Влияние антропогенных факторов на экологическую обстановку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Пермская государственная сельскохозяйственная академия

имени академика Д. Н. Прянишникова»

Факультет почвоведения, агрохимии, экологии и товароведения

Кафедра экологии

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему

«Влияние антропогенных факторов на экологическую обстановку»

Выполнила студентка группы ААб-22а

направления 110100

«Агрохимия и агропочвоведение»

Анисимова Екатерина Алексеевна

Проверил доцент Симанков Михаил Кимович

Пермь 2015



Содержание

Введение

1. Антропогенные изменения в природной среде и их экологические последствия

2. Экологические проблемы биосферы

2.1 Антропогенные воздействия на атмосферу

2.1.1 Загрязнение атмосферного воздуха

2.1.2 Основные источники загрязнения атмосферы

2.1.3 Экологические последствия глобального загрязнения атмосферы

2.2 Антропогенное воздействие на гидросферу

2.2.1 Загрязнение гидросферы

2.2.2 Экологические последствия загрязнения гидросферы

2.3 Почвы, их использование и антропогенное воздействие на них

2.3.1 Воздействие на почву

2.4 Растительность и ее значение

2.4.1 Экологические последствия воздействия человека на растительность

2.5 Значение животного мира в биосфере

2.5.1 Воздействия человека на животных и причины их вымирания

3. Пути решения проблем экологии

3.1 Атмосфера

3.2 Охрана вод

3.3 Охрана почв

3.4 Охрана флоры

3.5 Охрана фауны

Заключение

Список литературы



Введение

В современном мире окружающая среда загрязняется вредными веществами. Цивилизация осуществляет невиданное давление на природу. Загрязнение природной среды промышленными выбросами оказывает вредное действие на людей, животных, растения. Существующая неблагоприятная эколого-гигиеническая обстановка предопределяет то, что широко обсуждается вопрос о влиянии загрязнения окружающей среды человека, животных растения и окружающую среду в целом. В основе этого проекта лежит желание узнать, как антропогенные факторы воздействуют на окружающую среду.

Антропогенное загрязнение окружающей среды оказывает выраженное воздействие на формирование популяционного здоровья всего живого на земле. Поэтому проблема неблагоприятного влияния факторов на окружающую среду с каждым годом приобретает все большую актуальность.

Цель: исследование основных факторов влияния человеческой деятельности на состояние природной среды.



1. Антропогенные изменения в природной среде и их экологические последствия

Всесторонняя оценка произведенных обществом изменений в природе началась сравнительно недавно, всего лет 20-30 назад. Исследования ученых разных стран показали, что такие изменения охватывают всю планету, а не только отдельные регионы и государств. По этому вопросу оцениваются в основном масштабы изменения отдельных элементов природы и не всегда вскрываются все последствия, которые неизбежно возникают в силу взаимосвязанности всех элементов природы (Лаптев И.П., 1982).

С природоохранной точки зрения различные формы отношения человека к природе были конструктивными, деструктивными и амфиструктивными.

Конструктивное отношение заключалось в положительном влиянии человека на окружающий мир. Со временем человек научился сохранять огонь, а потом и получать его, что было прогрессивным достижение, имевшим важные последствия. Огонь способствовал переходу примитивного человека к качественно новому способу питания, повлиявшему на метаболические процессы организма, а, следовательно, на физиологическое и умственное развитие, а также на образ жизни. Вооруженный огнем человек смог не только лучше питаться, но и защищать себя от стихийных влияний, диких зверей, согревать пещерные местообитания, отвоевывать у дикой природы необходимую для существования географическую среду и оптимизировать ее. Познавая растительный и животный мир, человек стал отбирать, культивировать, а со временем и скрещивать дикие растения и одомашнивать диких животных. В начале агрикультурного периода он переходит к оседлому образу жизни, начинает заниматься земледелием, создает в засушливых районах сначала примитивные, а затем более совершенные оросительные системы. Все это способствовало улучшению жизненной среды человека и рациональному использованию природных богатств.

Деструктивное отношение заключалось в том, что уже в доисторические времена, неосторожно пользуясь огнем, человек уничтожал на огромных площадях растительный покров, а в засушливых районах неправильное поведение человека способствовало изменению ландшафта.

Амфиструктивное влияние соединяет в себе формы положительного и отрицательного влияния человека на природу. Система земледелия часто сопровождалась развитием эрозионных процессов, гибелью почвенной и надземной фауной, дигрессией растительного покрова. Интродуцированные человеком новые виды растений и животных в ряде случаев оказывались опасными для местной флоры и фауны. При транспортировке растений, животных или сельскохозяйственных продуктов заносились отдельные вредители (филлоксера, колорадский жук, белая американская бабочка и др.).

Отрицательные последствия техногенного последствия стали появляться в масштабе всей биосферы и по своему влиянию даже приблизились к стихийным силам природы. Поэтому охрана биосферы становится важнейшей экологической и социально-экономической проблемой современности.

Современный экономический прогресс человечества свидетельствует, что в его отношении к природе преобладало влияние конструктивное. Окружающий нас мир природы более разнообразный и богатый, чем в доагрикультурный период. Поэтому можно считать такую тенденцию во взаимоотношениях общества и природы нормальной.

Глобальное антропогенное влияние затронуло все компоненты и взаимосвязанные блоки биосферы, создало угрозу для ее нормального функционирования. Наряду с биогенезом в биосфере стал ощутимо проявляться техногенез, создающий опасность возникновения в ней необратимых процессов (Бондаренко В.Д., 1985).



