Тема:
Прогноз изменения экологических систем под влияниемприродных и антропогенных факторов
Введение
В середине XX века проблемы охраны окружающейсреды и природных ресурсов обратили внимание мирового сообщества. Появилисьпервые научно-аналитические труды, которые пробудили в обществе осознаниенегативных экологических последствий экономического развития.
Зародившись на почве полемики междусторонниками двух концепций развития земной цивилизации – технологической ибиосферной, идея сбалансированного развития подвела человечество к ревизииоснов его функционирования, выдвинув на первый план проблему перехода к инымформам общественной организации, которые обеспечили бы, прежде всего, егосамосохранение.
1. Экологическая система
Термин «экосистема» впервые былпредложен английским геоботаником А. Тэнсли в 1935 году, хотя возникзначительно раньше, как идея единства организмов и среды; человека и природы.
Экосистема — основная функциональная единица экологии, включающаяживые организмы (биотические сообщества) и абиотическую среду, причем, каждаяиз этих частей влияет на другую и обе необходимы для поддержания жизни в томвиде, в котором она существует на Земле.
Экосистема — понятие довольно широкое и главноев нем то, что оно подразумевает обязательное наличие взаимоотношений,взаимозависимости и причинно-следственных связей между отдельными компонентами,рассматриваемыми как стабильное целое. Другими словами, внутри каждой такойсистемы происходит взаимообмен не только между организмами, но и междуорганическими и неорганическими компонентами. Размеры экосистем могут бытьочень различными по размеру: (например, лужа такая же экосистема, как несколькогектаров леса). Самая хрупкая экосистема — биосфера, включающая постоянновзаимосвязанные все живые организмы Земли, земную кору, почву, океан иатмосферу. В результате эта система, получающая энергию от Солнца ипереизлучающая ее в Космос, поддерживается в состоянии равновесия. Любаяэкосистема обособлена в пространстве, хотя и не имеет четких границ. Соседниеэкосистемы накладываются друг на друга, создавая зоны перехода (берег моря илиозера, опушка леса и т. д.). Между двумя соседними экосистемами существуютсвязи и обмен, которые всегда уступают связям ям и обмену наблюдающимися междукомпонентами одной экосистемы.
Все компоненты экосистемы связаны обменомвеществ и энергии, саморазвиваются и саморегулируются, но следует иметь ввиду,что экосистемой может быть только среда, где существует стабильность и четкофункционирует внутренний кругооборот веществ. Различают микроэкосистемы(болотце, дерево, пенек с грибами), мезоэкосистемы (участок леса, озеро) имакроэкосистемы (континент, океан). Часто экосистему отожествляют сбиогеоценозом.
/>
Рис. 1. Схема строения биогеоценоза
Биогеоценоз — территориально или пространственно обособленная целостнаяэлементарная единица биосферы, все компоненты которой тесно связаны друг сдругом. Основное отличие экосистемы от биогеоценоза заключается в том, чтопоследний имеет строго ограниченный объем, а экосистема может охватыватьпространство любой протяженности. Таким образом, биогеоценоз — этосовокупность, на известном протяжении, земной поверхности однородных природных явлений:атмосферы, горной породы, растительности, животного мира, микроорганизмов,почвы и т. д.
Компоненты биогеоценоза: биотоп и биоценоз(рис.1).Биотоп — однородное по адиатическим факторам средыпространство, занятое биоценозом, т. е. место жизни вида, организма.
Биоценоз —общность организмов, которые живут в пределах одного биотопа (суши, воды,грунта и т. д.).
Понятие «биоценоз» чисто условное,так как вне среды обитания организмы жить не смогут, но введено оно дляудобства исследования экологических процессов.
Экосистемы характеризуются:
—видовым, популяционным составом и количественнымсоотношением видовых популяций;
—распределением отдельных элементов в пространстве;
— совокупностью связей, и, в первую очередь, —цепей питания.
Сукцессиями (лат. successio — последовательность) называютпроцессы последовательной смены биоценозов, протекающих под влиянием разныхфакторов.
Объясним это на примерах. Когда озеронаполняется илом, оно постепенно превращается из глубокого в мелкое, затем — вболото, после чего в зеленый луг, на котором в дальнейшем вырастают кустарникии деревья.
Если в лесу находится заброшенное ржаное поле,то на нем возникают, сменяя друг друга, следующие биоценозы: однолетние сорнякии травы, кустарники, разрозненные деревья, лес.
Если в горах произошел оползень, то наобнаженной поверхности скалы сначала появляются лишайники, их сменяет моховыйпокров, затем вселяются травы и образуются луга, последние постепенно зарастаюткустарником, наконец — появляются деревья и возникает лес, являющийсязавершающим, конечным биоценозом.
Сукцессии наблюдаются также после уничтоженияранее существовавших биоценозов пожаром, наводнением, обвалом, распашкой,вырубкой леса и т. п. Во всех случаях замена одного временного биоценоза другимпроисходит в результате последовательного изменения внешних условий, с которымивзаимодействуют организмы.
