Водные ресурсы

Основной ресурс Мирового океана — морская вода. Она содержит 75 химических элементов, среди которых такие, важные, как уран, калий, бром, магний. И хотя основной продукт морской воды все еще поваренная соль - 33% от мировой добычи, — но уже добывают магний и бром, давно запатентованы методы получения целого ряда металлов, среди них и необходимые промышленности медь и серебро, запасы которых на суше неуклонно истощаются, тогда как в океанских водах их содержится до 0,5 млрд. т.

Главное богатство Мирового океана — его биологические ресурсы (рыба, зоо- и фитопланктон и др.). Биомасса океана насчитывает 150 тыс. видов животных и 10 тыс. водорослей, а ее общий объем оценивается в 35 млрд. т, чего вполне может хватить, чтобы прокормить 30 млрд. (!) человек. Вылавливая ежегодно 85 - 90 млн. т рыбы (на нее приходится 85 % от используемой морской продукции), моллюсков, водорослей, человечество обеспечивает около 20 % своих потребностей в белках животного происхождения.

Соленые воды составляют около 94 % всех запасов и подразделяются на:

1. солоноватые (1—25 г/л соли);
2. морской солености (25—50 г/л);
3. рассолы (свыше 50 г/л).

Площадь соленых вод (морей, океанов) — чуть более 70 % поверхности Земли. Пресные же воды (менее 1 г/л соли) составляют чуть меньше 6 % запасов или, в абсолютном выражении, 90 млн. км3. Но вся беда в том, что из пресных вод лишь около 3% — легкодоступные запасы типа рек, озер и водохранилищ, остальное — ледники, подземные воды.

Все воды составляют гидросферу, постоянно обновляющуюся и существующую в постоянном обмене. Считается, что для полной смены воды в атмосфере необходимо: до 9—10 суток, в реках — 12—20 суток, в морях — 2,5—3 тыс. лет, в океанах — 30— 40 тыс. лет.

Эти данные свидетельствуют об особой опасности загрязнения водоемов: загрязнение устойчиво сохраняется длительное время.

Запасы пресной воды на земном шаре (97% всех ее запасов находится в морях и океанах) ограничены. Они составляют всего лишь 3%, из них 2% - в полярных ледниках, и только 1% находиться в жидком состоянии, пригодном для использования.

Украина относится к регионам, не обеспеченным в достаточном количестве пресной водой из-за существующих антропогенных нагрузок. Запасы местных водных ресурсов на одного жителя Украины в среднем почти в 30 раз меньше, чем в России. Так, если в среднем по странам СНГ на душу населения приходится 19,6 тыс.м³ на год, в России – 30,6 то в Украине – 1,2 тыс.м³.

Недостаточно обеспечены водой южные и восточные области, которые особенно требуют воды из-за развитой промышленности и значительной концентрации городов. Это – Донецкая, Запорожская, Днепропетровская, Николаевская, Одесская, Херсонская области, где на душу населения приходится воды в 15 – 20 раз меньше, чем в других областях. В засушливые годы эти показатели еще ниже.

Промышленное использование водных ресурсов намного превышает процесс их восстановления в биосфере. Ежегодно водозабор составляет 3500 км³ , а сброс неочищенных промышленных стоков – 160 км³; это приводит к загрязнению свыше 12%, а в промышленно развитых странах – до 25% годового стока.

В Украине забор воды в 90-х годах составлял 34 км³, а сброс – 20,6 км³.

К особенно водоемким отраслям промышленности относятся металлургический и топливно-энергетический комплексы, химическая, нефтехимическая и целлюлозно-бумажная отрасли промышленности. Так, на изготовление 1 т бумаги используется до 1000 м³ воды, 1 т стали – 300, 1 т синтетического каучука – 2800, 1 т никеля – 4000 м³.