2. Экологические проблемы биосферы

2.1 Антропогенные воздействия на атмосферу

Вопрос о воздействии человека на атмосферу находится в центре внимания специалистов и экологов всего мира, так как глобальные экологические проблемы современности - «парниковый эффект», нарушение озонового слоя, выпадение кислотных дождей, связаны именно с антропогенным загрязнением атмосферы.

Атмосферный воздух выполняет и сложнейшую экологическую функцию, предохраняя землю от абсолютного холодного Космоса и потока солнечных излучений. В атмосфере идут глобальные метеорологические процессы, формируются климат и погода, задерживается масса метеоритов.

Атмосфера обладает самоочищением. Оно происходит при вымывании аэрозолей из атмосферы осадками, турбулентном перемещении приземного слоя воздуха, отложении загрязненных веществ на поверхности земли и т.д. Однако в современных условиях возможности природных систем самоочищения атмосферы серьезно подорваны. Из-за антропогенных загрязнений в атмосфере стали проявляться нежелательные экологические последствия. По этой причине атмосферный воздух уже не в полной мере выполняет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспечивающие экологические функции (Коробкин В.И., 2007).

2.1.1 Загрязнение атмосферного воздуха

Загрязнение атмосферы - присутствие в атмосфере различных газов, паров, мельчайших частиц и жидких веществ, которые отрицательно действуют на живые организмы, ухудшают условия их жизни (Бондаренко В.Д., 1985).

Загрязнение атмосферы может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным).

Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами. К ним относятся вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др. Антропогенное загрязнение связано с выбросом различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно значительно превосходит природное загрязнение

атмосферного воздуха.

В зависимости от масштабов различают типы загрязнения: местное, региональное и глобальное. Местное загрязнение характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях. При региональном загрязнении в сферу негативного воздействия вовлекаются значительные пространства, но не вся планета. Глобальное загрязнение связано с изменением состояния атмосферы в целом.

По агрегатному состоянию вредные вещества классифицируются на: 1) газообразные (диоксид серы, оксид азота, оксид углерода и др.); 2) жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.); 3) твердые (свинец, органическая и неорганическая пыль, сажа и др.) (Коробкин В.И., 2007).

Основные загрязнители, созданные деятельностью человека: соединения углерода - углекислый газ и оксид углерода (CO), окислы серы (серный и сернистый ангидриды), окислы азота (NO_x), углеводорода, взвешенные вещества (сажа, дым, пыль) (Бондаренко В.Д., 1985). На их долю приходится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо выше перечисленных загрязнителей в атмосфере наблюдается еще более 70 наименований вредных веществ, таких как: формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и др.

Наиболее опасное загрязнение атмосферы - радиоактивное. В настоящее время оно обусловлено в основном глобально распределенными долгоживущими радиоактивными изотопами - продуктами испытания ядерного оружия, выбросы веществ с действующих АЭС.

В целом, уровень загрязнения атмосферного воздуха остается высоким, несмотря на значительный спад производства, что связывают с увеличением количества автомобилей (Коробкин В.И., 2007).

2.1.2 Основные источники загрязнения атмосферы

В настоящее время «основной вклад» в загрязнение атмосферного воздуха на территории России вносят: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.), далее предприятия черной металлургии, нефтедобычи и нефтехимии, автотранспорт, предприятия цветной металлургии и производство стройматериалов.

Тепловые и атомные электростанции. Котельные установки. В процессе сжигания твердого или жидкого топлива в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды и др.) сгорания. Объем энергетических выбросов очень велик. Так, современная теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн кВт расходует в сутки до 20 тыс. т угля и выбрасывает в атмосферу за это время 680 т S02 и S03, 120-140 т твердых частиц (зола, пыль, сажа), 200 т оксидов азота.

Черная и цветная металлургия. При выплавке одной тонны стали в атмосферу выбрасывается 0,04 т твердых частиц, 0,03 т оксидов серы и до 0,05т оксида углерода, а также в небольших количествах такие опасные загрязнители, как марганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути и др. В процессе сталеплавильного производства в атмосферу выбрасываются парогазовые смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ (Коробкин В.И., 2007).

Вредное влияние на сельскохозяйственные растения и животных сказывается на расстоянии в десятки километров от металлургических предприятий (Лаптев И.П., 1982).

Химическое производство. Выбросы этой отрасли невелики по объему (около 2% всех промышленных выбросов) но, из-за высокой токсичности, представляют значительную угрозу для человека и всей биоты (Коробкин В.И., 2007).

При отсутствии или не эффективности очистных сооружений вредное влияние на сельское хозяйство обнаруживается в радиусе 10 и более километров от предприятий (Лаптев И.П., 1982).

Выбросы автотранспорта. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (особенно карбюраторных) содержат огромное количество токсичных соединений - альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (Коробкин В.И., 2007).

2.1.3 Экологические последствия глобального загрязнения атмосферы

Содержащиеся в загрязненном воздухе вещества воздействуют на организм человека при контакте с поверхностью кожи и слизистыми оболочками. Они поражают органы зрения и обоняния, попадают в легкие, вызывают различные заболевания.

Загрязнители, попадая через устьица в ткани растений, разрушают хлорофилл, структуру растительных клеток и тканей, замедляют их рост. Изменяются интенсивность транспирации, оводненность и водный дефицит листьев, интенсивность их фотосинтеза и дыхания (Бондаренко В.Д., 1985).

К важнейшим экологическим последствиям глобального загрязнения атмосферы относятся:

1. Возможное потепление климата («парниковый эффект»);

2. Нарушение озонового слоя;

3. Выпадение кислотных дождей.