Как правило, сукцессии характеризуютсяпрогрессивными процессами: развивается почва, растительный покров, возрастаетпроизводительность биоценоза — синтез органического вещества на единицуплощади. Смена биоценозов сопровождается увеличением их видового разнообразия:начальные биоценозы обычно включают небольшие и недолговечные растения, а входе сукцессии возникают биоценозы с более крупными и долгоживущими растениями.Конечные биоценозы потенциально могут сравнительно долго существовать беззначительных изменений. Биоценоз, завершающий сукцессию, называется климаксом(от греческого klimax — лестница).
Чтобы биоценоз был стабильным, необходиморавновесие между рождаемостью и смертностью, потреблением и освобождениемвещества и энергии. Такая константность системы, основанная на соответствииприхода — расхода, при наличии постоянного самообновления, получила название —динамичного равновесия или устойчивого состояния. Простейший пример — пруд,расположенный по руслу небольшой речки: вода в нем постоянно обновляется, но онсохраняет свои форму, площадь, глубину, комплекс растительных и животныхорганизмов. Динамичное равновесие присуще всем уровням организации животныхсистем — от клетки до биоценозов и экосистем. Неблагоприятные внешние влияниямогут нарушить это равновесие, что повлечет за собой перестройку или гибельвсей системы.
Важное значение в экологии имеет понятие —трофических или пищевых цепей, благодаря которым осуществляется связь, а такжеобмен энергией и веществом между организмами в экосистеме. Пищевая цепь —перенос энергии пищи от ее источника (растений) через ряд организмов к другиморганизмам, путем поедания одних другими. При каждом очередном переносе —80—90% потенциальной энергии теряется с отходами и переходит в тепло, чтосводит возможное число этапов или „звеньев" цепи до четырех—пяти. Пищевыецепи тесно переплетены между собой, образуя пищевые сети. В экосистемеорганизмы, получающие свою пищу от растений через одинаковое число этапов,считаются принадлежащими к одному трофическому уровню. Так, зеленые растениязанимают первый трофический уровень (продуценты), травоядные — второй(первичные консументы), хищники, поедающие травоядных — третий (вторичныеконсументы), а вторичные хищники — четвертый (третинные консументы). [1,с.12-13]
2. Влияние природных и антропогенныхфакторов на экосистемы
Основными компонентами биоценоза являются тригруппы организмов: растения, животные и микробы. Так, в экосистему леса входятвсе деревья, кустарники, травы, лишайники, грибы, животные, микроорганизмы,почва с ее обитателями, газы атмосферы и соли, растворенные в почвенной воде.
Экосистему озера или моря составляют всерастения, животные и микробы водоема, вся водная масса, с растворимыми в нейвеществами, грунты с органическими и минеральными частицами. Вещества движутсяот одного компонента к другому, отражая известную общую закономерностькруговорота веществ в природе и обеспечивая существование экосистем. Например,движение атмосферного кислорода. Все организмы потребляют его при дыхании, авыделяют кислород в реальных экосистемах круговорот обычно бывает незамкнутым,т. к. часть веществ уходит за пределы экосистемы, а часть поступает извне. Но вцелом принцип круговорота в природе сохраняется. Более простые экосистемыобъединены в общую планетарную экосистему (биосферу), в которой круговоротвеществ проявляется в полной мере. Жизнь на Земле возникла около 3 млрд. летназад. Если бы не было замкнутого потока необходимых для жизни веществ, запасыих бы давно исчерпались и жизнь прекратилась бы. [2, с.11-12]
Все вещества на планете Земля находятся впроцессе биохимического круговорота. Выделяют два основных круговорота: большой(геологический) и малый (биотический).
Возврат химических веществ из неорганическойсреды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду сиспользованием солнечной энергии и химических реакций называется биохимическимциклом.
В круговороте веществ участвуют три группыорганизмов:
Продуценты (производители) — автотрофныеорганизмы и зеленые растения, которые, используя солнечную энергию, создаютпервичную продукцию живого вещества. Они потребляют углекислый газ, воду, солии выделяют кислород. К этой группе принадлежат некоторые бактерии хемосептики,способные создавать органическое вещество.
