
мерзлоту от таяния.
Рис. 8.1
Необходимо различать кустарники и кустарнички. Кустарники –
орешник, жимолость, крушина, ракитник, в полярных тундрах почти
исключительно ивы. Кустарнички – брусника, черника, голубика, в
северных лесах вороника, в полярных тундрах морошка.
В течение 10 месяцев все находится в замерзшем состоянии. Полярное лето длится около 40 дней; типичная погода – температура
3…6 °С, моросящий дождь, ветер; в середине этого срока бывает
10…14 дней с температурой выше 20 °С, в единичные дни температура может достигать и 30 °С.
111
Тем не менее за столь короткий вегетативный период тундровые
экосистемы успевают завершить круговорот веществ (см. рис. 2.3) и
дать, хотя и небольшую, первичную биологическую продукцию. В
тех условиях при температурах 3…6 °С разложение и переработка
растительных остатков происходит крайне медленно.
Ключевая роль в круговороте веществ в полярных экосистемах
принадлежит млекопитающим – северным оленям. Температура их
тела 39 °С, их сложные двухкамерные желудки – это по существу
теплые реакторы, где с помощью сообществ микроорганизмов, «работающих» в оптимальных условиях, перерабатывается вся биологическая продукция полярной тундры. Причем количество северных
оленей в тундре замечательно согласовано с количеством первичной
биологической продукции и действует механизм авторегулировки.
При избытке продукции растительности увеличивается количество
оленей до необходимого, при недостатке – олени кочуют, а если кочевать уже некуда, сокращается их численность.
Кстати, о кочевках оленей. После постройки трансаляскинского
нефтепровода выяснилось, что олени не могут его пересекать; т.е.
физически могли бы, так как он сооружен на бетонных опорах, олени
могли бы его либо перепрыгнуть, либо подлезть под трубу снизу. Но
они по неизвестным причинам этого не делают и умирают с голоду
на уже съеденных пастбищах. Изучив проблему, американцы заставили корпорации переделать трубопровод, снабдив его на маршрутах
кочевок оленей широкими и высокими проходами.
«Результаты» перерабатывающей деятельности оленей можно
встретить в тундре буквально на каждом шагу. Это многочисленные
рассыпи помета, с интервалом в 1,5 м в шахматном порядке покрывающие тундру. Почему так много? Во-первых, потому, что олени
съедают весь мох и, во-вторых, потому, что в тех климатических условиях сам помет разлагается очень медленно и может лежать на поверхности (в условиях холодильника) долгие годы.
Пока человек не вмешивается в эту ситуацию, тонко настроенное
тундровое сообщество вполне успешно живет в этих суровых условиях и вместе с теплым течением Гольфстрима распространяется в
весьма высокие широты, например на Шпицбергене, вплоть до ни-
вальной зоны, в которой растительность уже отсутствует.
Жизнедеятельность так называемых коренных северных народов,
которые на самом деле в давние времена были вытеснены на Север
из Центральной Азии (об этом с очевидностью свидетельствует их
орнаментальное искусство), адаптировались к северным условиям и,
112
по-видимому, не нарушают этот тонко настроенный круговорот тундровых экосистем.
Другое дело – современное общество, явившееся на Север со сво-
ей тяжелой техникой за полезными ископаемыми. Тяжелый трактор
неизбежно продавливает эти 30 см мягкой почвы до мерзлоты и таким образом вскрывает теплоизоляцию, обеспечивая доступ теплого
воздуха к мерзлоте в летнее время. Естественно, мерзлота начинает
таять и каждое лето протаивает все больше, так как растительность в
этих условиях, на температурной границе своего обитания, очень не
скоро сможет зарастить этот тракторный след, который в средних
широтах, скажем под Москвой, уже к концу 3…4-месячного лета исчезнет под мощным слоем свежей дернины (рис. 8.2).
Рис. 8.2
Если кому-нибудь случится лететь на самолете на Чукотку или
Камчатку, то полет будет проходить над северной тундрой и обнаружится, что вся тундра покрыта густой сеткой тракторных и автомобильных следов, которые не зарастают в течение десятилетий. Почему-то много круговых следов.
