Основы геоэкологии

Наиболее существенное влияние на водные объекты суши оказывают факторы первой группы, которые непосредственно связаны с масштабами водопотребления и водоотведения.

В настоящее время наибольшее антропогенное воздействие испытывают речные системы. Масштабы воздействия хозяйственной деятельности на ресурсы и качество воды болот, озер и месторождений подземных вод гораздо меньше по сравнению с антропогенным воздействием на речные системы.

Хозяйственная ценность или качество водно-ресурсного потенциала региона тем выше, чем значительнее доля устойчивой составляющей стока. Ее величина количественно определяется объемом подземного стока и меженным русловым стоком. Общий объем доступных водных ресурсов мира оценивается в 41 тыс. км3 в год, из них лишь 14 тыс. км3 составляют их устойчивую часть.

Одним из показателей состояния водных и связанных с ними геоэкологических проблем в той или иной стране является доля используемой воды по отношению к имеющимся ресурсам.

Когда на какой-либо территории потребность в воде начинает превосходить величину устойчивого речного стока и другие источники водных ресурсов отсутствуют или почему-либо не могут быть использованы, возникает необходимость в регулировании речного стока, то есть в строительстве плотин и создании водохранилищ.

16 Геоэкологические аспекты водного хозяйства, управление водопотреблением и водохозяйственного баланса

Эффективное водное хозяйство - это умение уравновесить имеющиеся водные ресурсы территории и спрос на них, не допуская при этом ухудшения качества окружающей среды. Иными словами, это искусство соблюдать водохозяйственный баланс. Имеются два принципиально различных пути его достижения. Как правило, при традиционном водном хозяйстве потребность в воде постоянно возрастает, и баланс достигается системой мер, обеспечивающих увеличение подачи воды. Но баланс между спросом и предложением может быть достигнут также посредством регулирования спроса на воду.

В современном хозяйстве главными потребителями вод являются промышленность, сельское хозяйство и коммунально-бытовые службы. Они изымают из естественных и искусственных водоемов для своих нужд определенные объемы воды, которые составляют водозабор. Очень много воды идет на ирригацию. Городское население потребляет не более 10 % всего объема забираемой воды, но это очень дорогая вода, потому что строительство и эксплуатация весьма сложных систем водоснабжения обходится весьма дорого.

Любое хозяйственное использование вод различными потребителями сопровождается появлением отработанных вод или стоков. Различают химические воздействия - поступления в водные объекты загрязняющих веществ, вызывающих изменение химического состава вод, сформированного естественным путем, и физические воздействия - изменения физических параметров водных экосистем, которые приводят к нарушению естественных гидрохимических процессов и формированию вод нового состава.

Стандарты качества воды - важный инструмент управления состоянием окружающей среды. Предприятия могут платить штрафы, если сбросы воды не соответствуют стандартам, или налоги, пропорциональные степени вклада в загрязнение воды. Эти меры помогают в решении проблем качества воды в развитых странах.

Управление водными ресурсами удобнее всего осуществлять для всего бассейна реки или озера или бассейна подземных вод. Однако политические и административные границы, как правило, не совпадают с водоразделами. Внутри стран это приводит к неудобной ситуации, когда водное хозяйство осуществляется по речным бассейнам, в то время как большая часть другой экономической деятельности привязана к административному делению. На международном уровне это может приводить к конфликтам, связанным с использованием водных ресурсов. Около половины населения мира живет в не менее чем 220 международных речных и озерных бассейнах, причем более 25 бассейнов принадлежат четырем и более странам.

Комиссия ООН по вопросам права сформулировала принципы международного сотрудничества в области водных ресурсов. Они включают четыре межгосударственных обязательства: 1) информировать соседние государства и консультироваться с ними, прежде чем предпринимать какие-либо действия, которые могут привести к изменениям состояния разделяемых водных ресурсов; 2) регулярно обмениваться гидрологическими данными; 3) избегать причинения ущерба другим пользователям водных ресурсов; 4) распределять воду из общего водного источника «разумно и справедливо».

Таким образом, стратегия решения водных проблем, успешное водное хозяйство - это поддержание баланса между спросом и предложением без ухудшения (по крайней мере) геоэкологического состояния территории. Необходимо сбалансировать также различные, часто конфликтные интересы и задачи различных общественных групп и секторов экономики. Водное хозяйство региона (бассейна) должно базироваться на многокритериальной и междисциплинарной основе. Необходимо комбинировать инженерные, экономические, экологические, юридические, социальные, политические действия, потому что ни одно из них, взятое в отдельности, не может обеспечить эффективные и долговременные решения водных проблем.

17. Региональные и локальные геоэкологические проблемы океанов, внутренних морей и морских побережий

Мировой океан источник запасов полезных ископаемых, биологических ресурсов, средства для межконтинентальных связей. Но в то же время человечество истощает природные ресурсы океана и загрязняет его акваторию. С каждым днем влияние антропогенной деятельности на Мировой океан, во многих случаях превосходящее естественные процессы, становится все более заметным и приводит к существенному нарушению его геоэкологического баланса.

Под загрязнением понимается введение человеком непосредственно или косвенно вещества или энергии в морскую среду, которое приводит или может привести к вредным последствиям в виде нанесения ущерба живым ресурсам, опасности для здоровья человека, создания помех морской деятельности, включая рыболовство и т. д. Источников и каналов загрязнения океана очень много. По месту возникновения они подразделяются на наземные, атмосферные и морские; по временному признаку на постоянные (выпаривание и вымывание загрязняющих веществ из атмосферы, сброс с суши) и случайные (аварии кораблей, катастрофы при добыче полезных ископаемых.), по источнику поступления на точечные (от коллекторов сточных вод, морских судов.) и сливные (с сельскохозяйственных угодий). В зависимости от площади распространения различают локальные загрязнения (радиус до 10 км); субрегиональные (до 100 км); региональные (до 1000 км) и глобальные, охватывающие весь Мировой океан.