Консументы (потребители) — гетеротрофныеорганизмы, питающиеся за счет автотрофных и друг друга. Редуценты(восстановители) — организмы, питающиеся организмами, бактериями и грибками.Скорость образования биологического вещества (биомассы), т. е. образованиемассы вещества в единицу времени, называют продуктивностью экосистемы.Круговорот энергии связан с круговоротом веществ. Наиболее характерен дляпроцессов, происходящих в биосфере, круговорот углерода. Соединения углеродаобразуются, изменяются и разрушаются. Основной путь углерода — от углекислогогаза в живое вещество и обратно. Часть углерода выходит из круговорота,отлагаясь в осадочных породах океана или в ископаемых горючих веществахорганического происхождения (торф, каменный уголь, нефть, горючие газы), гдеуже; аккумулирована его основная масса, Этот углерод принимает участие вмедленном геологическом круговороте. Важную роль в; биосферных процессах играеткруговорот азота. Фиксация его в химических соединениях происходит привулканической деятельности, при грозовых разрядах в атмосфере в процессе еёионизации, при сгорании материалов. Определяющее значение в фиксации азотаимеют микроорганизмы. Соединения азота (нитраты, нитриты) в растворах поступаютв организмы растений, участвуя в образовании органического вещества(аминокислоты, сложные белки). Часть соединений азота выносится в реки, моря,проникает в подземные воды. Из соединений, растворенных в морской воде, азотпоглощается водными организмами, а после их отмирания перемещается в глубьокеана. Одним из важнейших элементов биосферы является фосфор, входящий всостав нуклеиновых кислот, клеточных мембран, костной ткани, фосфор такжеучаствует в малом и большом круговоротах, усваивается растениями. Различныевещества имеют разную скорость обмена в биосфере. К подвижным относят: хлор,серу, бор, бром, фтор. К пассивным— кремний, калий, фосфор, медь, никель,алюминий и железо. Круговорот всех биогенных элементов происходит на уровнебиогеоценоза. От того, насколько регулярно и полно осуществляется круговоротхимических элементов, зависит продуктивность биогеоценоза. [3, с.104-105]
Человек оказывает огромное воздействие наразвитие и деградацию экосистем. От того, насколько человечество готовоизменить свое отношение к окружающей среде зависит будущее всей нашей планеты.
3. Прогноз изменения экологических систем
С самого момента появления человека какбиологического вида сообщества людей постоянно сталкивались с местнымиэкологическими ограничениями: неспособностью найти дичь в необходимыхколичествах, вырастить достаточный урожай или собрать достаточно дров, чтоприводило к резким спадам в численности населения, а в некоторых случаях и кисчезновению целых цивилизаций. Технический прогресс и появлениеинтегрированной мировой экономики положили конец такому многовековому ходусобытий.
Вызов, перед которым мы оказались вначаленового века, начинается с масштабов. По сравнению с началом прошлого столетиячисленность населения мира увеличилась в четыре раза, а мировая экономикавыросла в 17 раз. Этот рост обеспечил столь значительное повышение жизненногоуровня, о каком наши предки не могли и мечтать, но при этом он в такихмасштабах подорвал природные экосистемы, которые они не могли вообразить иестественно никогда не воспринимали в качестве угрозы. Возможности морскогорыболовства, например, приближаются к своим пределам или даже превышают их,уровень грунтовых вод снижается на всех континентах, пастбища гибнут из-за перевыпаса,многие из сохранившихся тропических лесов находятся на грани исчезновения, аконцентрация углекислого газа (СО2) в атмосфере достигламаксимального уровня за 160 тыс. лет. Если такие тенденции продолжатся, этоприведет к тому, что рубеж тысячелетий как историческое событие покажетсятривиальным, потому что они могут повлечь за собой самое значительное вымираниеживых существ с тех пор, как падение метеорита смело с лица Земли динозавровоколо 65 млн. лет назад.
Когда мы пытаемся заглянуть в XXI век,становится ясным, что удовлетворение прогнозируемых потребностей постоянновозрастающего населения мира с помощью той экономики, которую мы имеем сейчас,просто невозможно. Западная экономическая модель — расточительная экономика,основанная на потреблении ископаемого топлива и ориентированная на автомобиль,которая столь разительно повысила в XX веке жизненный уровень частичеловечества, — попала в трудное положение. Действительно, глобальная экономикане может расширяться бесконечно, если экосистемы, от которых она зависит,продолжают разрушаться.
Сдвиг в сторону экологически безопасной,устойчивой экономики может стать столь же глубоким преобразованием, каким былаПромышленная революция, которая и привела к нынешней дилемме.
Фундаментальное значение имеет тот факт, чтонаша нынешняя экономическая модель разрушает природные экосистемы Земли. Длянас сегодня ключевыми ограничениями являются пресная вода, леса, пастбища,океанские рыбопромысловые зоны, биологическое разнообразие видов и состояниеатмосферы Земли. Хотя наши предки боролись с нехваткой воды со времен древнейМесопотамии, становящийся все более распространенным дефицит пресной водыявляется, возможно, самой недооцениваемой ресурсной проблемой, с которойстолкнулся мир сегодня. Об этом свидетельствуют как понижение уровней грунтовыхвод, так и пересыхающие реки, которые неспособны донести свои воды до моря.Поскольку потребление воды в мире с середины столетия утроилось, чрезмерное еевыкачивание привело к понижению уровней грунтовых вод на всех континентах.
