Основы экологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция 1

ОХРАНА И РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

1. Вода как природный ресурс

2. Требования к воде разного назначения

3. Антропогенные факторы, отрицательно влияющие на водные ресурсы

4. Состояние водных ресурсов Украины и Донбасса

5. Охрана водных ресурсов

1. ВОДА КАК ПРИРОДНЫЙ РЕСУРС

Гидросфера - это водная оболочка Земли. Это океаны, моря, озера и реки, а также ледники, в которых вода находится в твердом состоянии. Большая часть, а именно 71% поверхности нашей планеты занято водой. Более 90% всей воды - это соленая морская вода. Уникальным в своем роде является озеро Байкал, которое содержит около 20 % доступной пресной воды на планете.

Вода - неорганический, земной, незаменимый природный ресурс.

Но запасы пресной воды на нашей планете далеко не безграничны.

Человек может обходиться без воды лишь около 5 дней.

В среднем на одного человека в сутки требуется 2.75 л воды для питья и приготовления пищи. Без водопровода и канализации по нормам на одного человека в сутки требуется 30-50 л воды хозяйственно-питьевого назначения. При наличии же водопровода, канализации и центрального горячего водоснабжения норма водопотребления составляет 275-400 л.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ВОДЕ РАЗНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Вода питьевая

- кислотность от 6 до 9,

но для большинства людей лучше, если рН=7, то есть вода нейтральная. Если у человека повышенная кислотность, то это путь к язве желудка, а если пониженная (при ней часто наблюдается изжога), повышается риск возникновения рака желудка. Поэтому вода с рН=6 или рН=9 пригодна для людей с необычной кислотностью желудочного сока.

Стандартом кислой воды является «Нарзан», а щелочной - «Боржоми». Первая используется при пониженной кислотности среды желудка, вторая - при повышенной.

Сухой остаток для питьевой воды должен составлять не более 1000 мг/л, это граница пресной воды.

При нехватке пресной воды по согласованию с СЭС- до 1500 мг/л.

Минеральная вода не может постоянно использоваться для питья из-за ее высокой минерализации. Например, в классическом «Боржоми» содержится 5.5 - 7.5 г/л сухих веществ.

- Ионы хлора до 350 мг/л, или около 10 мг-экв/л.

- нитратов до 45 мг/л.

коли-индекс (не более 3), коли-титр (300 мл), микробное число (не более 100)

не должно быть болезнетворных микроорганизмов

В воде для орошения

- В зависимости от кислотности почвы вода для полива должна иметь рН не ниже 6.5 и не выше 8.2.

- Сухой остаток поливной воды не должен превышать 500-1000 мг/л

- 7 мг-экв/л - при таком количестве ионов хлора уже деградирует почва.

не допускается наличие болезнетворных микроорганизмов.

Требования к воде, используемой для рыбохозяйст-венных целей также более жесткие по некоторым показателям, чем к питьевой воде. Например, в этой воде вообще не должно быть гексахлорана, ДДТ и ряда других веществ. Во-первых, они накапливаются в цепях питания (планктон - зоопланктон - мелкие рыбы - крупные рыбы). Во-вторых, ДДТ и гексахлоран являются более токсичными для рыб, чем для человека.

По таким показателям, как запах и цвет, наличие взвешенных частиц, вода для полива и рыбно-хозяйственных целей может быть пригодна, а для питья - нет.

Больше всего воды необходимо для промышленного и сельскохозяйственного производства, где используется 50 % всей воды в Луганской области, кроме того, нужна вода для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Используется для этих целей 37 % вод области. На орошение идет 3 % всей потребляемой воды, на рыборазведение - около 9 %. Другие отрасли используют около 1%.

3. АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ, ОТРИЦАТЕЛЬНО ВЛИЯЮЩИЕ НА ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ

Источники загрязнения гидросферы:

Промышленность

Коммунальное хозяйство

Сельское хозяйство

Водный транспорт

По вредоносности на первом месте стоят стоки промышленных предприятий. Особенность промышленных сточных вод - наличие во многих из них ядовитых веществ. В этих водах встречаются фенолы, цианиды, мышьяк, медь, свинец, ртуть, фтор, нитросоединения и многие другие химические вещества, создающие при спуске сточных вод в водоемы опасность отравления людей, птиц и рыб.

Некоторые промышленные стоки имеют такую концентрацию вредных веществ, что их сбрасывают в р. Северский Донец только во время паводка. Это, в частности, стоки Славянского содового комбината с сильно щелочной средой (по сути, раствор щелочи). Сбрасывают их только в паводковую волну. В такие годы, когда паводка нет, приходится искусственно создавать паводковую волну. По каналу Днепр-Донбасс к нам поступает вода из Днепра. Эту воду накапливают в хранилищах специально, а потом разово выпускают, чтобы поднять уровень воды в р. Северский Донец, и в эту паводковую волну сбрасывают загрязнители. Если сбрасывать такие стоки в обычную воду, в реке может все погибнуть.

Второе место занимают сложные по составу хозяйственно-бытовые стоки и навозные стоки - они содержат большое количество органических веществ, микроорганизмов, в том числе и возбудителей болезней.

4. СОСТОЯНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ УКРАИНЫ И ДОНБАССА

Самые крупные реки Украины - Днепр, Днестр, Дунай, Южный буг, Тиса, Прут, Северский Донец;

Луганской области - Северский Донец, Лугань, Ольховая, Айдар, Евсуг, Деркул.

