Глобальные проблемы человечества в экологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Проблема глобальных климатических изменений, сокращение озонового слоя

Проблема глобальных климатических изменений оказалась в центре внимания в связи с ожидаемым потеплением, вызванным техногенными выбросами парниковых газов.

Парниковый эффект - разогревание нижних слоев атмосферы - возникает в результате поглощения отраженного теплового излучения поверхности Земли молекулами углекислого газа, водяного пара, метана, хлорфторуглеродов и некоторых других газов. Хотя метан дает гораздо больший парниковый эффект, чем углекислый газ, последний более устойчив в атмосфере и выбрасывается в огромных количествах - в объеме около 8-1012 кг ежегодно при сжигании угля, нефти и (в меньшей степени) природного газа. Предполагается, что накопление СО2 в атмосфере приведет к потеплению, которому будут сопутствовать таяние полярных льдов, подъем уровня Мирового океана, затопление густонаселенных приморских низменностей и целых островных государств, опустынивание, сокращение летних осадков на 15- 20% в основных сельскохозяйственных районах от американского среднего запада до Средиземноморья и Западной Австралии.

Такого рода опасения были существенно подкреплены обнародованным в 1990 г. докладом первой рабочей группы Международного пленума по климатическим изменениям, составленным 170 авторитетными специалистами из 25 стран (и еще 200 ученых были привлечены к рецензированию доклада). По их единодушному мнению, парниковый эффект уже дал потепление на 0,3-0,6 (0,5) °С с конца 19 в. Удвоение содержания CO2 в атмосфере произойдет к 2035 г. Соответствующее глобальное потепление составит от 1,5° до 4,5°С, скорее всего около 2,5°С. К этому времени ожидается подъем уровня моря от 8 до 29 см (около 20 см) и до 65 см к 2100 г. На обширных пространствах Евразии и Северной Америки, включая основные житницы, установится летнесухой климат.

Для предотвращения пагубных последствий климатических изменений предполагается снизить выбросы двуокиси углерода, окислов азота и хлорфторуглеродов на 60%, метана на 20%, Эти рекомендации, по-существу, означают крутой поворот в адаптивной стратегии человека. Раньше человек боролся с холодом, теперь начинает бороться с теплом.

На национальном уровне 15 стран ответственны за 77% выбросов парниковых газов. Среди них на первом месте США (17%) и СНГ (около 13%). Сумарный вклад развивающихся стран - около 46%.

В то же время роль парникового эффекта в климатических процессах последних десятилетий далеко не бесспорна. Так, 40-е - 60-е годы, первый этап массивных выбросов СО2, ознаменовались заметным похолоданием. Резко возросшие техногенные выбросы 80-х, по сверхточным спутниковым измерениям за десятилетие (1979-1988 гг.) не дали парникового эффекта.

Глобальный климат зависит в первую очередь от общего количества тепла, получаемого атмосферой и его распределения по поверхности планеты. Первое в свою очередь связано со светимостью Солнца, эксцентриситетом земной орбиты, выделением тепла недр, альбедо земной поверхности и атмосферы, парниковым эффектом. Ни один из этих факторов не остается постоянным. На фоне общей тенденции к увеличению светимости Солнца проявляются ротационные и магнитные 22-летние и более продолжительные циклы в 100, 200 и 400 лет. Достоверно установлена связь между пиками солнечной активности (включая последний, 1989 г.) и глобальными потеплениями, тогда как ее минимуму в 1640-1720 гг. соответствует «Малый ледниковый период»-общее похолодание на 1°С.

Сокращение озонового слоя.

Систематическое слежение за состоянием озонового слоя проводится с 1978 г. с помощью спутниковой аппаратуры. Основные выводы заключаются в том, что за 12 лет наблюдений общие потери стратосферного озона между 65° с. ш. и 65° ю. ш. составили около 3%. В то время как в экваториальной зоне сокращение озонового слоя несущественно, к полюсам оно возрастает, достигая 3% в год над Антарктидой.