Устойчивость геосистемы Мирового океана основана на постоянстве среды. Это состояние учитывает поступление в океан вредных веществ, но в концентрациях, не вызывающих неблагоприятные последствия. Воздействие загрязнителей на биоту океана зависит от степени опасности, стойкости, агрегатного состояния, масштаба, продолжительности воздействия загрязнения и вида организма. Одним из основных загрязнителей Мирового океана являются нефтяные углеводороды нефть и нефтепродукты. Наиболее загрязнены нефтью районы интенсивного судоходства и морских нефтепромыслов. Разлитая по поверхности океана нефть нарушает процесс тепло-, водо- и газообмена на границе океана и атмосферы. Являясь токсичным веществом, нефть отрицательно воздействует на все виды морских организмов. Больше всего нефти в океан поставляет суша посредством атмосферных осадков, речного и ливневого стока. Следующий загрязнитель океана химические вещества, производимые человеком. Это кислоты, щелочи, продукты коксохимии, растворители, спирты, пестициды, гербициды, детергенты и т. д. Они оказываются в океане в результате аварий морских химовозов и поступлений с суши. В настоящее время в Мировой океан ежегодно сбрасывают около 30000 различных химических.

Глобальный характер носит загрязнение океана тяжелыми металлами, прежде всего ртутью, свинцом, кадмием. Они попадают в океан главным образом через атмосферу и с речным стоком. От одной трети до половины промышленного производства ртути (3-5 тыс. т) и около 2 млн т свинца ежегодно попадает в океан.Значительную опасность представляет загрязнение океана отходами атомной и военной промышленности. Оно связано с захоронением радиоактивных отходов, авариями судов с атомными реакторами. Современное загрязнение Мирового океана характеризуется распространением на открытые районы океана, переносом загрязняющих веществ в более глубокие слои воды и их накоплением в морских организмах. Локальные загрязнения и их экологические последствия все чаще приобретают глобальный характер.Под экономическим ущербом, вызванным загрязнением морской среды, понимаются фактические и возможные потери в производственной и непроизводственной сфере, выраженные в стоимостной форме.

18.Геоэкологические аспекты использования природных ресурсов Мирового океана

Ресурсы Мирового океана - природные элементы, вещества и виды энергии, которые добываются или могут быть добыты непосредственно из вод, прибрежной суши, дна или недр океанов.Основными ресурсами Мирового океана считаются биологические, минеральные и энергетические. Биологические ресурсы- это рыба, киты, моллюски (кальмары, мидии и т. п.), ракообразные (крабы, креветки, криль), некоторые виды водорослей, использующиеся для производства продуктов питания и получения ценных веществ для различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины. Они относятся к возобновляемым ресурсам.

Минеральные ресурсы Мирового океана - это твердые, жидкие и газообразные полезные ископаемые. В прибрежно-морских россыпях содержится цирконий, золото, платина, алмазы. Недра шельфовой зоны богаты нефтью и природным газом (1/3 от общей мировой добычи). Главное богатство глубоководного ложа океана - железо-марганцевые конкреции. Энергетические ресурсы Океана заключаются в суточных приливно-отливных движениях, в энергии морских волн и температурного градиента. Потенциал их огромен.

Почти три четверти солнечной энергии, поступающей на Землю, приходится на океаны, поэтому океан является идеальным гигантским накопителем тепла. Получение энергии, основанное на использовании разности температур поверхностных и глубинных слоев океана.

Рациональное использование: Биологические и минеральные ресурсы исчерпаемы. Бесконтрольное их использование поставило под угрозу существование морских млекопитающих, привело к сильному сокращению количества рыб. Происходит быстрое загрязнение океанических вод. Огромное количество «грязи» выносится в океан с суши реками и сточными водами. Более 30% поверхности океана покрыто нефтяной пленкой, губительной для планктона. Уничтожение планктона, то есть пассивно плавающих в воде простейших организмов и рачков, привело к сокращению кормовой базы для нектона и снизило его количество, а, следовательно, и сократило добычу рыбы. В Мировой океан попадают радиоактивные отходы, которые также загрязняют его воды.

19. Геоэкологические функции литосферы

Литосфера представляет собой верхнюю твердую оболочку планеты толщиной от 50 до 200 км, имеющую большую прочность и переходящую без определенной резкой границы в нижележащую астеносферу. Сверху литосфера ограничивается гидросферой и атмосферой, частично проникающими в нее.

Под геоэкологическими функциями литосферы понимается все многообразие функций, определяющих ее роль и значение, в жизнеобеспечении биоты и человеческого общества. Все геоэкологические функциональные зависимости между природной и техногенно преобразованной литосферой, с одной стороны, и биотой и человечеством, с другой, можно свести к четырем основным группам: ресурсной, геодинамической, геофизической и геохимической.

Геодинамическая функция литосферы более сжата в геологическом времени по сравнению с ресурсной и в качестве таковой рассматривается с момента альпийского орогенеза и особенно новейшего этапа его проявления, когда сформировался современный рельеф планеты, а в голоцене - и основные черты ее ландшафтно-климатической зональности. Более ранний период, когда этапы активизации геологических процессов сменялись этапами относительного покоя, не имеет четкого выражения в закономерностях пространственного развития современных геологических процессов. За рамками рассмотрения остается и оценка влияния прошлых геологических процессов на органический мир. И хотя сам факт такого влияния сомнений не вызывает, значимость этого фактора разными учеными трактуется далеко не однозначно и до сих пор остается предметом острых дискуссий. Это касается и крупномасштабных, и глобальных катастроф. Их связывают как с земными, так и с космическими причинами.

Геофизическая и геохимическая функции литосферы как продукт эволюции Земли занимают свою геоэкологическую нишу. Первый этап их становления охватывает весь период развития Земли до начала техногенеза и является временем формирования подавляющей части аномалий геохимических и геофизических полей, включая геопатогенные. Динамика и масштабы этого процесса тесно связаны с этапами эволюции Земли и определялись только природными факторами.