В Украине два моря - Черное и Азовское.

Река	рН	Сухой остаток, мг/л
Северский Донец	8	1300-1500
Айдар	8.3	900
Луганчик	8.4	900
Лугань (до впадения Ольховой)	8	2000
Ольховая	8.3	1200
Евсуг	8.5	1300

Почти во всех реках, за исключением, может быть, совсем маленьких рек, вода непригодна для питья и ряда других целей из-за микробной зараженности. Наши реки по классу загрязнения относят к загрязненным, грязным или очень грязным. Водохранилищ в Донбассе довольно много. Вода в них обычно такая же, как и в реках, даже немного хуже, потому что, во-первых, водохранилища наполняются водой из рек, во-вторых, в них попадают загрязнители в результате мойки машин, дополнительных сбросов и др.

В Донбассе основным источником поливной воды является р. Северский Донец. Но мы помним, что при аварии коллектора в г. Харькове канализационные воды попали в эту реку, попал туда и холерный вибрион, инкубационный период которого составляет около семи лет. Так что поливать из такой реки и купаться в ней опасно.

В Луганской области подземные воды - основной источник пресной воды. Донецк снабжается водой из р. Северский Донец. Если в р. Северский Донец в 30-е годы вода была хорошая, то подземные воды были более чем хорошие. Потому что они располагаются на верхней трещиноватой части мергелей - это самые лучшие воды, которые существуют у нас в природе. Но потом из-за промышленной деятельности в подземные воды стали попадать ядовитые вещества. Попадают они туда и с полей. В настоящее время 90 % подземных вод Луганской области не соответствует госстандарту на питьевую воду.

В процессе круговорота веществ полное обновление воды океанов происходит через 2600 лет, подземных вод - примерно 5000 лет, почвенной влаги - 0.9 года, озерной воды - 3.3 года; только реки очищаются очень быстро - за 0.03 года.

Если мы прекратим загрязнять р. Лугань, то через некоторое время вода в ней окажется чистой, потому что река подпитывается родниками. Это утверждение верно лишь в случае, если подземные воды, питающие родники, еще не загрязнены. В реках вода очень быстро обновляется, чего не скажешь о подземных водах, полное обновление которых происходит почти за 2900 лет. Получается, что те 90 % подземных вод Луганщины, которые мы загрязнили, станут нормальными лишь через три тысячелетия.

Что же произошло с Азовским морем? Во-первых, все время увеличивается минерализация воды, то есть содержание солей. Причина - изменение водного баланса Азовского моря. Сейчас из Черного моря вода идет в Азовское. Поскольку вода в Черном море сильно минерализована, минерализация Азовского моря стала увеличиваться. От этого пострадали пресноводные и полупресноводные рыбы, которые там обитали, зато сильно размножились черноморские обитатели, привыкшие к сильно минерализованной воде, в частности, медузы.

Второй фактор ухудшения качества воды в Азовском море - сброс в реки ядохимикатов, удобрений и других загрязнителей. Сточные воды сбрасываются в Северский Донец, оттуда загрязнители попадают в Дон, а из Дона - в Азовское море. Поэтому сейчас сильная загрязненность Азовского моря наблюдается как раз недалеко от впадения крупных рек - Дона, Кальмиуса и других.

Решение проблемы восстановления Азовского моря не в самом море, а на территориях, относящихся к бассейну впадающих в него рек, в том числе и нашего региона.

Заболевания пищеварительного тракта, мочевыделительной системы (желчекаменная болезнь, мочеваменная болезнь), заболевания эндокринной системы, увеличивается частота гипертонической болезни, отложения солей в суставах и на позвоночнике (остеохондроз) и др.

5. ОХРАНА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

Каждый водоем должен иметь свою защитную зону. Желательно, чтобы вокруг водоемов имелась зеленая защитная зона из деревьев и кустарников. Запрещается обработка химическими средствами при помощи тракторных опрыскивателей ближе 500 метров от водного источника, а при помощи самолета - ближе 1000 метров. Запрещен сброс в водоемы мусора.

Глобальная задача в деле охраны водных ресурсов - замкнутые циклы водоснабжения. Например, нужна вода какому-то заводу, он ее взял из реки или подземных вод, закачал в свою систему, использовал. Вода при этом нагрелась, в ней появились какие-то минеральные и органические вещества. Нужна еще вода - очищай имеющуюся и используй дальше. Таким образом, один раз взяв воду, предприятие использует ее, загрязняет, очищает и снова использует.

Экономия воды - важный метод охраны водных ресурсов. Большое количество водных ресурсов в СНГ и Украине обусловило у населения убежденность, что воду экономить нет необходимости (мытье посуды в проточной воде, чистка зубов и т.д.).

И третий метод охраны водных ресурсов - очистка сточных вод. В основном, используется четыре метода очистки сточных вод: механический, физический, химический и биологический.

Механический метод - очистка вод от твердых примесей (крупные, мелкие, илистые частицы). Достигается это осаждением в накопителях, прудах, используются различные фильтры.

Физический метод - действие высокой температуры (кипячение), очистка в коронном (электрическом) разряде, в магнитном поле, в электрическом поле и др.

