Почва является необходимым и незаменимым субстратом, в котором растения укрепляются своими корнями, и из которого они черпают влагу и элементы минерального питания. Обилие почвенных условий на всех уровнях организации почвенного покрова обусловливает формирование в почве огромного количества разных типов местообитаний, что определяет разнообразие организмов, обитающих в почве. Именно поэтому велика роль почвы в формировании и сохранении биологического разнообразия. С другой стороны - потоки всех элементов в биосфере проходят через почву, которая посредством специфических механизмов регулирует их направленность и интенсивность.

Микроорганизмы осуществляют окисление и восстановление неорганических соединений, переводя их в более или, напротив, менее усвояемую форму. Чрезвычайно важное значение имеет усвоение азота атмосферы микроорганизмами, что является почти единственным источником азотистых соединений в почве. Одной из особенностей микроорганизмов является образование ими биотических веществ, таких как витамины и гормоны, которые способствуют росту растений. Многие высшие растения живут в симбиозе с грибами, образуя микоризу или грибокорень. На надземных органах растений развивается эпифитная микрофлора, которая способствуют росту растения, путем снабжения их гормональными веществами. В целом рост высших растений возможен даже на стерильной минеральной питательной среде, однако в присутствии микроорганизмов он идет более интенсивно.

Нормальная микрофлора растений представлена ризосферными и эпифитными микробами. Зона почвы, находящаяся в контакте с корневой системой растения, носит название ризосферы, а микроорганизмы, развивающиеся в данной зоне, называются ризосферными. Условно различают ближнюю и отдаленную ризосферы. Ближняя располагается непосредственно на поверхности корней и извлекается вместе с ними, отдаленная начинается на расстоянии нескольких миллиметров от корней и распространяется в радиусе 50 см от них. Количество микроорганизмов в ближней и отдаленной ризосфере различно: на поверхности корней их содержится от 50 млн до 10 млрд, на расстоянии 15 см от корней -до 5 млн в 1 г. почвы. Число микроорганизмов в ризосфере в 100 раз больше, чем в почве, где растения не произрастают, что связано с выделением корнями растений различных питательных веществ. В свою очередь, почвенные микробы оказывают благоприятное воздействие на жизнь растений. Это обусловлено минерализацией ими органических веществ и растительных остатков, образованием витаминов, аминокислот, ферментов и других факторов роста, усиливающих ферментативные процессы в растениях. Эти процессы усиливают корневое питание и интенсифицируют обмен веществ растений, а также играют антагонистическую роль в отношении фитопатогенных микроорганизмов.

Качественный и количественный состав микрофлоры ризосферы специфичен для каждого вида растений. Основная масса прикорневой микрофлоры представлена неспороносными бактериями рода Pseudomonas, микобактериями и грибами, главным образом, базидио-мицетами, реже фикомицетами, аскомицетами. Эти грибы образуют симбиоз с корнями растений, называемый микоризой. В зависимости от морфологических особенностей сожительства грибов с растениями различают эктотрофные и эндотрофные микоризы. Эктотрофные - ассоциации, при которых гриб не проникает внутрь корней, а поселяется на их поверхности, образуя своего рода чехол из мицелия. При эндотрофных микоризах мицелий гриба располагается в клетках коры корней растений, где образует скопления в виде клубков. Высшие растения, являясь основным источником питательных веществ, для преобладающего числа микробного населения почв гетеротрофов оказывают существенное влияние на микробные ценозы. Зоны, непосредственно примыкающие к корням живых растений, являются областями активного развития микроорганизмов. Это связано, прежде всего, с выделениями из корней органических веществ, синтезированных растениями .

Все загрязняющие атмосферный воздух вещества в большей или меньшей степени оказывают отрицательное влияние на здоровье человека. Эти вещества попадают в организм человека преимущественно через систему дыхания. Органы дыхания страдают от загрязнения непосредственно, поскольку около 50% частиц примеси радиусом 0,01-0.1 мкм, проникающих в легкие, осаждаются в них.

Проникающие в организм частицы вызывают токсический эффект, поскольку они: а токсичны (ядовиты) по своей химической или физической природе; б) служат помехой для одного или нескольких механизмов, с помощью которых нормально очищается респираторный (дыхательный) тракт; в) служат носителем поглощенного организмом ядовитого вещества.

В некоторых случаях воздействие одни из загрязняющих веществ в комбинации с другими приводят к более серьезным расстройствам здоровья, чем воздействие каждого из них в отдельности. Большую роль играет продолжительность воздействия.

Статистический анализ позволил достаточно надежно установить зависимость между уровнем загрязнения воздуха и такими заболеваниями, как поражение верхних дыхательных путей, сердечная недостаточность, бронхиты, астма, пневмония, эмфизема легких, а также болезни глаз. Резкое повышение концентрации примесей, сохраняющееся в течение нескольких дней, увеличивает смертность людей пожилого возраста от респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний. В декабре 1930 г. в долине реки Маас (Бельгия) отмечалось сильное загрязнение воздуха в течение 3 дней; в результате сотни людей заболели, а 60 человек скончались - это более чем в 10 раз выше средней смертности.