В Китае и Индии, двух крупнейших по численностинаселения странах мира, запасы продовольствия наполовину или более зависят оторошаемого земледелия. В Китае уровни грунтовых вод снижаются повсеместно,поскольку местность там равнинная. Северная половина страны в буквальном смыслевысыхает. Уровень грунтовых вод под большей частью территории севера БольшойКитайской равнины, на которую приходится почти 40% производства зерна в Китае,снижается примерно на 1,5 кг в год. Прогнозы, подготовленные Национальнойлабораторией Sandia, США показывают, что в начале нового тысячелетия вряде основных речных бассейнов в Китае возникнут огромные водные дефициты.
В Индии ситуация с водой будет ухудшаться,возможно, еще быстрее. С приближением численности ее населения к отметке 1млрд. страна столкнется с резким спадом в снабжении водой для орошения.
В настоящее время в мировом масштабе 70% всейводы, отводимой из рек и выкачиваемой из-под земли, используется для орошения,20% — в промышленности и 10% идет на нужды населения. Экономика водопользованиянеблагоприятна для фермеров. Тысяча тонн воды используется в сельском хозяйстведля производства 1 т пшеницы стоимостью 200 долл., и ее же можноиспользовать для увеличения промышленного производства на 14 тыс. долл., что в70 раз доходнее. Поскольку спрос на воду в каждом из указанных трех сектороврастет, а конкуренция за ограниченные водные ресурсы усиливается, сельскоехозяйство почти всегда проигрывает.
Во многих регионах сочетание лесозаготовок ирасчистки лесных участков под земледелие и скотоводство ухудшило состояниелесов до такой степени, что они стали уязвимыми для пожаров. Здоровыйтропический лес не будет гореть. Но крупные массивы тропических лесов в миреуже перестали быть здоровыми. В конце года и осенью 1997 г. лесныепожары в Индонезии вышли из-под контроля. Несколько месяцев в этом регионе ввоздухе стоял густой дым, что отразилось на здоровье миллионов людей. Былоотменено около 1100 авиарейсов. Резко упали доходы от туризма.
В то время как сообщения о лесных пожарах вИндонезии попали на первые полосы газет, еще более крупные пожары в бассейнеАмазонки привлекли гораздо меньше внимания из-за большей удаленности от мировыхцентров. А весной 1998 г. вышли из-под контроля лесные пожары на юге Мексики. Всоседнем штате Техас много раз подавались сигналы об опасном состоянии воздухав связи с тем, что облака дыма двигались в северном направлении. Временами этиоблака продвигались далеко на север, вплоть до Чикаго. В начале лета 1998 г.начали также выходить из-под контроля лесные пожары во Флориде. Хотя на помощьбыли брошены пожарники и противопожарная техника примерно из 23 штатов, попыткипогасить эти пожары не удались. Из одного округа население было эвакуированополностью, а из нескольких других частично — и это в стране, которая располагаетсамой совершенной противопожарной техникой в мире. Можно утверждать, что вкаждой из этих ситуаций имело место влияние человека. Возникновениюкрупномасштабных лесных пожаров способствовала совокупность факторов: ухудшениесостояния лесов, обусловленное описанными выше причинами, засухи, связанные сявлением «Эль-Ниньо», и в некоторых случаях, например во Флориде, рекордно высокиетемпературы воздуха.
Рыболовство как источник продовольствияисторически предшествовало сельскому хозяйству, однако впервые устойчивых идаже высоких уловов в океанских рыбопромысловых зонах достигло именно нашепоколение. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН(ФАО), 11 из 15 наиболее важных рыбопромысловых зон в мире полностью или взначительной мере истощены, то же самое можно сказать и 70% основныхпромысловых видов рыб. Благосостояние более чем 200 млн. человек в мире,пропитание и доходы которых зависят от рыболовства, находится под угрозой.
Если биологи правы, то спад в добычеморепродуктов в расчете на душу населения, начавшийся в 1989 г., будетсохраняться, пока не остановится рост населения. В новом тысячелетии наступитповоротный пункт в океанском рыболовстве, сдвиг от изобилия к такой ситуации,когда пользующиеся спросом виды рыб окажутся в дефиците, цены на морепродуктыбудут расти, и станут множиться конфликты между странами за доступ кпромысловым зонам.
Хотя данные по пастбищному животноводству нестоль точны, как по морскому рыболовству, известно, что площадь пастбищныхугодий в мире примерно в два раза превышает площадь пахотных земель, при этомна них приходится большая часть производства потребляемой в мире говядины ибаранины. Поддержание в будущем стабильного производства мяса, молока, а такжеобеспечение традиционной: образа жизни для народов, занимающихсяживотноводством, создадут еще большую нагрузку на пастбища, состояние которых ибез того уже значительно ухудшилось. Таким образом, еще одна из наших основныхсистем обеспечения подвергнется разрушению под воздействием непрерывнорасширяющихся потребностей человека. [1, с.299-300]
Возможно, самым лучшим показателем нынешнегосостояния Земли являетсясокращающееся число биологических видов,которые живут вместе с нами на планете. В течение большей части историиэволюции число видов растений и животных постепенно возрастало, и сегодня мынаблюдаем чрезвычайно богатое разнообразие жизни на Земле. К сожалению, сейчасмы находимся на ранних стадиях крупнейшего за 65 млн. лет вымираниярастительной и животной жизни.