Современная тепловая электростанция мощностью 1 млн. кВт/ч требует в течение года 1,5 км³ воды, атомная – 3 км³. Масштабы эти очень велики, так как производство электроэнергии удваивается каждые 10 – 15 лет. Одним из распространенных способов уменьшения загрязнения промышленных стоков являются очистные сооружения.

Сельское хозяйство является наибольшим водопользователем - от 60 до 85% суммарного водозабора, однако ¾ его используется бесповоротно.

С интенсификацией сельскохозяйственного производства, особенно с такими ее направлениями, как химизация и мелиорация, большое количество удобрений и пестицидов поступает в реки, озера, попадает в подземные воды. Вынос пестицидов из орошаемых полей составляет около 4% от унесенного количества.

Важную проблему составляет загрязнение природных вод биогенными веществами, больше всего азотными. В мире ежегодно в окружающую среду поступает свыше 50 млн. т нитратов.

В Украине ежегодно в реки и водоемы смывается в среднем 120 млн. т грунта, а это – 240 тыс. т азота, 120 тыс. т фосфора, 2,4 млн. т калия.

Значительным водопользователем является и коммунальное хозяйство. В среднем за сутки в странах СНГ житель употребляет 250 л воды, в странах Западной Европы – 100 – 300 л, в Украине – 270 л, в некоторых городах – Херсона, Одессы, Донецка, Харькова, Мариуполя, Ровном – свыше 400, а в Днепропетровске, Львове, Киеве, Луганске, Севастополе, Запорожье – 450 – 550 л.

Коммунальные стоки больших городов – опасный источник загрязнения водоемов бытовой химией, моющими средствами; кроме того, отдельную проблему представляет бактериологическое загрязнение, которое несут стоки городских канализационных систем.

Одна из наиболее распространенных проблем рационального использования водных ресурсов страны – проблема малых рек. В Украине их 22,5 тыс., в их бассейнах формируется свыше 60% водных ресурсов. Их протяженность 100 тыс. км.

Способы рационального использования водных ресурсов:

1. В промышленности – внедрение водооборотных систем. Закрытые циклы промышленного водопользования дают возможность полностью ликвидировать стоки, а свежую воду добирать только на возвращение потерь воды. В Украине уже действуют 150 таких производств.

2. Введение новых радикальных технологий с уменьшенным потреблением воды.

3. Из-за отсутствия средств создавать системы ликвидации промышленных стоков поэтапно, прежде всего, на таких предприятиях, которые более других загрязняют окружающую среду.

4. В сельском хозяйстве – придерживаться норм орошения.

Земельные ресурсы

Земельный фонд Украины составляет 60355 тыс. га. Преобладание плодородных земель, высокая плотность населения и особенность развития сельского хозяйства, которые сложились исторически, обусловили высокий уровень освоенности земельного фонда. Так, удельный вес сельхозугодий составляет 70,3 %, а пахотных земель – 56,9 %; это соответственно в 2,6 и 5,6 раз выше, чем в среднем по СНГ. Размещение структуры сельскохозяйственных угодий на территории Украины определяются природно-климатическими и экономическими условиями производства. Так, удельный вес с/х в областях Полесья – 35%, тогда как на юге Степи – 74%. В последние годы в структуре сельхозугодий уменьшилась часть пахотных земель благодаря созданию многолетних насаждений, пастбищ, залежей и покосов.

Чрезмерная распаханность территории и огромное влияние деятельности человека привели к нарушению природного процесса грунтообразования, к эрозионным процессам. За счет сельхозугодий вырастает площадь земель, которые отводятся под объекты промышленного, городского водохозяйственного и гидротехнического строительства. Особенно низкий уровень землеобеспечения наблюдается в Донецкой, Закарпатской, Ивано-Франковской областях, где на душу населения припадает сельхозугодий вдвое меньше, чем в среднем по Украине. Сегодня 4% территории Украины покрыто водой, в том числе 2,1% - искусственными водоемами.