Наиболее значительное сокращение озонового слоя- до 50% на высоте 20-50 км наблюдается в районе Антарктики в весеннее время. Это явление было описано Дж. Фарманом в 1985 г. и получило широкую известность под названием «озоновой дыры». Наиболее глубокие «дыры» возникли в нечетные годы- 1987 и 1989 гг., однако в 1990 г. весеннее сокращение озонового слоя над Антарктикой также было весьма значительным.

Резкое сокращение озонового слоя в районе Южного полюса происходит в течение трех-четырех недель с сентября по октябрь, в период вихревой циркуляции атмосферы, которая распадается в ноябре, распространяя истощенный озоновый слой к северу. В то же время озон восстанавливается за счет притока из низких широт.

В Арктике события носят менее драматический характер и отчетливо выраженной «озоновой дыры» не возникает, хотя убыль озона в течение зимы достигает 12% на высоте 17-20 км, а может быть и значительно более, поскольку она постоянно компенсируется притоком извне.

Еще в 1974 г. Шервуд Роланд выдвинул гипотезу о разрушении озонового слоя хлорфторуглеродами (ХФУ). Не вызвавшая вначале большого интереса, эта гипотеза оказалась в центре внимания после обнаружения, антарктической «озоновой дыры». ХФУ широко используются как фризы, растворители, стерилизаторы и моющие средства. Они накапливаются в тропосфере и, проникая в стратосферу, подвергаются фотолизу с выделением атомарного хлора, который, наряду с бромом, содержащимся в галонах, и их окисями катализирует реакции разложения озона.

Поскольку соединение окиси хлора (брома) с атомарным кислородом не может дать более чем 3% убыли озона, то основная роль отводится гетерогенным реакциям на частицах льда в полярных стратосферных облаках, которые таким образом выступают в качестве основного фактора разрушения озонового слоя.

Зимне-летнему сокращению озона в Арктике и Антарктике сопутствуют высокие концентрации окиси хлора, что рассматривается как прямое подтверждение участия ХФУ в разрушении озонового слоя.

Данные о последствиях сокращения озонового слоя для человека и биоты весьма противоречивы. Некоторое увеличение заболеваемости раком кожи может быть связано с возросшей солнечной активностью. В отдельные годы наблюдалось также сокращение продуктивности микропланктона в Антарктике. Дозы УФ здесь остаются существенно ниже обычных в низких широтах, но можно предположить, что полярная биота к ним более чувствительна. Требование принять превентивные меры против прогрессирующей утраты стратосферного озона прозвучали на ряде международных встреч и привели к подписанию в 1987 г. Монреальского протокола и осуществлению обширной программы по перестройке соответствующих видов химического производства.

В целом наблюдаемое в настоящее время сокращение озонового слоя, по-видимому, объясняется действием ряда факторов:

1) притоком обедненных озоном приземных воздушных масс к полюсам в связи с интенсивной вихревой циркуляцией атмосферы и тепловыми аномалиями в океане;

2) увеличением солнечной активности с пиком в 1989 г., вторым по интенсивности солнечных вспышек за последние 400 лет;

3) возросшей вулканической активностью-два взрывных извержения в низких широтах за последнее десятилетие (Эль-Чичон, Пинатубо), сопровождавшиеся массовыми выбросами сульфатных аэрозолей в стратосферу;

4) низкой температурой стратосферы, способствующей устойчивому развитию полярных облаков;

5) возросшими антропогенными выбросами окислов азота, двуокиси углерода, метана и ХФУ, накоплением озона в тропосфере (пока не оценена роль авиации, но производство самолетов типа Конкорд, регулярно летающих в стратосфере, внушает обоснованные опасения).

Таким образом, мы не можем рассчитывать на целиком управляемую модель озонового слоя. При этом нам еще предстоит оценить относительный вклад управляемых и неуправляемых факторов.

2. Кислотные дожди.

Под популярным названием «кислотные дожди» кроется сложный комплекс воздействий техногенных загрязнений воздуха на человека и природную среду, главные последствия которых - рост аллергических заболеваний дыхательных органов, потери урожайности сельскохозяйственных растений, усыхание лесов, безрыбные озера.