На природно-техногенном этапе развития эти функции получили четкую техногенную обусловленность и часто являются ведущими при оценке современного состояния геосистем. На урбанизированных территориях, в промышленных и горнодобывающих районах, в зонах интенсивного земледелия именно они стали во многом определять комфортность существования, а часто и медико-санитарные условия жизни человека. По сути, такое качество рассматриваемые функции приобрели только в эпоху техногенеза, когда стали формироваться техногенные геохимические и физические аномалии. По площади распространения и глубине воздействия на биоту, включая человека, они значительно опаснее многих природных аномалий.

Ресурсная геоэкологическая функция литосферы определяет роль минеральных, органических и органоминеральных ресурсов, геологического пространства литосферы для жизнедеятельности биоты и человеческого общества. Она включает в себя минеральные ресурсы литосферы, необходимые для жизни биоты; минеральные ресурсы, необходимые для человеческого общества как социальной структуры; ресурсы геологического пространства - площадные и объемные ресурсы литосферы, необходимые для расселения и существования биоты, включая человека как биологический вид и человечество как социальную структуру. Первые два аспекта связаны с изучением и оценкой минеральных, органических и органоминеральных ресурсов литосферы, в том числе подземные воды. Последний вид ресурсов обусловлен геоэкологической емкостью геологического пространства, охватывающего приповерхностную часть литосферы как в площадном, так и объем-ном измерении.

20. Геоэкологические аспекты использования природных ресурсов литосферы

Ресурсная геоэкологическая функция литосферы определяет роль минеральных, органических и органоминеральных ресурсов, геологического пространства литосферы для жизнедеятельности биоты и человеческого общества. Она включает в себя минеральные ресурсы литосферы, необходимые для жизни биоты; минеральные ресурсы, необходимые для человеческого общества как социальной структуры; ресурсы геологического пространства - площадные и объемные ресурсы литосферы, необходимые для расселения и существования биоты, включая человека как биологический вид и человечество как социальную структуру. Первые два аспекта связаны с изучением и оценкой минеральных, органических и органоминеральных ресурсов литосферы, в том числе подземные воды.

Ресурсы литосферы, необходимые для жизни биоты, включая человека как биологический вид, представлены четырьмя составляющими: 1) горными породами 2) кудюритами - минеральными веществами кудюров, являющихся минеральной пищей животных - литофагов; 3) подземными водами.

Важным аспектом, связанным с пониманием жизнедеятельности биоты, являются биогеохимические циклы. Это в большей или меньшей степени замкнутые пути циркуляции химических элементов, входящих в состав клеточной протоплазмы из внешней среды в организм и опять поступающих во внешнюю среду. В таком круговороте вещества различают два фонда - резервный и обменный. Первый, как правило, небиологический компонент - большая масса медленно движущихся веществ, второй - быстрый обмен между организмами и их окружением. На этой основе выделяются два типа биогеохимических циклов: 1) круговорот газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере и океане; 2) осадочный цикл с резервным фондом в земной коре, который является предметом изучения геологических наук.

Минеральные ресурсы, необходимые для жизни и деятельности человеческого общества относятся к категории исчерпаемых ресурсов и группе невозобновляемых, за исключением пресных подземных вод. Особенно важную роль они играют в социально-экономическом развитии человеческого общества. Геоэкологическое значение подземных вод определяется объемами и направлениями их использования. Основными из них являются: хозяйственно-питьевое водоснабжение, техническое водоснабжение, орошение земель, обводнение пастбищ, лечебное.

21. Геоэкологические особенности современной динамики и эволюции природных геосистем Земли

Эволюция природных ландшафтов - их направленное, необратимое развитие, сопровождающееся качественными изменениями как вертикальной, так и горизонтальной структуры.

В ходе исторической эволюции не все природные компоненты одинаково быстро реагируют на изменение внешней среды. Часть из них чутка и мобильна (воздушные массы, биота), а другие более инертны, консервативны (почвы, литогенная основа). Поэтому в современных геосистемах могут сохраняться остаточные, или реликтовые, черты прошлых эпох. Пример: пятнистость почвенного покрова в смешанных лесах - реликт ледниковой эпохи, когда была распространена вечная мерзлота. Природные геосистемы постоянно изменяются. Любая геосистема в своей структуре и функционировании изменяется адаптивно, т.е. подстраивается к новым условиям. Пример: приуроченность цветения большинства растений в средней полосе к периоду после таяния снега. Часто при адаптации к разным условиям одна и та же геосистема может быть представлена различными вариантами своей вертикальной и горизонтальной структуры, т.е. система меняет свои состояния.

Состояние природной геосистемы - определенный тип ее структуры и функционирования, ограниченный некоторым отрезком времени. Динамика природной геосистемы - смена ее состояний. Различают несколько видов ландшафтной динамики:

1. Динамика природных ритмов. Ритмика природной геосистемы - повторяемость в определенной последовательности различных ее состояний, отличающихся спецификой структуры и функционирования. Эти состояния периодически повторяются, т.е. ритмика геосистемы - обратимые изменения.

2. Динамика ландшафтных трендов. ^ Ландшафтный тренд - современные направленные изменения природной геосистемы (например, заболачивание, осолончакование, опустынивание). Тренд - есть реакция системы на изменения внешней среды (климатические, неотектонические, гидрологические) или следствие спонтанного развития геосистемы. Тренд - современный срез ландшафтной эволюции, ее современное звено.

3. Динамика природных катастроф. К природным катастрофам относятся лавины, сели, обвалы, ураганы, извержения вулканов, наводнения, лесные пожары и т.п. Динамика природных катастроф происходит в сравнительно сжатые отрезки времени и влечет за собой разрушение или полное уничтожение биоты и почвенного покрова, некоторые изменения литогенной основы.