Из 242 тыс. видов растений, обследованныхМеждународным союзом охраны природы (МСОП) в 1997 г., 14%, или приблизительно33 тыс. видов, находятся под угрозой вымирания. Примерно 7 тыс. видов грозитнепосредственная опасность вымирания, и еще 8 тыс. уязвимы к этой угрозе.Основной причиной вымирания растений является уничтожение мест ихпроизрастания, часто при расчистке земель под земледелие и животноводство, атакже для строительства жилых домов, или осушение заболоченных земель споследующем их использованием для земледелия и строительства. Осложняют этупроблему крупномасштабная миграция отдельных видов растений, стимулируемаярасширяющейся торговлей, а также изменения климата, которые в ближайшиедесятилетия могут привести к уничтожению целых экосистем.
В равной мере вызывает беспокойство и состояниеживотного мира. Из 9,6 тыс. видов птиц, обитающих на Земле, две третипереживают сейчас снижение численности, а 11 % угрожает вымирание. Этовызывается в основном совокупностью таки причин, как изменение или уничтожениеместообитаний, чрезмерный отстрел охотниками и бесконтрольная интродукцияэкзотических видов. Из обитающих на Земле 4,4 тыс. видов млекопитающих, средикоторых мы являемся лишь одним из видов: 11 % находятся под угрозой вымирания.Еще 14% могут попасть в эту категорию, если существующие тенденции будутпродолжаться. Из 24 тыс. видов рыб, живущих в океанах и пресноводных озерах иреках, под угрозой вымирания сейчас находите; одна треть.
Разворачивающаяся в последние десятилетия глобализациятакже ведет к уменьшению многообразия жизни на Земле. Бурно расширяющиесяторговля и туризм сломали экологические барьеры, существовавшие миллионы лет,что позволило тысячамбиологических видов — растениям, насекомым идругим живым организмам — проникать на отдаленные территории, а нередко иполностью вытеснять местные виды и нарушать важные экологические процессы.Недавно такие «биовторжения» (и биоинвазии) заставили отказаться отиспользования более чем 1 млн. гапахотных земель; в Южной Америке иопустошили рыбные угодья на озере Виктория в Восточной Африке.
На возможности выживания некоторых видовживотных влияет также присутствие химикатов в окружающей среде. В 1962 г.биолог Рейчел Карсон в своей книге «Безмолвная весна» (Silentspring) предупреждала, что продолжение применения ДДТ может создать угрозувыживанию таких хищных птиц, как белоголовый орлан и сапсаны. Последнее времявызывает беспокойство семейство синтетических химических веществ, связанных спестицидами и пластмассами. Это так называемые «эндокринныеразрушители», которые влияют на функционирование желез внутренней секрециии могут воздействовать на процесс размножения у некоторых видов птиц, рыб иземноводных.
Возрастают также нагрузки на земную атмосферу.С расширением нашей глобальной экономики, основывающейся на использованииископаемого топлива, выбросы углеродных соединений в атмосферу превысилиспособность природных систем связывать углекислый газ. В результатеконцентрация СО2 в атмосфере повысилась с примерно 280 млн. в началепромышленной эры до 363 млн. в 1998 г., что явилось рекордным уровнем за весьпериод наблюдений. По мнению ведущих ученых, концентрация СО2 идругих парниковых газов стала причиной повышения температур в течение нынешнегостолетия. Все 14 случаев, когда среднегодовая температура достигала наивысшихзначений за период с 1866 г., в котором впервые стали систематическирегистрировать метеонаблюдения, имели место после 1980 г. (рис. 2)
Если мир будет по-прежнему ориентироваться наиспользование ископаемого топлива, то, согласно прогнозам, концентрация СО2в атмосфере уже в 2050 г. вдвое превысит уровень, отмечавшийся до началапромышленной эры, что приведет к 2100 г. к повышению средней температурыповерхности Земли на 1—3,5 °С (2—6 ° по Фаренгейту). Это, как ожидается,повлечет за собой более серьезные климатические последствия, включая болееразрушительные бури и наводнения, а также таяние ледников и повышение уровняводы в океанах. Компьютерное моделирование, проведенное в конце 1998 г. вЦентре Хэдди по исследованию изменения климата, Великобритания, показало, что врезультате изменения климата существенно сократится производство продовольствияв Африке и Соединенных Штатах. Ученые Центра Хэдли выявили также потенциальнуювозможность выхода парникового эффекта из-под контроля после 2050 г., чтоприведет к превращению таких регионов, /> />
как бассейн Амазонки и юг Европы, в настоящиепустыни.