Если скорость эрозии будет превышать скорость зарастания, а на
определенной широте этот баланс неизбежно сместится в пользу эрозии, разрушение мерзлых грунтов, а содержание в них льда достигает
иногда 70 %, будет происходить с годами все глубже и глубже с пределом на уровне моря. Иными словами, полуостров Ямал, на котором ныне разрабатываются три крупных нефте-газовых месторождения и который в значительной своей части представляет собой песчаные наносы реки Оби, со временем может превратиться в архипелаг Ямал, где островами будут немногочисленные выходы скальных
пород в центре теперешнего полуострова.
Возможны ли столь крупномасштабные антропогенные измене-
ния привычных географических образов на карте? Увы, возможны, и
113
примером является трансформация Арала, которую картографы не
решаются изобразить на современных картах до сих пор, т.е. уже
примерно 30 лет. Только на спецкарте лесов СССР 1990 г. пока что
появились реальные современные очертания Аральского моря.
Следующая по важности проблема северных территорий в связи с
техногенным воздействием – отходы: промышленные, бытовые, оборудование буровых, бочки, пластмассовые бутыли, канистры. Вопервых, они, которые даже на юге разлагаются крайне медленно, на
Севера′х (а именно так говорят живущие там люди: «на Севера′х», а
не «на севере») сохраняются практически вечно. Во-вторых, попытки
что-либо «зарыть в землю» в условиях вечной мерзлоты обречены на
неудачу. Мерзлота выталкивает с годами все помещенное в нее: мусор, отходы и, естественно, гробы. Поэтому умерших приходится
вывозить на Большую землю. Хоронить умерших людей в Антарктиде и на Шпицбергене запрещено.
Открытый, по-видимому, много лет назад одновременно норвежскими викингами и архангельскими поморами (русское название –
Грумант) Шпицберген в 1925 г. по международному соглашению
был отдан под протекторат Норвегии с условием свободного доступа
для предпринимательства и научных исследований для представителей всех стран. И сейчас на его берегах можно встретить буквально
всех: русских, украинцев, немцев, итальянцев, греков. Въезд свободен, без виз. Из Шереметьева один раз в неделю летает самолет в
Лонгеир, главный город и аэропорт архипелага.
СССР всегда присутствовал на Свальбарде (норвежское название),
добывая там уголь и проводя научные исследования, но в первую очередь – наблюдая за самолетами и подлодками США, базирующимися в
Туле (Гренландия). База эта, находящаяся на самом коротком расстоянии подлета к европейской территории СССР, всегда была в центре
внимания наших военных в годы холодной войны. СССР построил на
архипелаге поселки Баренцбург, Колсбей, Пирамида, проводил постоянные разведочные работы на уголь и нефть. В Баренцбурге долгие
годы базировалась Гляциологическая экспедиция Института географии АН СССР. Что сохранилось сейчас – неизвестно.
Норвежская наука базируется в самом северном поселке – НюАлесуне, лежащем под 79 градусом северной широты, чуть больше
1000 км от полюса. Там расположен Норвежский институт полярных
исследований, в составе которого самый северный на Земле сейсмограф, входящий во всемирную сеть наблюдений за землетрясениями
(и ядерными взрывами). В Ню-Алесуне особенно жестко соблюдает-
114
ся запрет на домашних кошек и собак, запрещенных на всем Свальбарде, благодаря чему краснокнижные казарки устраивают свои базары прямо в поселке, где они находят у людей защиту от медведей и
песцов тундры. Причем плотность птичьего населения максимальная, с дороги буквально шагу нельзя шагнуть, чтобы не оказаться на
территории очередной колонии, которую охраняют гусаки, или не
подвергнуться нападению крачек. Надо очень внимательно смотреть
вниз, чтобы не наступить на птицу, сидящую на гнезде – благодаря
защитной окраске ее не просто заметить даже под ногами. Интересно, что тут же, в 5…10 м от птичьего базара, в просторном вольере
сидят охотничьи собаки, заливающиеся лаем при вашем приближении. Птица все знает, все понимает и легко адаптируется к близкому
соседству и людей и животных, которые (она уже знает это наверняка) ее не тронут.
Вернемся к мусору на территориях с вечной мерзлотой. Надо его
вывозить на Большую землю, но дорого. А если сжигать, то пепел и
сажа изменяют альбедо снега и он стаивает аномально рано и почва
промерзает больше обычного. Этот пример показывает, насколько
чувствительны полярные
экосистемы к техногенному
воздействию.
