Экология как наука

КлассY- ширина с.-з.з. 50м. Это предпр-я по произв-у углекислоты, полиграфических красок, щелочных аккумуляторов, типографии, мебельные и швейные фабрики, предприятия по произв-у ковров, хлебзаводы, кондитерские, чаеразвесочные и макаронные фабрики и заводы по производству вина и пива.

3.Для уменьшения вредных действий выхлопных газов организуются движение автомобилей, особенно грузовых, по обходной, кольцевой дороге, переводят их на газобаллонное топливо, устанавливают катализатор для улавливания и очистки выхлопных газов, вводится одностороннее движение, до минимума сокращают остановки машин у светофоров.

4.В сельском хозяйстве важной задачей является создание малотоксичных пестицидов и минеральных удобрений, способных оказывать избирательное действие только на вредных насекомых и на сорняки.

5.Должна быть проведена очень большая работа по замене устаревших технологий на более прогрессивные, экологически чистые, по внедрению безотходного и малоотходного производства, кооперирование предприятий различных отраслей, когда отходы одних явятся сырьем для других.

ЛЕКЦИЯ 9

Вредные воздействия основных загрязнителей атмосферы. Экологические последствия глобального загрязнения атмосферы. Кислотные дожди

Основная часть загрязняющих атмосферу веществ находится в трехкилометровом приземном слое. Из-за высокой турбулентности воздуха частицы пыли размером 4-10 мкм поднимаются ввысь до 1км и разносятся на сотни км от источника. Более крупные частицы при безветренной погоде образуют купол на высоте 300-500 м, откуда пыль постепенно оседает обратно на Землю. Подсчитано, ежегодно в Париже и Чикаго на каждый кв. км выпадает 260, в Нью-Йорке-300, Лондоне-390, в Алматы- 125 т. пыли.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) около 20% населения развитых стран страдает различными формами аллергических заболеваний (от насморка до бронхиальной астмы), что связано с загрязнением атмосферного воздуха. Высокая запыленность воздуха- тоже одна из причин легочных заболеваний.

В качестве основных загрязнителей воздушного бассейна были названы окиси углерода, окислы азота, углеводород, сернистый газ и твердые частицы в виде сажи и золы.

Большую опасность для среды представляет главный компонент выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания окиси углерода (СО), так называемый в природе угарный газ. Он, соединяясь с гемоглобином человека и теплокровных животных, препятствует усвоению организмом кислорода (О2), что приводит к кислородному голоданию, ослабляет организм и делает его легко поражаемым различными заболеваниями. При усиленной физической работе вдыхание незначительного количества окиси углерода может привести к инфаркту миокарда.

Замечено, что сочетание ничтожно малых количеств этилена (С2 Н4) с окисью углерода затрудняет дыхание растения, опадают листья, бутоны и растение гибнет.

В старых городах с узкими улицами , в туннелях, переходах, у светофоров концентрация окиси углерода очень высокая и достигает 25-125 мг\куб.м при допустимой норме 3мг\куб.м.

К чрезвычайно опасным загрязнителям относятся углеводороды: насыщенные, как метан (СН4), этан (С2Н6), пропан (С3Н8); ненасыщенные, как этилен (С2Н4), пропилен (С3Н4), бутилен (С4Н3). Среди них есть концерогенные, как 3,4 бенз(а)пирен, устойчивый к действию обычных окислителей, разлагающийся в условиях облучения ультрафиолетовыми излучениями, естественная деградация которого в почве и воде происходит очень медленно. Исследования Национального онкологического института США показали, что от 80 до 90% заболевания раком связаны с экологическими факторами, в первую очередь с загрязнением воздуха углеводородами.

Исследованиями в ФРГ установлено, что за 12 лет смертность от рака была в 9 раз выше среди жителей проживающих в близи магистралей, по сравнению с теми, кто живет вдали от них.

Сернистый газ (SO2), соединяясь с кислородом, переходит в серный ангидрид (SO3) и, соединяясь с водяными парами, образует серную кислоту (H2 SO4). Растворы серной кислоты в виде капелек тумана держатся в воздухе и вместе с дождем выпадают на землю - кислотный дождь. Она разъедает металлы, ткани, бетон, краски, пагубно влияет на здоровье людей (на легкие и бронхи), на состояние флоры и фауны. В результате подкисления почвы снижается урожайность. Сухие ветви и вершины сосен и елей, обесцвечивание листьев, осыпавшаяся хвоя - это верные признаки большого содержания сернистых веществ в воздухе. Повышение кислотности водоемов приводит к гибели их обитателей. По этой причине в 477 озерах Норвегии полностью исчезла форель, 20 тыс. озер Швеции отличаются высокой кислотностью. Водоемы Канады и США страдают от кислотных дождей. Повышенную кислотность имеют водоемы Украины, Беларуси, Прибалтийских государств и северо-запада России. При рН = 5,5 - 6 гибнут креветки, икра всех видов рыб, планктон. При рН= 4,5 - 5,5 развиваются кислотолюбивые грибы, гибнут лягушки, рыбы, выделяется углекислый газ, метан и сероводород.

Кислотный дождь - одна из самых тяжелых форм загрязнения природной среды. От него страдают люди, животные, растения, здания и архитектурные памятники.

Парадоксально, но факт, что некоторые страны, наиболее повинные в загрязнении сернистым газом, меньше от него страдают, чем их соседи. Так, Италия с помощью ветра «экспортирует» более 200 тыс. т выбросов в Австрию и Швейцарию, 160 тыс. т в бывшую Югославию; Англия свои выбросы - в Скандинавские страны. Кислотные дожди из США стали подлинной трагедией для всего живого в Онтарио, Квебеке, Новой Шотландии и других провинциях Канады.

Из-за того, что в Европейском континенте преобладают ветры с запада на восток, Россия, Украина, Беларусь получают от западных соседей в год 1,4 млн. т серы в виде атмосферного загрязнения, а обратный вынос составляет в 10 раз меньше. В 1982 г кислотные дожди, выпавшие в Беларуси, Прибалтике и Карелии имели показатели рН = 4,7-5,5.

