WWW.DOC.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Различные документы
 

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«Разработчики: доцент Серова Е.Ю., профессор Дрикер Б.Н. ЭКОЛОГИЯ Курс лекций, лабораторно-практических занятий и контрольных мероприятий Для студентов ...»

-- [ Страница 2 ] --

Случайное размещение встречается в природе наиболее часто и наблюдается как среди растений, так и среди животных. Особи при этом распределены неравномерно, расстояния между ними неодинаковы, поэтому их встречи носят достаточно случайный характер.

Групповое размещение выражается в образовании группировок особей, между которыми имеются значительные незаселенные территории (многие млекопитающие, колонии насекомых и птиц, осоковые кочки на болотах).

Рис. 4.2. Типы пространственного распределения особей в популяции:

а - равномерное; б - случайное; в — групповое Как правило, особи одной и той же популяции, находящиеся на большом географическом пространстве, образуют Смешанное из отмеченных трех типов пространственное распределение.

При рассмотрении пространственной структуры популяции животных важное значение имеет степень привязанности к территории. При этом выделяют два основных образа жизни: оседлый и кочевой.

При оседлом образе жизни, как правило, наблюдается интенсивный тип использования территории. Отдельные особи или группировки в этом случае в течение длительного времени эксплуатируют ресурсы окружающей среды на достаточно ограниченном пространстве (группы бобров, рыжих полевок, рептилий).

Для популяций, ведущих кочевой образ жизни, характерен экстенсивный тип использования территории. При этом кормовые ресурсы и питьевая вода используются обычно группами особей, постоянно перемещающихся в пределах Обширных территорий (стада северных оленей или африканских слонов).



Каждая популяция характеризуется различной степенью генетического разнообразия особей. Совокупность генов, которыми обладают особи популяции, называется генофондом. Чем более разнороден и богат генофонд популяции, тем выше ее экологическая пластичность. Особи, входящие в состав популяции, неравноценны по своим функциям, генетическому вкладу и соответственно по своим индивидуальным свойствам. В этом заключается одна из особенностей функционального структурирования популяции.

Совокупность всех генов, находящихся в хромосомах организма, называется генотипом. Это зашифрованная программа, управляющая процессом развития и обеспечения жизнедеятельности организма. На развитие и жизнедеятельность организма оказывают воздействие экологические факторы, поэтому в любой популяции отсутствуют особи, абсолютно идентичные по своим признакам и свойствам. Совокупность всех признаков организма, представляющих собой результат взаимодействия генотипа с окружающей средой, называют фенотипом.

Универсальным свойством всего живого, от микроорганизмов до высших растений и животных, является способность к мутациям. Мутации — это наследуемые изменения генетических программ, приводящие к изменению определенных признаков организма. Они проявляются в фенотипе взрослого организма, поскольку индивидуальная генетическая программа его развития от момента оплодотворен и до смерти отличается от генетических программ других особей популяции.

Важнейшим фактором эволюции популяций является индивидуальный естественный отбор — отбор наиболее приспособленных к среде особей, т.е. тех, у которых мутации повысили ycmoйчивость организма к экологическим факторам среды.

Изменения условий окружающей среды вызывают соответствующие адаптивные перемены и в пространственно-функциональной структуре популяций. Так, пятнистые гиены| образуют кланы до 100 особей в том случае, когда передвижение объектов их охоты (копытных животных), например в предгорьях, ограничено. На равнинах, где гиены должны перемещаться за стадами копытных животных на большие расстояния таких кланов не отмечено.





Таким образом, пространственное и функциональное структурирование популяции обеспечивает ее бесперебойное функционирование.

Естественные популяции не являются статически неизменными системами. В любой популяции происходят сложные| динамические процессы.

Наиболее важными показателям характеризующими эти процессы, являются рождаемость и смертность.

Рождаемость — это интенсивность восполнения популяции за счет размножения. В экологии различают максимальную рождаемость — при оптимальных значениях экологических факторов, воздействующих на организм. В этом случае размножение организмов сдерживается их физиологическими особенностями. Для определенной популяции величина максимальной рождаемости колеблется в незначительных пределах, т.e. является практически постоянной.