В ХХ ст. антропогенная нагрузка на земельные ресурсы резко выросла. Был увеличены посевные площади, парк сельскохозяйственных машин, внесение минеральных удобрений, а урожайность зерновых увеличилась только в 2,5 раза. Главная причина – то, что интенсивные технологии сельского хозяйства вошли в противоречие с функционированием экосистем, нарушили природный круговорот веществ и энергии в них.

Лесные ресурсы

Экологическая роль леса в десятки раз превышает стоимость древесины. В биосфере лес выполняет уникальные функции: он поглощает СО₂, поставляя более 50% кислорода. Лес содействует увеличению запасов подземных вод, сохраняя влагу атмосферных осадков; благодаря лесу поверхностные воды получают равномерное питание подземными водами. Уменьшая поверхностный сток, леса замедляют водную и ветровую эрозию грунтов. Так, наблюдения в Лесостепи показали, что слой грунта толщиной 18 см смывается на пахотных землях за 70 лет, на лугах, где разнотравье – за 3 тыс. лет, а под лесом сохраняется тысячелетия. Кроме того, в лесных районах практически не заиливаются реки, пруды, водохранилища.

Мировое хозяйство потребляет от 2,3 до 2,5 млрд. м³ древесины. Промышленность использует 50%.

Украина принадлежит к лесодефицитным государствам. Залесенность ее территории – 14,2 %. В степных областях она составляет 2 – 4 %.

Промышленное использование лесных ресурсов создает ряд проблем. Из-за отсталых технологий выход готовой продукции остается низким. Так, в сравнении с США у нас выход бумаги, картона и фанеры – в 5 – 10 раз меньше. На всех стадиях заготовки теряется 40 % древесины.

Минеральные ресурсы

70 % промышленной продукции изготавливается из минеральных ресурсов. Промышленно развитые страны сырье импортируют. США 50 % потребности в сырье удовлетворяет за счет импорта.

Украина принадлежит к странам со средней обеспеченностью минеральными ресурсами. Она имеет большие запасы железных руд, к тому же высокого качества, марганцевых и титановых руд, серы, каолина. Одновременно обеспеченность потребностей народного хозяйства Украины собственной нефтью составляет 8 %, природным газом – 22 %, углем – 95 %. Она вынуждена довозить алюминиевое, свинцово-цинковое, медное сырье, а также апатиты, фосфориты. Высокая себестоимость добычи Донецкого угля стала одним из показателей экономического кризиса в государстве. Из-за отсталых технологий, чрезвычайно медленного внедрения комплексной переработки сырья, значительная его часть теряется, тем самым загрязняя окружающую среду.

Рекреационные ресурсы

К рекреационным ресурсам принадлежат территории и отдельные объекты, которые могут быть использованы для отдыха и лечения людей, восстановления их физических и духовных сил. По выполняемым функциям они делятся на ресурсы местного значения; областного; республиканского и международного.

В Украине наибольшее значение имеют рекреационные ресурсы Крыма, Карпат, приморских территорий Одесской, Николаевской, Донецкой областей. Для каждой рекреационной территории важной является ее рекреационная емкость, обусловленная природно-ресурсным потенциалом региона. Она рассчитывается по количеству посещений в год, сутки. Стойкость природной системы относительно рекреационного влияния определяется плотностью отдыхающих на участках рекреационных зон. В рекреационных регионах недопустимо размещение экологически опасных производств, поскольку их отходы влияют на качество рекреационных ресурсов.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ

Экология, как и другие науки, базируется на законах диалектики, биологических, физико-химических, геологических, географических. Лучшему осмыслению экологии как науки поможет даже простой перечень законов, смежных с экологией научных дисциплин. В одной из последних своих работ "Экология: теории, законы, правила, принципы и гипотезы" М.Ф. Реймерс делает научный обзор теоретического наследства в области экологии, называя при этом число 250 - законов, закономерностей, принципов, правил, которыми пользуется современная экологическая наука.