В народном хозяйстве сера применяется очень широко. Например для изготовления 1 автомобиля нужно 14 кг серы, для получения 1 т. целлюлозы - 100 кг, для приготовления 1 т серной кислоты - 300 кг. В 88 странах из 100 применяется сера для производства важнейших промышленных продуктов. Поэтому проблема утилизации серы- важнейшая народнохозяйственная задача и главное условие экономической безопасности.

Смеси, загрязняющие воздух, подчас опаснее самих газов, отдельно взятых, поскольку при их взаимодействии образуются новые вещества, более агрессивные и токсичные. Примером такого образования является смог (дымный туман). Для его образования нужны определенные условия, именно большое содержание в воздухе газов и пыли (сажи), застой воздуха над городом, наличие приземной инверсии (возрастание температуры воздуха снизу вверх, что способствует концентрации загрязненного воздуха в нижних слоях атмосферы). Наиболее известен влажный смог над Лондоном. Содержание сернистого газа там достигало 5-10 мг\куб.м. В 1972 г. смог унес 700 человеческих жизней.

Окислы азота также загрязняют воздух. В результате распада двуокиси азота (закись азота) выделяется атомарный кислород (О), который взаимодействуя с молекулярным кислородом (О2) образует озон (О3). Избыток озона приводит к образованию фотохимического смога лосанжелесского типа. Он образуется в сравнительно сухом загазованном воздухе, в котором под действием интенсивного солнечного облучения формируется синеватая прозрачная дымка, состоящая из новообразований, поражающие дыхательные органы людей и животных, убивающих растения. При этом концентрация озона достигает 2-3 мг\куб.м или в 100-200 выше, чем в чистом воздухе. Такому смогу подвержены города Нью-Йорк, Чикаго, Бостон, Детройт, Токио, Милан, Алматы, Кисловодск, Новокузнецк и т.д.

Опасны для человека соединения азота - нитраты и нитриты, которые попадают в воздух в составе выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, из труб промышленных объектов и при внесении в почву азотных удобрений. Нитриты при попадании в организм грудных детей могут вызвать синюшность, затрудненное дыхание, нарушение сна. Вдыхание окислов азота ведет к развитию эмфиземы легких, к нарушению витаминного обмена. Окислами азота приземной слой атмосферы и стратосферу загрязняет авиация. Из стратосферы газы не осаждаются осадками на Землю, могут там находиться от 1 до 3 лет. Это ведет к разрушению озонового слоя окислами азота.

В процессе сжигания топлива и др. природных и антропогенных процессов в атмосферу выбрасывается углекислый газ (СО2). За последние 100 лет в атмосферу выброшено 360 млрд.т этого газа и содержание его в воздухе увеличилось на 11-13%.

Увеличение скопления углекислого газа создает на Земле условия для «парникового эффекта», т.е. такую ситуацию, когда температура тропосферы в приземных слоях повышается в результате способности углекислого газа беспрепятственно пропускать ультрафиолетовые лучи Солнца и поглощать инфракрасные отражения от Земли. В этом случае ухудшается отдача тепла во внешние слои атмосферы и температура воздуха у Земли повышается. Действительно, за 1900-1945 гг. температура повысилась на 0.6- 0.8 С и это вызвало сокращение площади льдов в Арктике на 10%. Во многих районах земного шара произошел сдвиг ландшафтных зон до 200 км к северу.

Неблагоприятное влияние на организм человека и животных оказывают содержащиеся в воздухе соединения свинца. Основным загрязнителем является автотранспорт. Свинец в виде тетраэтилсвинца входит в состав этиловой жидкости, используемой в качестве антидетонатора. В 1 литре бензина высших сортов содержится 0,4 г свинца из которого 0.3 г попадают в воздух с выхлопными газами. Ежедневное выделение свинца при максимальном движении составляет 500-750 г/км. Только в США ежедневно с выхлопными газами выбрасывается в атмосферу 200 тыс. т свинца, что составляет 1\6 части его добычи в стране. Свинец, попадая в организм человека через дыхательные пути и кожу, разрушает красные кровяные тельца, негативно действует на высшую нервную систему, ведет к малокровию, потере памяти, слепоте и бесплодию. Допустимое содержание свинца в воздухе должно быть 0.0007мг/куб.м. Однако вблизи автомагистралей его содержание повышается в несколько раз. Так в основных промышленных центрах ФРГ он достигает 0.02 мг/куб.м.

Римляне вина хранили в свинцовых сосудах, которые под действием винной кислоты постепенно разрушались и загрязняли вино. Бесплодие, вызванное действием свинца, привело, как считают ученые, к гибели нации и падению Римской империи.

Свинец в организм человека попадает с пищей, выращивание картофеля, овощей и фруктов вдоль трассы автомагистралей очень опасно. Содержание свинца в таких продуктах в 5-10 раз превышает предельно допустимые концентрации. Кроме перечисленных основных загрязнителей атмосферы имеются и много других, также отрицательно влияющих на здоровье человека и др. живых организмов. К ним относятся: берилий, кадмий, кобальт, марганец, мышьяк, ртуть и т.д.

Загрязненный воздух также опасен для животных и растений. Например, при отравлении фтором у животных быстро изнашиваются зубы, пчелы гибнут. Мышьяк вызывает у жеребят паралич и опухоли конечностей. Сера, фтор, хлор, окись углерода, двуокись азота, пары соляной кислоты меняют окраску листьев и происходит их преждевременное опадение.

ЛЕКЦИЯ 10

Глобальное загрязнение литосферы

На основании геофизических наблюдений и изучения химического состава Земли выделяют ее твердую оболочку литосферу- до глубины 1200км. Она доступна непосредственному наблюдателю только на материках, и при том лишь в своей наружней части. Наружную часть литосферы составляет собственно земная кора, которая достигает глубины примерно 16-20 км. Верхнюю ее часть называют зоной выветривания, в которой происходят интенсивные процессы разрушения и образования пород и минералов. Самый верхний слой земной коры обособляется в природное тело - почву - глубиной в среднем 1-2м.