Химический метод - нейтрализация стоков при помощи химических веществ на основе коагуляции, адсорбции, выпадении в осадок и других химических реакциях (хлорирование, фторирование).

Биологический метод - очистка с помощью микроорганизмов. Протекает она по типу аэробного окислительного процесса, где участвуют органические вещества сточной воды, микроорганизмы и кислород воздуха. Биологическая очистка основана на использовании тех же условий, в каких этот процесс биохимического распада органических веществ протекает в природе (почве, воде). Сооружения и приемы биологической очистки можно разделить на две группы: а) воспроизводящие процессы в почвенных условиях (поля фильтрации и орошения, биологические фильтры и аэрофильтры); б) воспроизводящие процессы в водной среде (биологические пруды, аэротенки).

По данным 2000 года в Луганской области 17 % сточных вод были сброшены в водоемы без проведения очистки. из общего объема сточных вод загрязненными считаются 85 %.

Лекция 2

ОХРАНА ПОЧВ И ЗЕМНЫХ НЕДР

1. Почва как природный ресурс и основное средство производства в сельском хозяйстве

2. Защита почв от отторжения продуктивных земель и от эрозии

3. Охрана почв от засоления и загрязнения

4. Рекультивация земель

5. Охрана земных недр

1. ПОЧВА КАК ПРИРОДНЫЙ РЕСУРС И ОСНОВНОЕ СРЕДСТВО ПРОИЗВОДСТВА В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Почва - заменимый, ограниченный, смешанный природный ресурс. В нашей зоне чаще всего встречаются обыкновенные черноземы, редко мощные, или типичные.

Почва - поверхностная, плодородная часть земной коры. Ее толщина в среднем составляет 18-20 см, хотя в различных районах суши может быть от нескольких миллиметров до 1.5-2 м. Факторами почвообразования являются: материнская порода, живые организмы (растения и животные, микроорганизмы), климат, рельеф и хозяйственная деятельность человека.

Важнейшее свойство почвы - ее плодородие, то есть ее способность обеспечивать растения необходимым количеством питательных элементов, воды и воздуха. Почва - основное средство сельскохозяйственного производства. Общая тенденция развития современного сельского хозяйства способствует росту его продуктивности, повышению плодородия земель.

2. ЗАЩИТА ПОЧВ ОТ ОТТОРЖЕНИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ЗЕМЕЛЬ И ОТ ЭРОЗИИ

Застройка городов в Луганской и Донецкой областях нередко происходила и происходит на продуктивных землях. Необходимо принять все меры, чтобы строительство городов и застройка в сельской местности велись не на продуцирующих землях.

Эрозия - это процесс разрушения и сноса почвенного покрова (иногда и почвообразующих пород) потоками воды или ветром. Эрозия может протекать как быстрый процесс. Разрушение слоя почвы в 18 см может произойти за 20-30 лет, а иногда за один ливень или пыльную бурю.

В целом в СНГ и в Украине требует защиты от эрозии 2/3 пашни. На Луганщине 68 % эродированных земель, в Донецкой области - 64 %.

Слабоэродированные почвы - уменьшение урожая с.-х. культур в сравнении с неэродированными в среднем на 25 %; средней степени эродированные - на 50 %; сильноэродированные - на 75 %.

Обычно различают нормальную (геологическую) и ускоренную разрушительную эрозию. Главный источник широкого распространения эрозии - сельское хозяйство, которое неизбежно уничтожает растительный покров на значительных пространствах в процессе обработки почв.

Эрозию подразделяют на водную и ветровую (дефляцию). У нас наибольшее зло приносит водная эрозия (делится в свою очередь на горизонтальную и вертикальную). Обычно пыльные бури случаются каждые 10 лет. Сильные ветры восточного или юго-восточного направления поднимают в воздух мелкозем и переносят на большие расстояния. В ХХ веке самая страшная зимняя черная буря в 1969 г.

Противоэрозионные мероприятия объединены в четыре группы: организационно-хозяйственные, агромелиоративные (агротехнические), лесомелиоративные и гидромелиоративные.

К организационно-хозяйственным мероприятиям относится правильная организация природопользования на всей территории хозяйства, прежде всего, правильную специализацию хозяйств с учетом того, на каких территориях расположены их земли.

Сильно преобразованные площади в хозяйстве не должны составлять более 60 % - все с.-х. угодья, а также земли под застройками и дорогами. Около 40 % территорий должны быть непреобразованными, то есть, в основном лес - 25-30% от всех территорий.

Все сельскохозяйственные культуры можно возделывать на ровных участках или на склонах до 3 градусов. Это те территории, которые мы с полным правом должны выделять под полевые севообороты, иметь там чистые пары, возделывать культуры сплошного сева и пропашные культуры. Территории с уклоном 3-7 градусов могут использоваться тоже как пашня, но только под культуры сплошного сева, под кормовые и противоэрозионные севообороты. При этих севооборотах 3-5 лет выращивают многолетние травы, потом культуры сплошного сева: ячмень, овес, пшеницу и др., затем снова многолетние травы. Ни в коем случае здесь не должно быть чистых паров и пропашных культур. Если территории имеют уклон более 7 градусов, то их можно использовать только под сенокосы и пастбища.

Агромелиоративные (агротехнические) мероприятия - вспашка и посев поперек склона, противоэрозионная обработка почв, полосное размещение культур, создание кулис, приемы задержания снега и регулирование его таяния.