Возможное потепление климата («парниковый эффект»)

Наблюдаемое в настоящее время изменение климата большинство ученых связывают с накоплением в атмосфере «парниковых газов» - диоксида углерода (С02), метана (СН4), хлорфторуглеродов (фреонов), озона (03), оксидов азота и др (Коробкин В.И., 2007).

Парниковые газы, препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли. По Хефлингу Г. (1990), атмосфера, насыщенная парниковыми газами, действует как крыша теплицы. Она, с одной стороны, пропускает внутрь большую часть солнечного излучения, с другой - почти не пропускает наружу тепло, переизлучаемое Землей.

В связи со сжиганием человеком ископаемого топлива: нефти, газа, угля и др., концентрация СО, в атмосфере постоянно увеличивается (Хефлинг. Г., 1990).

По вопросу о степени влияния парниковых газов на климата также нет единства во мнениях. Так, в отчете группы экспертов по проблеме изменения климата отмечается, что наблюдаемое в последнее столетие потепление климата могло быть обусловлено преимущественно природной изменчивостью ряда климатических факторов (Коробкин В.И., 2007).

В связи с этими данными академик Кондратьев К. Я. (1983) считает, что нет никаких оснований для одностороннего увлечения стереотипом «парникового» потепления и выдвижения задачи по сокращению выбросов парниковых газов как центральной в проблеме предотвращения нежелательных изменений глобального климата.

По его мнению, важнейшим фактором антропогенного воздействия на глобальный климат является деградация биосферы, а следовательно, в первую очередь необходимо заботиться о сохранении биосферы как основного фактора глобальной экологической безопасности (Кондратьев К.Я., 1983).

Нарушение озонового слоя

Нарастание концентрации фреонов (хлорфторуглеродов), диоксидов азота, метана и других углеводородов, поступающих в дополнение к естественным составляющим атмосферы из техногенных источников, при сжигании углеводородного сырья на транспорте способно уменьшить концентрацию озона.

Главную опасность для атмосферного озона составляет группа химических веществ под названием фреоны. В течение полувека эти вещества считались чудо-веществами. Они нетоксичны, инертны, чрезвычайно стабильны, не горят, не растворяются в воде, удобны в производстве и хранении. И поэтому сфера применения фреонов динамично расширялась. В массовых масштабах их начали использовать в качестве хладагентов при изготовлении холодильников. Затем они стали применяться в системах кондиционирования воздуха, а с началом всемирного аэрозольного бума получили самое широкое распространение. Фреоны оказались очень эффективны при промывке деталей в электронной промышленности, а также нашли широкое применение в производстве пенополиуретанов.

Предполагают, что попадая в верхние слои атмосферы, эти инертные у поверхности Земли вещества, становятся активными. Под воздействием ультрафиолетового излучения химические связи в их молекулах нарушаются. В результате выделяется хлор, который при столкновении с молекулой озона превращает его в кислород. Хлор же, соединившись временно с кислородом, опять оказывается свободным и способным к новым химическим реакциям. Его активности и агрессивности хватает на то, чтобы разрушить десятки тысяч молекул озона (http://edu.dvgups.ru/METDOC/ENF/BGD/MONIT_SR_-OBIT/METOD/USH_POSOB/frame/1_4.htm).

В настоящее время истощение озонового слоя признано всеми как серьезная угроза глобальной экологической безопасности. Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения. Живые организмы весьма уязвимы для ультрафиолетового излучения, ибо энергии даже одного фотона из этих лучей достаточно, чтобы разрушить химические связи в большинстве органических молекул. Не случайно, в районах с пониженным содержанием озона многочисленны солнечные ожоги, наблюдается рост заболеваемости людей раком кожи и др.

Установлено также, что растения под влиянием сильного ультрафиолетового излучения постепенно теряют свою способность к фотосинтезу, а нарушение жизнедеятельности планктона приводит к разрыву трофических цепей биоты водных экосистем, и т. д. (Коробкин В.И., 2007).

Кислотные дожди

Атмосферные осадки, характеризующиеся сильнокислой реакцией (обычно рН<5,6), получили название кислотных (кислых) дождей (http://www.grandars.ru/shkola/geografiya/kislotnye-dozhdi.html). Образуются они при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты (рис. 1). В результате дождь и снег оказываются подкисленными (Коробкин В.И., 2007).

Рисунок 1. Кислотные дожди: их причины и вредное влияние (Невская Г.Ф., 1993)

Опасность представляют, как правило, не сами кислотные осадки, а протекающие под их влиянием процессы. Под действием кислотных осадков из почвы выщелачиваются не только жизненно необходимые растениям питательные вещества, но и токсичные тяжелые и легкие металлы - свинец, кадмий, алюминий и др. Впоследствии они сами или образующиеся токсичные соединения усваиваются растениями и другими почвенными организмами, что ведет к весьма негативным последствиям. Например, возрастание в подкисленной воде содержания алюминия всего лишь до 0,2 мг на один литр летально для рыб. Резко сокращается развитие фитопланктона, так как фосфаты, активизирующие этот процесс, соединяются с алюминием и становятся менее доступными для усвоения. Алюминий снижает также прирост древесины. Токсичность тяжелых металлов (кадмия, свинца и др.) проявляется еще в большей степени.

Пятьдесят миллионов гектаров леса в 25 европейских странах страдают от действия сложной смеси загрязняющих веществ, включающей кислотные дожди, озон, токсичные металлы и др.

Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным загрязнениям, что приводит к еще более выраженной их деградации как природных экосистем.

Ярким примером негативного воздействия кислотных осадков на природные экосистемы является закисление озер. В нашей стране площадь значительного закисления от выпадения кислотных осадков достигает несколько десятков миллионов гектаров. Повышенная кислотность осадков наблюдается вдоль западной границы (трансграничный перенос серы и других загрязняющих веществ) и на территории ряда крупных промышленных районов, а также фрагментарно на побережье Таймыра и в Якутии (Коробкин В.И., 2007).