4. Динамика восстановительной сукцессии. После природной катастрофы ландшафт в течение нескольких десятков и даже сотен лет восстанавливает свою вертикальную и горизонтальную структуру. Этот процесс называется восстановительной сукцессией, а период, в течение которого он длится - периодом релаксации. Ландшафтная сукцессия - стадийные изменения природной геосистемы, возникающие вследствие природных или антропогенных нарушений и направленные на ее восстановление, приведение ее в относительно устойчивое (климаксовое) состояние. 5. Антропогенная динамика геосистем. Такая динамика обусловлена хозяйственной нагрузкой на геосистему - ускоренной эрозией и дефляцией почв, вторичным засолением почв на орошаемых участках в аридных условиях, дигрессией пастбищ, вырубкой лесов, заболачиванием подтопленных побережий водохранилищ, опустыниванием, загрязнением среды. Как правило, антропогенная динамика ведет к разрушению геосистем.

Динамика природных ритмов и восстановительных сукцессий являются видами стабилизирующей динамики ландшафта, остальные виды динамики ведут к необратимому качественному изменению или даже разрушению ландшафта.

22. Геоэколигические особенности природопользования в разных природных зонах земли

Современный этап развития мирового хозяйства отличается всевозрастающим масштабом потребления природных ресурсов, расширением сферы проявления специфических природно-антропогенных процессов, возникших в результате технического воздействия на природу. Все большее значение приобретает изучение проблем природопользования.

Природопользование - совокупность всех форм эксплуатации природно-ресурсного потенциала и мер по его сохранению (рац. и нерац.).

Природоп. в разных прир. зонах:

Арктические пустыни - экосистема, развивающаяся в экстремальных экологических условиях, отличающихся видовой бедностью сообществ, поэтому они более чувствительны к антропогенному воздействию. Здесь начата организация различных природоохранных территорий.

Тундра - практическое уничтожение растительности на значительных площадях зоны, сокращается численность ценных промысловых животных. Ускоренными темпами происходит деградация тундр некоторых районов (п-ова Ямал, Таймыр, Кольский), где разрабатываются газоконденсатные месторождения и функционируют крупные промышленные центры. Сейчас принимаются меры по уменьшению антропогенного воздействия (93г. - Таймыр - "Большой арктический заповедник").

Тайга (хвойные леса) - антропогенная нагрузка из-за строительства крупных ГЭС и вдхр., разработки нефтегазоносных и угольных месторождений, загрязнение ОС вредными выбросами промышленных центров. Меры: рациональное природопользование.

Степь, лесостепь - антропогенное воздействие заключается в распашке земель, чрезмерном выпасе скота и т.п. Все это приводит к деградации степных ландшафтов. В степных районах Сев. Кавказа, Зап. и Вост. Сибири происходит вторичное засоление почв из-за неумеренного, бессистемного полива земель при отсутствии дренажа, из-за нарушения водного баланса, фильтрации водами орошательных систем. Необходимо проводить комплекс мероприятий: реконструкция оросительных систем, дренаж (осуш.), капельное орошение.

Полуп. и пустыни - происх. опустынивание новых территорий (сведение лесов, нерациональное эксплуатирование пастбищ, нерациональное эксплуатирование водных ресурсов при орошении земель). Эти процессы охватили даже влажные тропические районы.

Саванны - под влиянием деятельности человека, связанной с интенсивным выпасом скота, происходит процесс трансформации сообществ саванн. Это приводит к разрастанию колючих кустарников. Проводится комплексное исследование по изучению влияния хозяйственной деятельности человека на практике землепользования на пастбищных угодьях.

Влажные экваториальные леса - основными причинами сокращения площади лесов являются прямые вырубки лесов для заготовки промышленной древесины, расчистка земель для с/х угодий и пастбищ. Расчистка лесных участков под посевы с/х культур послужило причиной 70% вырубки лесов в тропических районах Африки, 50% в тр. Азии.

Деградация и уничтожение влажных тропических лесов влекут за собой снижение биологической продуктивности биосферы в целом, снижение растительного и животного генофонда, нарушение глобальных биоциклов (умеренных широт).

Необходимо учитывать структуру и устойчивость каждой природной зоны. Недопустима деградация естественных экосистем.

23. Геоэкологические проблемы использования земельных ресурсов, процессов обезлесивания и опустынивания

Человечество в процессе жизнедеятельности безусловно влияет на различные экологические системы. Примерами таких, чаще всего опасных, воздействий является осушение болот, вырубание лесов, уничтожение озонового слоя, поворот течения рек, сброс отходов в окружающую среду. Этим самым человек разрушает сложившиеся связи в устойчивой системе, что может привести к её дестабилизации, то есть к экологической катастрофе.

Под обезлесением понимают исчезновение леса в результате естественных причин или антропогенных воздействий. Леса составляют около 85 % фитомассы мира.Они играют важнейшую роль в формировании глобального цикла воды, а также биогеохимических циклов углерода и кислорода.

Леса регулируют климатические процессы и водный режим мира. Экваториальные леса являются резервуаром биоразнообразия, сохраняя 50 % видов животных и растений мира. Леса - источники древесины, бумаги, лекарств, красок, каучука, плодов. Общая площадь сплошных и разреженных лесов - 26.6 % суши (35 млн. км²).В результате своей жизнедеятельности человек уничтожил не менее 10 млн. км² лесов. Главная причина уничтожения леса - увеличение площади пашни и пастбищ (как следствие увеличения численности населения). Обезлесение приводит к уменьшению органического вещества, изменению круговоротов энергии воды и питательных веществ. 25% СО₂ , поступающего в атмосферу, обусловлено обезлесением. Сведение лесов приводит к изменениям климатических условий на локальном, региональном и глобальном уровнях, увеличению поверхностного смыва, размыву, транспортировке, аккумуляции осадочного материала, уменьшению биологического разнообразия. Обезлесение умеренного пояса на сегодняшний день практически прекратилось. Продолжает сокращаться площадь тропических и экваториальных лесов (11-20 млн. га/год).Необходимо разработать и принять международную конвенцию по лесам.