Инженерные сооружения
на вечной мерзлоте должны
выполняться только на
сваях. Заполярный город
Норильск весь стоит на
сваях высотой 0,8…1 м, под
любой, даже многоэтажный
дом можно заглянуть – там
гуляет поземка (рис. 8.3).
Автомобильные и железные
Рис. 8.3
дороги сооружаются на скальной отсыпке высотой не менее 5 м.
Перед войной по распоряжению Сталина начали строить железную дорогу Салехард – Норильск без соблюдения этих условий и в
первое же лето мерзлота под путями протаяла и рельсы повисли в
воздухе. Разбираться было некогда – дорогу забросили. И до сих пор
в тамошней лесотундре встречаются мосты через реки, по обе стороны которых ничего нет, этакий мост «ниоткуда в никуда». Интересно, что сейчас решено эту железную дорогу достроить, планируется
115
ввести ее в эксплуатацию к 2010 г. В составе этого пути будет мост
через Обь у Салехарда, где ширина реки несколько километров.
Люди на севере чувствуют себя плохо. Конечно, в первую очередь
длительные холода, но также и необычный световой режим, причем
как полярная ночь зимой, так и полярный день летом отрицательно
влияют на самочувствие людей.
Новосибирский академик В.П. Казначеев долгие годы изучал здоровье людей, приехавших работать не север. Он разделяет людей по
их реакции на северные условия на «спринтеров» и «стайеров».
Спринтеры успешно переносят северные условия, но не дольше
3 лет, затем им лучше уехать, иначе их здоровье серьезно и необратимо пострадает. Стайеры могут жить на севере долгие годы. Обычно молодой человек по договору едет на север на 3 года, чтобы подзаработать деньжат, а через 3 года он получает уже удвоенную зарплату, остается еще на 3 года, оглянуться не успеешь, как прошло
уже 20 лет. Так и остается жить на севере. Но если такой стайер все
же возвращается на юг, то, как правило, быстро умирает.
Освоение севера 30-х годов совпало с локальным потеплением в
Арктике. Советские установки на освоение северных территорий были
вполне реальны и реализовывались более или менее успешно. Этой
рыночной экономике нужна немедленная прибыль, поэтому ни на какой север она не пойдет, пока не исчерпает более доступные и более
дешевые по себестоимости южные ресурсы. Только советская экономика могла себе позволить работать без прибыли на военностратегическую перспективу, платить действительно большие по тем
временам деньги, реально осваивать и обживать северные территории.
Как только началась перестройка и все стали считать немедленную
прибыль, Севера
′
начали чахнуть, люди, кто успел до полного разоре-
ния, уехали, население северных территорий резко сократилось.
Сейчас признано целесообразным работать на севере вахтовым
методом. Не тащить туда семьи, детей, ограничить до пределов минимально необходимого капитальное строительство. В принципе
можно, как говорится, «посадить сады на севере», но не нужно. Затраты действительно надо считать, но по мере того как государство
Российское будет богатеть, оно неизбежно вернется к проектам, не
сулящим немедленной выгоды, но имеющим долгосрочные перспективы. И можно надеяться, что самые тяжелые времена уже позади,
чему свидетельством является окончание строительства БАМа, возобновление строительства Бурейской ГЭС, и недавнее решение все
же построить железную дорогу Салехард – Норильск.
116
С вечной мерзлотой наших северных территорий связана блиста-
тельная перспектива создания энергосистемы мира. Дело в том, что
за последние 30 лет сильно продвинулась вперед проблема разработки высокотемпературной сверхпроводимости. Участились сообщения о создании материалов, обнаруживающих явление сверхпроводимости при –40 °С и даже меньше. Если это подтвердится, то в обозримом будущем возникает крайне привлекательная идея создать
циркумполярное электроэнергетическое полукольцо на сверхпроводящих кабелях, лежащих в вечной мерзлоте. Это сверхпроводящее
полукольцо соединило бы через Берингов пролив энергосистемы
России и Америки, что создало бы возможность перекачки энергии с
дневной стороны на ночную и дало бы мощный толчок развитию
солнечной энергетики.
117
9. ПРИБРЕЖНАЯ ЗОНА МОРЕЙ
Землю можно назвать «планета–океан». Из космоса над центром Тихого океана земли вообще не видно. Воды на Земле много, обширны
моря и океаны, и с ними в значительной мере связана вся наша жизнь.