2.2 Антропогенные воздействия на гидросферу

Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу огромное многообразное давление (Коробкин В.И., 2007).

На нынешнем этапе развития техносферы, когда в мире еще в большей степени возрастает воздействие человека на биосферу, а природные системы в значительной степени утратили свои защитные свойства, очевидно, необходимы новые подходы, «осознание реальностей и тенденций, появившихся в мире в отношении природы в целом и ее составляющих» (Лосев А.В., 1989). В полной мере это относится к осознанию такого страшного зла, каким является в наше время загрязнение и истощение поверхностных и подземных вод (Коробкин В.И., 2007).

2.2.1 Загрязнение гидросферы

Загрязнение гидросферы - это наличие в воде посторонних примесей, снижающих ее качество и ценность (Бондаренко В.Д., 1985).

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.

Россия обладает одним из самых высоких водных потенциалов в мире - на каждого жителя России приходится свыше 30 000 м³/год воды. Однако в настоящее время из-за загрязнения или засорения около 70% рек и озер России утратили свои качества как источника питьевого водоснабжения, в результате около половины населения потребляют загрязненную недоброкачественную воду.

Главные загрязнители вод. Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать загрязнение вод. В случае превышения допустимой нормы хотя бы по одному из трех показателей вредности: санитарно-токсикологичес-кому, общесанитарному или органолептическому, вода считается загрязненной.

Различают химические, биологические и физические загрязнители. Среди химических загрязнителей к наиболее распространенным относят нефть и нефтепродукты, СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества), пестициды, тяжелые металлы, диоксиды и др. (табл. 1). Очень опасно загрязняют воду биологические загрязнители, например вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы, и физические - радиоактивные вещества, тепло и др (Коробкин В.И., 2007).

Таблица 1. - Главные загрязнители воды (Коробкин В.И., 2007)

Химические загрязнители	Биологические загрязнители	Физические загрязнители
Кислоты Щелочи Нефть и нефтепродукты Диоксиды Тяжелые металлы Фенолы Аммонийный и нитратный азот СПАВ	Вирусы Бактерии Другие болезнетворные организмы Водоросли Лигнины Дрожжевые и плесневые грибы	Радиоактивные элементы Взвешенные твердые частицы Тепло Органолептические Песок Ил Глина

Основные источники загрязнения поверхностных и подземных вод. Процессы загрязнения поверхностных вод обусловлены различными факторами. К основным из них относятся: 1) сброс в водоемы неочищенных сточных вод; 2) смыв ядохимикатов ливневыми осадками; 3) газодымовые выбросы; 4) утечки нефти и нефтепродуктов.

Наибольший вред водоемам и водотокам причиняет выпуск в них неочищенных сточных вод - промышленных, коммунально-бытовых, коллекторно-дренажных и др.

Промышленные сточные воды загрязняют экосистемы в зависимости от специфики отраслей промышленности. В настоящее время объем сброса промышленных сточных вод во многие водные экосистемы не только не уменьшается, но и продолжает расти. Так, например, в оз. Байкал, вместо планируемого прекращения сброса сточных вод из целлюлозно-бумажного комбината и перевода их на замкнутый цикл водопотребления, сбрасывается огромное количество сточных вод (Проблема экологии России…, 1985).

Коммунально-бытовые сточные воды в больших количествах поступают из жилых и общественных зданий, прачечных, столовых, больниц, и т. д. В сточных водах этого типа преобладают различные органические вещества, а также микроорганизмы, что может вызвать бактериальное загрязнение (Коробкин В.И., 2007).

Огромное количество таких опасных загрязняющих веществ, как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фосфор, калий и др., смываются с сельскохозяйственных территорий (Лаптев И.П., 1982).

Значительную опасность представляют газо-дымовые соединения (аэрозоли, пыль и т. д.), оседающие из атмосферы на поверхность водосборных бассейнов и непосредственно на водные поверхности. Плотность выпадения, например, аммонийного азота на европейской территории России оценивается в среднем в 0,3 т/км², а серы - от 0,25 до 2,0 т/км².

Огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных судов, на нефтепромыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод и т. д.

Кроме поверхностных вод постоянно загрязняются и подземные воды, в первую очередь в районах крупных промышленных центров.

Загрязняющие вещества в подземные воды могут проникать: при просачивании промышленных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, прудовнакопителей, отстойников и др., по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощающие скважины, карстовые воронки и т. д.

К естественным источникам загрязнения относят сильно минерализованные (соленые и рассолы) подземные воды или морские воды, которые могут внедряться в пресные незагрязненные воды при эксплуатации водозаборных сооружений и откачке воды из скважин.

Загрязнение подземных вод негативно сказывается и на экологическом состоянии поверхностных вод, атмосферы, почв, других компонентов природной среды. Например, загрязняющие вещества, находящиеся в подземных водах, могут выноситься фильтрационным потоком в поверхностные водоемы и загрязнять их (Коробкин В.И., 2007).

2.2.2 Экологические последствия загрязнения гидросферы

Загрязнение водных экосистем представляет огромную опасность для всех живых организмов, и в частности для человека.

Пресноводные экосистемы. Установлено, что под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается падение их устойчивости вследствие нарушения пищевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения и других крайне неблагоприятных процессов. Они снижают темпы роста гидробионтов, их плодовитость, а в ряде случаев приводят к их гибели.