В январе 1931 г. в районе Манчестера (Великобритания) в течение 9 дней наблюдалось сильное задымление воздуха, которое явилось причиной смерти 592 человек. Широкую известность получили случаи сильного загрязнения атмосферы Лондона, сопровождавшиеся многочисленными смертельными исходами. В 1873 г. в Лондоне было отмечено 268 непредвиденных смертей. Сильное задымление в сочетании с туманом в период с 5 по 8 декабря 1852 г. привело к гибели более 4000 жителей Большого Лондона. В январе 1956 г. около 1000 лондонцев погибли в результате продолжительного задымления. Большая часть тех, кто умер неожиданно, страдали от бронхита, эмфиземы легких или сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Концентрация СО, превышающая предельно допустимую, приводит к физиологическим изменениям в организме человека, а концентрация более 750 млн. к смерти. Объясняется это тем, что СО - исключительно агрессивный газ, легко соединяющийся с гемоглобином (красными кровяными тельцами). При соединении образуется карбоксигемоглобин, повышение (сверх нормы, равной 0.4%) содержание которого в крови сопровождается:

• а) ухудшением остроты зрения и способности оценивать длительность интервалов времени,
• б) нарушением некоторых психомоторных функций головного мозга (при содержании 2-5%),
• в) изменениями деятельности сердца и легких (при содержании более 5%),
• г) головными болями, сонливостью, спазмами, нарушениями дыхания и смертностью (при содержании 10-80%).

Степень воздействия оксида углерода на организм зависят не только от его концентрации, но и от времени пребывания (экспозиции) человека в загазованном СО воздухе. Так, при концентрации СО равной 10-50 млн. (нередко наблюдаемой в атмосфере площадей и улиц больших городов), при экспозиции 50-60 мин отмечаютcя нарушения, приведенные в п. "а", 8-12 ч - 6 недель - наблюдаются изменения, указанные в п.. "в". Нарушение дыхания, спазмы. Потеря сознания наблюдаются при концентрации СО, равной 200 млн., и экспозиции 1-2 ч при тяжелой работе и 3-6 ч - в покое. К счастью, образование карбоксигемоглобина в крови - процесс обратимый: после прекращения вдыхания СО начинается его постепенный вывод из крови; у здорового человека содержание СО в крови каждые 3-4 ч и уменьшается в два раза. Оксид углерода - очень стабильное вещество, время его жизни в атмосфере составляет 2-4 мес. При ежегодном поступлении 350 млн. т концентрация СО в атмосфере должна была бы увеличиваться примерно на 0,03 млн-1/год. Однако этого, к счастью, не наблюдается, чем мы обязаны в основном почвенным грибам, очень активно разлагающим СО (некоторую роль играет также переход СО в СО 2).

Диоксид серы (SO 2) и серный ангидрид (SO 3) в комбинации со взвешенными частицами и влагой оказывают наиболее вредной воздействие на человека, живые организмы и материальные ценности SO 2 - бесцветный и негорючий газ, запах которого начинает ощущаться при его концентрации в воздухе 0,3-1,0 млн., а при концентрации свыше 3 млн. SO 2 имеет острый раздражающий запах.

Диоксид серы в смеси с твердыми частицами и серной кислотой (раздражитель более сильный, чем SO 2) уже при среднегодовом содержании 9,04-0,09 млн. и концентрации дыма 150-200 мкг/м 3 приводит к увеличению симптомов затрудненного дыхания и болезней легких, а при среднесуточном содержании SO2 0,2-0,5 млн. и концентрации дыма 500-750 мкг/м 3 наблюдается резкое увеличение числа больных и смертельных исходов. При концентрации SO2 0,3-0,5 млн. в течение нескольких дней наступает хроническое поражение листьев растений (особенно шпината, салата, хлопка и люцерны), а также иголок сосны.

Некоторые химические элементы радиоактивны: их самопроизвольный распад и превращение в элементы с другими порядковыми номерами сопровождается излучением. При распаде радиоактивного вещества его масса с течением времени уменьшается. Теоретически вся масса радиоактивного элемента исчезает за бесконечно большое время. Время, по истечении которого масса уменьшается вдвое, называется периодом полураспада. Для разных радиоактивных веществ период полураспада изменяется в широких пределах: от нескольких часов (у 41 Ar он равен 2 ч) до нескольких миллиардов лет (238U - 4,5 млрд. лет).

Борьба с радиоактивным загрязнением среды может носить лишь предупредительный характер, поскольку не существует никаких способов биологического разложения и других механизмов, позволяющих нейтрализовать этот вид заражения природной среды. Наибольшую опасность представляют радиоактивные вещества с периодом полураспада от нескольких недель до нескольких лет: этого времени достаточно для проникновения таких веществ в организм растений и животных.

Распространяясь по пищевой цепи (от растений к животным), радиоактивные вещества с продуктами питания поступают в организм человека и могут накапливаться в таком количестве, которое способно нанести вред здоровью человека.

При одинаковом уровне загрязнения среды изотопы простых элементов (14С, 32З, 45 Са, 35 S, 3Н и др.) являющиеся основными слагаемыми живого вещества (растений и животных), более опасны, чем редко встречающиеся радиоактивные вещества, слабо поглощаемые организмами.

Наиболее опасные среди радиоактивных веществ 90 Sr м 137 Сs образуются при ядерных взрывах в атмосфере, а также поступают в окружающую среду с отходами атомной промышленности. Благодаря химическому сходству с кальцием 90 Sr легко проникает в костную ткань позвоночных, тогда как 137 Cs накапливается в мускулах, замещая калий.

Излучения радиоактивных веществ оказывают следующее воздействие на организм:

• - ослабляют облученный организм, замедляют рост, снижают сопротивляемость к инфекциям и иммунитет организма;
• - уменьшают продолжительность жизни, сокращают показатели естественного прироста из-за временной или полной стерилизации;
• - различными способами поражают гены, последствия которого проявляются во втором или третьем поколениях;
• - оказывают кумулятивное (накапливающееся) воздействие, вызывая необратимые эффекты.