Проблема кислотных дождей возникла в Западной Европе и Северной Америке в конце 50-х годов. В последнее десятилетие она приобрела глобальное значение главным образом в связи с возросшими выбросами окислов серы и азота, а также аммиака и летучих органических соединений (ЛОС). По данным ЕЭК, двуокись (трехокись) серы поступает из теплоэлектростанций и других стационарных источников при сжигании ископаемого топлива (88%), при переработке сульфидных руд (5%), нефтепродуктов, производстве серной кислоты и др. (7%). Для окислов азота среди стационарных источников топливно-энергетический дает 85% выбросов, производство цемента, извести, стекла, металлургические процессы, сжигание мусора и др.-12%. Азотные загрязнения поступают из нестационарных источников и аммиак - от животноводческих предприятий и удобрений. Основные источники ЛОС-химические производства, промышленные и бытовые растворители, нефтехранилища, бензоколонкн и т.д.

Кроме этих первичных загрязнений, атмосферный воздух содержит ряд вторичных - озон и другие фотохимические оксиданты (образующиеся при действии солнечного света на смесь окислов азота и углеводородов), азотную и серную кислоты и др. Озон, содержание которого в приземном воздухе за последние десятилетия удвоилось, составляет основную часть фотохимического смога в атмосфере городов, загрязненной выхлопными газами. Озон разрушает легочную ткань и способствует развитию опухолевых процессов, хотя в то же время защищает от ультрафиолетового излучения, компенсируя сокращение стратосферного озонового слоя.

Первичные и вторичные оксиданты вместе определяют «поллютный климат», который зависит от обычного климата и в то же время изменяет его. Важно подчеркнуть, что воздействие каждого из поллютантов на природные экосистемы и человека определяется «поллютным климатом» как системой. Состояние этой системы зависит от непрерывно протекающих реакций различного происхождения поллютантов с радикалами гидроксила и между собой в газовой фазе, на аэрозолях, на поверхности листьев. При этом их воздействия нейтрализируются или взаимно усиливаются как в случае совместного выпадения двуокиси серы и аммиака.

Окислители поглощаются почвой и биотой из атмосферного воздуха, кислотных дождей и капель тумана, которые содержат в два-три раза больше серы и азота, чем дожди.

Первым экономически ощутимым следствием кислотных выпадений была утрата рыбных ресурсов: сотни озер в Скандинавии и на Британских островах стали безрыбными. Среди факторов, воздействующих на популяции рыб в связи с подкислением, называют нехватку кальция, осаждение алюминия на жабрах и, главным образом, нарушение репродуктивных процессов. Чувствительны к подкислению также амфибии, ракообразные, хирономиды, личинки поденок и веснянок, сокращение биомассы которых существенно сказывается на численности околоводных птиц.

Подкисление водоемов происходит за счет вымывания анионов серной и азотной кислот из почвы-главного аккумулятора кислотных загрязнений. Подкисление почвы приводит к изменению А1/Са и AI/Mg отношений, которые в Центральной Европе за последние двадцать лет возросли почти в два раза.

Почвенное подкисление считают одной из основных причин усыхания лесов умеренной зоны северного полушария. В угрожающих масштабах деградация лесов проявилась в начале 70-х годов. Больше всего пострадали елово-пихтовые и дубовые леса. В европейских странах дефолиация порядка 25% отмечена у 15% деревьев старше 60 лет. Старые леса при этом терпят больший ущерб, чем молодые.

На почвенные эффекты накладывается непосредственное воздействие озона и других газов на ассимиляционный аппарат листьев. Показано, например, что озон изменяет микроструктуру покрывающего хвою воска, который забивает до 80% устьиц. Такого рода воздействия наносят основной ущерб сельскохозяйственным растениям, менее зависимым от подкисления почв, которое контролируется агрохимикатами. Один из факторов снижения урожайности - изменение химизма среды, в которой протекают биохимические реакции между выделениями рыльца и пыльцой и от которых зависит эффективность опыления .

Подсчитано, что 25-процентное снижение концентрации озона дало бы прирост урожайности зерновых в США на сумму около 2-3 млрд. долларов, что составляет 2-3% стоимости всей сельскохозяйственной продукции.