Без знания диалектических законов, таких, как единства и борьбы противоположностей, перехода количественных изменений в качественные, взаимоотношений индивидуального и общего, причины и следствия, случайности, формы и содержания и других трудно было бы объяснить явления, которые возникают в экосистемах - от моноцена к плеоцену.

Рассмотрим, например, такой общенаучный закон, как закон биогенной миграции атома (Вернадского), суть которого состоит в том, что химические элементы распространяются на поверхности планеты с участием живого вещества. Без осмысления этого закона трудно было бы исследовать биохимические кругообороты в биогеоценозах и в целом в биосфере.

Кибернетический закон внутреннего динамического равновесия состоит в том, что нарушение хотя бы одного из параметров экосистемы неизбежно приводит к изменениям других показателей или подсистем. Этим законом объясняем гомеостаз организма, популяции и даже всего биоценоза.

Биологический закон гомологичных рядов и наследственной изменчивости (открытый Н. И. Вавиловым) состоит в том, что виды, роды, семьи, наделены гомологичными генами, сходство которых тем больше, чем более близкими они являются на ступенях эволюции. Без знания этого закона тяжело было бы понять иерархическую структуру популяций - географическую, локальную и элементарную.

Трудно было бы изучать энергетику экосистем, не зная физико-химического закона максимизации энергии: в соперничестве систем выживает лишь та из них, какая наилучшим образом оказывает содействие поступлению энергии и более эффективно использует наибольшее ее количество.

Закон однонаправленностипотока энергии - энергия, которую получает группировка (например, экосистема) и которую усваивает продуцент, рассеивается или вместе с их биомассой бесповоротно передается консументам первого, второго порядков и т.д.; поскольку в обратный поток от редуцентов к продуцентам поступает незначительное количество начальное полученной энергии (не больше 0,25%), говорить о "кругообороте энергии" нельзя.

Закон ограниченности естественных ресурсов. Некоторые ученые считают солнечную энергию практически неисчерпаемой, однако при этом не принимают во внимание, что серьезной преградой для ее использования является биосфера, антропогенное изменение которой свыше допустимой границы (по правилу – 1 %) может привести к серьезным и тяжелым последствиям: искусственное привнесение энергии в биосферу достигло уже значений, близких к предельным;

Закон уменьшение природно-ресурсного потенциала - в границах одной общественно-экономической формации или способа производства и одного типа технологии - ведет к тому, что естественные ресурсы становятся каждый раз менее доступными и требуют увеличения затрат работы и энергии на их получение и транспортирование;

Закон пирамиды энергий - с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другие уровни не больше 10 % энергии; этот закон дает возможность вычислять необходимые земельные площади для обеспечения населения продуктами питания и т.п.;

Закон равнозначности всех условий жизни - все естественные условия окружающей среды, необходимые для жизни, играют равнозначную роль;

Закон совокупности (общего действия) естественных факторов - например, урожай зависит не от отдельного, пусть даже очень важного, фактора, а от совокупности экологических факторов; коэффициент действия каждого отдельного фактора в их общем влиянии разный и может быть вычислен;

Закон ускорения эволюции - скорость формообразования с течением геологического времени увеличивается, а средняя продолжительность существования видов внутри более крупного единства (группы) снижается, то есть высокоорганизованные формы существуют меньше времени, чем низкоорганизованные. Противоположный процесс - нарастания темпов уничтожения отдельных видов животных и растений - связан с антропогенным влиянием, а не с действием указанного выше закона;

Закон экологических корреляций - в экосистеме, как и в любом целостном естественном образовании все ее компоненты функционально отвечают друг другу; выпадение одной части системы (уничтожение вида) неумолимо приводит к исключению всех тесно связанных с этой частью системы других ее частей, а также к функциональному изменению целого в рамках действия закона внутреннего динамического равновесия.

Американский эколог Б. Кóммонер (1974) сформулировал четыре экологических закона-афоризма, которые можно было бы назвать "засечками на память":

Дата добавления: 2014-01-20