Страница 80 из 84
Парниковый эффект. Некоторые атмосферные газы прозрачны для видимого света, но поглощают тепловое излучение планеты, вызывая этим общее потепление (если их нет — тепловое излучение уходит в космос). Парниковый эффект на 50 % обусловлен присутствием углекислого газа, 18 % вносит метан и 14 % — фреоны. Увеличение количества СО2 в атмосфере вызвано в основном сжиганием топлива и сведением (выжиганием) лесов под распашку, а также интенсивной минерализацией гумуса обширных пахотных земель. Метан поступает в атмосферу из болотистых районов, от переувлажненных почв рисовых плантаций, от многочисленных скотоводческих хозяйств (метан — один из основных продуктов метаболизма жвачных), при вскрытии угольных месторождений.
В ХХ в. количество СО2 в атмосфере выросло на 25 %, а метана — на 100 %, что повысило среднюю температуру на 0,5 °С. При такой тенденции в ближайшие 50 лет средняя температура может подняться на 3—5 °С. Расчеты показывают, что таяние полярных льдов приведет к повышению уровня мирового океана на 0,5—1,5 м. В Египте окажутся затопленными 20—30 % плодородных земель дельты Нила, под угрозой окажутся прибрежные селения и крупные города Китая, Индии, Европы и США. Общее количество осадков увеличится, но в центральных частях материков климат может стать более засушливым и пагубным для урожая, прежде всего зерновых и риса (а для 60 % населения Азии рис — основной продукт).
Таким образом, даже небольшие изменения в газовом составе атмосферы негативно сказываются на биосферных процессах.
Нарушения в гидросфере. Крупномасштабные ошибки в сельскохозяйственной деятельности привели к разрушению многих природных экосистем. Отвод стоков Амударьи и Сырдарьи под орошение хлопковых плантаций стал причиной катастрофического падения уровня Аральского моря. Пыльные бури в его высыхающем ложе вызвали засоление почв на огромных территориях. Деградация биогеоценозов Приаралья — результат недостатка воды и опустынивания.
Хищнический забор воды на орошение, на нужды промышленности (на производство 1 т никеля уходит 4 000 м3 воды, 1 т бумаги — 100 м3, 1 т синтетического волокна — до 5 000 м3), уничтожение водоохранных лесов и осушение болот привели к массовому исчезновению рек. Если в 1785 г. в районе Калуги было несколько тысяч рек, то в 1990 г. их осталось всего 200.
Экосистемы рек очень чувствительны и уязвимы. Огромное количество удобрений, смываемых с полей, отходов животноводства и канализационных вод вызывает рост концентрации в водоемах соединений азота и фосфора. В водных экосистемах с повышением уровня эвтрофикации (см. с. 302) начинается бурное развитие цианобактерий, вытесняющих необходимые зоопланктону диатомовые водоросли. Рыбы гибнут от голода. Цианобактерии накапливаются на дне и гниют (разлагаются бактериями), отравляя воду и истощая запасы кислорода. Живописные водоемы превращаются в дурно пахнущие, покрытые тиной и пеной сточные канавы. Если вода не отравлена, то на каждом квадратном метре насчитывается до 15 моллюсков, каждый из которых за сутки тщательно фильтрует до 50 л воды. Эти существа гибнут с поступлением в водоемы посторонних химических веществ. Самыми устойчивыми к загрязнению воды являются пиявки и личинки стрекоз, а в морях — асцидии.
Численность потомства белоголового орлана (Канада) и содержание ДДТ в яйцах
1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980
Составные части биосферы взаимосвязаны круговоротом веществ и пищевыми цепями, нарушение одной экосистемы вызывает смещение экологического равновесия в других. Когда в северном полушарии насекомых стали травить ДДТ, вскоре значительные количества этого яда обнаружили в организмах арктических тюленей и антарктических пингвинов, получивших его с рыбой. Многие ядохимикаты очень устойчивы и способны длительное время накапливаться в тканях организмов, многократно умножаясь на каждом следующем пищевом уровне.
