Проблема вторая. Рост населения Земли и обеспечение его пищевыми продуктами

Благодаря развитию общества, би­ологический вид Homo sapiens был выведен из-под действия естествен­ного отбора и межвидовой конкуренции, что расширило возможности роста численности и расселения людей. Это стало причиной отклонения от закономерностей равновесия в живой природе. Т.А. Акимова, В.В. Хаскин (1994) утверждают, что число особей какого-либо вида зависит от потенциала размножения вида, продолжительнос­ти жизни, широты приспособительных возможностей и регулируется естественным отбором — совокупностью экологических факто­ров. Для многих видов существуют нормативные границы колебаний их наиболее вероятной численности в природе. Согласно биологическим законам, число особей африканских четвертичных гоминид — предков человека — при благоприятных условиях не могло превышать 500 000. Но первобытный человек расширил свои приспособительные возможности и тем самым ослабил пресс есте­ственного отбора.

Приблизительно до начала XVIII века человечест­во увеличивалось медленно, со средней скоростью около одного про­цента за столетие, что соответствует удвоению численности за тыся­чу лет. В дальнейшем скорость прироста начинает увеличиваться: в 1920 г. Землю населяло 1862 млн. человек, в 1940 г. ¾ 2295 млн., в 1960 г. ¾ 3049 млн., в 1980 г. ¾ 4415 млн. человек. Т.о., с середины XX столетия скорость прироста приобретает гиперэкспоненциальный харак­тер. Так в 1969 году население мира увеличивалось на 2% в год, прирост составил около 70 млн. человек (150 человек в минуту), а 1989 году прирост в 1,8 % от численности возросшего населения дал уже 90 млн. человек (около 180 человек в минуту). Этот стремительный рост населения называют демографическим взрывом и связывают его с резким улучшением условий существования в странах «третьего мира» - бывших колониях империй, развалившихся после второй мировой войны.В конце 1991 г. население Земли составляло 5 млрд. человек, а в 2002 году – уже 6 млрд. человек.

Тенденция увеличения населения Земли, по всей видимости, будет сохраняться и в первой половине XXI столетия. По разным оценкам, к 2025 году на Земле будет от 7,6 до 9,4 млрд. человек. Основная доля прироста населения по-прежнему будет прихо­диться на развивающиеся страны Азии, Африки и Латинской Америки.

По данным ООН в настоящее время 10% (т.е. около 500 млн. человек) постоянно недоедает, т.е. испытывают голод. Ежегодно десятки тысяч людей гибнут от голода (преимущественно, в тех же района Азии и Африки). Для нормального развития человечества необходимо удвоить количество производимого человечеством продовольствия. На Всемирных конференциях ООН по продовольствию, проводимых в последние десятилетия, отмечается, что решение этой проблемы может быть осуществлено двумя путями.

Первый путь – экстенсивный – означает освоение новых площадей под с/х культуры Таких площадей сейчас около 3 млрд. га, но все они располагаются в регионах с засушливым климатом, т.е. требуют расходов на мелиорацию. Второй путь – интенсивный – подразумевает создание таких сортов с/х растений, которые имеют высокий КПД фотосинтеза (более 5%), отзывчивы на влагу и минеральные удобрения (мы называем такие сорта высокопродуктивными). И тот, и другой путь связан с проблемами рационального природопользования. В первом случае подвергаются разрушению природные экосистемы; во втором – может усилиться загрязнение среды в случае ненормированного внесения удобрений. При разумном отношении перспективны оба пути. Интенсивный путь подразумевает также использование генетически модифицированных растений, что вызывает в настоящее время бурные дискуссии.

Проблема третья. Обеспечение промышленности минеральным сырьем.

Минеральное сырье относится к невозобновимым ресурсам планеты. В то же время именно оно составляет основу промышленного производства и большую часть топлива для транспорта и быта человека. Темпы использования минеральных ресурсов ежегодно нарастают; но основу проблемы составляет тот факт, что человек берет из недр больше, чем использует: при шахтной добыче теряется от 20% до 40% угля, при взрывах в карьерах теряется до 50% строительного камня. Значительны потери при обработке сырья: при отсталых технологиях обогащения руд вместе с нерудными минералами в отвал идет немало металлосодержащего компонента. Много уже полученного металла теряется при обработке деталей. Столь нерачительное использование минерального сырья ведет к его истощению. Решением этой проблемы может стать, во-первых, комплексное и полное использование месторождений; во-вторых, использование заменители металлов (пластмассы); в-третьих, усовершенствование двигателей автомобилей – перевод их на иное топливо (электромобили; автомобили, работающие на спирте, водороде и т.д.).