Наиболее изучен процесс эвтрофирования водоемов. Этот естественный процесс, характерный для всего геологического прошлого планеты, обычно протекает очень медленно и постепенно, однако в последние десятилетия, в связи с возросшим антропогенным воздействием, скорость его развития резко увеличилась.

Антропогенная эвтрофикация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ - азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т. д. В современных условиях эвтрофикация водоемов протекает в значительно менее продолжительные сроки - несколько десятилетий и менее (Коробкин В.И., 2007).

Антропогенное эвтрофирование весьма отрицательно влияет на пресноводные экосистемы, приводя к перестройке структуры трофических связей гидробионтов, резкому возрастанию биомассы фитопланктона благодаря массовому размножению сине-зеленых водорослей, вызывающих «цветение» воды, ухудшающих ее качество и условия жизни гидробионтов. Возрастание массы фитопланктона сопровождается уменьшением разнообразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда, уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции (Яблоков А.В., 1983).

Также на пресноводные экосистемы губительное воздействие оказывают и другие загрязняющие вещества: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, СПАВ и др. Так, например, водные организмы Байкала, приспособившиеся в процессе длительной эволюции к естественному набору химических соединений притоков озера, оказались неспособными к переработке чуждых природным водам химических соединений (нефтепродуктов, тяжелых металлов, солей и др.). В результате отмечено обеднение гидробионтов, уменьшение биомассы зоопланктона, гибель значительной части популяции байкальской нерпы и др (Коробкин В.И., 2007).

По Ю. А. Израэлю (1985), экологические последствия загрязнения морских экосистем выражаются в следующих процессах и явлениях:

-- нарушении устойчивости экосистем;

-- прогрессирующей эвтрофикации;

-- появлении «красных приливов»;

-- накоплении химических токсикантов в биоте;

-- снижении биологической продуктивности;

-- возникновении мутагенеза и канцерогенеза в морской среде;

-- микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря.

На здоровье человека неблагоприятные последствия при использовании загрязненной воды, а также при контакте с ней сказываются либо непосредственно при питье, либо в результате биологического накопления по длинным пищевым цепям типа: вода - планктон - рыбы - человек или вода - почва - растения - животные - человек, и др.

При непосредственном контакте человека с бактериально загрязненной водой, а также при проживании или нахождении близ водоема различные паразиты могут проникнуть в кожу и вызвать тяжелые заболевания, особенно характерные для тропиков и субтропиков. В современных условиях увеличивается опасность и таких эпидемических заболеваний, как холера, брюшной тиф, дизентерия и др (Коробкин В.И., 2007).

2.3 Почвы, их использование и антропогенное воздействие на них

Верхняя часть литосферы в настоящее время подвергается все более возрастающему антропогенному воздействию. В эпоху экономического развития, когда в процесс производства вовлечена практически вся биосфера

планеты, человек стал «крупнейшей геологической силой», под действием которой меняется лик Земли.

Уже сегодня воздействие человека на литосферу приближается к пределам, переход которых может вызвать необратимые процессы почти по всей поверхностной части земной коры (Коробкин В.И., 2007).

2.3.1 Воздействие на почву

Основные виды антропогенного воздействия на почвы следующие:

1) эрозия (ветровая и водная);

2) загрязнение;

3) вторичное засоление и заболачивание;

4) опустынивание;

5) отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.

Эрозия почв

Эрозия почв (от лат. erosio - разъедание) - ускоренный вынос мелкозема ветром или текущими водами (Бондаренко В.Д., 1985).

Эрозия оказывает существенное негативное влияние на состояние почвенного покрова, и во многих случаях разрушает его полностью. Падает биологическая продуктивность растений, снижаются урожаи и качество зерновых культур, хлопка, чая и др (Коробкин В.И., 2007).

Ветровая эрозия почв. Сущность этой эрозии заключается в перемещении частиц почвы и подстилающих ее пород ветровыми потоками (Бондаренко В.Д., 1985).

Интенсивность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и от других факторов. Огромное влияние на ее развитие оказывают антропогенные факторы. Например, уничтожение растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер резко активизируют эрозионные процессы (Коробкин В.И., 2007).

Водная эрозия почв. Под водной эрозией понимают разрушение почв под действием временных водных потоков. Различают следующие формы водной эрозии: плоскостную, струйчатую, овражную, береговую. Условия для проявления водной эрозии создают природные факторы (Коробкин В.И., 2007), а основной причиной ее развития является нерациональная хозяйственная деятельность человека (Бондаренко В.Д., 1985). В частности, появление новой тяжелой почвообрабатывающей техники, разрушающей структуру почвы, - одна из причин активизации водной эрозии в последние десятилетия. Также уничтожение растительности и лесов, обладающие высокими водорегулирующими свойствами, ухудшили гидролитические условия районов и способствовали бурному развитию эрозионных процессов (Бондаренко В.Д., 1985).

Среди различных форм проявления водной эрозии значительный вред окружающей среде и в первую очередь почвам приносит овражная эрозия. Экологический ущерб от оврагов огромен. Овраги уничтожают ценные сельскохозяйствнные земли, способствуют интенсивному смыву почвенного покрова, заиливают малые реки и водохранилища, создают густорасчлененный рельеф. Площадь оврагов только на территории Русской равнины составляет 5 млн га и продолжает увеличиваться. Подсчитано, что ежедневные потери почв из-за развития оврагов достигают 100-200 га.

Загрязнение почв

Почвенный покров - важнейшая часть окружающей природной среды. Она является главным средством производства в сельском и лесном хозяйстве, основой для размещения предприятий и населенных пунктов. экологическое состояние земель в первую очередь сказывается на «самочувствии» почв. Почва чувствительная к воздействию внешних факторов. Особенно это касается земель сельскохозяйственного назначения (Малеев К.И., 2003).