В своей хозяйственной деятельности человек использует верхний (почвенный) слой литосферы и недра, располагающиеся ниже почвенного слоя.

Несмотря на громадный технический прогресс, человечество до сего времени почти все необходимое для поддержания своей жизни получает из почвы, исключение составляют продукты добываемые в морях, реках и др. водоемах.

Обработанные земли дают 88% пищевой энергии для современного человека, 10% ее получают с естественных пастбищ и лесных угодий и лишь около 2%- из ресурсов Мирового океана.

Поверхность планеты Земля составляет 51 млрд. га или 510,2 млн кв.км.

Из нее: 2\3 части приходится на Мировой океан - 36,6 млрд.га;

1\3 часть- на сушу - 14.9 млрд.га;

в том числе на ледниковые покровы Антарктиды, Арктики, высокогорий , абсолютные пустыни, скалы, прибрежные пески, тундра, водная поверхность внутренних водоемов, территория городов и промышленных объектов, занятые коммуникациями и разрушенные земли составляют - 6.1 млрд.га (41%);

земли, пригодные для земледелия - 8,8 млрд.га (59%)

из них леса, преимущественно горные и заболоченные - 4млрд.га (27%)

луга и пастбища, преимущественно засушливые в полупустынях, сухих степях и саваннах, высокогорьях - 2,83 млрд.га (19%);

сельскохозяйственные земли, включая земли сельских поселений, проселочных дорог, обочин, межей и пр. - 1,94 млрд.га (13%)

в том числе собственно пахотные земли 1,5 млрд.га, или 10% всей суши.

70% земельных ресурсов мира представлено малопродуктивными угодьями (20% - в слишком холодном климате, 20 - в слишком засушливом, 20 - на слишком крутых склонах, 10% - обладают слишком малой мощнос -тью почвенного покрова), 20% занято пастбищами и сенокосами и только 10% используется для возделывания сельскохозяйственных культур.

В перспективе можно распахать еще 1-1.2 млрд.га, тогда общая пахотоспособная земля может быть в пределах 2,7 млрд га. Но это будет стоить очень дорого, поскольку нераспаханными остались только худшие земли: солончаки, солонцы, засушливые или заболоченные, каменистые, неудобные по рельефу и положению, сильно глинистые или песчаные, требующие тяжелых и дорогостоящих мелиоративных работ. Плодородные земли практически везде и всюду распаханы.

Распахивая новые земли мы должны помнить о необходимости сохранения экологической сбалансированности биосферного комплекса планеты, т.е. иметь достаточно большие площади под лесами (для древесины и поддержания кислородного баланса атмосферы), нужны еще земли для городов, фабрик, заводов, аэродромов, отдыха и т.д.

Насущность разработки новых сельскохозяйственных технологий будет примерно пропорциональна скорости истощения природных ресурсов, и в первую очередь- земельных. (см. табл.)

Таблица - Деградация земель в мире.

Страна	Деградация в % от площади
	Слабая	Умеренная	Сильная	Всего
Африка	60	23	17	100
Азия	56	28	16	100
Австралия	38	55	7	100
Европа	69	25	6	100
Сев.Америка	70	23	7	100
Южн.Америка	73	17	10	100
Всего	60	30	10	100

Но к сожалению, достоверно установлено, что человечество за свою историю безвозвратно потеряло 1,5-1,9 млрд.га, т.е. даже больше, чем сейчас распахивается во всем мире, превратив из в пустыни и пустоши, болота и овраги. Процесс безвозвратных потерь земель продолжается и сейчас ( Пустыня Арала, земли после Чернобыля). В настоящее время ежегодно теряется за счет различных деградационных процессов и отчуждений около 5-7 млн.га пахотных земель, т.е. ежегодно теряется жизненная база для 21 человека. При населении планеты сегодня - более 6млрд. человек, на одного жителя в среднем приходится 0,21 га пахотной земли (Казахстан - 2 га на одного жителя).

Нехватку земель ощущают многие страны (Китай), и они вынуждены прибегать к различным мерам для ее экономии за счет:

Ш повышения этажности гордских построек и зданий;

Ш использования подземных площадей. Как, например, улица Новая Гинза (в Токио) ярко освещена, имеет чистый кондиционированный воздух, где забывается душная атмосфера надземных улиц;

Ш использование поверхностей морей и Мирового океана для строительства путем освоения территорий морей. Голландия расширила свои земли на 40%, Бельгия, Франция, Япония, Португалия увеличивают свои территории за счет океана.

Ш использования солонцов и солончаков;

Ш использование малопригодных земель.

Антропогенные воздействия на почвенный слой литосферы

В природе всегда происходили процессы разрушения и сноса почвенного слоя земли ветрами, водой, стихийными бедствиями. Однако крупные и глобальные разрушения почвы связаны, прежде всего, с деятельностью человека. Примитивное и бессистемное земледелие, беспорядочное применение техники, бессистемное использование пастбищ, безмерное уничтожение лесов привело к иссушению (аридизации) земель и появлению пустынь на огромной площади в Африке. Южной Америке, Южной и Юго- Восточной Азии. Понижение плодородия почвы, а иногда и полная потеря его происходят в результате эрозии, опустынивания, засоления, заболачивания, загрязнения и прямого разрушения при производстве строительных, горнодобывающих и других работ.

