Проблема сохранения биоразнообразия

Под биоразнообразием понимают все виды растений, животных, микроорганизмов, а также сами экосистемы и экологические процессы, частью которых они являются. Оно является основой жизни на Земле: чем большее число растительных и живых организмов образуют экосистему, тем более она устойчива.

Биологические ресурсы являются основным источником сырья для промышленности (люди используют в пищу около 7000 видов растений, но 90% мирового продовольствия создается всего двадцатью, а три вида из них (пшеница, кукуруза и рис) покрывают более половины всех потребностей). В последнее время человечество осознало полезность диких видов животных и растений. Они не только содействуют развитию сельского хозяйства, медицины и промышленности, но и полезны для окружающей среды, являясь неотъемлемой частью природных экосистем. Даже виды организмов, которые не входят в пищевую цепь человека, могут быть ему полезны, хотя и приносят пользу косвенным путем.

Понятие биоразнообразия все чаще ставится во главу угла при оценке состояния и экологического благополучия экосистем. Эволюционные процессы, происходившие в различные геологические периоды, привели к существенному изменению видового состава обитателей Земли. По мнению экспертов, в ближайшие 20–30 лет под серьезной угрозой исчезновения будет находиться примерно 25% всего биоразнообразия Земли. Опасность, грозящая биоразнообразию, постоянно растет. Между 1990 и 2020 гг. могут исчезнуть от 5 до 15% видов. По-видимому, около 22000 видов растений и животных сейчас находятся под угрозой исчезновения. Из них 66% видов позвоночных животных являются обитателями континентов.

Называют четыре основные причины исчезновения видов:

• утрата среды обитания, фрагментация и модификация;

• чрезмерная эксплуатация ресурсов;

• загрязнение окружающей среды;

• вытеснение естественных видов интродуцированными экзотическими видами.

Во всех случаях эти причины имеют антропогенный характер. Подсчитано, что сокращение 70% тропических лесов ведет не только к исчезновению тех видов, которые обитали на уничтоженных участках леса, но и к сокращению до 30% численности видов, обитавших на соседних участках.

Многие морские виды уничтожаются ввиду коммерческой эксплуатации моря. Крупные наземные животные, в частности африканский слон, также находятся под угрозой исчезновения вследствие чрезмерной антропогенной нагрузки на зоны их естественного обитания.

Большую опасность для окружающей среды представляет ее загрязнение, особенно токсичными химическими веществами и ксенобиотиками, в частности пестицидами.

Изменения климата в результате выброса в атмосферу парниковых газов, по прогнозам специалистов, могут привести к нарушению видового состава многих экосистем на Земле, так как количество одних видов уменьшится, а других возрастет.

Внедрение новых сортов сельскохозяйственных культур, таких, как пшеница и рис на Среднем Востоке и в Азии, повлекло за собой утрату генетических банков в Турции, Ираке, Иране, Афганистане и других странах.

Утрата видового разнообразия как жизненного ресурса может привести к серьезным глобальным последствиям для человека и даже его существования на Земле.

Разрабатываются меры, направленные на сохранение биоразнообразия:

• защита особой среды обитания – создание охраняемых природных территорий;

• защита отдельных видов или групп организмов от чрезмерной эксплуатации;

• сохранение видов в виде генофонда в ботанических садах или в банках генов.

Конвенция по биоразнообразию, принятая 153 государствами на Конференции ООН по охране окружающей среды и устойчивому развитию в Рио (1992 г.), отражает остроту ситуации и представляет собой результат длительных усилий по согласованию противоречивых интересов различных государств.

Международная программа DIVERSITAS, выполняемая в настоящее время, предполагает проведение инвентаризации и мониторинга биоразнообразия. Ведутся работы по выбору участков с учетом иерархического уровня репрезентативности экосистем, которые будут представлять различные биогеографические и экологические регионы Земли.