В реальных условиях реализованная (экологическая) рождаемость значительно ниже, поскольку вся совокупность экологических факторов, воздействующих на организм, никогда не может быть оптимальной. Для оценки реализованной рождаемости используют индекс рождаемости Rb, который равен отношению числа новорожденных особей я за единицу времени к количеству особей в популяции N.

Смертность — это интенсивность гибели особей в популяции. Она характеризуется индексом смертности Rd, равным отношению числа умерших или погибших особей т за единицу времени к количеству особей в популяции N. Смертность в популяции может быть физиологической, когда особи реализуют весь генетически определенный цикл жизнедеятельности организма, и экологической, когда часть особей умирает под воздействием факторов окружающей среды, не достигнув предельного возраста.

Вместе с рождаемостью смертность определяет характер изменения численности популяции. При Rd Rb наблюдается рост популяции, при Rd Rb — происходит снижение численности особей в популяции. Если Rd = Rb, то происходит стабилизация численности.

Наблюдения показывают, что численность большинства видов может быть постоянной достаточно длительное время. В эволюционных масштабах такое равновесие сформировалось (из-за согласованности рождаемости и смертности, называемой регуляцией численности популяции.

Например, кладка рыбы-руны содержит до 300 млн. икринок, но эта икра доступна для поедания другими животными, в то же время акулы откладывают всего несколько яиц в сезон, но эти яйца защищены плотной оболочкой.

Многочисленными исследованиями установлено: чем выше забота о потомстве, тем ниже у таких видов смертность в раннем возрасте и соответственно ниже рождаемость. Кроме того, у видов, выкармливающих свое потомство, рождаемость в большей степени зависит от возможности обеспечить выводок кормом. Также известно, что рождаемость связана со средней продолжительностью жизни, свойственной данному виду: у долгоживущих видов рождаемость ниже.

В современной экологии выделяют две группы факторов обеспечивающих регуляцию численности популяции: 1) факторы, не зависящие от численности популяции; 2) фактор связанные с численностью популяции.

К первой группе относится комплекс абиотических экологических факторов, которые в своем воздействии на организмы реализуются через составляющие климата и погоды. Эти факторы действуют на уровне организма, поэтому результат их воздействия не зависит от таких показателей популяции как численность и плотность населения. Организмы могут только адаптироваться к этим факторам, но не в состоянии их изменить.

Так, если наблюдается суровая зима при небольшой толщине снежного покрова, то к весне численность в популяциях мелких грызунов окажется достаточно низкой, даже если к началу зимы плотность была высокой.

Аналогичная закономерность характерна и для растений.

При некоторых условиях абиотические факторы могут действовать и косвенно, например, через изменение кормовых и других условий. Так, при длительной засухе наблюдается пересыхание водоемов, которое приводит как к массовой гибели водных организмов, так и к уменьшению растительных кормовых ресурсов.

Климатические факторы, носящие циклический характер также могут быть причиной изменений численности. Установлено совпадение циклов изменения численности грызунов 11-летними циклами солнечной активности.

Характер влияния факторов, зависящих от численности популяции (факторы «авторегуляции»), существенно отличается от уже рассмотренных. Это выражается во взаимовлиянии популяций различных видов друг на друга. Регуляция при этом осуществляется по кибернетическому принципу регулирования системы с обратной связью. Экспериментальные исследования в этой области показывают, что популяцию при этом можно рассматривать как колебательное звено с отрицательной обратной связью, поэтому численность популяции колеблется возле оптимального значения в данных условиях.

При формировании циклов численности большое значение имеют отношения потребителя к пище. Высокая обеспеченность пищей ведет к росту рождаемости и снижению смертности, в результате численность популяции растет. Это в свою очередь приводит к увеличению потребления кормовых ресурсов и снижению их объемов. Так, выедание растительности ведет не только к сокращению ее количества, но и к изменению ее качества — снижению удельного содержания фосфора, кальция, белка и т.д.