Рис.2 Средняя температура поверхности Землиза период 1866-1998гг.
Климат на Земле является одной из важных основприродных экосистем и всей экономики человечества. Если мы вступаем в новыйпериод нестабильности климата, то последствия могут быть действительносерьезными; они окажут влияние, по существу, на все экосистемы Земли, ускорят вымираниеотдельных биологических видов и не затронут лишь немногие области экономическойжизни.
Даже в высокотехнологичный информационный векчеловеческие общества не могут продолжать процветать, в то время как мирприроды постепенно деградирует. Наши продовольственные культуры и натуральныелекарственные средства являются производными от дикорастущих растений, и дажегенная инженерия основана на перегруппировке генов, созданных самой природой.Кроме того, наши сельскохозяйственные культуры, промышленность и крупные городануждаются в здоровых экосистемах для сохранения воды и поддержанияблагоприятного климата. Мы можем видеть надвигающуюся на нас проблему.
Как отмечалось выше, западная модельпромышленного развития, утвердившаяся за два последних столетия, подняла донемыслимой ранее высоты жизненный уровень одной пятой человечества. Онаобеспечила удивительно разнообразное питание, беспрецедентные уровнипотребления материальных благ и физическую мобильность, о которых наши предкине могли и мечтать. Однако эта расточительная, основанная на потребленииископаемого топлива и ориентированная на автомобиль экономика, получившаяразвитие на Западе, не является жизнеспособной системой для всего мира, а вдолгосрочном плане даже и для самого Запада, поскольку она уничтожаетподдерживающие ее экосистемы. [4, с.111-112]
Если в следующем столетии западная модель будетраспространена на весь мир, а численность населения достигнет 10 млрд. человек,то, как прогнозируют эксперты ООН, последствия будут ужасающими. Если предположить,что в 2050 г. на каждые два человека будет приходиться один автомобиль, каксегодня в Соединенных Штатах, то их общее число в мире достигнет 5 млрд. Еслипринять во внимание дорожные пробки, загрязнение воздуха, потребности вгорючем, материалах и земельных площадях, связанные с эксплуатациейсегодняшнего мирового парка в 501 млн. автомобилей, то трудно представить себемир, где автомобилей будет уже 5 млрд. Если же общемировое потребление нефти надушу населения достигнет нынешнего уровня США, то в мире будет расходоваться360 млн. баррелей ежедневно, по сравнению с 67 млн. баррелей нефти, добываемымисегодня.
Экономика может быть экологически устойчивойтолько тогда, когда она подчиняется принципам устойчивости — принципам, корникоторых уходят в экологическую науку. В устойчивой экономике улов рыбы непревышает воспроизводственные возможности промысловых зон, количествовыкачанной из-под земли воды не превышает восстановления запасов подземных вод,эрозия почв не превышает естественные темпы почвообразования, вырубка деревьевне превосходит посадку новых, а выбросы соединений углерода в атмосферу непревышают ее природную способность связывать углекислый газ. Устойчиваяэкономика не уничтожает виды растений и животных быстрее, чем появляются новыевиды.
4. Пути разрешения кризисного состоянияэкологических систем
Как могла бы выглядеть экологически устойчиваяэкономика? Поскольку нам известны фундаментальные ограничения, с которымисталкивается сейчас мир в своем развитии, и некоторые из имеющихся технологий,мы можем описать эту новую экономику в общих чертах, если не в деталях. В ееоснове лежит новый принцип, предусматривающий переход от одноразовогорасходования природных ресурсов к такому их расходованию, которое основываетсяна использовании возобновляемых источников энергии и на постоянном повторномиспользовании материалов и переработке промышленных отходов. Это экономика сиспользованием солнечной энергии, с преимущественным использованием велосипедови железных дорог для передвижения людей, с повторным использованием материалови переработкой промышленных отходов — экономика, в которой энергия, вода, земляи материалы будут использоваться гораздо более эффективно и рационально, чемэто делаем мы сегодня.
Задача, требующая решения в области энергетики,состоит в замене экономики, основанной на использовании ископаемого топлива,экономикой базирующейся на использовании солнечной энергии, причемподразумевается, что солнечная энергетика включает все источники энергии,связанные с Солнцем прямо или косвенно. Хотя солнечная энергия рассматриваетсямногими как второстепенный источник, сейчас постепенно она выдвигается напередний план. Энергия ветра, например, сейчас обеспечивает 7% производстваэлектроэнергии в Дании и 23% — в находящейся на севере Испании историческойобласти Наварра, включая ее столицу Памплону. Однако еще важнее потенциальныевозможности. В проведенном Министерством энергетики США обследованииветроэнергетических ресурсов был сделан вывод, что всего лишь три штата — СевернаяДакота, Южная Дакота и Техас — обладают достаточным ветроэнергетическимпотенциалом, позволяющим обеспечить потребности всей страны в электроэнергии.Ветроэнергетический потенциал Китая позволяет ему легко повысить вдвое егонынешний уровень производства электроэнергии.