Лесомелиоративные мероприятия - создание полезащитных лесных полос, приовражных лесополос, лесонасаждений и кустарниковых насаждений по дну оврагов и их откосам, облесение сильно размытых и очень крутых склонов, непригодных для сельскохозяйственного использования.

Лесополосы занимают только 3-5 %, и это окупается прибавкой зерновых 2-3 ц/га, кроме того, на этих площадях не происходит эрозии.

Ветровая тень нашей стандартной лесополосы составляет около 400-500 м. Поэтому лесополосы, преграждающие путь самым опасным ветрам (у нас это восточные ветры), необходимо располагать через 500 м. Это лесополосы, идущие с севера на юг. А если территория ровная, то лесополосы с востока на запад необходимо располагать через 2 км. Теперь можно подсчитать и размер поля, умножив 500 м на 2000 м. Получается, что максимальный размер поля у нас должен быть около 100 га.

Гидромелиоративные (гидротехнические) мероприятия - устройство распылителей стока, создание террас, водоотводных каналов, склоновых водоемов и лиманов в ложбинах для удержания и использования склонового стока, водозадерживающих и водоотводных валов и канав перед вершинами оврагов, устройство плотин в оврагах и балках, планирование расчлененных эрозией склоновых земель (выполаживание откосов оврагов, засыпка промоин и мелких оврагов и др.).

3. ОХРАНА ПОЧВ ОТ ЗАСОЛЕНИЯ И ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Засолением называют процесс накопления вредных для растений солей в верхних слоях почвы.

При поливе существует три причины засоления:

Полив сильно минерализованной водой, то есть водой с содержанием солей более 1000 мг/л;

2. Невыровненные поля (отвальные и развальные борозды, места разворота техники, канавы, ямы). В понижениях накапливается поливная вода и там образуются засоленные пятна;

3. Излишние нормы полива. В последнее время засоление по этой причине в нашей зоне стало очень редким из-за дефицита воды.

В недалеком прошлом почва загрязнялась в основном бытовыми отходами - мусором и нечистотами. Это были преимущественно органические загрязнения, которые разлагались в почве микроорганизмами. Мусор и нечистоты обсеменены микроорганизмами, загрязнены яйцами гельминтов, поэтому в случаях небрежного сбора, удаления и обезвреживания отбросы, нечистоты и почва, интенсивно ими загрязненная, могут стать источниками распространения кишечных инфекций, сибирской язвы, заболеваний, вызываемых анаэробами, инвазий и др.

В настоящее время с бытовым мусором в почву поступают многие химические соединения, применяемые в быту: инсектициды, поверхностно-активные моющие вещества, количество синтетической пленки, других упаковочных материалов, не разлагаемых в большинстве случаев микроорганизмами, количество металлических упаковочных материалов и стекла.

Источником загрязнения почвы являются также химические средства защиты растений - пестициды. Среди этих веществ существует ряд стойких соединений, которые стабильно загрязняют почву и всю окружающую среду не только в месте применения, но и далеко за его пределами. Многие хлорорганические соединения - ДДТ, гексахлоран, гептахлор, полихлорпинен - сохраняются в почве годами.

К числу устойчивых в почве относятся ртуть- и медьсодержащие пестициды, соединения мышьяка (его применение ограничено) и другие вещества, обладающие свойствами, необходимыми для защиты растений. Почва интенсивно загрязняется препаратами, применяемыми для протравливания семян.

Одним из источников загрязнения почвы являются промышленные выбросы в атмосферный воздух. Вокруг предприятий, в технологическом процессе которых используются ртуть, мышьяк, фтор, цинк и другие химические вещества, почва интенсивно загрязняется соединениями этих элементов на расстоянии 3-5 и более километров. Овощи, выращенные на этой почве, как и рыба в водоемах, расположенных в зоне источников загрязнения, содержат повышенные концентрации загрязнителей.

Существенные источники загрязнения почвы - твердые и жидкие промышленные отходы: шламы, кубовые остатки, образующиеся при очистке сточных вод, их выпаривании, отработанные смазочные масла, промежуточные продукты синтеза различных веществ, шлаки, содержащие ряд токсичных и легко растворимых веществ, порода и др. В нашем регионе один из основных загрязнителей почвы, водоемов и атмосферы - породные отвалы (терриконы) угольных шахт.

4. РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ЗЕМЕЛЬ

Рекультивация земель это весь комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности нарушенных промышленностью территорий с последующим использованием их по разному назначению (ре - повторное; культивация - использование, культивирование). Образно говоря, это возвращение к жизни разного рода "индустриальных пустынь".

Восстановление территорий осуществляется в следующих четырех направлениях: для сельхозиспользования (земледелие, садоводство); под лесные насаждения; под водоемы; для жилищного и капитального строительства.

Рекультивация обычно делится на два этапа: горнотехнический (культурно-технический) и биологический.

Горнотехнический этап состоит в подготовке территории: планировка отвалов, насыпка плодородных грунтов, выравнивание, засыпание, нивелировка и обустройство территории, создание подъездных путей и т.д. На этом этапе используют только технику.

Биологический этап заключается в восстановлении нарушенных земель путем посадки древесных и кустарниковых пород, посева дикорастущих трав или выращивания сельскохозяйственных культур.