Тяжесть последствий облучения зависит от количества поглощенной организмом энергии (радиации), излученной радиоактивным веществом. Единицей этой энергии служит 1 ряд - это доза облучения, при которой 1 г живого вещества поглощает 10-5 Дж энергии.

Установлено, что при дозе, превышающей 1000 рад, человек погибает; при дозе 7000 и 200 рад смертельный исход отмечается в 90 и 10% случаев соответственно; в случае дозы 100 рад человек выживает, однако значительно возрастает вероятность заболевания раком, а также вероятность полной стерилизации.

Наибольшее загрязнение радиоактивным распадом вызвали взрывы атомных и водородных бомб, испытание которых особенно широко проводилось в 1954-1962 гг. К 1963 г., когда был подписан Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой, в атмосфере уже находились продукты взрыва общей мощностью свыше 170 Мт (это примерно мощность взрыва 85000 бомб, подобных сброшенной на Хиросиму).

Второй источник радиоактивных примесей - атомная промышленность. Примеси поступают в окружающую среду при добыче и обогащении ископаемого сырья, использовании его в реакторах, переработке ядерного горючего в установках.

Наиболее серьезное загрязнение среды связано с работой заводов по обогащению и переработке атомного сырья. Большая часть радиоактивных примесей содержится в сточных водах. Которые собираются и хранятся в герметичных сосудах. Однако 85Кr, 133 Хе и часть 131 I попадают в атмосферу из испарителей, используемых для уплотнения радиоактивных отходов.

Тритий и часть продуктов распада (90S r, 137 Cs, 106 Ru, 131 I) сбрасываются в реки и моря, вместе с малоактивными жидкостями (небольшой завод по производству атомного горючего ежегодно сбрасывает от 500 до 1500 т воды, зараженной этими изотопами). Согласно имеющимся оценкам, к 2000 г. ежегодное количество отходов атомной промышленности в США достигнет 4250 т (что эквивалентно массе отходов, которые могла бы образоваться при взрыве 8 млн. бомб типа сброшенной на Хиросиму). Для дезактивации радиоактивных отходов до их полной безопасности необходимо время, равное премерно20 периодам полураспада (это около 640 лет для 137 Сs и490 тыс. лет для 239 Ru). Вряд ли можно поручиться за герметичность контейнеров, в которых хранятся отходы, в течение столь длительных интервалов времени.

Таким образом, хранение отходов атомной энергетики представляется наиболее острой проблемой охраны среды от радиоактивного заражения. Теоретически, правда, возможно, создать атомные электростанции с практически нулевым выбросом радиоактивных примесей. Но в этом случае производство энергии на атомной станции оказывается существенно дороже, чем на тепловой электростанции.

Поскольку производство энергии, основанное на ископаемом топливе (уголь, нефть, газ, также сопровождается загрязнением среды, а запасы самого ископаемого топлива ограничены, большинство исследователей, занимающихся проблемами энергетики и охраны среды пришли к выводу: атомная энергетика способна не только удовлетворять все возрастающие потребности общества в энергии, но и обеспечить охрану природной среды и человека лучше, чем это может быть осуществлено при производстве такого же количества энергии на основе химических источников (сжигания углеводородов).

При этом особое внимание следует уделить мероприятиям, исключающим риск радиоактивного загрязнения среды (в том числе и в отдаленном будущем), в частности обеспечить независимость органов по контролю за выбросами от ведомств, ответственных за производство атомной энергии.

Установлены предельно допустимые дозы ионизирующей радиации, основанные на следующем требовании: доза не должна превышать удвоенного среднего значения дозы облучения, которому человек подвергается в естественных условиях. При этом предполагается, что люди хорошо приспособились к естественной радиоактивности среды. Более того, известны группы людей, живущих в районах с высокой радиоактивностью, значительно превышающей среднюю по земному шару (так в одном из районов Бразилии жители за год получают около 1600 мрад, что в 10-20 раз больше обычной дозы облучения). В среднем доза ионизирующей радиации, получаемой за год каждым жителем планеты, колеблется между 50 и 200 мрад, причем на долю естественной радиоактивности (космические лучи) приходится около 25 млрд. радиоактивности горных пород - примерно 50-15- мрад. Следует также учитывать те дозы, которые получает человек от искусственных источников облучения. В Великобритании, например, ежегодно при рентгеноскопических обследованиях человек получает около 100 мрад. Излучений телевизора - примерно 10 мрад. Отходов атомной промышленности и радиоактивных осадков - около 3 мрад.

Помимо влияния антропогенных загрязнений на фауну и флору, различают две причины антропогенного истощения природных ресурсов: чрезмерное использование их для собственного пропитания и обеспечения условий жизни человека; нерациональное вовлечение их в сельскохозяйственное и промышленное производство.

Человек — не только пассивный, но и активный субъект биосферы, природы. В связи с его бытовой, сельскохозяйственной и промышленной деятельностью на естественный круговорот веществ в природе ложится дополнительная нагрузка и по используемым природным ресурсам, и по загрязнениям природы. Антропогенное истощение природных ресурсов проявляется тогда, когда потребление этих ресурсов выше способности биосферы к их воспроизводству. Быстрый рост численности людей, объема производства и потребления средств существования все больше, а в последние десятилетия по экспоненте, сокращает природные ресурсы, особенно невоспроизводимые. Сокращаются поля, пригодные для посевов, ухудшается плодородие почв, сокращаются площади лесов, запасы минерального сырья, топлива (нефть, каменный уголь). Особенно губительны последствия необратимого, значительного сокращения генофонда флоры и фауны, т. е. исчезновение отдельных видов живой природы. О степени изменения экологических компонентов биосферы можно судить по нижеприведенным примерам.