Быстро распространяется также использованиесолнечных элементов для получения электроэнергии. По состоянию на конец 1998г., около 500 тыс. домов, большинство из которых находится в деревнях Третьегомира, не подключенных к электросетям, получали электроэнергию с помощьюсолнечных элементов. Наиболее впечатляющий прогресс, с технологической точкизрения, происходит в последние несколько лет в области создания кровельныхматериалов с использованием солнечных элементов. Изготовленные таким образомчерепица и другие покрытия преобразуют солнечный свет в электроэнергию. Этосулит не только создание крыш, которые выполняют роль энергоустановок длязданий, но и настоящую революцию в производстве энергии во всем мире.
Резкие различия в темпах роста потребленияэнергии, получаемой из различных источников, свидетельствуют, что новаяэкономика, основанная на использовании солнечной энергии и способствующаястабилизации климата, начинает обретать определенные очертания. В то время какиспользование угля в 90-х годах XX века, увеличивалось на 1,2% в год, аиспользование нефти — на 1,4%, продажа солнечных элементов росла на 17%ежегодно, а производство электроэнергии с помощью ветроэнергетических установокувеличивалось на 26% в год. Хотя база, с которой эти два новых источникаразвиваются, очень мала, прогнозы говорят, что оба они будут быстро расти имогут стать краеугольными камнями мировой энергетики уже в ближайшие десятилетия.Сейчас большая часть установленных мощностей ветроэнергетических установок,например, сконцентрирована в Германии, Соединенных Штатах, Дании и Индии, но помере того, как все больше стран будут обращаться к использованию энергии ветра,темпы роста, надо полагать, увеличатся.
В 1997 г. компания British Petrolium заявила,что она всерьез воспринимает угрозу потепления в мире и вкладывает 1 млрд.долл. в разработку способов использования солнечной энергии и другихвозобновляемых энергетических ресурсов. Ее примеру последовала Royal DutchShell, объявившая, что она вкладывает в разработку возобновляемыхисточников энергии 500 млн. долл., с возможным выделением дополнительныхсредств. Энергетические компании, заинтересованные в росте, не стали делатьставку на нефть, поскольку прогнозируется, что ввиду ресурсных ограниченийдобыча нефти достигнет максимума в ближайшие 5—20 лет, а затем начнетснижаться.
Поскольку стоимость электроэнергии, получаемойза счет использования энергии ветра и источников, связанных с солнечнойэнергией, снижается, может стать рентабельным электролиз воды для полученияводорода. Таким образом, использование водорода становится одним из способов,как хранения, так и транспортировки возобновляемой энергии. Устройство,известное как топливный элемент, эффективно преобразует водород опять вэлектричество в автомобилях или небольших энергоустановках, размещающихся вжилых домах или административных зданиях. Несколько крупных нефтяных и газовыхкомпаний, включая Royal Dutch Shell и Gasu-. в Нидерландах,начали проявлять интерес к водороду, в то время как Diamler-Be-Ford, GeneralElectric и Toyota вкладывают средства в разработку топливных элементов.К середине следующего столетия водород, полученный с использованием энергииветра на равнинах Монголии или солнечной энергии в пустынях Аризоны будет,возможно, транспортироваться по трубопроводам в отдаленные города.
Сейчас остро стоит вопрос бытовых ипромышленных отходов деятельности человека. Даже при значительных успехах впереработке отходов, тем не менее, потоки мусора, отправляемого на свалки,по-прежнему возрастают почти повсюду в мире. Нам предстоит еще пройти долгийпуть в области повышения эффективности использования материалов. Некоторыеспециалисты утверждают, что расходование материалов можно сократить в четырераза. Действительно, в настоящее время Организация экономическогосотрудничества и развития (ОЭСР) исследует пути сокращения использованияматериалов в современных промышленных обществах на 90%. Общая проблема,требующая решения в сфере производства, заключается в переходе к новомуорганизацией ному принципу, суть которого — в сосредоточении внимания скорее науслугах, чем на товарах. Например, Interface — фирма, базирующаяся вАтланте и ведущая дела в 26 странах, — предоставляет своим клиентам, покупающимковры, различные услуги, систематически перерабатывая износившиеся ковры и неотправляя ничего на свалку. Главное состоит в том, чтобы постепенно уменьшитьколичество материалов, используемых в экономике, сокращая при этомэнергопотребление и загрязнение окружающей среды.