Опустынивание - деградация земель в засушливых районах, которая происходит вследствие различных факторов, вызванных как колебаниями климатических условий, так и деятельностью человека. Деградация земель - сокращение или полная потеря биологической или экономической продуктивности неорошаемых и орошаемых земель, пастбищ и лесов, вследствие их использования или других действий, ведущих к ветровой или водной эрозии почв, ухудшению физических, химических и биологических свойств почв и долгосрочная потеря естественной растительности.Международная Конвенция по борьбе с опустыниванием заключена в 1994г. Антропогенные пустыни занимают площадь 9 млн. км². Еще на 25 млн. км² развивается опустынивание различной степени. Около ѕ аридных территорий Африки и Северной Америки подвержены деградации. 1/6 населения проживает в зоне угрозы опустынивания.Признаки опустынивания: уменьшение степени покрытости почвы растительностью, увеличение отражательной способности поверхности почвы, потеря многолетней растительности (деревьев, кустарников), деградация и эрозия почвы, наступление песков и засоление почв. Естественным фактором формирования территории с процессами опустынивания является климат.

24. Геоэкологические аспекты изменения флоры и фауны, сохранение биологического разнообразия Земли

Биологическое разнообразие (БР) - это совокупность всех форм жизни, населяющей нашу планету. Это то, что делает Землю не похожей на другие планеты Солнечной системы.

БР - это богатство и многообразие жизни и ее процессов, включающее разнообразие живых организмов и их генетических различий, а так же разнообразие мест их существования.

БР делится на три иерархические категории: разнообразие среди представителей тех же самых видов (генетическое разнообразие); между различными видами; между экосистемами.

Наивысший иерархический уровень биологического разнообразия - экосистемный или ландшафтный. На этом уровне закономерности биологического разнообразия определяются:

в первую очередь зональными ландшафтными условиями,

затем местными особенностями природных условий (рельефа, почв, климата),

а также историей развития этих территорий. За последние 400 лет исчезли 484 вида животных и 654 вида растений.

Причины современного ускоренного снижения биологического разнообразия: быстрый рост населения и экономического развития, вносящие огромные изменения в условия жизни всех организмов и экологических систем Земли; увеличение миграции людей, рост международной торговли и туризма; усиливающееся загрязнение природных вод, почвы и воздуха; недостаточное внимание к долговременным последствиям действий, разрушающих условия существования живых организмов, эксплуатирующих природные ресурсы и интродуцирующих неместные виды.

Существует много способов защиты БР: наиболее эффективный-охраняемые территории: 1) заповедник (сохранение природы и природных процессов в ненарушенном состоянии); 2) национальный парк (сохранение природных областей национального и международного значения для научного исследования и отдыха); 3) памятники природы; 4) управляемые природные резерваты (сбор некоторых природных ресурсов разрешается под контролем администрации); 5) охраняемые ландшафты и приморские виды (животные смешанных и окульт. тер-рий с сохран. традиц. использования земель); 6) ресурсный резерват (предотвратить преждевременное использование территорий); 7) антропологич. резерват (сохранение традиционного образа жизни коренного населения); 8) территория многоцелевого использования природных ресурсов, ориентир. на устойчивое использование вод, леса, животного и растительного мира; 9) биосферный заповеднпк (сохранение БР); 10) места всемирного наследия (для охраны уникальных природных особен. мирового значения).

В мире около 10 тыс. охраняемых территорий (1-5 категорий) с S=7,1% S суши. Цель-добиться увеличения S до 10%.

К эффективным мерам защиты БР -международные соглашения. Конференция ООН (1992г.) приняла междунар. конвенцию по охране БР.Важные: 1) Конвенция о междунар. торговле видами дикой фауны и флоры, находящихся под угрозой исчезновения; 2) Конвенция по охране мигрир. птиц; 3) Конвенция по охране водно-болотных угодий; 4) Конвенция по защите китов.

25. Научно-технический прогресс и геоэкологическая безопасность

НТП. 2 функции: позитивная и негативная.

Позитивная - НТП позволяет экономить ресурсы, совершенствование технологий и т.п. Позволяет использовать новые виды ресурсов, а также расширяет используемое человеком географическое пространство. Влияет на здоровье населения и повышает уровень образования.

Негативная - появление новых видов сырья => появление новых видов отходов; Новые технологии => отходы, которые не перерабатываются и не утилизируются, + необходимость хранения в специальных условиях; применение генной инженерии => необратимые результаты. Безопасность определяется условиями применения НТП.

НТП представляет собой процесс глубоких качественных и количественных изменений различных сторон жизни общества. Развитие науки - важнейшее условие движения общества вперед. НТР - коренной переворот в производительных силах современного общества при опережающей роли науки. В условиях НТР значительно усложнились взаимоотношения человеческого общества с природой. Человек получил возможность влиять на ход естественных процессов. Добывая полезные ископаемые, он изымает вещества из почвы и грунта; загрязняя промышленными выбросами воздух, внедряет в его состав новые компоненты, забирая воду на орошение, осушая болота, меняет водный баланс; сжигая топливо, что влечет за собой выделение тепла и изменение альбедо, влияет на энергетический баланс планеты. НТР создала огромные возможности для покорения сил природы, а вместе с тем для ее загрязнения и разрушения. В наст время человек эксплуатирует более 50% суши, использует около 13% всех речных вод, скорость сведения лесов достигает 18 млн. га в год. В результате застройки, горных работ, опустынивания и засоления теряется около 50-70 тыс км² земель в год. При строительстве и горных работах перемещается более 4 тыс. км³/год породы, извлекается из недр Земли ежегодно 7 млрд. тонн условного топлива, рассеивается на полях свыше 500 млн. тонн минеральных удобрений и более 4 млн. т ядохимикатов, 1/3 которых смывается поверхностными стоками в водоемы или задерживается в атмосфере. Т.о, вмешательство людей в естественные природные процессы резко возрастает и может способствовать изменению режима грунтовых и подземных вод в целых регионах, поверхностного водостока, структуры почв, интенсификации эрозионных процессов, активизации геохимических и химических процессов в атмосфере, гидросфере, литосфере, изменению микроклимата.