Воздействие человека на ресурсы атмосферы

Потребление кислорода человеком на свои нужды, особенно на сжигание топлива, достигает 20 млрд т/год, что составляет до 25% от его количества, вырабатываемого биосферой. Полагают, что идет потепление Земли за счет повышения концентрации диоксида углерода в атмосфере, что некоторые фреоны разрушающе действуют на озоновый слой.

Энергетика достигла объема 8 млрд кВт, что уже составляет до 25% от энергетики фотосинтеза. АЭС производят 18% энергии; во Франции и Бельгии — до 70%.

Воздействие человека на ресурсы гидросферы

В развитых странах в сельском хозяйстве на орошение и полив расходуется около 50% воды, в промышленности — 40, на коммунальные нужды — 10%. Среднее потребление воды в мире на эти нужды соответственно составляет около 60, 30 и 10%.

Воздействие человека на природу в сельском хозяйстве

Площадь орошаемых земель в начале ХХ в. была равна 40 млн га, в 1970 г. — 235 млн га, в 2000 г. — 420 млн га. Затраты воды на производство сельскохозяйственных продуктов составляют (т/га): зерновые — 2-3; сахарной свеклы — 3-6; многолетние травы — 2-8; хлопок — 5-8; рис — 8-15. Безвозвратные потери воды при орошении достигают 20-60% от водозабора. Суммарное мировое водопотребление сельским хозяйством быстро растет (км 3 /год): начало ХХ в. — 350; 1970 г. — 1900; 2000 г. — 3400.

Влияние промышленности на природу

Еще быстрее растет расход воды в промышленности. В 1900 г. она во всем мире расходовала около 30 км 3 воды, в 1950 г. — 190, в 1970 г. — 510, в 2000 г. — 1900 км 3 .

Основной потребитель воды в промышленности — теплоэнергетика. Здесь различают прямоточное и оборотное водопотребление. При прямоточном водопотреблении расходуется большое количество воды, но безвозвратные потери малы. При оборотном потреблении, когда отработанная вода после очистки снова используется в производстве, расход воды резко сокращается, например, тепловая станция при прямоточном водопотреблении расходует 1,5 км 3 воды в год, при оборотном — 0,12 км 3 /год, т.е. в 13 раз меньше. В южных районах расход воды больше, чем в северных. Атомные электростанции расходуют воды в 1,5-2 раза больше, чем тепловые. Однако доля безвозвратных потерь воды в теплоэнергетике невелика — 0,5-2%, при общих потерях 5-10%.

Влияние населения на природу

На коммунальные нужды в мире расходуется 510% воды. Непосредственные физиологические потребности человека в воде составляют около 2,5 л в сутки. Однако фактический суточный объем воды, потребляемый одним жителем в селе без водопровода, составляет 30-50 л, с водопроводом — 80-150 л, в городе 200-600 л, т. е. в 20-250 раз больше, чем потреблял дикий человек. Город с населением в 1 млн человек расходует в сутки до 0,5 млн м 3 воды. С 1900 по 1950 г. водопотребление населением возросло в 3 раза, с 1950 по 2000 г. — в 7 раз. Каждые 8-10 лет потребности в воде возрастают вдвое, что связано с ростом населения. Доля безвозвратных потерь воды примерно равна 10%.

Суммарное водопотребление в России. В 1975 г. при годовом стоке рек 4720 км 3 (это около 11% речных стоков Земли) оно составило 335 км 3 , т.е. около 7%. Предполагаемый расход воды в 2000 г. составляет 800 км 3 . Это уже 17% речных стоков.

В мире нарушается баланс чистой воды в гидросфере, ощущается ее дефицит. Так, безвозвратное потребление воды за счет водохранилищ составляет от 430 до 570 км 3 в год. Неочищенных вод сбрасывается в водоемы до 30 км 3 в год.

По данным М.И. Львовича, в середине 80-х гг. на земном шаре на промышленные и бытовые нужды расходовалось 150 км 3 /год. Это около 0,5% речных стоков. По закону водопотребления фактический водозабор должен быть в 4 раза больше — 600 км 3 /год, из них 450 км 3 /год — это возвратные или сточные воды. Для их обезвреживания и разбавления нужна чистая вода, причем в 10-15 раз больше, около 6000 км 3 /год. Это составляет уже 30% мирового стока рек.

Воздействие человека на ресурсы литосферы

Из общей площади земной суши уже 1/3 ее занята человеком под его надобности. Так, под промышленность и дороги отнимаются около 1 млрд га (7% площади суши), под луга и поля — около 3,7 млрд га (25% суши). Извлекается огромное количество горных пород — до 100 млрд т, из них используется лишь около 1%.

Мировая добыча полезных важнейших ископаемых в 1980 г. составила (млн т): каменный уголь — 2650; бурый уголь — 930; горючие сланцы — 110; нефть — 3460; обогащенные железные руды 706; бокситов — 89; хромовой руды — 4,3; меди — 7,9; цинка — 5,6; NaCl — 165; фосфатов — 135.

Приведенные данные показывают, что из недр Земли ежегодно извлекаются миллионы тонн руд, а каменного угля и нефти миллиарды тонн. И темпы их извлечения ежегодно растут: топлива — на 4%, руд — на 5%.