Проблема деградации почв и, как следствие, опустынивание является одной их острейших проблем современности. Каждый год континенты теряют 24 млрд. т верхнего плодородного слоя почвы. Деградацией охвачено 70% засушливых земель, используемых в мире для сельского хозяйства. В мире ежегодно теряется 50-60 тыс. кв. км земли в результате опустынивания. Общая площадь пустынь достигла 20 млн. кв. км. Следует отметить, что процесс опустынивания более заметно усилился за последние десятилетия в Африке, Азии и др. засушливых и полузасушливых районах мира. В 70- 90 гг страшной засухе подверглись многие африканские страны, погибли сотни тысяч людей и миллионы голов скота- главное богатство этих народов. В 1977 году по требованию африканских стран ООН созвала Всемирную конференцию по проблемам опустынивания. Она признала эту проблему глобальной, касающейся всех стран. Проблема возникла не в результате каких-то климатических изменений, а в результате неразумной деятельности человека. Конференция приняла план действий до конца ХХ века, где предусмотрены были меры по приостановлению процесса опустынивания и восстановления земель. Однако развивающие страны не имели средств для осуществления этого плана, а развитые страны практически не участвовали. В 1992 г. ООН снова вернулась к этой проблеме, В Рио-де-Жанейро было решено разработать меры по борьбе с этим злом в ХХ веке. В числе 115 стран Казахстан тоже включился в эту программу в рамках решения экологических проблем Приаралья. Сейчас ЮНЕП (программа ООН по окружающей среде) разработала основы мировой почвенной политики, ФАО (продовольственный фонд ООН) составляет карту деградации почвы, ИФ и АС (международная федерация институтов высших исследований) вместе с ЮНЕП составляет план “SOS” (спасите наши почвы).

В результате опустынивания уменьшается биологическое разнообразие регионов, меняются погодные условия, сокращаются водные ресурсы, что, в конечном итоге приведет к нехватке продовольственных ресурсов. Ускоренные темпы опустынивания в Приаралье, в Африке- в зоне Сахеля -горькое тому свидетельство. Зона Сахеля - это Сенегал, Нигерия, Буркино Фасо, Мали и др. страны в переходной биоклиматической зоне (шириной до 400км.) между пустыней Сахара на севере и саванной на юге. Здесь сложилось катастрофическое положение обусловленное сочетанием двух факторов: 1) усилением воздействия человека на природные экосистемы с целью обеспечения продовольствием быстро растущего населения и 2)изменившимися метеорологическими условиями (длительными засухами).

Главной мерой защиты земель от опустынивания является предотвращение выдувания почвы путем лесопосадок и создания искусственных однолетних пастбищ из таких кустарников и полукустарников - в наших условиях- как изень, терскен, камфоросма и др.

Закрепляют пески механическими приемами при помощи снопов из тростника, песчаного овса высотой 0,5- 0,8 м, поставленных в плужные борозды на расстоянии 2-8 м, а также устилочных средств, изготовленных из соломы, хвороста и разложенных на поверхности почвы полосами шириной 1-1.5 м или сплошь.

Закрепляют пески посевом песчаного овса, кумарчика, селима, донника, люцерны, эспарцета и др.засухоустойчивых трав.

Пути попадания загрязнений в почву

Различные почвенные загрязнения, большинство из которых антропогенного характера, можно разделить по источнику их поступления в почву:

1)с атмосферными осадками. Многие химические соединения, попадающие в атмосферу в результате работы предприятий, затем растворяются в капельках атмосферной влаги и с осадками попадают в почву. Это в основ- ном газы -оксиды серы, азота и др. Большинство из них не просто растворяются, а образуют химические соединения с водой, имеющие кислотный характер. Так образуются кислотные дожди.

2)осаждающиеся в виде пыли и аэрозолей. Такие загрязнения можно наблюдать визуально, например, вокруг котельных зимой снег чернеет, покрываясь частицами сажи. Автомобили, особенно в городах и около дорог, значительно пополняют почвенные загрязнения.

3) при непосредственном поглощении почвой газообразных соединений. В сухую погоду газы могут непосредственно поглощаться почвой, особенно влажной.

4) с растительным опадом. Различные вредные соединения в любом агрегатном состоянии поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхности. Затем, когда листья опадают, все эти соединения поступают опять-таки в почву.

Классификация почвенных загрязнений

1)Мусором, выбросом, отвалами, отстойными породами. В эту группу входят различные загрязнения смешанного характера, включающие как твердые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений.

2) Тяжелыми металлами. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и др. живых организмов, т.к. тяжелые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к аккумуляции в организме. Наиболее распространенное автомобильное топливо - бензин - включает в себя очень ядовитое соединение - тетраэтилсвинец, содержащий тяжелый металл свинец, который попадает в почву. Из других тяжелых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать кадмий, медь, хром, никель, кобальт, ртуть, мышьяк, марганец.

3) Пестицидами. Химические вещества, широко использующиеся в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и поэтому находящиеся в почве в значительных количествах. По своей опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе. Именно по этой причине был запрещен для использования препарат ДДТ (дихлор-дифенил-трихлорметилметан), являющийся высокотоксичным соединением, обладающим значительной химической стойкостью, не разлагаясь в течении десятков(!) лет. Следы ДДТ были обнаружены исследователями даже в Антарктиде. Пестициды губительно действуют на почвенную микрофлору: бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли.

4) Микотоксинами. Данные загрязнения не являются антропогенными, потому что выделяются некоторыми грибами, однако по своей вредности стоят в одном ряду с предыдущими.

5) Радиоактивными веществами. Они стоят несколько обособленно по своей опасности прежде всего потому, что по своим химическим свойствам практически не отличаются от аналогических нерадиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы, встраиваясь в пищевые цепочки. Среди радиоактивных изотопов можно отметить в качестве примера один из наиболее опасных - Sr (стронций-90). Этот изотоп имеет высокий выход при ядерном делении (2-8%), большой период полураспада (28,4 года), относительно высокую подвижность в почве, химическое сродство с кальцием, а значит способность откладываться в костных тканях животных и человека. Совокупность названных свойств качеств делает его весьма опасным радионуклидом. Cs(цезий- 137), Ce(церий- 144) и CI(хлор- 36) также являются опасными радиоактивными изотопами. Хотя существуют и природные источники загрязнений радиоактивными соединениями, но основная масса наиболее активных изотопов с небольшим периодом полураспада попадают в окружающую среду антропогенным путем: в процессе производства и испытаний ядерного оружия, из атомных электростанций, особенно в виде отходов и при авариях, при производстве и использовании приборов, содержащие радиоактивные изотопы, и т.д.