Для лесов, однако, загрязнение почвы оказывается более существенным и, главное, долгодействующим фактором, проявляющимся через много лет после сокращения выбросов (почва при этом становится источником кислотных газов). Ущерб от кислотных дождей для европейских лесов оценивается в 118 млн. куб. м древесины в год (из них около 35 млн. куб. м на европейской территории России).

3. Опустынивание

Более 1 млрд. людей проживает в семиаридных регионах, граничащих с пустынями и составляющих вместе с ними около трети суши. Засухи и голод в зоне Сахель к югу от Сахары в 70-х и в восточной Африке-в 80-х годах показали масштабы бедствия, которое может произойти в результате устойчивого опустынивания семиаридных областей, и выдвинули эту проблему в число наиболее острых. Специальные программы по борьбе с опустыниванием осуществляются ЮНЕП, Всемирным банком и Американским агентством международного развития. Полагают, что в результате парникового потепления площадь пустынь увеличится на 17%. Наряду с этим опустынивание объясняют возросшим антропогенным воздействием на семиаридные экосистемы.

В прошлом при невысокой плотности и кочевом образе жизни коренного населения антропогенная нагрузка распределялась на обширную территорию, не нанося значительного ущерба природным ресурсам. Однако внедрение таких водоемких культур, как рис. расход воды на орошение, ведущее в условиях жаркого сухого климата к быстрому засолению почвы, концентрация скотоводческого населения вблизи артезианских скважин и использование современных транспортных средств дают толчок процессам опустынивания, приобретающим необратимый характер. Замечено, например, что нарушение травяного покрова в результате перевыпаса ведет к прогреванию, иссушению и уплотнению почвы, ускоряя сток дождевых вод, вынос питательных веществ и внедрение пустынных кустарников. Травянистая растительность не восстанавливается из-за интенсивной эрозии почвы в промежутках между кустарниками.

Вместе с тем здесь, как и в других случаях, трудно установить соотношение природных и антропогенных факторов. Не исключено, что последние лишь ускоряют события, накладываясь на естественные процессы. Данные по охраняемым территориям не подтверждают представления об устойчивости растительных сообществ аридной зоны. Так, на участках пустыни Сонора, не подвергшихся антропогенному воздействию, в первой половине 20 в. отмечены 4-кратные изменения плотности популяций кактуса карнегия гигантская и противоположные по знаку изменения численности доминирующих кустарников.

Распространение пустынь определяется многими природными факторами, среди которых обычно выделяют экваториально-полярный температурный градиент, усиливающий температурный контраст между морем и сушей (пустыня Намиб на юго-западе Африки), и береговые горные хребты, отбрасывающие «дождевую тень» на внутренние области (пустыня Сонора в Северной Америке). Все эти факторы (включая и высоту гор, зависящую от интенсивности эрозионных процессов) чувствительны к глобальным климатическим изменениям.

Движение атмосферы в самых общих чертах определяется перепадом температуры между экватором и полюсами. Нагретый воздух поднимается над экватором и, охлаждаясь, теряет влагу, которая проливается дождями в зоне тропических дождевых лесов между 15° к северу и югу от экватора. Нисходящие течения охлажденного воздуха нагреваются и поглощают влагу между 20 и 30° северной и южной широты, где пролегают зоны пустынь. Поскольку насыщение воздуха водяным паром зависит от температуры, в более теплом климате атмосфера в целом содержит больше влаги, восходящие воздушные потоки медленнее охлаждаются, ячейки переноса тепла шире и барометрическая зональность не столь отчетлива. Дожди не успевают пролиться над экватором, и осадки распределяются в пределах более широкой зоны, границы которой контролируются главным образом экваториально-полярным температурным градиентом.

4. Глобальное снижение биологического многообразия, глобальный характер социально-экологических проблем

Глобальное снижение биологического многообразия.

Подписанная в июне 1992 г. в Рио-де-Жанейро Международная конвенция о биологическом разнообразии может рассматриваться главным образом как выражение всеобщей озабоченности утратой того, что не может быть восстановлено - видов живых существ, каждый из которых занимает определенное место в структуре биосферы. Сможет ли объединенное человечество сохранить биологическое разнообразие? Это во многом зависит от понимания исторических процессов и ныне действующих факторов, под влиянием которых сложилось биологическое разнообразие, каким мы его знаем или, точнее сказать, знаем в небольшой степени.