В России за время демократизации и перехода на рыночные отношения (с 1990 г.) добыча и переработка полезных ископаемых уменьшилась на 30-50%. Ликвидируется значительное число предприятий, шахт (более 100), рудников. Исключение составляют объемы добычи газа, производства алюминия и цинка, которые почти не изменились. Тревогу вызывает низкий прирост разведанных запасов полезных ископаемых. Новые собственники, добывающие и перерабатывающие полезные ископаемые, в частности газ и нефть, не желают вкладывать средства и заниматься разведкой их запасов, рассчитывая, что это по-прежнему будут делать за них государственные структуры на средства налогоплательщиков. Другой недостаток — некомплексная и неглубокая переработка сырья, что приводит к потере в отходах значительных количеств ценных компонентов. Так, при обогащении руд теряется более 1/3 олова, вольфрама, около 1/4 железа, молибдена, оксида калия. В Сибири из недр извлекается лишь около 1/3 нефти. В больших объемах накапливаются в отвалах вскрышные породы и отходы переработки, выводятся из оборота крупные массивы земель.

Проблема минерального голода

Запасы минерального сырья истощаются, особенно полезных ископаемых и невосполнимого ископаемого топлива: нефти, каменного угля, газа. Каменного угля при современных уровнях добычи хватит на 2-3 тысячелетия, а с учетом постоянного его роста добычи — на несколько столетий. Нефть будет исчерпана в ближайшие столетия. Так, запасов нефти Кувейту хватит примерно на 220 лет, Ирану — на 115 лет, ОАР — на 70 лет. США 50% минерального сырья ввозят, оставляя свои недра преимущественно в неприкосновенности.

Воздействие на ресурсы почв и их плодородие. Природных причин разрушения почв две: эрозия и дефляция.

Эрозия (лат. erodere — размывать) — смыв и размыв плодородного слоя почвы талыми и ливневыми водами. Ей особенно подвержены местности с волнистым и горным рельефом.

Дефляция (лат. deflare — сдувать) — сдувание ветром слоя почвы. Она особенно развита в засуху и на землях с нарушенным дерновым слоем почвы.

Негативное воздействие человека на почвы более разнообразно:

изъятие сельскохозяйственных угодий из оборота под поселения, дороги, предприятия, при добыче полезных ископаемых, для водоемов, заказников и т.п.;

истощение почв гумусом из-за несбалансированного изъятия из экосистем органического вещества в виде урожая; деградация пастбищ из-за чрезмерного выпаса скота;

распашка земель, приводящая, к нарушению дернового слоя почвы, что способствует более быстрой эрозии и дефляции почвы, особенно на склонах;

засоление почв, загрязнение их пестицидами, токсикантами, особенно возле городов.

По оценкам ученых, с начала ведения человеком скотоводства и земледелия человечество по разным причинам, в том числе от эрозии почвы, потеряло около 2 млрд га земель, из них до 0,7 млрд га пахотных земель. Но что особенно тревожно: опустынивание суши продолжается и в настоящее время со скоростью от 5 до 20 млн га/год. В России из 200 млн га пашни эрозии подвержены около 26 млн га, дефляции — 8 млн га, их совместному воздействию 2 млн га. Земель, возможность эрозии и дефляции которых достаточно велика, в три раза больше. В последние 10-15 лет в России площади черноземов, нарушенных эрозией и дефляцией, увеличивались в среднем на 250-300 тыс. га в год. Из них 25-30 тыс. га черноземов теряется из-за образования оврагов.

Воздействие человека на ресурсы флоры и фауны

Сельскохозяйственная деятельность человечества обострила состояние земного земледельческого почвенного покрова, растительного и животного мира. С начала скотоводства и земледелия, благодаря человеку, произошел рост пустынь на 1000 млн га (6,7% суши). И они растут со скоростью 10-44 га/мин. Эрозии почв подвергается ежегодно 200 тыс. га. Значительное сокращение человеком естественных биоценозов привело к глобальному воздействию на изменение видового состава растительности и живых организмов, на его обеднение как в связи с истреблением целого ряда их представителей, так и в связи с определением человеком для культивирования избранного им растительного и животного мира.

Сокращение генофонда флоры

Продолжающееся наступление человека на естественные биоценозы, пастьба скота, неконтролируемая хищническая заготовка и истребление наиболее полезных и интересных растений приводят к их исчезновению и более широкому распространению неиспользуемых сорных трав. Из 250 тысяч видов высших растений около 30 тысяч видов находится под угрозой исчезновения в ближайшие 100 лет. Используется же человеком 10-15% от общего видового состава растений. В России ежегодно исчезают 1-2 вида растений.

Ботаники всего мира бьют тревогу о гибели генофонда растений. Ими созданы Красные книги редких и исчезающих растений на глобальном и региональных уровнях, ведется разъяснительная работа. Однако эффективность воздействия проводимых природоохранных мероприятий на сознание населения, на деятельность отдельных природопользователей низка. Основная причина этому отсутствие должного, широко организованного контроля и спроса за допускаемые случаи уничтожения редких и исчезающих видов растений как местным населением, так и специализированными службами и административными органами. Например, в России государственной системы мониторинга запасов диких растений нет, и, бесспорно, ее надо создавать.

Сокращение ареала лесов

С начала освоения человеком земледелия лесистость материков Земли сократилась с 10,4 до 3,9 млрд га, т.е. с 75 до 28%. Лес вырубается со скоростью до 20 га/мин. В Англии уничтожено лесов более 95%; в Италии и Франции — 85-90; в Америке — 70; в Африке и европейской части России — 60%. Менее всего леса сократились в Финляндии — лишь на 35%.