ЛЕКЦИЯ 11

Проблемы опустынивания и деградации почв в Казахстане. Проблемы Приаралья - зоны интенсивного опустынивания в глобальном мировом масштабе

Проблемы опустынивания почв Казахстана сложны и многофакторны. Проблема деградации почв и, как следствие, опустынивание является одной экологических проблем Казахстана, где 66% территории подвержено разной степени опустынивания.

Из общей площади Республики 272, 1 млн. га сельскохозяйственные угодья занимают 222 млн. га, из них 182,3 млн. га - пастбища, 31,2 млн. га - пашня (в том числе 1,8 млн. га - орошаемой), 5 млн. га -сенокосы, 2,8 млн. га - залежи. Освоение в Казахстане 25 млн. га целинных и залежных земель и нерациональное использование их в короткий срок привело к созданию своеобразного вида деградации - дегумификации почв. Процесс дегумификации почв зафиксирован на всех пахотных почвах - содержание гумуса снизилось на 20-30%. Около 50 млн. га равнинных и горных пастбищ Республики подвержено деградации.

Проблемы опустынивания и деградации почв усугубляются интенсивным развитием эрозионно- дефляционных процессов и глобальным повышением температуры Земли, в том числе и в Казахстане на 1 град. С.

Эрозия (от латин.-разъедать) почвы представляет собой процесс разрушения верхних, наиболее плодородных горизонтов почвы и грунта талыми и дождевыми водами и ветром.

Общая площадь почв, подверженных водной эрозии и нуждающихся в почвозащитных мероприятиях, составляет в Казахстане 19,2 млн. га, в том числе в Северном - 4,5 млн. га, в Восточном и Южном - 6,5 млн. га, на горных пастбищах - 8,2 млн. га. Водной эрозией затронуто 5,6 млн. га пашни. В Северном Казахстане водно-эрозионные процессы активно протекают на склонах менее 1 градус вследствие глубокого промерзания почвы и наличия больших водосборных площадей. В Восточном и Южном Казахстане водная эрозия связана с сильной расчлененностью территории горами Алтая и Тянь-Шаня.

Специфическими факторами, определяющими интенсивность процесса водной эрозии, являются климатические показатели (снеговой покров, дождевые осадки, температурный режим), рельеф (экспозиция и крутизна склонов, форма водосбора, уровень базиса эрозии, почвы (почвообразующие породы, тип почвы, структурное состояние и плотность), растительность (покрытие, тип сообщества), хозяйственная деятельность человека (нарушение стабилизации экосистем и деградация земель). С большой интенсивностью проявляется водная эрозия в предгорных районах богарного и орошаемого земледелия, на пашнях склонов и в горах, где деградации подвержены значительные площади пастбищных и лесных угодий. Площадь пастбищных угодий, на котором необходимо провести комплекс противоэрозионных, только по Казахстанскому Тянь-Шаню составляет 4,8 млн. га. Водная эрозия, характеризующаяся односторонним перемещением продуктов смыва, является необратимым процессом. Разрушенные почвы не могут быть восстановлены в первоначальном состоянии, так как потери не восполняются почвообразовательным процессом. Эрозионно-разрушенные агроландшафты отмечены во всех природных зонах и возрастают при неправильной хозяйственной деятельности.

Особенно следует отметить ирригационную эрозию почв, которая проявляется на большой части площади орошаемых земель. Особенно она характерна для орошаемых массивов, расположенных на предгорных увалисто-волнистых равнинах юга и юго-востока Казахстана. Так, по данным Института почвоведения АН РК на предгорных равнинах Казахстанского Тянь-Шаня ирригационной эрозией охвачено 97% орошаемой площади. Ею в разной степени подвержены темно-каштановые, светло-каштановые и лугово-сероземные почвы Алматинской и Жамбылской областей и светлые сероземы Южно-Казахстанской области.

Ветровой эрозией почв в Казахстане охвачены степные, сухостепные, полупустынные и пустынные ландшафты (в том числе 18,7 млн. га сельхозугодий). Ею в наибольшей степени подвержены территории с легкими почвами, однако она проявляется и на тяжелых карбонатных черноземных и каштановых почвах. Основные природные предпосылки возникновения дефляции почв в республике - это наличие открытых степных пространств с резко континентальным климатом, недостаточное увлажнение, низкая относительная влажность воздуха, частая повторяемость почвенной и атмосферной засухи, повышенная деятельность ветра, слабая эрозионная устойчивость почв. В пахотном горизонте дефляционных почв уменьшается содержание гумуса, снижается емкость поглощения, увеличивается карбонатность, ухудшаются агрохимические и водно-физические свойства.

В связи с тем, что вековой ход увлажненности территории Евразийского континента до 2030 года ориентирован к большой засушливости, следует ожидать усиления эрозионно-дефляционных процессов в Казахстане.

Проблемы Приаралья - зоны интенсивного опустынивания в глобальном мировом масштабе. Деградация Аральского моря.

Аральское море - один из крупнейших внутриконтинентальных замкнутых солонцеватых водоемов земного шара.

Расположенное в центре среднеазиатских пустынь, на высоте 53 м над уровнем океана, Аральское море выполняло функции гигантского испарителя. Из него испарялось и поступало в атмосферу около 60 куб.км. воды.

Море способствовало улучшению гидротермического режима геосистем, существенно влияло на водный режим пустынных растений, продуктивность пастбищ, обеспечивало нормальное функционирование артезианских скважин и.т.д.

Сохранившееся до начала 60 -х годов экологическое равновесие в бассейне Аральского моря сложилось в первой половине прошедшего столетия (уровень Аральского моря до 1961 г. было стабильным, его объем составлял 1064 куб.км, а площадь зеркала воды -66.4 тыс. кв.км).