Основные загрязнители почвы: 1) пестициды (ядохимикаты); 2) минеральные удобрения; 3) отходы и отбросы производства; 4) газо-дымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу; 5) нефть и нефтепродукты.

В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов. Только в России используется более 100 индивидуальных пестицидов при общем годовом объеме их производства 100 тыс. т. Наиболее загрязненными пестицидами районами являются Краснодарский край и Ростовская область (в среднем около 20 кг на 1 га). В России на одного жителя в год приходится около 1 кг пестицидов, во многих других развитых промышленных странах мира эта величина существенно выше.

Воздействие пестицидов оказывается весьма негативным не только для человека, но и для всей фауны и флоры. Растительный покров оказался очень чувствительным к действию пестицидов, причем не только в зонах его применения, но и в местах, достаточно удаленных от них, из-за переноса загрязняющих веществ ветром или поверхностным стоком воды (рис. 2).



Рисунок 2. Движение пестицидов в биосфере (Коробкин В.И., 2007)

антропогенный экологический последствие природный

Почвы загрязняются и минеральными удобрениями, если их используют в неумеренных количествах, теряют при производстве, транспортировке и хранении. Из азотных, суперфосфатных и других типов удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие соединения. Это приводит к нарушению биогеохимического круговорота азота, фосфора и некоторых других элементов.

К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производства. В нашей стране ежегодно образуется свыше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более 50 млн т особо токсичных. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, а их способность к самоочищению, как известно, ограничена (http://biofile.ru/bio/22222.html).

Огромный вред для нормального функционирования почв представляют газо-дымовые выбросы промышленных предприятий. Почва обладает способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например тяжелые металлы (табл. 2).



Таблица 2. - Последствия воздействия некоторых тяжелых металлов на здоровье человека (Коробкин В.И., 2007)

Элементы	Последствия воздействия элементов	Источники
Повышенные концентрации
Ртуть	Нервно-паралитические расстройства; нарушение желудочно-кишечного тракта, почек; изменение в хромосомах	Загрязненные почвы, поверхностные и подземные воды
Мышьяк	Раковые заболевания кожи, интоксикация, периферические невриты	Загрязненные почвы, протравленное зерно
Свинец	Разрушение костных тканей, задержка синтеза протеина в крови, нарушение нервной системы и почек	Загрязненные почвы, поверхностные и подземные воды
Медь	Органические изменения в тканях, распад костной ткани, гепатит	Загрязненные почвы, поверхностные и подземные воды
Кадмий	Цирроз печени, нарушение функций почек, протеинурия	Загрязненные почвы

По данным агрохимической службы России (1997), почти 0,4 млн га в нашей стране оказались загрязненными медью, свинцом, кадмием и др. Еще больше земель были загрязнены радионуклидами и радиоактивными изотопами в результате Чернобыльской катастрофы.

Одной из серьезных экологических проблем России становится загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами. Обычно это происходит при бурении скважин в ходе поисков нефтяных месторождений, при эксплуатации промышленных запасов нефти, при авариях на промыслах, после взрывов и пожаров на танкерах, при кораблекрушениях (Болтакова Н.В., 2012).

Вторичное засоление и заболачивание почв

В процессе хозяйственной деятельности человек может усиливать природное засоление почв. Такое явление носит название вторичного засоления и развивается оно при неумеренном поливе орошаемых земель в засушливых районах (Коробкин В.И., 2007).

Во всем мире процессам вторичного засоления и осолонцевания подвержено около 30% орошаемых земель. Площадь засоленных почв в России составляет 36 млн га (18% общей площади орошаемых земель). Засоление почв ослабляет их вклад в поддержание биологического круговорота веществ. Исчезают многие виды растительных организмов, появляются новые растения галофиты (солянка и др.). Уменьшается генофонд наземных популяций в связи с ухудшением условий жизни организмов, усиливаются миграционные процессы.

Заболачивание почв наблюдается в сильно переувлажненных районах, например, в Нечерноземной зоне России, на Западно-Сибирской низменности, в зонах вечной мерзлоты. Заболачивание почв сопровождается деградационными процессами в биоценозах, появлением признаков оглеения и накоплением на поверхности неразложившихся остатков. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв и снижает производительность лесов(http://biofile.ru/bio/22222.html).

Опустынивание

Одним из глобальных проявлений деградации почв является опустынивание.). Опустынивание - это процесс необратимого изменения почвы и растительности и снижения биологической продуктивности, который в экстремальных случаях может привести к полному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пустыню (Розанов Б.Г., 1984).

Всего в мире подвержено опустыниванию более 1 млрд га практически на всех континентах. Причины и основные факторы опустынивания различны (рис. 3). Как правило, к опустыниванию приводит сочетание нескольких факторов, совместное действие которых резко ухудшает экологическую ситуацию (http://biofile.ru/bio/22222.html).



Рисунок 3. Основные факторы и причины развития опустынивания (Коробкин В.И., 2007)

На территории, подверженной опустыниванию, ухудшаются физические свойства почв, гибнет растительность, засоляются грунтовые воды, резко падает биологическая продуктивность, а следовательно, подрывается и способность экосистем восстанавливаться. «И если эрозию можно назвать недугом ландшафта, то опустынивание - это его смерть» (Коробкин В.И., 2007).