В условиях ускорения НТП возникнут новые сложные экологические проблемы и еще большую остроту приобретает проблема охраны природы и рационального использования ее ресурсов. Расширяется научная разработка фундаментальных и прикладных проблем охраны природы и рационально использования природных ресурсов. Ускоряются темпы строительства и качества природоохранных объектов. Большое внимание уделяется внедрению малоотходных и безотходных технологий, комплексной переработке природного сырья. Мероприятия по усилению охраны земли и ее недр, водных ресурсов и атмосферного воздуха, животного и растительного мира, воспроизводство возобновляемых природных ресурсов.

26. Геоэкологические проблемы промышленности на лок., регион., глоб. уровнях

Промышленность оказывает влияние на ОС по всей технологической цепочке - от добычи сырья и первичной обработки через процессы производства до использования полученного продукта и размещении отходов. Геоэкологические последствия у отдельных производств разные.

Одни оказывают наибольшее воздействие на почву, земельные ресурсы и т.д. (добыча полезных ископаемых, пр-ть строит. материалов).

Другие загрязняют воду (целлюлозно- бумажная, мясомолочная промышл., добыча, переработка и транспортировка нефти и нефтепродуктов).

Загрязнение воздушного бассейна - энергетика (особенно топливная промышленность, ТЭС), коксохимия, цветная металлургия, нефтепереработка, производство цемента.

Основные отросли промышленности оказывают влияние на все природные сферы и жизнедеятельность населения (черная и цветная металлургия, основная химия, производство пластмасс и синтетических волокон).

При добыче природных ресурсов только 2/3% сырья используется в конечном продукте. 98% из добываемого сырья идет в отходы в виде пустой породы, грунта, нестандартной древесины. В соответствии со стадиями промышленного производства возникают изменения геоэкологических проблем. По мере перехода к конечным стадиям производства объем загрязняющих веществ и отходов снижается, но увеличивается их токсичность. Кроме того, при современном развитии технологий, возникают новые продукты, которые еще более обостряют и без того напряженную экологическую ситуацию.

Энергетика. По объемам выбросов загрязняющих веществ в атмосферу 1 место занимают ТЭС (твердые частицы, SO₂, СО₂, оксиды азота и т.д. +тепловое загрязнение).Наибольшее количество загрязняющих веществ образуется при сжигании угля. Деятельность ТЭС приводит к выпадению кислотных осадков, =>ущерб лесам, озерам почвам и т.д. Также приводит к накоплению парниковых газов, что ведет к изменению климата; происходит затопление земель, изменение водных и наземных экосистем.

АЭС - 2 аспекта: 1. Аварии; 2.Экономия природных ресурсов (угля, нефти), экологичность. Основные направления: снижение зависимости от энергетики, использование альтернативных источников энергии и экономия энергии на производстве.

Воздействие на природу других отраслей промышленности носит масштабный характер, это все крупные города, промышленные центры. Они являются центрами загрязнения ОС, т.е. накопление вредных веществ в опасных для среды и человека концентрациях.

Виды: химическое, физическое, биологическое, эстетическое и т.д.

Решение проблем:

Управление загрязнениями на конечной стадии производства (фильтрация, утилизация отходов и т.д.);

Системная перестройка производственного цикла - создание замкнутого цикла производства, использование отходов;

Стратегии:

Экономия сырья, энергии и материалов (изменение производственного цикла, использование новых технологий и материалов);

Повышение степени использования пром. продукта (вторичный рынок товаров);

Извлечение полезных продуктов из отходов.

27. Геоэкологические проблемы транспорта на лок., регион., глоб. уровнях

В промышленно развитых странах основным источником загрязнения атмосферы является автотранспорт, парк которого непрерывно растет. Транспорт обусловливает химическое загрязнение окружающей среды. Источниками загрязнения являются отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания, картерные газы, испарение топлива с топливной системы. В выхлопных газах содержится около 300 различных веществ. Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу в составе отработавших газов, зависит от следующих факторов: отношения в смеси воздуха и топлива, режимов движения автотранспорта и его технического состояния, рельефа и качества дорог и др.

К токсичным относят следующие компоненты выхлопных газов: оксид углерода, оксиды азота, углеводороды. Некоторые виды топлива содержат серу, что обусловливает наличие в выхлопных газах диоксида серы.

Автомобиль является источником загрязнения воздуха пылью. Пыль образуется при изнашивании автомобильных шин, тормозных накладок и истирания дорожного покрытия, завозится в город в виде грязи на кузовах автомобилей. За год эксплуатации покрышки одного легкового автомобиля истираются на 1 кг, грузового еще больше.

Кроме химического, транспорт создает физическое загрязнение окружающей среды. В городах 60 - 80% шума создает движение транспортных средств. На уровень шума влияют дорожные и транспортные факторы. К транспортным факторам относятся интенсивность, состав, скорость движения, эксплуатационное состояние автомобилей, вид перевозимых грузов. Для нормальной жизнедеятельности уровень шума не должен превышать 40 дБА. На автомагистралях шум достигает 95 дБА. Автомобиль влияет на изменение температуры воздуха в городах. Если в городе одновременно движется 100 тыс. автомашин, то это равно эффекту, производимому 1 млн л горячей воды.

Из перечисленных видов загрязнения наиболее опасным по воздействию на биоту и человека является химическое загрязнение окружающей среды.