1.9. “Демографический взрыв” как ведущий фактор возникновения
глобальных проблем человечества

Вопрос о характере изменения численности людей на Земле является одним из глобальных вопросов, волнующих человечество. Дело в том, что масштаб практически всех экологических бедствий зависит от того, сколько людей живет, жило и будет жить на Земле.

Отрицательное воздействие на окружающую природную среду оказывают все страны мира: и богатые (промышленно развитые), и бедные (аграрные). Влияние первых в основном связано с техногенными загрязнениями (проживающие в этих странах 20–25% мирового населения выбрасывают в среду около 80% загрязнений) и порождаемыми ими экологическими проблемами: кислотные дожди, глобальное потепление и т.д.; вторых – с прямым уничтожением природы: сведением лесов, исчерпанием природных ресурсов и т.п.

Население мира увеличивается сегодня на 250 тыс. человек ежедневно, 1 млн 750 тыс. каждую неделю, 7,5 млн в месяц, 90 млн в год. По данным ООН, основной прирост населения нашей планеты приходится на развивающиеся страны. Распределение плотности населения на Земном шаре весьма неравномерно, это ярко проявляется даже в пределах одной страны из-за концентрации населения в городах.

Быстрый рост населения в развивающихся странах резко обостряет экологические и социальные проблемы. Жители развивающихся стран составляют три четверти населения планеты, а потребляют они всего одну треть общемировой продукции, причем разрыв в потреблении на душу населения продолжает увеличиваться.

Долгое время в описании демографического развития господствовали теории (примером может служить широко известная теория Т. Мальтуса, согласно которой рост численности населения происходит по закону геометрической прогрессии (производство продовольствия при этом растет в арифметической прогрессии)), предполагающие, что скорость увеличения числа людей на Земле пропорциональна числу людей N (так называемая кинетика первого порядка). По такому закону, например, происходит размножение бактерий в ограниченной по объему питательной среде. Рост числа бактерий идет сначала медленно (скорость процесса прямо пропорциональна числу бактерий), но со временем все больше и больше ускоряется и, наконец, приобретает характер “взрыва”. Этот “демографический взрыв” описывается экспоненциальной кривой, приведенной на рис. 1. Постепенно микроорганизмы пожирают окружающую среду и начинают задыхаться в собственных отходах. С этого момента рост “народонаселения” замедляется, а затем вся микробная “цивилизация” переходит “в мир иной”. Такая “экологическая катастрофа” происходит всякий раз при спиртовом брожении, например, вина. При достижении 11–13% спирта бактерии, вырабатывающие ферменты брожения, погибают. Именно поэтому крепость всех сухих вин ограничена этими цифрами. В десертные (крепленые) вина спирт добавляют. Данная схема развития присуща любой цивилизации, паразитирующей на окружающей среде.

Рис. 1. Кривая экспоненциального демографического развития:
t ₁– время начала демографического взрыва

Статистические данные вроде бы подтверждают экспоненциальный рост народонаселения, есть основания говорить о “ демографическом взрыве” – беспрецедентно быстром росте народо-населения мира. Однако в последние годы в связи с развитием идей и методов синергетики (науки о самоорганизации так называемых открытых систем, способных обмениваться с окружающей средой веществом, энергией и информацией) появились новые модели, описывающие демографический кризис и законы развития человечества. Согласно этим представлениям, демографическая среда может рассматриваться как открытая и эволюционирующая система. Тогда число людей N является параметром порядка, что позволяет описывать процесс изменения народонаселения дифференциальным уравнением роста (П.Л. Капица):

,

где К = 67000 – константа модели, определяющая эффективный размер группы, масштаб сообщества, имеющего генетическую или социальную природу, т.е. скорость роста населения пропорциональна не числу людей N, а N ². Это уже нелинейный закон изменения параметра. Из него вытекает, что зависимость N от времени описывается не экспонентой, а гиперболой, которая имеет асимптоту около 2010–2025 г.