Проблема четвертая -проблема энергетики. Она напрямую связана с тремя предыдущими, и решение ее помогло бы решить большую часть экологических проблем. Бурное развитие научно-технического прогресса требует все возрастающих затрат энергии. В ХХ в. потребление ее каждые 10 лет удваивалось, а в последние десятилетия – утроилось. Долгое время базой энергетики служили горючие ископаемые. Сейчас поиск новых источников энергии – актуальнейшая задача человечества. Что может послужить новым источником энергии? К таковым сейчас относят: геотермальную, ветровую, солнечную, гидроэлектроэнергию и термоядерную энергию.

В нашей стране основным видом энергии является тепловая, получаемая при сгорании угля, нефти, газа, торфа и сланцев на теплоэлектростанциях. Новые технологии позволяют рациональнее использовать топливо. Так разработан способ ожижения угля, после чего происходит почти полное его сгорание; из природного газа получают Н₂, являющийся экологически чистым топливом... Пока эти технологии дороги, но за ними – будущее. Не менее важной отраслью является гидроэнергетика. Строительство крупных электростанций решает много проблем, но создает – не меньше. Это и затопление с/х угодий, и застаивание вод в водохранилищах и т.д., и т.п. Поэтому в последние годы правительство страны отказалось от ряда ранее разработанных проектов строительства крупных гидроузлов на равнинных реках. На горных реках такое строительство целесообразно, если нет большой угрозы сейсмической активности.

Разработка вопросов использования атомной и термоядерной энергии является наиболее перспективным с точки зрения ресурсов направлением. В большинстве промышленно развитых стран в последние десятилетия был взят курс на атомную энергетику. Это связано с относительной дешевизной электроэнергии атомных станций и с отсутствием загрязнения окружающей среды обычными отходами. Но после аварии на Чернобыльской АЭС многие стали осторожнее относится к строительству атомных станций. Волнует не только проблема их надежности, но и проблема радиоактивных отходов, которые пока невозможно утилизировать, а значит, необходимо где-то хранить. Существует и проблема использования тепла, получаемого при работе АЭС и пока что сбрасываемого в водоемы, в результате чего идет перегрев вод этих водоемов с нарушением в них экологического равновесия.

Работа термоядерных установок базируется на синтезе гелия из изотопов водорода (дейтерия и трития), сопровождающемся выделением огромного количества энергии (подобные реакции проходят в недрах звёзд, в т.ч. и в недрах Солнца). В настоящее время разработки находятся в стадии эксперимента, а промышленное освоение планируется на первые десятилетия XXI в. Сырье – дейтерий и тритий – практически в безграничных количествах находятся на дне морей и океанов, однако необходима технология их добычи. Полагают, что термоядерные установки окончательно решат проблему энергетики для человечества. Но многие страны уже и сейчас ориентируются на экологически чистые способы получения энергии, эффективно используя силу постоянно дующих ветров (различные типы ветряков), энергию приливов (электростанции, работающие в зоне приливов), гео- и гидротермальную энергию, т.е. тепловую энергию недр земли (теплицы, бальнео-комплексы в районах умеренной вулканической деятельности), солнечную энергию (гелиотеплицы, опреснители, транспорт на солнечных батареях). В качестве примера можно привести интересный проект, предложенный французским специалистом по аэродинамике Э. Назаром: создание в зонах с повышенной солнечной активностью (например, в пустыне) башен высотой до 450 м с «входом» внизу и «выходом» наверху. В этих башнях по законам аэродинамики будут создаваться мощные воздушные потоки (циклоны), они будут вращать турбину, установленную на выходе. Стоимость такой электростанции, по расчетам, в 3-4 раза дешевле, чем такая же по мощности атомная станция. А с точки зрения экологии это – абсолютно чистый способ получения энергии.

Тема 6: Среда человека и его здоровье.

Как мы уже отмечали, «среда человека» - очень обширное понятие. Поэтому в этой теме мы затронем лишь общие аспекты, не касаясь влияния на здоровье производственной и бытовой среды.

1. Загрязнение воздуха и воды. В последние годы отмечается увеличение загрязнения воздуха, связанное с расширением промышленных зон и с усиленной технизацией жизни. Вредное воздействие веществ, попадающих в воздух, может усиливаться их взаимными реакциями между собой при особых метеоусловиях (смог). Особо опасны выхлопные газы автомобилей, содержащие окислы свинца. Последствия ¾ нарушение синтеза гемоглобина, мышечная слабость, паралич, нарушение функций печени и мозга. Загрязнение воздуха кислотными выбросами вызывает респираторные заболевания, астматические явления, разрушает легочную ткань.