Объекты рекультивации: выемки карьеров, породные отвалы шахт и карьеров, хвостохранилища обогатительных фабрик, золоотвалы, отвалы металлургического шлака, выемки и насыпи вдоль дорог, отвалы вдоль каналов и др.

Сельскохозяйственная рекультивация осуществляется двумя путями: с нанесением почвенного покрова (что лучше) и без использования почв для покрытия пород. Следует иметь в виду, что нередко почву для такой операции брать негде, потому крайне важно при строительных работах, отведении участков под отвалы и в других случаях предварительно снимать почвенный покров. Потом эту почву можно использовать для рекультивации или для улучшения используемых земель.

Рекультивация без землевания (без нанесения почвенного слоя) дает худшие результаты, вместо почвы используются потенциально плодородные породы (лессовидные суглинки и др.). На таких землях вначале выращивают многолетние травы (часто с внесением удобрений), через восемь лет под многолетними травами образуется перегнойный горизонт в несколько сантиметров, после чего уже можно выращивать некоторые сельскохозяйственные культуры.

На территории нашего края много объектов, подлежащих рекультивации: это и терриконы (определенный опыт в их озеленении накоплен), и шламонакопители содовых заводов, территории, занятые отходами теплоэлектростанций, обогатительных фабрик, металлургических заводов и другие промышленные пустыри.

5. ОХРАНА ЗЕМНЫХ НЕДР

Термин недра шире, чем полезные ископаемые. Под этим словом понимают часть природной среды, которая находится под земной поверхностью, включая минералы и горные породы, выходящие на поверхность земли. Их залежи составляют основу минеральных и энергетических ресурсов любой страны.

Полезные ископаемые есть в Украине, есть они и в Донбассе. Основное богатство нашего края - каменный уголь, именно поэтому Донбасс стал одним из основных центров угольной и металлургической промышленности. Этим не исчерпывается перечень ископаемых. Известные в нашем крае месторождения ртутной руды - киновари - разрабатываются в Никитовке (Донецкая область). В Донбассе находятся крупнейшие в Украине залежи соли. Сейчас эксплуатируются три месторождения: Славянское, Артемовское и Новокарфагенское. Часть соли идет на пищевые потребности, часть используется для получения соды и других веществ. В Донбассе много залежей различных известняков, используемых как в промышленности, так и в строительстве. На Амвросиевском месторождении добывается мергель, в районе Артемовска - гипс.

Минеральные ресурсы относятся к исчерпаемым, невозобновимым природным ресурсам (исключение составляют некоторые соли и торф).

Эксплуатация газовых месторождений и нефти будет продолжаться 50-100 лет, каменного угля - 200-300 лет. Обеспеченность Украины собственными ресурсами: нефть - 8 %, газ - 20 %, уголь - 80-100%. В целом обеспеченность собственными энергетическими ресурсами составляет около 40 %.

Необходимость охраны недр диктуется не только исчерпаемостью запасов полезных ископаемых, но и тем, что разработка месторождений и переработка полезных ископаемых влияют на состояние других природных ресурсов - почвенного покрова, подземных и поверхностных вод, леса и другой растительности, атмосферного воздуха и т.д.

Пути рационального использования и охраны невозобновимых природных ресурсов отличаются от использования и охраны возобновимых ресурсов и включают комплексное использование полезных ископаемых: борьбу с потерями при добыче, транспортировке и переработке сырья и утилизацию отходов его переработки.

В Украине ежегодно добывается 2.3 млрд. тонн горной массы, а отходы ее переработки превышают 1.5 млрд. тонн в год. Доля вторичных ресурсов в общем объеме переработанного сырья составляет сейчас лишь несколько процентов.

Хотелось бы специально остановиться на некоторых проблемах угледобывающих районов и их обострения вследствие закрытия шахт. Только в Луганской области закрыли 77 шахт и 1 обогатительную фабрику. При закрытии шахт преимущество отдают их физической ликвидации. Работы по решению экологических проблем, созданию рабочих мест и другим остросоциальным вопросам "Укруглереструктуризацией" финансируется по остаточному принципу, что привело к обострению социальных и экологических проблем. Одна из таких проблем - проблема водоснабжения. За последнее время прекратили свое существование десятки колодцев и источников в Селезневском, Лисичанском и Алмазно-Марьевском геолого-промышленном районах. Закрытие только 34 шахт угрожает подтоплением 25 кв. км, площадь подработанной территории превышает 400 кв. км. Площадь территории, составляющей опасность выброса метана, равна 33 кв. км, а территория возможных деформаций земной поверхности - 17 кв. км.

В настоящее время в г. Краснодоне уже подтоплено около 650 жилых строений. В Стахановском регионе в зону подтопления попадает более 2 тыс. зданий, водозаборные сооружения и системы канализации. Продолжается подтопление жилых и производственных строений в поселках Урало-Кавказ, Малый Суходол, Шелковый проток, Лозовая Павловка и др. Прекращение сброса шахтных вод из закрываемых шахт ведет к необратимому загрязнению и засолению подземных водных горизонтов.