Анализ демографических данных, собранных в течение многих поколений, свидетельствует, что рост численности населения укладывается на предсказываемую гиперболическую кривую. По расчетам в рамках такой модели к 2025–2070 гг. рост населения достигнет своего максимального значения (асимптотически приблизится к нему) 14 млрд человек и стабилизируется. Это явление С.П. Капица называет демографическим переходом.

Если эта модель правильна, то у человечества появляется исторический шанс закрепиться в своей экологической нише на разумном уровне численности в 14 млрд Сейчас же на Земле проживает уже 6 млрд человек (считается, что 12 октября 1999 г. появился шестимиллиардный житель Земли).

Определенным доказательством справедливости данной модели может служить решение “обратной” задачи: по закону изменения численности людей во времени можно рассчитать, когда же “это все началось” и сколько людей было “вначале”.

Ориентировочный расчет показывает, что человеческая история “началась” приблизительно 4,5 млн лет тому назад, а число людей тогда составляло около 100000 человек (тысяча стоянок по сто человек на нашей прародине юго-восточной части Африки), что совпадает с данными современной антропологии о начале антропогенеза. Число людей, когда-либо живших на Земле со времени начала антропогенеза и до наших дней, составляет около 90 млрд человек.

Предложенная количественная статистическая нелинейная теория роста затрагивает и другие вопросы: например, коллективное взаимодействие людей, влияние на окружающую среду и потребление ресурсов. Энергопотребление человечеством (суммарное потребление энергии) также пропорционально N ², т.е. нелинейно. Это позволяет сделать прогнозы о пространственном и временном распределении населения Земли в будущем и развить далее концепцию устойчивого развития.

В последние годы государственное регулирование рождаемости способствует сдерживанию роста народонаселения. Наиболее целенаправленно и последовательно оно осуществляется в Китае. Здесь отдается предпочтение семье, состоящей из двух родителей и одного ребенка. Привилегии более значительны при рождении первенца-девочки. Это делается для того, чтобы родители не стремились к рождению мальчика, которому в семье отдается предпочтение. При рождении двух и более детей государство требует возврата пособий, полученных при рождении первого ребенка, лишает матерей декретного отпуска, льгот по медицинскому обслуживанию и прочего. Результаты таких мер впечатляющи. Средний коэффициент рождаемости (на одну женщину) снизился с 4,5 в середине 1970-х гг. до 2,6 в 1982 г. и до 2,4–2,3 в настоящее время.

1.10. Опасность ядерной войны и ее глобальные
экологические последствия

Из всех видов воздействия человека на окружающую среду самым мощным разрушительным фактором, несомненно, являются военные действия. Война наносит неслыханный урон человеческой популяции и экосистемам. Так, только в период второй мировой войны военными действиями была охвачена площадь около 3,3 млн км², а погибло 55 млн человек. В свою очередь самой разрушительной для биосферы войной является ядерная с применением оружия массового поражения. Опасность ядерной войны сохраняется, несмотря на окончание “холодной войны”. Ее возможность показал недавний конфликт между Индией и Пакистаном: обе страны имеют ядерное оружие, средства его доставки и были готовы к нанесению ядерных ударов.

Оружие массового поражения подразделяется на ядерное, химическое и бактериологическое (преднамеренные воздействия человека на природу и окружающую среду в военных целях получили названия экоцида (биоцида, экологической войны)).

Действие ядерного оружияосновано на колоссальной энергии, выделяющейся при делении ядер урана или плутония (атомное оружие) или при термоядерном синтезе гелия из ядер водорода (водородное или термоядерное оружие). Поражающими факторамиядерного оружияявляются: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и радиоактивное заражение.

Ударная волна по своей природе аналогична звуковой волне гигантской мощности. Она возникает в результате мгновенного расширения воздуха в эпицентре взрыва при его нагреве до температуры в несколько миллионов градусов и обладает громадной разрушительной силой, уничтожая на своем пути все: людей, животных, лесные массивы, строения и т.п.

В момент ядерного взрыва возникает мощное световое излучение, способное вызвать сильнейшие ожоги открытых участков тела, в том числе сетчатки глаз (человек просто потеряет зрение, если взглянет на ядерную вспышку) и влекущее за собой массовые пожары лесов, домов
и т.п.