Вода, жизненно необходимая человеку, может стать для него чрезвычайно опасной. В жилых кварталах, где нет водопровода, воду запасают в баках, и в ней нередко заводятся пе­реносчики опасных болезней. Но и там, где имеется центральное водоснабжение, качество воды зачастую настолько низкое, что ее употребление может стать причиной заболеваний: от кишечных инфекций до отравления тяжёлыми металлами. Уже сейчас половину необходимой нам воды добывают через артезианские скважины из глубинных слоев земли. Но и эта вода далека от идеальной, поскольку в ней содержит­ся повышенное количество минеральных солей, не всегда полез­ных для организма. А вода из рек, озер и водохранилищ нужда­ется во все более дорогостоящей очистке.

2. Рост патогенности микроорганизмов. Применение все более совершенных и мощных средств борьбы с болезнетворными микроорганизмами часто приводит к выработке у последних со време­нем резистентности (устойчивости) к соответствующим препара­там. Становясь неуязвимыми, микроорганизмы оказываются способными вызывать тяжелейшие расстройства здоровья человека. Эффект «привыкания» микроорганизмов к воздействию фармацевтических препаратов может приводить к вспышкам численности возбудителей тех или иных заболеваний и, следовательно, к развитию эпидемий. Ученые-фармацевты постоянно работают над созданием все более эффективных препаратов, способных не только уничтожать опасные для человека микроорганизмы, но и также подавлять их адаптивные способности.

3. Изменение генофонда человека. Изменение среды обитания, происходящее в результате деятель­ности человека, оказывает на человеческие популяции воздействие, которое по большей части вредоносно, приводит к росту заболеваемости и сокращению продолжительности жизни (хотя в развитых странах средняя продолжительность жизни неуклонно ¾ примерно на 2,5 года за десятилетие – растёт). Однако, существует более глубокая про­блема и она заключается в постепенном изменении гено­фонда человечества. Генофонд – это совокупность генов, имею­щихся у особей данной популяции, группы популяций или вида. Стремление большинства людей сохранить генофонд таким, каким его создала природа, имеет под собой вполне естественные основания. Исторически генофонд сложился в результате длительной эволюции и обеспечил приспособление человеческих популяций к широкому спектру природных условий, а генетическое разнообразие предопределило многообразие и динамич­ность развития человеческой культуры. Конечно, мы ушли далеко от природы, но действие на человека естественных факторов изменения генофонда ¾ мутаций, дрейфа генов и естественного от­бора – продолжается, и загрязнение среды влияет на каждый из них.

Мутагенез. Из физических воздействий к факторам мутагенеза относятся: радиационное и ионизирующее излучение и, возможно, электромагнит­ные поля. Установлено, например, повышение заболеваемости лейкемией у лиц, проживающих длительное время вблизи высоко­вольтных линий электропередачи. Из сотен тысяч разнообразных химических соединений, поступающих в среду в виде бытовых и производственных загрязнений, около 20% генотоксичны. На фоне загрязнений возрастает риск злокачественных новообразований как хемотоксичной, так и вирусной этиологии. Мутагенез, сопровождающий встраивание вирусной частицы в клеточный геном, может возрастать вследствие снижения иммунитета, ослабленного загрязнением среды.

Дрейф генов. В прошлом дрейф генов был связан с резкими колебаниями численности локальных популяций, истребляемых вой­нами и эпидемиями. Выжившие основатели новой популяции пере­давали ей черты своей генетической индивидуальности. Утрачен­ная часть генетического разнообразия восстанавливалась за счет повторных мутаций и потока генов. Сегодня рост численности и более подвижный образ жизни снизили значение дрейфа генов, за исключением малочисленных популяций на океанических островах, в горных районах или тропических лесах.

Естественный отбор. Л юбое воздейст­вие на среду хотя бы в небольшой степени изменяет направленность отбора, создавая давление на популяцию и сдвигая частоты соответствующих генотипов. Охрана среды обитания и системы здравоохранения ¾ факторы, но существу, противостоящие естественному отбору в человече­ских популяциях, но всё же он действует. Любое заболевание снижает шансы на успешную карьеру, создание семьи и полноценный генетический вклад в следующее поколение. Отбор работает в пользу более устойчивых, невзирая на их личностные качества, и тем более активно, чем больше загрязнение среды. Эти процессы вымывают из популяции редкие гены, способствующие развитию социально ценных свойств, если они не сцеплены с генетическими факторами устой­чивости к загрязнениям.

Тема 7: Природопользование как учебная дисциплина.

Дата добавления: 2014-01-05