Мы не знаем, сколько существует видов. Только в пологе тропического леса их может быть до 30 миллионов, хотя большинство исследователей принимает более консервативную цифру 5- 6 миллионов. Сохранить их можно лишь одним способом - оберегая от сплошных рубок и загрязнений тропический лес как экосистему. Иначе говоря, для сохранения видового разнообразия необходимо в первую очередь позаботиться о разнообразии более высокого уровня - экосистемном.

В 60-х годах заповедники подверглись двукратному сокращению в связи с экстенсивным развитием экономики. К тому же отведение огромных площадей под монокультуру крайне неблагоприятно сказалось на состоянии БР. В начале 80-х для выполнения «продовольственной программы» распахивали обочины дорог, межи и неудоби, лишая дикие виды последних убежищ в освоенных районах.

Глобальный характер социально-экологических проблем.

Основной закон жизни заключается в том, что любой организм стремится к продлению своего существования в потомстве, любая популяция - к устойчивому воспроизведению из поколения в поколение. Последнее возможно при поддержании определенной численности, снижение которой ставит популяцию под угрозу исчезновения или обеднения генофонда. Кроме того, в неустойчивых условиях необходим некоторый запас численности. В то же время популяционный рост - средство устойчивого существования, а не самоцель, как полагали ранние эволюционисты.

Потребление ресурсов биосферы человеком, прямое и косвенное (в виде загрязнения), уже достигло примерно 40% и продолжает увеличиваться. Необходимость регулирования этого процесса в глобальном масштабе представляется очевидной. Две основные составляющие, которые подлежат регулированию - это численность населения и эффективность использования ресурсов.

Извлекая из биосферы разнообразные ресурсы, человек возвращает в нее отходы, осуществляя техногенный круговорот веществ, сопоставимый по масштабу с биогенным, но далеко не всегда совпадающий с ним по направленности потоков вещества и энергии. Техногенный круговорот вносит в природные экосистемы чуждые им компоненты - загрязняет их, тем самым вступая в конфликт с биогенным круговоротом, частично подавляя его. Конфликтность техносферного и биосферного круговоротов служит источником экологической опасности.

5. Заключение

Подводя итог, становится ясно, что глобальные проблемы явились результатом огромных масштабов человеческой деятельности, радикально изменяющей природу, общество, образ жизни людей, а также неспособности человека рационально распорядиться этой могучей силой.

Мы видим, что существует большое количество проблем, угрожающее всему живому на Земле. Главное, однако, не в полноте списка этих проблем, а в осмыслении причин их возникновения, характера и, что самое важное, в выявлении эффективных путей и способов их разрешения.

Глобальные проблемы, на мой взгляд, требуют огромного внимания, их осмысления и немедленного решения, иначе не решение их может вылиться в катастрофу. Меня, как жильца планеты Земля, не могут не волновать глобальные проблемы человечества, потому что я хочу дышать чистым воздухом, питаться здоровой пищей, жить в мире и общаться с умными образованными людьми.

Несложно понять что ждет нас, если мы не будем уделять должного внимания этим проблемам. Тогда пострадает вся цивилизация. Та опасность волнует не одного меня, уже множество людей трубят по всей планете о проблемах во всех сферах жизни. Создаются специальные организации по выработке решений и преодолений сформировавшихся опасностей всему живому.

Болезнь цивилизации можно вылечить лишь общими усилиями народов Земли. Можно надеяться, что международная солидарность, растущее чувство принадлежности к единому человеческому сообществу заставят искать решения ГП.

Список литературы

глобальная проблема человечество экология

1. Бутыко М. П. Природа, 1992, № 8.

2. Национальный доклад Агентства по охране окружающей среды.

Вашингтон, 1990 г.

3. Геодекян В. А. Зеленый крест, 1992.

4. Красилов В. А. В кн.: Меловой период.-М.: Наука, 1986.

5. Глазовский Н.Ф. Аральский кризис. М., Наука. 1990 г.

6. Экологический вестник России М., 1992 г.

7. Резникова Татьяна. Глобальные проблемы человечества в экологии.

Размещено на Allbest.ru