Однако в результате сугубо аграрной направленности развития экономики региона с безудержным наращиванием площадей орошаемых земель и объемов безвозвратного водопотребления на фоне на фоне ряда маловодных лет, приток воды в дельты рек Амударьи и Сырдарьи резко сократился, составив, например, в1982 г. всего 2.28 и 3.25 кум.м соответственно. Начиная с 1961 года уровень моря понижался с возрастающей скоростью от 20 до 80-90 см\год.

За последние 40 лет, с1960 по 2000г. море не дополучило около 1000 куб.км речных вод, в результате чего уровень моря понизился на 17 м , площадь акватории уменьшилась более чем на половину, а объем сократился на 75%.

Таким образом в Приаралье сформировался сложный комплекс эколого-социально-экономических проблем, имеющих по происхождению и уровню последствий международный характер. Море потеряло былое рыбохозяйственное и транспортное значение. Оно разделилось на две части Большой и Малый (Северный) Арал и отошло от берегов местами более чем на 100-150 км. С обнаженного, площадью 35 тыс.кв.км, засоленного бывшего дна выдувается и выносится за пределы Аральского моря до 100 млн.т в год соленой пыли. Площадь «новой» солевой пустыни, возникшей в результате усыхания составляет 42000 кв.км. Физическая масса соли, пыли и отходов в границах солевой пустыни - 3300 млн.т. Площадь на которую распространяется вынос солей - 400-450 тыс. кв. км

За счет уменьшения размеров моря, увеличения испарения и поступления дренажно-коллекторных вод значительно возросла соленость воды и в настоящее время составляет 15 г\л.

Воздействия на климатический режим.

Характерная особенность климата Приаралья- резкая континентальность. В последние 5-10 лет отмечается заметное изменение климатических условий. Ранее Арал выступал в роли своеобразного регулятора смягчая холодные ветры приходившие осенью и зимой из Сибири и уменьшая словно огромный кондиционер силу жары в летние месяцы. С ужесточением климата лето в регионе стало более сухим и коротким, зимы- длинными и холодными. Вегетативный сезон сократился до 170 дней. На прибрежных территориях Аральского моря атмосферные осадки сократились в несколько раз. Их средняя величина 150-200 мм со значительной неравномерностью по сезонам. Отмечается высокая испаряемость (до 1700 мм в год) при уменьшении влажности на 10%. В летний период отмечаются высокие температуры (до +49 С).

Характерной чертой климата Приаралья является высокая повторяемость и значительная продолжительность пыльных бурь и поземков. Часто дуют сильные ветры. Наиболее интенсивны и длительны они на Западном побережье моря - более 50 суток.

Воздействия на структуру почвы

Большая часть территории Приаралья сложена песками и почвами легкого механического состав, которые вовлекаются в ветровой перенос. Высыхание Арала вызвала к жизни процесс двойного опустынивания. Один обусловлен появлением осушенного дна моря, второй -искусственным заболачиванием орошаемых земель. В результате в центре пояса великих пустынь образовалась еще одна новая пустыня «Аралкум», опасность которой заключается в том, что представляет собой сплошной солончак, состоящий из мелкодисперсных морских отложений и остатков минеральных отложений, вымытых с орошаемых полей.

Наступил качественно новый этап воздействия опустынивания на процессы деградации экосистемы Приаралья, региональный и глобальный климат, горные стокообразующие системы и на водно-содлевой режим зоны земледелия.

Морское дно, бывшее в естественном состоянии своеобразной опреснительной фабрикой обширного водосборного бассейна за счет жизнедеятельности богатого гидробиоценозного моря, теперь действует как искусственный антропогенный вулкан, выбрасывая в атмосферу огромные массы солей и тонкодисперсной пыли. Эффект загрязнения усиливается за счет того, что Аральское море расположено на трассе мощного струйного течения воздуха с запада на восток. Это способствует выносу аэрозолей в высокие слои и быстрому их распространению в атмосфере Земли. Поэтому пестициды Аральского региона обнаружены в крови пингвинов Антарктиды, а характерная Аральская пыль оседает на ледниках Гренландии, в лесах Норвегии, полях Белоруссии, удаленных от Центральной Азии на тысячи километров.

ЛЕКЦИЯ 12

Лес - один из основных типов растительного покрова Земли, представленный многочисленными жизненными формами растений, среди которых главную роль играют деревья и кустарники, второстепенную - травы, кустарнички, мхи, лишайники и т. д. Леса играют большую роль в развитии экономики, улучшении окружающей среды, повышении благосостояния народа. Сами деревья - мощнейшие создатели биомассы; это поставщики топлива, а главное - древесины для строек и поделок, технического сырья, дубильных, лекарственных, красящих и многих других полезных веществ. Без дубильного экстракта, получаемого из коры лесных деревьев, не обходится, например, кожевенная промышленность. Из древесины изготавливают более 20 тысяч видов изделий и продуктов. Без нее не может обойтись ни одна отрасль народного хозяйства. Из древесины получают пластмассу, удобрения, взрывчатые вещества. Из древесных опилок получают спирт, сахар, синтетический каучук. Древесина идет на изготовление шпал, тары, фанеры, она используется в целлюлозно-бумажной и мебельной промышленности. Лес - это среда обитания для большинства видов животных, он являются кормильцем животных и человека, дарящий им орехи, ягоды, грибы, съедобные побеги, травы и лишайники. Измельченные, сдобренные специальными добавками лесосечные отходы находят применение в животноводстве. При рубке леса заготавливают веточный корм для скота. Наиболее питательны молодые побеги осины, ивы, клена, ясеня, рябины, лещины, липы, ильмовых. Во всех без исключения лесах, в том числе в промышленном, обитают промысловые виды зверей и птиц. Лесная зона - крупнейшее в мире охотничье угодье: белка и соболь, куница и горностай, бобр и выдра, тетерев, глухарь, рябчик - чего только не приносят охотники из лесов. Кроме того, леса - это здравницы и места отдыха, ресурс культуры и науки, украшение ландшафта, источники радости и здоровья, эстетического и экологического воспитания. При рациональном использовании лесных экосистем в них поддерживается экологическое равновесие - естественным путем возобновляются популяции деревьев, промысловых животных, лекарственных трав, грибов. В итоге - сохраняется и биосферная роль лесов. Однако принципы рационального использования лесов соблюдаются не всегда.