Поднимаясь на поверхность, шахтные воды приводят к заболачиванию местности, попадают в ближайшие реки. Уже сегодня наблюдается изменение гидрологического и гидрохимического режима рек Ольховая, Санжаровка, Большая Каменка, Лугань и др., многие из которых являются основным источником хозяйственно-питьевого водопользования в углепромышленных регионах. При затоплении шахт под давлением воды происходит проникновение на поверхность рудничной атмосферы, обогащенной метаном, что приводит к насыщению им подвалов, зданий, колодцев и т. п. А ведь он очень взрывоопасен. Только в Стахановском регионе в результате закрытия шахт им. Ильича, Брянковская и Центральная-Ирмино этой опасности подвержена площадь в 2500 гектаров, на которой расположено 1870 жилых и 283 производственных и административных зданий. В 78 из них выявлено наличие метана.

Лекция 3

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОХРАНЫ ПРИРОДЫ

1. Оптимальное соотношение преобразованных и непреобразованных территорий

2. Трофические взаимосвязи в природе

3. Примеры отрицательных последствий уничтожения аборигенных видов и интродукции

1. ОПТИМАЛЬНОЕ СООТНОШЕНИЕ ПРЕОБРАЗОВАННЫХ И НЕПРЕОБРАЗОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Преобразованные территории это территории, измененные человеком, а непреобразованные, соответственно, - не измененные. Но когда мы говорим о нашем регионе, Донбассе, то совершенно очевидно, что у нас практически нет непреобразованных территорий, где не ступала нога человека, - человек «наследил» везде. Поэтому при делении территорий на преобразованные и непреобразованные нужны иные критерии.

В понятие преобразованных территорий мы вкладываем экологически вредные территории, где действия человека наносят вред природе, непреобразованными территориями - территории, которые в целом положительно сказываются на экологической обстановке.

К преобразованным территориям мы относим все сельскохозяйственные угодья (пашню, сенокосы, пастбища, многолетние насаждения (сады, виноградники)), территории под населенными пунктами территории, занятые аэродромами, дорогами, в том числе и железными дорогами, то есть инфраструктурой, индустриальные пустыри (терриконы, отвалы шлака доменного производства, карьеры, оставшиеся после добычи полезных ископаемых открытым способом, свалки).

Эрозия происходит на пахотных землях, а не в лесу.

Сады и виноградники сходны с лесом, но при их содержании в огромном количестве используют ядохимикаты.

Непреобразованные территории Луганской области

Непреобразованные территории	В наличии, %	Должно быть, %
Леса	11	25-30
Природно-заповедный фонд	3.4 % (недавно 0.1)	3-5 (15)
Неудобья	7-8	-

В Украине в среднем лесов 14%.

Во времена царствования Екатерины II лесистость нашей территории составляла около 46 %, в Западной Европе леса около 30%. Даже Япония имеет более 3 % заповедных территорий.

Чтобы заповедник или другая охранная территория могла выполнить свои функции, она должна быть достаточно большой, в противном случае в ее центре будет не та обстановка, которая должна быть на нетронутой территории. Все загрязнения антропогенного характера будут попадать на заповедную территорию и в какой-то степени влиять на нее. За последние годы площадь заповедных территорий увеличилась почти в 5 раз (за счет создания заказников местного значения, памятников природы, парков-памятников садово-паркового искусства и др.), хотя проблема их охраны до конца не решена.

В Украине в целом около 6 % заповедных территорий.

В США 7 % заповедных территорий.

Неудобья в Донбассе составляют 7-8 %. Здесь речь идет о таких территориях, которые человек, может быть, и хотел бы использовать, но не может: крутые склоны оврагов и балок, выходы коренных пород (камни, скалы и др.). Территория, которую не может использовать человек, хорошо сказывается на экологической обстановке, потому что это последнее убежище дикорастущих растений и диких животных.

Анализируя данные таблицы, можно отметить следующее. Лесов должно быть 25-30 %. К ним прибавим 3-5 % особо охраняемых природных территорий, получается 28-35 %. А если добавим еще 7-8 % неудобий, то в итоге будет 35-43 %. Округляем и запоминаем, что непреобразованные территории в нашем регионе должны составлять около 40 %, а преобразованные, соответственно, 60 %. Но в Донбассе распаханность составляет 70 % от общей площади с.-х. угодий.

Общий вывод: мы далеко отошли от научно рекомендованных норм, которые составлены так, что если за них не выходить, то будет сохраняться нормальный гидрологический режим, постоянный климат.

2. ТРОФИЧЕСКИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ В ПРИРОДЕ

Когда мы говорим о биологических системах разной степени сложности, вплоть до биосферы в целом, то имеем в виду, что все в природе взаимосвязано. Основные связи - пищевые (трофические), то есть пищевые цепи.

A > B > C > D > E

Вид B существует за счет вида A, используя его в пищу. Вид C существует за счет вида B и т.д.

Допустим, мы уничтожили из лучших побуждений вид С, потому что он нам вредит.

A > B > C > D > E

Вид D лишился корма. Если он монофаг, то он погибнет (а в результате и все виды, расположенные правее). Если он полифаг, то численность его может уменьшится, так как он лишится части корма, могут также пострадать виды, расположенные правее.

Для вида В вид С является регулятором численности (то есть его естественным врагом). Если вид С исчезнет, вид В может очень сильно размножиться.

Таким образом, уничтожение одного вида грозит нарушением всей биологической системы. Во-первых, пострадают все виды, расположенные правее. Во-вторых, может катастрофически размножиться вид, находящийся перед этим видом.