В последние годы опасные масштабы приняло уменьшение площади тропических лесов в Африке, в Центральной и Южной Америке. Влажные тропические леса занимают только 6% суши, но они являются местом обитания почти половины всех биологических видов на Земле и большинства из 80 тыс. съедобных растений. Их растительность — основной генофонд для сельского хозяйства, лесоводства, фармации. При сохранении нынешних темпов сведения тропических лесов через 20 лет исчезнет 20% видов. Огромно значение влажных тропических лесов и для круговорота углерода в атмосфере. Поэтому проблема их сохранения имеет глобальное значение.

Основные причины сокращения ареала лесов на Земле: изъятие территории лесов человеком для земледелия и других своих нужд; неумеренная рубка и заготовка леса, когда его забирается несравненно больше, чем воспроизводится; лесные пожары; вблизи поселений по вине человека происходит 97% пожаров, в малолюдных местностях — 50-60%; повреждение лесов вредными насекомыми, особенно непарным шелкопрядом; кислотные дожди; рекреационные (лат. recreation — восстановление, время отдыха) перегрузки лесов при пребывании в них людей.

Вблизи городов, в густонаселенных местностях увеличение нагрузки на 1 га леса более 8-15 чел.--час или плотности кратковременно отдыхающих (посещающих) более 20-50 чел./га ведет к разрушению лесного биоценоза. Это, во-первых, связано с уплотнением при ходьбе людей поверхности почвы, вплоть до шестикратного (как у грунтовой дороги). Снижение пористости почвы и нарушение ее структуры ухудшает условия жизнедеятельности почвенных микроорганизмов и питание лесной растительности. Вовторых, сбор грибов, цветов, ягод, орехов подрывает самовозобновление ряда видов растений. В лесу появляются вытоптанные поляны, где уже нет растительности, а также обломанные деревья, кучи мусора и черные пятна кострищ. В-третьих, шум отпугивает птиц и млекопитающих, мешает им нормально растить свое потомство.

Большой вред лесному хозяйству наносят пожары Например, пожар в Средней Сибири 1915 г. имел очаг в 160 млн га, при котором сгорела тайга на площади 12,5 млн га. Уничтожая лесную растительность, пожары приводят к смыву и уносу ветром маломощного почвенного слоя и образованию каменистых осыпей, скорость эрозии почвы возрастает в сотни раз, усиливаются паводки на реках. После пожаров и бессистемной вырубки лесов ухудшается состав лесов, уменьшается прирост деревьев, начинают быстро размножаться вредные насекомые и дереворазрушающие грибки. Возникают «зеленые пожары», когда шелкопрядом поражаются громадные лесные массивы. Так, в 1896-1909 гг. в Восточной Сибири от шелкопряда лес пострадал на площади 565 тыс. га.

Сокращение численности фауны и ее генофонда

Естественная регуляция животного мира весьма разнообразна. Она зависит от мест распространения (континенты, острова, изолированные ландшафты), путей миграции, степени изменения климатических условий, стихийных бедствий, эпидемий и т.п. Так, в природе глобальные изменения климата привели к гибели динозавров и значительно позднее — мамонтов. Гибель живого мира на больших территориях наблюдается от крупных природных катастроф: большие пожары и землетрясения, обширные наводнения и ураганы, сильные похолодания и засухи.

Однако более масштабно и разнообразно антропогенное воздействие на численность животного мира С использованием животных в пищу и для изготовления одежды связано истребление ряда его видов: стеллерова корова, тур, бескрылая гагарка и многие другие. Всего истреблено от 200 до 400 видов животных. Под угрозой исчезновения находится еще 1200 видов. Необоснованно увеличение отстрела и отлова животных. Например, в 1920 г. китов было добыто 11,4 тыс., а через 35 лет, в 1965 г., — уже около 65 тыс. На Гавайских островах уничтожено 60% фауны. На Маскаренских островах стаи птиц сократились на 86%.

С другой стороны, во вред диким животным происходило одомашнивание и культивирование отдельных видов и групп животных, причем не всегда с практической целью. Развитие коз в Южной Европе привело почти к катастрофическим последствиям для растительности. Культ «священных» коров в Индии, количество которых достигло 250 млн, наносит существенный урон растительности и экологии. Привоз кроликов в Австралию привел к значительному изменению фауны и флоры в ее травянистых ландшафтах. Выбивание леопардов в Кении послужило причиной губительного развития кабанов. Наблюдаются переловы рыб в различных водных бассейнах.

В настоящее время вряд ли возможно найти на планете сообщество растений или животных, которое не подвергалось бы прямому или косвенному влиянию со стороны человека.

Вся история человечества связана с тем или иным влиянием на флору и растительность. Сначала это была деятельность кочевников; после появления земледелия влияние на флору усилилось из-за выжигания и вырубки лесов для получения новых посевных участков. Вырубка лесов в странах Средиземноморья, в Малой Азии, Месопотамии (в регионах древних культурных цивилизаций) привела к значительной ксерофитизации растительности и опустыниванию территорий. В Африке, в Индии, в Южной Америке сокращение площадей тропических лесов обусловило увеличение площади саванн. В Центральной Азии и Северной Америке усиленное развитие животноводства, помимо опустынивания, вызвало распространение подвижных барханных песков. Эпоха великих географических открытий вела к расширению заноса и завоза все новых и новых видов, которые зачастую быстро распространялись в новых условиях.