Обширность территории Казахстана, уникальность географического положения, наличие множества климатических зон обуславливают разнообразие природных условий, широкое видовое разнообразие флоры и фауны.

На территории Казахстана зарегистрировано более 6000 видов высших сосудистых растений, около 5000 грибов, 485 лишайников, более 2000 водорослей, около 500 мохообразных. Животный мир представлен 835 видами позвоночных животных, в том числе: млекопитающих - 178, птиц - 489, пресмыкающихся - 49, земноводных - -12, рыб - 104 вида, и около 1 млн. видов беспозвоночных. В 1994 году Республика Казахстан стала членом Конвенции о биоразнообразии. В рамках конвенции при поддержке ПРООН выполнен ряд обязательств: подготовлены два Национальных отчета, Стратегия и План действий по сохранению и сбалансированному использованию биологического разнообразия (1999 г.).

Основными факторами снижения и утраты ландшафтного и биологического разнообразия в Казахстане являются техногенные и антропогенные воздействия на среду обитания, а так же естественные процессы аридизации и опустынивания. Утрата биологического разнообразия продолжается из-за разрушения природных экосистем, изменения водного режима территорий, потери лесных массивов, чрезмерной эксплуатации биологических ресурсов, сброса промышленных и ирригационных вод, внесения чужеродных видов растений и животных. Истощение биоразнообразия особенно выражено в горных, лесных, пустынных, пойменных и прибрежных экосистемах.

Лесные ресурсы

Территория республики исключительно бедна лесами. Согласно Государственному учету, площадь лесного фонда и особо охраняемых природных территорий (ООПТ) по состоянию на январь 2002 года составляет 26,08 млн.га, в том числе покрытая лесом - 11,47 млн.га.

Леса распределены на территории республики крайне неравномерно. Лесистость Казахстана с учетом саксаульников и кустарников составляет 4,2%, собственно леса - 1,2%. Лесистость отдельных областей колеблется в пределах 0,1-16% от общей площади области. Наибольшая лесопокрытая площадь (69,3%, включая насаждения саксаула и кустарников) сосредоточена по южному, юго-восточному и северному периметрам страны.

Лиственные насаждения занимают 61,8% (около 7 млн.га) площади лесного фонда, па долю хвойных приходится 15,5% и на долю кустарников 22,7%. Твердолиственные породы представлены саксаулом, занимающим около 50% покрытой лесом площади.

Практически все леса являются защитными, т.е. выполняют водоохранные, рекреационные, санитарно-гигиенические и средообразующие функции. Классификация лесов РК по категориям защитное™ может быть представлена следующим образом:

ленточные боры, степные колки и байрачные леса, леса в пустынных, полупустынных, степных, лесостепных и малолесных горных районах, которые занимают 21191,0 тыс. га, или 81,3% лесного фонда;

леса особо охраняемых природных территорий (ООПТ) - 3186,4 тыс.га или 12,2%, в том числе: государственных заповедников 887,8 тыс.га, государственных национальных природных парков - 1344,4 тыс.га, заповедные лесные участки, леса, имеющие научное значение, генетические резерваты -1234 млн.м3, памятники природы -888,7 тыс.га, лесоплодовые насаждения - 52,3 тыс.га;

природные парки, особо ценные лесные массивы - 13,3 тыс.га (менее 0,1%);

леса, выполняющие водоохранные функции, занимают 711,6 тыс.га (2,7%);

леса, выполняющие преимущественно санитарно-гигиенические и оздоровительные функции, занимают 182,2 тыс.га (0,7%).

Следует отметить, что из покрытых лесом площадей пригодными для эксплуатации являются всего 36,5%, или 4170,6 тыс.га. Большая часть покрытых лесом площадей (63,5%), исключена из сферы производственного использования по причине их исключительной защитной функций, в соответствии с требованиями Лесного законодательства РК.19

Причины потери лесных массивов

Торговля лесом. Открывшийся в 1995-96 годах неограниченный рынок на древесину в КНР, Кыргызстане, Узбекистане способствовал возникновению в Казахстане сети частных лесозаготовительных и торгово-сбытовых фирм. Правительством РК было принято Постановление № 1571 «О введении запрета на экспорт круглых лесоматериалов хвойных пород и древесины топливной в виде хвойных бревен» (сроком на три года). Однако запрет не дал ожидаемых результатов, так как начался вывоз древесины за границу под видом бруса и иных лесоматериалов.

Пожары. Леса Казахстана отличаются высокой горимостью. За 1989-2003 годы в республике возникало в среднем по 647 лесных пожаров в год, при среднегодовой площади одного пожара 18,9 га. Всего за этот период уничтожено и поражено огнем более 20,5 тыс. га лесопокрытой площади.

Для производства посадок и начала восстановления леса требуется свыше 660 долл.США на 1 гектар площади. Общий ущерб от пожаров за 1995 - 2002 годы, с учетом всех прижизненных полезностей сосновых боров Прииртышья, составляет более 80 миллиардов тенге.21

Вследствие бесконтрольных рубок горелого леса началось массовое расхищение и вывоз древесины за пределы страны. Только по официальным данным за последние 4 года Казахстан лишился 2 млн. м3 живого леса, стоимостью в пересчете по 42 долл.США за кубометр-84 млн долл.США.

Рубки. Леса Алтая в течение многих лет подвергались интенсивным сплошнолесосечным рубкам, после которых лесосеки быстро зарастали травой, кустарниками и березой.