Водный транспорт влияет на состояние природной среды. В Мировой океан от транспортных средств попадает свыше 10 млн т нефти и нефтепродуктов, 50 тыс. т токсинов, 5 тыс. т ртути, 6 тыс. т веществ, содержащих фосфор, 2 млн т свинца. Загрязняющие вещества попадают в водоемы при промывке танкеров и их авариях, сбросе баластных вод, ремонтных работах. Опасность нефтяного загрязнения для живых организмов обусловлена свойствами нефти. Нефть эмульги-руется и диспергируется, т. е. разбивается на мелкие капельки. Биохимическое разложение ее происходит медленно.

Значительно загрязняет атмосферу воздушный транспорт. При взлете 4-моторный реактивный самолет оставляет позади себя шлейф ядовитых газов, по объему равный выбросу 6800 автомобилей. Выбросы авиадвигателей содержат помимо продуктов сгорания авиационного топлива образующиеся при этом пары воды. Благодаря этому на высоте полета 9 км количество водяного пара составляет - 90 млн т в год. Водяные пары способствуют развитию «парникового эффекта».

Среди различных видов железнодорожного транспорта основное количество загрязняющих веществ дают тепловозы, на долю которых приходится до 90 % выбросов этого вида транспорта. Транспорт является крупным потребителем воды.

Мероприятия по уменьшению загрязнения окружающей среды автотранспортом следующие:

разработка наиболее безопасного топлива или другого энергоисточника;

создание новых или усовершенствование имеющихся двигателей для транспортных средств; снижение общего потребления топлива на 20 %;создание новых транспортных средств; замена одних транспортных средств другими (автобуса - троллейбусом);

защита от шума;улучшение дорог, создание транспортных развязок, регулирование транспортного потока.

28. Геоэкологические проблемы сельского хозяйства на лок., регион., глоб. уровнях

Сельскохозяйственные земли занимают 38% суши, свободной от льда, 30%-пашня 70% пастбища. Бедственное положение с/х земель было осознано еще в прошлом веке. Исторически сложилась ситуация, когда лучшие земли (13%) оказались в пределах городских агломераций - СМАС (стандартный метрополитический район). На территории СМАС расположено 17% ферм США и производится 60% овощей, 43% фруктов и орехов, 17% сбора кукурузы. Городская застройка постепенно занимает эти территории. Сильно эродированные земли занимают более 705 пашни. Ежегодно в США смывается 4 млрд т плодородной почвы (для уменьшения смыва необходимы затраты в 13 млрд. долл.). Площадь смытых почв в России составляет ежегодно 1 млн. га. За всю историю человечества было потеряно больше земель, чем ныне обрабатывается. Общая потеря почв в мире около 90 млрд. т в год. За последние 30 лет мировой фонд обрабатываемых земель сократился на 150 млн. га. Массовое применение минеральных удобрений истощает биопотенциал почв - естественно восстанавливаемую составляющую их плодородия и заражает их тяжелыми металлами. Потребление минеральных удобрений возросло в пять раз, однако лишь ј всего продовольствия зависит от их использования. Чрезвычайно разрушительны тяжелые сельскохозяйственные механизмы. Они дают снижение потенциальной урожайности на 10-40% (кукурузы на 27-50%, ячменя 12-81%). Орошаемое земледелие приводит к засолению площадей земель(даже в Канаде, где орошение распространено спорадически, сильно засолены 7% земель). Глобальная проблема-химизация с-х-ва. В мире используется до 4 млн. т пестицидов, из которых лишь 1% достигает цели. Подсчитано, что 98% инсектицидов и фунгицидов, попадают в атмосферу, наземные биомы, в почвы, в пресноводные водоемы и океан. Пестициды отличаются не только высокой токсичностью, но и чрезвычайной биологической активностью и способностью накапливаться и увеличивать свои концентрации по пищевым цепям. Многолетнее использование пестицидов на огр. территориях с применением авиации - загрязнен, О.С.

Некоторые ядохимикаты относятся к стойким соединениям, включающимся в природные процессы., разносятся вместе с атмосферными потоками на большие расстояния. Хим. в-ва вместе с водным стоком с полей попадают в реки и озера, накапливаются в донных отложениях, поступают в М.О. Ледниковый панцирь в Антарктиде за десятки тыс. км. От зон применения накопил более 2000 т ДДТ. Т.е. распределение ДДТ имеет глоб. хар-р. Накопление пестицидов в почве, животных, пищевых пр-х, являются следствием нерационального с/х использования. На долю с/х произв-ва приходится не менее Ѕ азота, поступающего в водоемы - эвтрофикация. Доля с/х в загрязнении вод фосфором - 10-15%. Применение удобр. в больших дозах - накопление в почве стабильного стронция, фтора, естественных рад-х элементов - урана, радия, тория. Вместе с калийными удобрениями вносится много хлора, поступление которого в грунтовые воды нежелательно. Нерац. ведение с/х приводит к развитию эрозии, водной и ветровой. Большой вред почвам наносит многократная мех. Обработка - усиливает эрозию. Неправильный севооборот пр-т к выносу из почвы мин. в-в, ухудшает ее строение. Делает подверженной эрозионным процессам.

Локальный уровень. Не все почвы обладают хорошими свойствами для ведения с/х, поэтому проводится мелиорация - химическая, кислоторегулирующая, водная, осушительно-увлажнотельная. Проведение осушительной мелиорации без учета гидрологических особенностей территории приводит к изменению гидрологического режима рек, озер, болот, вдхр, ухудшению качества почв (Полесье).

Деградация земель - глобальные экологические проблемы - ухудшение свойств почвы, вынос и потеря гумусового слоя, уменьшение и потеря плодородия (Ю-В европейской части России - барханные пески). Тундра - перегрузки оленьих пастбищ, низкая их продуктивность связана с перевыпасом (одна из главных причин наступления пустынь в зоне сахеля).