Обычно речь идет о бессознательном и сознательном воздействии человека на природу и на ее растительные компоненты (см. Классификацию антропогенных воздействий - в курсе лекций по общей экологии)

Бессознательное влияние (сбор растений, вырубка и выжигание лесов) обычно выгодно человеку, но отрицательно сказывается на растительности. Бессознательный отбор человеком привел к созданию многих культурных растений, история которых большей частью неизвестна. Человек часто действует бессознательно и в настоящее время, распространяя семена, споры и плоды вследствие мощного развития различных видов транспорта.

Сознательное воздействие также может быть положительным или отрицательным. Например, искусственный отбор является эффективным средством улучшения тех или иных видов и сортов или создания новых пород культурных растений. Разумная вырубка леса в пределах годичного прироста древесины и при соблюдении правил возобновления может существенно повысить продуктивность лесов; санитарные рубки помогают избавиться от больных деревьев. Однако превышение изъятия древесины сверх годичного прироста, вырубка лесов на горных склонах, уничтожение растительности в санитарно-защитных или водоохранных зонах представляют примеры сознательного и негативного влияния.

Среди основных направлений влияния человека на растения и растительность следует выделить следующие:

1. Обогащение флоры или изменение состава растительности. В этом направлении до последнего времени преобладало бессознательное обогащение флоры. Например, целый ряд синантропных растений всегда сопутствовал человеку при его расселении, но большинство таких видов относится к сорным и не представляющих практической ценности. Среди них выделяют:

Археофиты, существовавшие еще с доисторических времен (лопух, лебеда, василек посевной и др.);

Неофиты, представляющие сорные виды нового времени (элодея – «водяная чума», энотера и др.);

Апофиты, местные виды, легко переходящие на культурные поля (льнянка, чина клубненосная, шалфей, люцерна желтая часто появляются на свежераспаханных полях).

Пришлые виды, приуроченные к посевам, называют сегетальными (василек, костер посевной), а сорняки, предпочитающие свалки мусора у домов или возле дорог - рудеральными (лопух, белена, крапива).

Сознательно культивируемые в ботанических садах, парках или зеленых зонах экзотические иноземные растения иногда переходят в местную дикую фауну, т.е. акклиматизируются и натурализуются. При этом они вынуждены конкурировать с местными аборигенными видами и противостоять новым климатическим условиям. Лишь некоторые эврибионтные виды с широкой экологической амплитудой и большим количеством семян могут внедриться в состав местной флоры. Примеры: недотрога мелколистная (Impftiens parviflora) из Средней Азии и аир (Acorus calamus) из Турции прижились в средней полосе России. Легче проходит акклиматизация и натурализация у водных растений (например, у элодеи) в силу сходности экологических условий водной среды.

2. Сокращение ареалов и местообитаний, а также прямое уничтожение растений происходит очень часто, Иногда сознательно уничтожаются некоторые виды: например, в Скандинавии уничтожают барбарис, который является промежуточным хозяином ржавчины хлебных знаков. Большой ущерб растительности наносится неконтролируемым сбором лекарственных растений. Многие виды растений относятся к числу исчезающих и внесены в Красные книги различного уровня.

3. Прямое воздействие человека на растительный покров проявляется при распашке земель, вырубке лесов, выпасе домашних животных, выкашивании и выжигании растений, особенно на лугах и в степях.

4. Влияние человека на флору сказывается при различных мелиоративных мероприятиях – при орошении, обводнении или осушении отдельных территорий. Орошение – это искусственное увлажнение почв для получения более высоких урожаев. Известно, что продуктивность орошаемых угодий превосходит аналогичные показатели богарных земель в несколько раз. Однако с орошением, особенно с избыточным, в засушливых зонах связано такое негативное экологическое явление как вторичное засоление почв. При отсутствии дренажных систем участки вторично засоленных почв, как правило, исключаются из сельскохозяйственного землепользования. В аридных зонах и пустынях человек создает возле источников воды особые ландшафты – оазисы – со своеобразной экологической обстановкой. При обводнении сооружаются дополнительные водные источники (пруды, колодцы, скважины), которые предназначены для улучшения водоснабжения, но при этом безвозвратная откачка воды ухудшает условия существования растений. Осушение земель обычно практикуют на заболоченных пространствах. Как правило, это увеличивает продуктивность осушаемых участков, но сопровождается множеством побочных негативных явлений: снижение уровня грунтовых вод, обмеление и высыхание рек на соседних незаболоченных участках и т.д.

5. Ухудшение условий существования растений происходит и в результате загрязнения воздуха, вод и почв. Задымление, воздействие вредных газов, кислотные дожди являются неотъемлемыми последствиями промышленной деятельности.

6. Создание замусоренных (рудеральных) местообитаний способствует появлению специфической флоры. Свалки бытовых отходов характеризуются повышенным содержанием азота из-за большого количества разлагающейся органики, поэтому многие произрастающие на таких свалках растения относятся к нитрофилам. Напротив, отвалы и терриконы практически не содержат почвенного гумуса, но выброшенные пустые породы богаты разнообразными токсическими веществами, к которым немногие растения могут приспособиться. Значительные площади, которые занимают подобные «памятники» промышленного производства, требуют различных методов рекультивации и фитомелиорации.

7. Наиболее значительное воздействие человека на растительность связана с тем, что под искусственные фитоценозы требуется все больше площадей. Однако создаваемые агроэкосистемы характеризуются обедненным составом растительности в силу преобладающей монокультуры сельскохозяйственного производства.