Особенно интенсивно Мировой океан изучался последние 50 лет.
Начало этому этапу положил в 50-е годы наш первенец исследовательского флота «Витязь», ныне в качестве морского музея стоящий
в Калининграде. Громадный объем работ и большое число новых
открытий принесли международные рейсы уникального американского «Челенджера», с которого можно производить бурение дна
океана. Советские атомоходы в штатном режиме осуществляют плавания к Северному полюсу, куда уже и богатых туристов возят. Батискафы опустились на дно глубочайших впадин и, кстати, обнаружили там богатую жизнь. Норвежец Т. Хейердал пересек на плоту
Тихий океан и написал об этом интереснейшую книгу. Впечатляющий комплекс исследований Мирового океана выполнен Ж.-И. Кусто, громадная заслуга которого перед человечеством не только в том,
что он изобрел акваланг, но и в его 40-летней одиссее исследования
моря, снятой им на пленку.
В середине ХХ века предполагалось, что более половины фотосинтетической продукции биосферы производится в океане, соответственно на него возлагались большие надежды в смысле обеспечения
питанием и другими биологическими ресурсами всего человечества в
будущем. Но эти надежды не оправдались. В результате проведенных исследований оценки пришлось скорректировать в сторону
уменьшения до 30 %. Открытый океан оказался пустыней, более пустынной, чем Сахара. Т. Хейердал писал в своей знаменитой книге
«Путешествие на Кон-Тики», что если за 3…4 дня их в открытом
океане посещала одна рыба-молот, то это было событием.
Вся (практически вся) биологическая продукция океана сосредоточена в прибрежной зоне морей, что дает основание выделить ее в
отдельную важнейшую часть биосферы Земли.
Определим понятие прибрежной зоны моря. Поскольку солнечный свет проникает в глубину в среднем на 300 м, примем этот фотосинтетический слой за прибрежную зону, размеры которой по горизонтали будут зависеть от рельефа дна (рис. 9.1). Если берег приглубый, как, например, на Баренцевом море у северных берегов Норвегии, то ширина прибрежной зоны там может исчисляться буквально
118
десятками метров. Если, наоборот, рельеф дна отмелый, как, например, в Финском заливе и на Балтийском море вообще, то практически вся акватория Балтийского моря является прибрежной зоной.
Рис. 9.1
Важное в смысле роли в биосфере свойство прибрежной зоны морей – способность перерабатывать и захоронять антропогенные загрязнения. Все техногенные выбросы: в атмосферу, в почвы, в водоемы в конце концов сосредоточиваются в реках, которые 90 % их
выносят в океан и именно в прибрежную зону. Если провести измерение содержания антропогенных токсикантов на профиле, перпендикулярном береговой линии, то самой грязной окажется зона на
расстоянии в среднем 200 м от берега (рис. 9.2). Происходит это из-
Рис. 9.2
119
за поворота рек и ручьев, которые после впадения в море не сразу
смешивают свою воду с водой моря, а, поворачиваясь вдоль берега
согласно береговому течению, которое всегда есть в ту или иную
сторону, еще некоторое время текут как бы отдельно, лишь постепенно растворяясь в море, а тут поспевает другая речка или ручей.
Картинки, подобные рис. 9.3, хорошо видны с вертолета, самолета,
летящих над прибрежной зоной моря и на космоснимках.
Рис. 9.3
В прибрежной зоне моря происходят грандиозные по своим мас-
штабам процессы очищения сточных вод. Если бы эти процессы не
происходили, мы давно бы погибли в отбросах цивилизации. Что такая угроза вполне реальна доказывает история с Великими озерами
Северной Америки: Верхнее, Гурон, Мичиган, Эри, Онтарио, которые в 50-е годы вдруг в одночасье превратились в бурую, дурно пахнущую жижу, в которой все живое погибло. Потребовались колоссальные усилия и средства и продолжительное время (около 30 лет),
чтобы преодолеть эту техногенную экологическую катастрофу. Для
этого пришлось не только вычистить все озера, но и переоборудовать
очистные сооружения всех промышленных предприятий и муниципальных образований в бассейне озер, а это главный промышленный
центр США и Канады с заводами в Чикаго, Детройте, Пенсильвании.
Сейчас, спустя 50 лет в озерах снова появились лососевые рыбы,
особенно чувствительные к загрязнениям.
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]