Отчуждение земель

Почвенный покров агроэкосистем необратимо нарушается при отчуждении земель для нужд несельскохозяйственного пользования: строительства промышленных объектов, городов, поселков, для прокладки линейно-протяженных систем (дорог, трубопроводов, линий связи), при открытой разработке месторождений полезных ископаемых и т. д. По данным ООН, в мире только при строительстве городов и дорог ежегодно безвозвратно теряется более 300 тыс. га пахотных земель. Конечно, эти потери в связи с развитием цивилизации неизбежны, однако они должны быть сокращены до минимума (Коробкин В.И., 2007).

2.4 Растительность и ее значение

Для характеристики нынешнего состояния растительного покрова и в первую очередь лесных экосистем все чаще используется термин - деградация. Леса раньше других компонентов природной среды испытали отрицательное влияние деятельности человека. Деградация лесов служит одним из проявлений глобальных изменений, происходящих на Земле, которые начались с появлением земледелия и скотоводства.

Воздействие человека на леса и вообще на весь растительный мир может быть прямым и косвенным. К прямому воздействию относятся: 1) сплошная вырубка лесов; 2) лесные пожары и выжигание растительности; 3) уничтожение лесов и растительности при создании хозяйственной инфраструктуры (затопление при создании водохранилищ, уничтожение вблизи карьеров, промышленных комплексов); 4) усиливающийся пресс туризма.

Косвенное воздействие -- это изменение условий обитания в результате антропогенного загрязнения воздуха, воды, применения пестицидов и минеральных удобрений. Определенное значение имеет также проникновение в растительные сообщества чуждых видов растений (интродуцентов) (Коробкин В.И., 2007).

В XVII в. на Русской равнине площадь лесов достигала 5 млн км², к 2000 г. их оставалось не более 1,2 млн км². В наши дни лес в России вырубают примерно на 2 млн га ежегодно. В то же время масштабы лесовосстановления с помощью посадок и посевов леса постоянно сокращаются. Для естественного восстановления леса после сплошной рубки требуются многие десятки лет, а для достижения климаксной фазы, т. е. высокой степени замыкания круговорота биогенов, и того больше - первые сотни лет (Проблемы экологии России…, 1993).

Пагубное влияние на лесные экосистемы оказывают лесные пожары. Возникают они в подавляющем большинстве случаев по вине людей, как следствие неосторожного обращения с огнем. В зонах тропических лесов пожары образуются в результате сознательного выжигания лесных массивов под пастбища и других сельскохозяйственных целей. Сознательно выжигали леса и в ходе военных действий (Коробкин В.И., 2007).

Ранее в России лесные пожары возникали в каждый засушливый год. Огромные массивы леса (около 15 млн га) горели, например, в Восточной Сибири в 1915 г. В дальнейшем в связи с развитием новых технических средств тушения пожаров и совершенствованием методов их обнаружения, площади лесных пожаров сократились. Однако и сегодня лесные пожары представляют серьезную угрозу для лесного фонда не только России, но и всех стран мира (Проблемы экологии России…, 1993).

Помимо лесов возросшее негативное воздействие человеческой деятельности проявляется и в отношении остального растительного ценоза (сосудистые растения, грибы, водоросли, лишайники, мохообразные и др.). Наиболее часто отрицательное воздействие человека на растительные сообщества проявляется при выкашивании трав, сборе лекарственных растений и ягод, стравлении скоту и других видах непосредственного использования. Множество различных видов растений гибнут под воздействием загрязняющих веществ, а также в процессе мелиоративной, строительной и сельскохозяйственной деятельности (Коробкин В.И., 2007).



2.4.1 Экологические последствия воздействия человека на растительность

Потребительское, а нередко и хищническое отношение человека к растительным сообществам проявилось еще на начальном этапе развития земледелия и скотоводства. В дальнейшем, особенно с началом бурного развития экономики, такой подход не только не был отвергнут, но, по-видимому, еще больше закрепился в сознании людей (Коробкин В.И., 2007).

Бондаренко В.Д. (1985) отметил, что нельзя видеть в сокращении лесов в историческом прошлом только негативный фактор, не учитывая необходимость этого процесса. Замена лесных площадей на пашни и луга в определенной степени решали продовольственную проблему. Суть проблемы, однако, заключается в том, что во многих странах леса уничтожались настолько быстро, что лесопосадки не успевали за темпами вырубки деревьев.

На обезлесенных территориях возникают глубокие овраги, разрушительные оползни и сели, уничтожается фотосинтезирующая фитомасса, ухудшается газовый состав атмосферы, меняется гидрологический режим водных объектов, исчезают многие растительные и животные виды и т. д.

На месте вырубленных ельников на территории Пермского края сформировались мягколиственные леса, структура лесного фонда резко изменилась (Малеев К.И., 2003).

Огромный вред состоянию естественных лесных экосистем наносят лесные пожары, надолго, если не навсегда, замедляя процесс восстановления леса на сгоревших площадях. Лесные пожары ухудшают состав леса, уменьшают прирост деревьев, нарушают связи корней с почвой, усиливают буреломы, уничтожают кормовую базу диких животных, гнездовья птиц. В сильном пламени почва сжигается до такой степени, что в ней полностью нарушается влагообмен и способность к удержанию питательных веществ. Выжженная дотла территория нередко быстро заселяется различными насекомыми, что не всегда безопасно для людей из-за возможных вспышек инфекционных заболеваний (Коробкин В.И., 2007).

Кроме описанных выше прямых воздействий человека на биотические сообщества важное значение имеют и косвенные, например загрязнение их промышленными выбросами.