Введение

Антропогенное загрязнение окружающей среды оказывает выраженное воздействие на формирование популяционного здоровья населения, особенно в связи с изменением социально-экономических условий. Неуклонный рост поступлений токсичных веществ в окружающую среду, прежде всего, отражается на здоровье населения, ухудшается качество продуктов с/х, преждевременно разрушаются жилища, металлоконструкции промышленных и гражданских сооружений, приводит к гибели флоры и фауны. Поступающие в атмосферу оксиды углерода, серы, азота, углеводороды, соединения свинца, пыль оказывают различное токсическое воздействие на организм человека. Именно потому сейчас стоит очень остро проблема « окружающая среда и здоровье человека». По этой причине автор заинтересовался данным вопросом, ведь самочувствие, собственное здоровье и здоровье наших детей волнует нас больше всего, так как окружающая среда и организм человека тесно связаны между собой.

Экономическая оценка ущерба от загрязнения окружающей природной среды предполагает денежную оценку негативных изменений в широком спектре последствий: ухудшение здоровья человека, вынужденного дышать загрязненным воздухом, пить воду, содержащую вредные примеси и есть загрязненные продукты; изменение возможностей развития и воспитания личности вследствие исчезновения привычного ландшафта и природы, изменение климата, и денежную оценку негативных условий существования человека.

В Российской Федерации сложилась неблагоприятная, а в некоторых районах даже острая экологическая обстановка. В неблагоприятной санитарно-гигиенической обстановке проживают 109 млн. человек, или 73% всего населения. Серьезные эколого-гигиенические проблемы характерны и для жителей города Новый Уренгой. Существующая неблагоприятная эколого-гигиеническая обстановка предопределяет то, что в литературе широко обсуждается вопрос о влиянии загрязнения окружающей среды на состояние здоровья населения. Оценка значимости загрязнения среды по биологическим ответам организма человека, по показателям здоровья более объективна, чем сопоставление концентраций отдельных загрязнителей с гигиеническими нормами, т.к. интегрально учитывает влияние всех, в том числе не идентифицированных, загрязнителей, их комплексное и комбинированное действие на организм человека.

Влияние антропогенных и природных факторов на флору, фауну, здоровье населения и общую экологическую ситуацию

Влияние антропогенных и природных факторов на флору

Изучение влияния человека и его хозяйственной деятельности на изменения растительного покрова входит в компетенцию фитоценологии, которая в последнее время обращает на это большое внимание, особенно в связи с вопросами охраны окружающей среды. Однако в решение этих проблем все больше включаются экологи разных профилей. Эколог не может пройти мимо основных аспектов влияния антропогенного экологического фактора, который исторически является самым молодым, новым. С момента появления человека на Земле его влияние на природу, на всю биосферу нарастало так быстро, что В. И. Вернадский выделил особую так называемую ноосферу, и в настоящее время мы уже не можем найти на нашей планете какого-либо сообщества, практически не подвергшегося тому или иному воздействию человека.

Вся история человечества связана с тем или иным его влиянием на флору и растительность. Сначала это была деятельность кочевников, а когда им на смену пришли земледельцы, она усилилась особенно из-за выжигания и вырубки лесов для получения новых посевных участков. Вырубка лесов в странах Средиземья, в Малой Азии, Месопотамии, т. е. в районах древнейшей культуры, привела к значительной ксерофитизации, опустыниванию этих территорий. В Африке и в Индии сокращение площадей тропических лесов обусловило увеличение площадей саванн; то же происходило и в Южной Америке. В Средней Азии в районах древнейшей культуры по берегам Амударьи и Сырдарьи, а также в Центральной Азии и Северной Америке усиленное развитие животноводства вызвало распространение подвижных барханных песков. В Северной Америке сведение лесов вызвало эрозию, и появились обширные пространства так называемых бэд лэнд. Эпоха великих географических открытий вела к расширению заноса и завоза все новых и новых видов, которые иногда быстро распространялись в новых условиях. Влияние человека связано с общественными формациями, здесь надо учитывать, конечно, и социально-экономический аспект. Обычно принято различать бессознательное и сознательное воздействие человека на природу.

Сокращение ареалов или даже уничтожение видов. Этот хорошо всем известный процесс происходит под влиянием многих сторон деятельности человека. Иногда человек сознательно уничтожает некоторые виды. Так, в Скандинавских странах уничтожен барбарис, являющийся, как известно, промежуточным хозяином ржавчины хлебных злаков. В нашей флоре насчитывается много исчезающих видов, занесенных в Красную книгу.

Орошение, обводнение, осушение. Орошение -- это искусственное увлажнение почвы для получения более высоких урожаев. В аридной зоне человек создает особые ландшафты -- оазисы, имеющие своеобразную экологическую обстановку. Обводнением называют сооружение дополнительных водных источников (прудов, колодцев, скважин), которые предназначены для улучшения водоснабжения. Однако с орошением (особенно с неправильным) в пустынной зоне связано неприятное явление -- вторичное засоление почв. При отсутствии дренажа такие участки вторично засоленных почв обычно исключаются из пользования. Длительное существование примитивного орошаемого земледелия в пустынной зоне привело к широкому развитию такыров. Осушение применяют на заболоченных пространствах. Осушение заболоченного леса, как правило, увеличивает продуктивность, но снижение уровня грунтовых вод может вызвать иссушение соседних, не заболоченных лесов, обмеление рек, берущих начало в заболоченных районах, и т. д.

Наконец, огромное влияние на растительность человек оказывает, конечно, тем, что занимает все новые и новые площади под искусственные агрофитоценозы (посевы, посадки и т. п.).