Рассмотрим другую ситуацию. Допустим, мы внесли (интродуцировали) в эту систему какой-то новый вид, например, вид С1.

Может ли такой вид у нас прижиться? Может. Но он должен чем-то питаться. Если он похож на вид С, то скорее всего будет использовать в пищу вид В. Но тогда получается, что появился новый конкурент - вид С1. И аборигенный вид С может либо исчезнуть, либо резко сократиться в численности и опять же потянуть за собой все виды, расположенные правее, связанные с ним в пищевой цепи. Новый вид С1 будет не только конкурировать в пищевом отношении, но и реально займет какую-то территорию.

У вида С, как правило, есть враги, которые регулируют их численность. А мы вдруг завозим вид, у которого регулятора нет. Если вид С1 от бескормицы может начать питание с вида В, которого на его родине нет, то это вполне естественно. Но надеяться, что наш вид D “сойдет с ума” и начнет есть новый вид C1, не стоит - для этого нет достаточных оснований. Обычно создается следующая ситуация. Новый вид C1 теснит наш вид C и, кроме того, сам может катастрофически размножиться, потому что на новом месте он не имеет регулятора своей численности.

Из выше сказанного следует два общих следствия:

1 - нельзя полностью уничтожать ни один местный вид;

2 - нельзя добавлять (за редким исключением) в местную биологическую систему чужие виды (введение новых видов называется интродукцией).

3. ПРИМЕРЫ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ УНИЧТОЖЕНИЯ АБОРИГЕННЫХ ВИДОВ И ИНТРОДУКЦИИ

водный ресурс почва защита

В 60-х годах в Китае у власти стоял Мао Цзе Дун, народ Китая жил в те времена впроголодь, по лозунгу: "10 лет напряженного труда - 1000 лет счастья". Вождь Китая думал о том, как прокормить свой народ. И в какое-то время он вспомнил, что воробей клюет зернышки. А раз клюет зернышки, значит какую-то часть выращенного людьми зерна поедают воробьи. Сколько воробьев в Китае и сколько они поедают - это могут сказать только специалисты. Академия наук в Китае была и есть, и зоологи ее в то время получают срочное задание ответить на возникший вопрос: сколько в стране всего воробьев? К чести зоологов Китая, они это знали. Тогда поставили другой вопрос. А сколько воробей поедает зерна? Оказывается, зоологи и это знали и доложили Мао Цзе Дуну - получилось очень внушительное число. Естественно, Мао пришел в негодование: китайцы голодают, когда воробьи так много съедают! Надо уничтожить воробьев, и китайцы будут жить гораздо лучше.

Возможно, Мао Цзе Дун, не догадывался, что нельзя уничтожать аборигенные виды. Хотя это было известно еще со средины ХІХ века, подсказать это ему никто не решился. В общенациональном масштабе была поставлена государственная программа по повсеместному уничтожению воробья. И эту программу китайцы выполнили!

В один день в Китае перестал существовать местный вид «домовой воробей». В пору было радоваться, но на следующий год в Китае появились личинки листогрызущих насекомых, наносящих огромный урон сельскому хозяйству. Страна не могла тогда приобретать в больших количествах ядохимикаты, потому что они стоили больших денег. Вначале правительство хотело отнести это к проискам внешних врагов, как тогда было принято. Но зоологи страны, рискуя своей жизнью, объяснили вождям, что это хорошо известный местный вид, но сильно размножившийся. И зоологи оперативно изучили меню воробья и выяснили, что это насекомое никто из местных птиц, кроме воробья, не использует в пищу, оно было в Китае фоновым видом, и численность его сдерживал только воробей. Как только воробья не стало, все произошло по вышеуказанной схеме (2). То есть, если уничтожить вид B, то катастрофически расплодится расположенный выше вид А. Все точно так и вышло.

Когда стало ясно, что случилось это из-за уничтожения воробья, перед правительством встала новая задача, решить которую можно было только двумя способами: либо восстанавливать численность воробья в старых местах обитания, либо использовать для борьбы с размножившимся вредителем большие количества ядохимикатов. Второй способ может и не помочь, потому что ядохимикаты могут быть и не эффективными именно против этого насекомого. Тогда получили приказ военные. И с самолетов, и с вертолетов ВВС над Китаем разбрасывали воробьев, завезенных из Пакистана. Воробьи начали быстро размножаться, и на следующий год численность вредителя пошла на убыль, а еще через год это насекомое уже перестало быть вредителем.

Второе следствие гласит, что нельзя добавлять новые виды в нашу флору и фауну. Во многих еще живет зуд "улучшателя природы", который идет от И.В. Мичурина: "Мы не можем ждать милостей от природы, взять их у нее - наша задача!", "Мы - преобразователи природы!". И в это преобразование он включал, в частности, интродукцию и акклиматизацию чуждых нам видов растений и животных. Когда начинают анализировать результаты интродукции, то выясняется, что примеров удачной интродукции и акклиматизации крайне мало.

Известно, что все наши карантинные сорняки - пришельцы. Например, амброзия полыннолистная завезена к нам из Америки. Там у нее много врагов, которые ее сдерживают, в частности есть амброзиевый долгоносик. В Ставрополье завезли амброзиевого долгоносика, он уже потеснил амброзию, и ареал его расширяется. А когда амброзию съест, за что примется? Быть может, за какое-то культурное растение? Новый вид долгоносика ввозить также нельзя, как и ввозить саму амброзию, потому что затем нам придется ввозить уже врага долгоносика, а потом врага этого врага, и это - бесконечный процесс.