Объемы рубок повсеместно превышают лесовосстановление что, в конечном счете, ведет к обезлесеванию территории республики. Экономическая оценка этих потерь не проведена, восстановительные мероприятия не поддаются расчету. Адекватных средств на воспроизводство леса не выделяется.

Мероприятия по лесовосстановлению и лесоразведению

С 1948 по 1991 г в РК было посажено более 1,0 млн.га искусственных лесов, ежегодно выращивалось до 140 млн. штук сеянцев и саженцев, создавалось до 80 тыс. га лесных культур. Имелось 252 лесных питомника на площади 4,6 тыс. га. Для заготовки семян произведена селекционная инвентаризация хвойных и лиственных насаждений на площади 819 тыс.га., отобрано лесосеменных участков - 1366 га, выращено лесосеменных плантаций - 83 га, выделено эталонных деревьев - 242, подготовлено клоновых архивов - 10 га и испытательных культур - 28 га.

К 2001 году снизились объемы по посевам и посадкам леса до 5,8 тыс. га. Прекратились работы в бассейне Аральского моря, на его осушенном дне, где при наличии 329,0 тыс. га лесопригодных площадей, на эродированных землях новые насаждения созданы лишь на 54,8 тыс. га.

Необходимо усилить работы по созданию и восстановлению зеленых санитарно-защит-ных зон вокруг городов и поселков (не менее 100 тыс.га). В последние годы активно производятся мероприятия по созданию защитной зоны исключительно вокруг г. Астаны.

Растительные сообщества, находящиеся под угрозой исчезновения

В результате несбалансированной хозяйственной деятельности, развития процессов опустынивания, изменения общих природных и экологических условий, перечисленных в предыдущих разделах, происходит утрата видового и ландшафтного разнообразия растительных сообществ. При этом сокращаются не только площади произрастания отдельных сообществ, но и происходит их полное исчезновение на некоторых территориях, наиболее подверженных техногенным сельскохозяйственным нагрузкам.

Ярким примером может служить усыхание арчевых лесов на северных склонах заповедника Аксу-Джабаглы в 1970-80 годы. Причиной послужили выбросы Джамбулского фосфорного и Чимкентского свинцово-цинкового комбинатов, переносимые ветрами на 100 и более километров в горы. От ранее обширных фисташковых и миндальных рощ Южного Казахстана остались лишь небольшие участки.

Склоны Джунгарского и Заилийского Алатау, были покрыты сплошными зарослями зимоплодовых деревьев и ягодных кустарников - яблони, абрикоса, барбариса, сливы, боярышника, малины, смородины, шиповника и других. Отдельные из них являются сородичами и даже прародителями многих культурных сортов, т.е. ценнейшим генетическим материалом, имеющим мировое значение. Учитывая глобальную значимость этих видов, ГЭФ через ПРООН, ВБ и ЮНЭП предоставляет поддержку Казахстану через 4 крупных проекта. За 40 лет под воздействием несбалансированного развития скотоводства, культурного садоводства, неконтролируемого строительства и пожаров, площади диких горно-плодовых лесов сократились в среднем на 40%, а в отдельных местах на 80%. Оставшиеся массивы разрежены, представлены небольшими изолированными участками, поражены вредителями и болезнями.

Перед нами стоит реальная угроза потери как ценнейших ландшафтов, так и имеющих мировое значение генетических ресурсов. В Красную Книгу РК в 1981 году было внесено 279 видов высших растений, а в подготовленном издании 2001 года (до сих пор не издан) уже содержится свыше 400 видов, из них только 81 вид охраняется на территории заповедников.

Невосполнимые потери животного мира. Настоящая ситуация и тенденции

Значительная часть видового состава млекопитающих населяет горно-предгорные регионы страны (юг, юго-восток, восток страны), большая часть видового состава рыб обитает в бассейне Каспийского моря. Значительный процент птиц водно-болотного и степного комплексов являются дальними и ближними мигрантами, покидающими пределы страны в осенне-зимний период.

Следует отметить, что в Красную Книгу Казахстана (КК) включено 125 видов позвоночных и 99 видов беспозвоночных животных. С каждым изданием списки КК расширяются, многие животные, занесенные в КК, такие как гепард, красный волк, медоед, кулан, сырдарьинский лопатонос, илийская маринка, не встречаются в природе уже 30-50 лет. Численность таких видов, как журавль-стерх, реликтовая чайка, скопа, орлан долгохвост, бородач, серпоклюв, снежный барс, выдра, измеряется единицами, и надежды на самостоятельное восстановление их популяций нереальны.

ЛЕКЦИЯ 13

Развитие нефтяной промышленности Казахстана началось с разведочной скважины Кара-чунгуль и двух месторождений Доссор (1911 г.) и Макат (1915 г.) Максимальная добыча нефти на Эмбе в 1914 г. составляла 272 тыс.тонн. Нефтедобыча обеспечивала устойчивый и стабильный характер развития местной экономики в течение длительного времени. К 1991 году уровень добычи нефти и газоконденсата в Казахстане был доведен до 26,4 млн.тонн.

В перспективе развития нефтедобычи большие надежды возлагаются на шельф Каспия и подсолевой комплекс Прикаспийской впадины. В 1999 году компанией ОКИОК пробурена скважина глубиной 5,2 км и в 2000 году получена первая нефть на площадке «Восточный Кашаган». Также, была подтверждена нефтеносность структуры «Западный Кашаган». Промышленное освоение шельфа Каспийского моря началось после 2005 т.

В нефтегазовый комплекс входят нефтеперерабатывающая и газоперерабатывающая отрасли промышленности. В настоящее время в Казахстане функционируют три нефтеперерабатывающих завода (НПЗ): Атырауский, Павлодарский и Шымкентский. Их суммарная, фактически достигнутая мощность составляет 18,5 млн.т. нефти в год при средней глубине переработки 65.3%. Из общего объема нефти, перерабатываемой в Казахстане, на Атырауский НПЗ приходится примерно 40%, на Павлодарский и Шымкентский НПЗ - соответственно 25% и 35 %.