Под воздействием проникающей радиации (α-, β-, γ- и нейтронное излучение) у людей и животных возникает лучевая болезнь, которая в тяжелых случаях заканчивается летальным исходом.

Помимо прямой гибели людей и организмов от действия поражающих факторов ядерного оружия, возможна гибель всего живого на Земле в результате последствий применения ядерных боеприпасов. Так, разрушение плотин гидросооружений может привести к наводнениям. При повреждении атомных электростанций будет наблюдаться дополнительное повышение уровня радиации. В сельской местности произойдет радиоактивное заражение посевов, что повлечет за собой массовый голод населения. В случае нанесения ядерного удара в зимнее время уцелевшие после взрывов люди останутся без жилья и могут погибнуть от переохлаждения.

Пагубным последствием ядерной войны долговременного характера явится разрушение озонового слоя. Согласно докладу Национальной академии наук США, в мировой ядерной войне может быть взорвано до 10000 Мт ядерных зарядов, в результате чего 70% озонового слоя разрушиться над Северным полушарием и 40% – над Южным. Это окажет губительное воздействие на все живое.

В итоге крупномасштабная ядерная война, как показывают расчеты (Н.Н. Моисеев, М.И. Бу-дыко, Г.С. Голицын и др.), неизбежно приведет к климатической катастрофе, получившей название “ ядерная зима” – резкое похолодание после массированного применения ядерного оружия, обусловленное выбросами в атмосферу большого количества дыма и пыли. Дело в том, что следствием ядерных взрывов будут массовые пожары, сопровождаемые выбросом в атмосферу колоссального количества пыли. Дым от пожаров и облака из радиоактивной пыли окутают Землю непроницаемым покрывалом, наступит “ядерная ночь” на многие недели и даже месяцы. Значительно упадет температура у Земной поверхности (до минус 31⁰С). Повышенные дозы радиации приведут к росту раковых заболеваний, выкидышей, патологий у новорожденных. Все это факторы гибели человечества (ученые утверждают, что после ядерной войны на Земле выживут лишь тараканы и крысы, не считая микроорганизмов).

Химическое оружие предназначено для отравления человека и биоты с помощью боевых отравляющих веществ (газообразных, жидких или твердых). Средства их доставки – ракеты, мины, снаряды, бомбы или распыление с самолетов. Они способны внедряться и перемещаться по трофическим цепям, представляя высокую токсичную опасность для жизнедеятельности организмов.

В больших количествах химическое оружие применялось во время первой мировой войны и во Вьетнаме. В 1914–1918 гг. боевые отравляющие вещества, в основном иприт, вызвали гибель
10 тыс. человек и 1,2 млн человек стали инвалидами.

К настоящему времени созданы новые классы боевых отравляющих веществ – нервно-паралитического, психогенного, общеотравляющего, удушающего и т.п. действия. Все они оказывают крайне негативное влияние на природные экосистемы, вызывая массовые поражения людей, гибель большой части популяций любых позвоночных животных, растений.

Бактериологическим (биологическим) оружием называют бактериальные средства (бактерии, вирусы и др.), яды (токсины), предназначенные для массового поражения людей. Используется оно с помощью живых переносчиков заболеваний (грызунов, насекомых и др.) либо в виде боеприпасов, начиненных зараженными порошками или жидкостью.

Бактериологическое оружие способно вызвать массовые инфекционные заболевания людей и животных (чума, холера, сибирская язва и другие болезни), даже попадая в их организм в ничтожно малых количествах. Многие бактерии образуют споры, сохраняющиеся в почве в течение десятилетий.

Ликвидация всех видов оружия массового уничтожения – единственно реальный путь предотвращения глобальной экологической катастрофы, связанной с военными действиями. Сейчас же оружие массового уничтожения представляет угрозу самому существованию планеты.

Дата добавления: 2017-01-14