Различные токсиканты, и в первую очередь диоксид серы, оксиды азота и углерода, озон, тяжелые металлы, весьма негативно влияют на хвойные и широколиственные деревья, а также на кустарники, полевые культуры и травы, мхи и лишайники, фруктовые и овощные культуры и цветы. В газообразном виде или в виде кислотных осадков они отрицательно действуют на важные ассимиляционные функции растений, органы дыхания животных, резко нарушают метаболизм и приводят к различным заболеваниям. Так, например, под действием озона (03) в растениях снижается не только активность транспортной системы, но и содержание хлорофилла. Прослеживается высокая корреляция между повреждением листьев и количеством адсорбированного диоксида серы (S0₂). Высокие дозы S0₂ или продолжительные воздействия его низких концентраций приводят к сильному ингибированию процессов фотосинтеза и снижению дыхания. Таким образом, из приведенных выше примеров следует, что такие токсиканты, как диоксид серы, озон и др., могут существенно нарушать различные биохимические и физиологические процессы и структурную организацию клеток растений и приводить к их гибели.

Крайне отрицательно на жизнедеятельности растений сказываются автомобильные выхлопные газы, содержащие 60% всех вредных веществ в городском воздухе, и среди них такие токсичные, как оксиды углерода, альдегиды, неразложившиеся углеводороды топлива, соединения свинца. Например, под их воздействием у дуба, липы, вяза уменьшается размер хлоропластов, сокращается число и размер листьев, сокращается продолжительность их жизни, уменьшается размер и плотность устьиц, общее содержание хлорофилла уменьшается в полтора-два раза (Яблоков А.В., 1983).

На популяционно-видовом уровне негативное воздействие человека на биотические сообщества проявляется в утрате биологического разнообразия, в сокращении численности и исчезновении отдельных видов.

Сокращение числа видов сосудистых растений, а в ряде случаев и их исчезновение ведет к изменению видового состава экосистем. По утверждению специалистов, это приводит к разрыву эволюционно сложившихся пищевых сетей и к дестабилизации экологической системы, что проявляется в ее разрушении и обедненности. Сокращение площадей, покрытых зеленой растительностью, или ее разреживание крайне нежелательны по двум причинам: во-первых, нарушается глобальный круговорот углерода в биосфере и, во-вторых, снижается интенсивность поглощения солнечной энергии биосферой в процессе фотосинтеза (Коробкин В.И., 2007).

2.5 Значение животного мира в биосфере

Животный мир - это совокупность всех видов и особей диких животных, населяющих определенную территорию или среду и находящихся в состоянии естественной свободы.

Животный мир является неотъемлемым элементом окружающей среды и биологического разнообразия Земли, возобновляющимся природным ресурсом, важным регулирующим и стабилизирующим компонентом биосферы (Коробкин В.И., 2007).

Животные содействуют образованию почвы, опылению и распространению растений, разложению органических остатков. Между собой они тесно связаны, создавая сложные сообщества, в форме которых они могут нормально существовать.

Животные перерабатывают созданное растениями органическое вещество до исходного неорганического, которые затем снова потребляют растения. Грызуны - землерои - перекапывают верхний слой почвы. Кабаны, перерывая землю, закапывая часть желудей, чем способствуют возобновлению дуба.

Роющая деятельность грызунов, кротов, диких свиней способствует возобновлению лесов, расширению их площади. С экскрементами животных в почву попадают дополнительные органические вещества, что также улучшает рост и развитие растений (Бондаренко В.Д, 1985).

2.5.1 Воздействие человека на животных и причины их вымирания

Несмотря на огромную ценность животного мира, человек еще в ранние периоды своей истории начал истреблять животных. Но сейчас темпы исчезновения видов резко возросли, а в орбиту исчезающих вовлекаются все новые и новые виды, которые до этого были вполне жизнеспособны. Ученые-экологи А. В. Яблоков и С. А. Остроумов (1983) подчеркивают, что в последнее столетие темпы спонтанного возникновения видов в десятки (если не в сотни) раз ниже, чем темпы вымирания видов. Мы являемся свидетелями упрощения, как отдельных экосистем, так и биосферы в целом.

Главные причины утраты биологического разнообразия, сокращения численности и вымирания животных следующие:

-- нарушение среды обитания;

-- чрезмерное добывание, промысел в запрещенных зонах;

-- интродукция (акклиматизация) чуждых видов;

-- прямое уничтожение с целью защиты продукции;

-- случайное (непреднамеренное) уничтожение;

-- загрязнение среды.

Нарушение среды обитания вследствие вырубки лесов, распашки степей и залежных земель, осушения болот, зарегулирования стока, создания водохранилищ и других антропогенных воздействий коренным образом меняет условия размножения диких животных, пути их миграции, что весьма негативно отражается на их численности и выживании.

Например, в 60-70 гг. ценой больших усилий была восстановлена калмыцкая популяция сайгака. Ее численность превысила 700 тыс. голов. В настоящее время сайгака в калмыцких степях стало значительно меньше, а его репродуктивный потенциал потерян. Причины различные: интенсивный перевыпас домашнего скота, чрезмерное увлечение проволочными изгородями, развитие сети ирригационных каналов, перерезавших естественные пути миграции животных, в результате чего сайгаки тысячами тонули в каналах на пути их передвижения (Коробкин В.И., 2007).

Нечто подобное происходило в районе г. Норильска. Прокладка газопровода без учета миграции оленей в тундре привела к тому, что животные стали сбиваться перед трубой в огромные стада, и ничто не могло их заставить свернуть с векового пути. В результате погибли многие тысячи животных (Гетов Л.В., 1986).

Под чрезмерным добыванием имеется в виду как прямое преследование и нарушение структуры популяции (охота), так и любое другое изъятие животных и растений из природной среды для различных целей.

В Российской Федерации отмечается снижение численности ряда охотничьих видов животных, что связано в первую очередь с нынешней социально-экономической ситуацией и возросшей их незаконной добычей.

...