Компании во всем мире начинают сейчас применятьконцепцию, известную под названием «экоэффективность». Онапредусматривает максимизацию выпуска продукции при минимизации, а в некоторыхслучаях и полном прекращении промышленных стоков. Уильям Макдоно и МайклБраунгарт утверждают, что эти принципы могут лечь в основу «новой промышленнойреволюции», в результате которой потоки материалов и энергии минимизируются, авода и воздух, выходящие из промышленного предприятия, будут в некоторыхслучаях чище, чем до их использования на производственные нужды.
Поскольку дефицит воды все усугубляется,необходимость повышения эффективности использования водных ресурсов вглобальной экономике становится еще более очевидной. Это требует как перехода кболее эффективным, с точки зрения расхода воды, источникам энергии, так ирезкого повышения эффективности водопользования в сельском хозяйстве. Ксчастью, источники энергии, не дестабилизирующие климат, такие, например, каксолнечные элементы и ветроэнергетические установки, не нуждаются в большихколичествах воды для охлаждения, в отличие от ядерной энергии и угля.
Первые признаки зарождения новой экономикиможно видеть в решениях, принятых недавно корпорациями и правительствами.Помимо нефтяных компаний, которые сейчас вкладывают крупные средства висследования способов использования энергии ветра и солнечной энергии, внаправлении поддержания экологической устойчивости двигаются также и другиефирмы. Например, крупнейшая лесозаготовительная компания в Британской Колумбии MacMillanBloedel отказывается от сплошной вырубки деревьев и заменяет ее выборочной.Что касается правительственного уровня, то Коста-Рика планирует к 2010 гпроизводить всю электроэнергию, используя возобновляемые источники, а правительствоДании запретило строительство электростанций, работающих на угле. Китайзапретил лесозаготовки в верховьях бассейнов рек Янцзы и Хуанхэ, причем былоотмечено, что благодаря высокой водоудерживающей способности лесов, неподвергающихся вырубке, растущее дерево стоит в три раза дороже, чем можнополучить, пустив его на древесину. Но самым примечательным является то, чтоГермания, где сейчас у власти находится коалиция социал-демократов и«зеленых», планирует провести крупную реформу налогообложения, снизивподоходные налоги и повысив налог на энергию.
Таковы лишь отдельные примеры, показывающие, что некоторые компании и страны начинаютзадумываться об экологически устойчивом развитии в будущем и предпринимать шагидля его обеспечения. Наше столетие станет столетием экологии — либо потому, чтомы используем основные принципы экологии для создания новой экономическойсистемы, либо потому, что нам это не удастся и мы обнаружим, что продолжающаясядеградация поддерживающих экономику экосистем ведет к экономическому кризису.Вопрос не в том, должен ли быть рост или нет, а в том, каким он должен быть и вкаких направлениях должен происходить. Преобразование экономики XX столетияв экономику, которая экологически безопасна, представляет собой величайшуюинвестиционную возможность в истории, затмевающую все, что было в этом плане досих пор. [5, с.204]
Заключение
Усилия по восстановлению стабильных отношениймежду экономикой и поддерживающими ее экосистемами зависят также от социальнойинтеграции внутри обществ, лак и на международном уровне, на эту интеграциютакже оказывает влияние распределение богатств. По мере совершенствованиясистем связи и роста понимания обезболенными людьми по всему миру своегоотносительного экономического положения, увеличивается вероятность, что онипредпримут действия, чтобы добиться для себя более справедливой долиэкономического «пирога». Тенденции последних лет показывают, что намнужен новый нравственный компас, указывающий путь в XXI век, — компас,устроенный на принципах удовлетворения потребностей человека без ущерба для окружающегомира. На повестке дня стоит проблема изменения подходов и ценностей, которыебудут поддерживать реструктуризацию глобальной экономики, с тем чтобыэкономический прогресс мог продолжаться. Трудно переоценить оструюнеобходимость обращения вспять тенденций разрушения окружающей среды.
Мы знаем, что нам нужно делать. Мы представляемсебе, какой должна быть реструктурированная экономика, — экономика, котораяобеспечит экономический и социальный прогресс. Задача заключается в том, чтобымобилизовать общественную поддержку для такой трансформации экономики. Иникакая другая цель не может иметь большее значение или принести большееудовлетворение, чем построение экологически устойчивой глобальной экономики,благодаря которой экономический и социальный прогресс сможет продолжаться нетолько в XXI веке, но и на протяжении многих последующих столетий.
Литература
1. Батлук В.А. Основы экологии и охрана окружающейприродной среды. Л.: Афиша, 2007. – 335с.
2. Природопользование Под ред проф. Э.А.Арустамова. М.:„Дашков и К”, 2007-276.
3. Щукин И. Экология для студентов вузов. -Ростов н/Д:«Феникс», 2005. — 224 с.
4. Білявський Г.О. та ін. Основи екології. К.: Либідь,2004. – 408с.
5. Новиков Ю. В.Экология, окружающая среда ичеловек. М.: Агентство «ФАИР», 2007,— 320 с.