Если взять всех наших карантинных вредителей, то они тоже все иноземцы. Например, колорадский жук у нас стал большой проблемой, а в США этот вредитель не создает проблем. И не потому, что американцы против него используют в больших количествах ядохимикаты, просто он живет у них на диких пасленовых. Америка - родина видообразования пасленовых, центр их происхождения. В США нет проблем с выращиванием картофеля, так как его жук будет использовать только тогда, когда не будет пасленовых «дикарей». Когда колорадского жука завезли к нам, то, поскольку у нас привычной для него пищи нет, он принялся за картофель. Случайно завезя в Европу колорадского жука, не завезли его американских врагов, и жук катастрофически размножился. Есть ли у нас враги колорадского жука? Есть, это утки и фазаны. Но фазаны летом не идут на картофельные поля, а если выпустить на поле голодных уток, то там и картофеля почти не останется. Надежды на решение задачи по защите картофеля от колорадского жука теперь связывают с созданием путем трансгенных устойчивых сортов.

У нас мало кто знает лук-порей, один из культивируемых луков. Завезли его в Австралию, и стал он там карантинным сорняком, да еще растет до двух метров в высоту.

В Австралию попали кролики. И вскоре стали национальным бедствием, потому что у них нет серьезных врагов. На первый взгляд, это не проблема. Надо стрелять кроликов, мясо употреблять в пищу, а из шкурок шить шапки. Но в Австралии никто и никогда этого делать не будет, потому что там, как и в США, и в странах Западной Европы, кролики относятся к дичи, к мясу - говядину, свинину и баранину, а из птиц едят только индейку и курицу. Все остальное считается дичью, то есть экзотами. Кто-то их ест, а кто-то считает, что они вообще не годятся в пищу. Тем более никто никогда не станет шить меховые изделия из кролика, так как их мех очень непрочный.

В Австралии пытались сдерживать распространение кролика, но ничего из этого не получилось. Тогда через всю Австралию выстроили забор из сетки, которую частично еще и в землю закопали. В книге французского автора Ж. Дорста "До того, как умрет природа" есть фотографии тех времен: забор, а перед ним множество кроликов, а за забором - много сочной, густой травы. Потом каким-то образом кролики все же проникли через сетку и повсеместно расплодились.

В настоящее время идет борьба биологическими методами (микроорганизмами, вызывающими массовые заболевания у кроликов), а также взрывчаткой, которую закладывают в норы.

Что же завезли намеренно?

Так завезли американскую норку, рассчитывая дополнительно получить много меха, поскольку наша норка маленькая, а американская гораздо крупнее. Механичность мышления иногда просто потрясает, потому что авторам проекта интродукции следовало подумать, куда же денется европейская норка, ведь американская будет с ней конкурировать. Допустим, это они не предусмотрели. Но разве можно считать, что чем крупнее животное, тем больше оно даст продукции. Оно-то крупнее, но для него надо больше пищи. Получается, что там, где жили 3-5 европейских норок, теперь будет жить одна американская.

В результате интродукции американская норка распространилась повсеместно в Европе и Азии, вытеснила европейскую норку, поэтому пришлось организовать заповедник по охране европейской норки на острове Кунашир в Курильской гряде (который Япония считает своим), потому что только на этом острове не было американской норки. Последствия интродукции американской норки неутешительны.

Такая же история случилась с ондатрой и нутрией, которые оказались сильными конкурентами местного выхухоля, который в результате оказался в Международной Красной книге.

Кто-то завез к нам из Африки каких-то пчел для селекционной работы, а с пчелами завез нового для нас клеща. В результате пчеловодство подорвано, сведено почти на нет из-за клеща, которого раньше здесь не было. Завезли африканских пчел в Америку, они скрестились с местными видами, и теперь рои этих агрессивных пчел нападают на людей в городах, это стало большой, серьезной проблемой.

Одна история просто анекдотична. В 80-м году ХХ века по телевидению показывали передачу о научных исследованиях. Известно, что у физиологов, работающих с животными, в качестве лабораторного объекта используется обыкновенный прусак, и не в последнюю очередь потому, что он хорошо размножается. В многоэтажных домах, особенно в общежитиях, его можно встретить почти повсеместно. К нему можно подключать электроды и наблюдать за его действиями. Но специалисты считают, что наш прусак все же мелковат. И вот один ученый завозит южноамериканских тараканов размером примерно со спичечный коробок, показывает их перед телекамерой в стеклянной посуде. Но любая стеклянная емкость может разбиться. Рано или поздно емкость разобьется, южноамериканские тараканы появятся в природе, и неизвестно, как они себя поведут. Так и случилось: тараканы попали на волю. И сейчас в студенческих общежитиях г. Харькова эти насекомые не редкость. Бороться с южноамериканскими тараканами так же трудно, как и с нашими прусаками, но неприятностей огромные южноамериканские тараканы доставляют жильцам гораздо больше. «Иноземец» в природе жить пока отказывается, но хорошо себя чувствует в общежитиях и квартирах.

Размещено на Allbest.ru

...