Вследствие неразумной хозяйственной деятельности человека природные водоемы оказались отравленными солями тяжелых металлов: ртути, свинца, кадмия, а также меди и цинка. Эти соединения накапливаются в иле, в тканях рыб, а через пищевые цепи попадают в организм человека, вызывая тяжелейшие отравления. Содержание свинца в организмах жителей индустриальных районов США за последние 100 лет возросло в 50—1 000 раз. Даже в ледниках Памиро-Алая содержание ртути увеличилось в пять раз. Ничтожные количества многих химикатов нарушают поведение рыб, омаров и других водных видов. На этих признаках основана регистрация минимальных концентраций меди, ртути, кадмия, фенолов. Один из самых распространенных пестицидов токсафен при объемном содержании 10-6 % вызывает гибель некоторых рыб (например, гамбузий), необратимые изменения в печени и жабрах сомов и форели.
Утечка нефти при добыче и транспортировке приводит к образованию на поверхности рек и морей нефтяной пленки (более 40 % всей нефти добывается на шельфе). По наблюдениям со спутников, загрязнено около 10—15 % поверхности мирового океана. Нефть с поверхности постепенно испаряется и разлагается бактериями, но это происходит медленно. Гибнет множество водных птиц, уничтожается планктон, а вслед за ним и его основные потребители — обитатели морских глубин (в т. ч. бентос). «Бен-тическая пустыня» в Балтийском море охватывает более 20 % поверхности дна. В Средиземном море в результате стока промышленных вод уже погибло 80 % некогда обитавшей там рыбы.
Массовую гибель рыб вызвало строительство плотин электростанций. Рыба проплывает на нерест сотни и тысячи километров, находит родную речку, а она оказывается перегороженной. Рыба мечется, выбрасывается на берег и погибает. Перегораживаются реки — исчезает рыба. Когда Волга текла свободно, вода проходила путь от верховья до устья за 50 дней, теперь — за
2 года. Вода заиливается, загнивает, в ней быстро размножаются паразиты, уничтожающие ослабленную рыбу. Не менее пагубным по своим последствиям может стать поворот северных рек.
Интенсивная добыча рыбы и моллюсков истощила многие шельфовые экосистемы.
Разрушение почв. Обширная распашка степей в нашей стране и США стала причиной пыльных бурь, унесших миллионы гектаров плодороднейших земель. Для воссоздания сантиметрового слоя почвы природе требуется 100—300 лет! В настоящее время около 1/3 обрабатываемых угодий утратили 50 % плодородного слоя из-за различных видов эрозии. Ежегодно из-за эрозии теряется около 3 млн га, по причине опустынивания — 2 млн га, вследствие отравления химическими веществами — 2 млн га. За время существования цивилизации человечество потеряло около 2 млрд га плодородных земель.
Почвы многих сельскохозяйственных районов оказались засоленными. В Приаралье это произошло в результате пыльных соляных бурь, в других районах — от неправильной организации стока оросительных вод. Избыток воды вызывает подъем к поверхности богатых солями грунтовых вод. Интенсивное испарение производит засоление верхних горизонтов почвы, и через несколько лет на таких землях становится невозможным выращивать сельскохозяйственные культуры. Засоление почвы еще 4000 лет назад привело к упадку сельского хозяйства в Месопотамии. Ирригационные воды сначала обеспечивали там
Количество видов высших растений, исчезнувших за последние 200 лет
Страна Число исчезнувших видов Доля от общего количества
Гавайские острова Континентальная 255 — 270 около 11,6 %
часть США около 100 около 5,0 %
Германия 87 — 141 4 — 7,1 %
Нидерланды 50 — 75 около 4,0 %
Бельгия 62 4,8 %
Швеция (с 1850 г.) 37 2,3 %
Франция (с 1930 г.) 40 около 1,0 %
хорошие урожаи, но вследствие интенсивного испарения вызвали химическую деградацию почвы.
Большая проблема связана и с физической деградацией обрабатываемых земель — сильным уплотнением тяжелыми сельскохозяйственными машинами.
Утрата природного разнообразия видов. Значительная часть животных и растений обитает в лесных биоценозах. Если 1500 лет назад леса занимали 7 млрд га планеты, то сегодня — не более 4 млрд га. Особенно варварски идет вырубка тропических лесов, в которых сосредоточено около 80 % всех видов растений планеты. Тропические леса расположены в основном в слаборазвитых странах, для которых продажа древесины — один из основных источников дохода. Леса в тропиках сократились до 7 % территории суши, и если темпы их уничтожения сохранятся, то к 2030 г. останется лишь 2 %.