Сведение влажных тропических и экваториальных лесов с целью освобождения земли для плантаций с/х производства. А в странах Африки до сих пор развита подсечно-огневая система земледелия.

На локальном уровне - животноводческие комплексы, крупные свиноводческие (загрязнение поверхностных и подземных вод органикой и болезнетворными бактериями).

Продовольственная проблема. В наши дни только 1/3 человечества обеспечена питанием, имеющим достаточную калорийность и рациональную структуру. Наиболее сложная продовольственная ситуация сложилась в развивающихся странах, где соответствующий показатель составляет в среднем 2200 ккал/сут. В результате в условиях хронического недоедания в этих странах проживает более 1млрд. чел., а в условиях голода - более 500 млн. чел. Для решения глобальной продовольственной проблемы можно использовать два пути - экстенсивный и интенсивный. Экстенсивный путь заключается прежде всего в расширении сельскохозяйственных угодий. Интенсивный путь заключается прежде всего в повышении биологической продуктивности существующих сельскохозяйственных угодий с помощью дальнейшего развития механизации, химизации, мелиорации, применения новейших достижений биотехнологии.

29. Геоэкологические проблемы урбонизации и демографической политики на лок., регион., глоб. уровнях

Основные процессы, связанные с урбанизацией определяются 2 факторами - 1. Миграция сельского населения в города и 2. Прирост населения (естественный прирост).

Рост численности населения приводит к увеличению потребления природных ресурсов, что усиливает напряженность геоэкологической ситуации. В результате скопления городов и увеличения степени преобразованности гор. территорий возникают след геоэкол проблемы - 1. Загрязнение воздуха гор территорий, 2. Ухудшение качества воды, проблема водоснабжения, 3. Утилизация отходов хоз деят-ти и коммунальных служб, 4. Обеспечение энергией,5. Шумовое загрязнение. Города являются источниками загрязнений (Норильск, 100 км около города - уничтожена вся растительность).Все города наносят сущ ущерб рекам. На локальном уровне города вызывают локальные загрязнения. На региональном и глобальном - загр атм возд, гидросферы, воздействие на литосферу.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ - Создание городов-спутников с разными функциональными направлениями, «зеленые программы», экологич экспертиза, перспективные застройки, проведение демографической политики. Д п направлена на уменьшение числа населения, приведение геоэкологической емкости территории к оптимальному уровню. На локальном уровне д п - на оптимизацию ОС. Принятие соц-эконом управленческих решений, направленных на создание оптимальных условий существования человека при мин нарушении ОС. На региональном уровне проблемы определяются влиянием мегаполисов.

Крупнейшие по численности населения города мира по состоянию на 2013 год:

1. Шанхай (КНР) - 23 800 000 человек (агломерация - 26 млн.)

2. Пекин (КНР) - 20 693 000 человек (агломерация - 25 млн.)

3. Бангкок (Таиланд) - 15 012 197 человек (агломерация - 16 млн.)

4. Токио (Япония) - 13 230 000 человек (агломерация - 39 млн.)

5. Карачи (Пакистан) - 13 205 000 человек (агломерация - 18 млн.)

6. Дели (Индия) - 12 565 000 человек (агломерация - 21,8 млн.)

7. Мумбаи (Индия) - 12 478 000 человек (агломерация - 21,3 млн.)

8. Москва (Россия) - 11 980 000 человек (агломерация - 15,5 млн.)

9. Сан-Паулу (Бразилия) - 11 316 000 человек (агломерация - 19,9 млн.)

10. Богота (Колумбия) - 10 763 000 человек (агломерация - 10,8 млн.)

Более подробно по городам

Степень антропогенных преобразований городских территорий, в особенности мегалополисов, чрезвычайно высока. Природные городские ландшафты весьма примитивны. Это парки и скверы, редко леса антропогенного происхождения и побережья морей и рек. Из фауны сохранились отдельные виды птиц и животных в очень простых и неустойчивых экосистемах. Широко встречаются немногие, толерантные к человеку виды, паразитирующие на отходах деятельности человека. Это крысы, вороны, тараканы и пр. Лишь литогенная основа остается наименее трансформированной, да климат изменяется в значительно меньшей степени, чем биогенные компоненты.

Загрязнение воздуха, характерное в зимнее время года для городов Средней Европы, Сибири, Северо-Восточного Китая, возникает благодаря инверсии температуры, вызывающей устойчивую стратификацию воздуха. Низко-качественный уголь, используемый для отопления во многих местах этих районов и выделяющий при сжигании большое количество загрязнителей воздуха, вносит свой вклад в эту проблему. Весьма высокое загрязнение воздуха в таких городах как Лос-Анджелес, Мехико и Сантьяго связано не только с большим количеством автомобилей в условиях инверсии температуры, но и вследствие расположения этих городов в межгорных котловинах, благоприятных для развития инверсий.

В городах умеренного пояса практически не встречается малярия не потому, что они располагаются в относительно богатых странах с высокими расходами на здравоохранение, а благодаря относительно прохладному климату, в котором возбудитель малярии не в состоянии пройти полный цикл развития.

В Джакарте (Индонезия) природные условия города предопределяют ряд серьезных геоэкологических проблем, в том числе проблемы качества воды. Равнинный рельеф предопределил выбор канализационной системы города, представляющий сеть открытых коллекторов, собирающих неочищенные бытовые стоки. Эта система была эффективной, когда ее построили для населения города, не превышающего полмиллиона человек. В настоящее время она не может справиться с продуктами жизнедеятельности городского населения численностью 11,5 млн. человек. Загрязнения поступают не только в поверхностные, но и в подземные воды, и являются серьезной опасностью при водоснабжении. Диаррея, возникающая, в частности, вследствие употребления загрязненной воды, является в Джакарте причиной 20% случаев смерти детей в возрасте до пяти лет.

...