При этом также снижаются защитные функции растительности как места укрытия от хищников. В результате с некоторым запаздыванием (как это и должно быть в автоматической системе регулирования с колебательным звеном) численность популяции уменьшается, снижается давление на растительность и ее объем возрастает. Численность популяции начинает возрастать, и цикл повторяется снова. Классическим примером таких взаимоотношений являются циклы изменений численности норвежского лемминга, отличающиеся катастрофическими выеданиями тундровой растительности. В результате происходит массовая миграция и гибель большого числа этих животных.

Наиболее четко циклы изменения численности прослеживаются в условиях взаимоотношений хищников с жертвами. При этом они оказывают взаимное влияние на численность и плотность особей в обеих популяциях. При отсутствии влияния других факторов происходят повторяющиеся колебания численности обеих популяций, причем изменения численности хищника отстают по фазе от колебаний численности жертвы.

На численность животных существенное влияние оказывают эпизоотии (массовые инфекционные заболевания животных). При увеличении плотности особей в популяции облегчается передача возбудителей болезней от одной особи другой и повышается смертность. Снижение численности особей до определенного значения приводит к прекращению переноса возбудителей болезней, при этом в выжившей части копуляции сохраняются особи, приобретшие иммунитет. Они являются хранителями возбудителя до следующей вспышки.

Схожие явления наблюдаются и в растительном мире при массовых инфекционных заболеваниях растений).

В результате хозяйственной деятельности человека образовались природно-антропогенные популяции. Так, популяция колорадского жука связана с выращиванием картофеля. В мерах обитания человека, размещения отходов жизнедеятельности возникают популяции грызунов и насекомых (мухи, тараканы, мыши, крысы и т.д.). Они могут быть возбудителями и переносчиками опасных инфекционных заболеваний, т.е. выступать в качестве опасных экологических факторов.

В последние 100—150 лет человек оказывает существенное влияние на многие природные популяции, причем, как правило, в сторону уменьшения их численности. При низкой численности популяций уменьшается вероятность скрещивания, ухудшаются показатели естественного отбора.

Это относится как к животному, так и к растительному миру.

Виды, находящиеся под угрозой исчезновения, заносят в Красную книгу. Эти виды находятся под особой охраной государств и международных организаций. Начало созданию Красной книги положено в середине прошлого века. В 1948 г. по инициативе ЮНЕСКО был образован Международный союз охраны природы и природных ресурсов, который провел большую работу по выяснению численности тех видов животных и растений, которым угрожает исчезновение. К настоящему времени издано пять томов международной Красной книги.

В СССР Красная книга была учреждена в 1974 г., первое ее издание состоялось в 1978 г.

4.2. Биоценоз В процессе жизнедеятельности популяции, относящиеся к различным видам и заселяющие общие места обитания, неизбежно вступают во взаимоотношения. Это связано с питанием, совместным использованием жизненного пространства и др. В результате формируются многовидовые сообщества - биоценозы (от греч. bios - жизнь, koinos - общий). Биоценоз это сочетание популяций растений, животных, микроорганизмов. взаимодействующих друг с другом в пределах данной среды обитания и образующих тем самым особую живую систему со своим собственным составом, структурой, взаимоотношениями со средой, развитием и функциями. Это определение принадлежит американскому экологу Р. Уиттекеру и считается наиболее полным.

Биоценоз представляет собой более высокий уровень opганизации живой материи в иерархии функционально-энергетического ряда по сравнению с популяцией. Составным частями биоценоза являются фитоценоз (от греч. phyton — растение) — совокупность популяций растений, зооценоз (от греч. zoon — животное) — совокупность популяций животных, микоценоз (от греч. mikros — гриб) и микробоценоз (от гр| mikros — малый) — совокупность популяций грибов и микроорганизмов. Биоценоз является эволюционно сложившейся формой организации живых организмов биосферы. Это открытая система, и она не занимает четко ограниченных областей. Зачастую различные биоценозы настолько переплетены, что определить их границы принципиально невозможно.

Каждому биоценозу соответствует зона с однородными абиотическими экологическими факторами, называемым биотопом (от греч. topos — место). Биотоп представляет собой Естественное, достаточно однородное жизненное пространство биоценоза. Тесное взаимодействие между биоценозом и биотопом основано на постоянном обмене энергией, веществом и информацией.

Многие авторы отождествляют понятия «биотоп» и «местообитание». Местообитание — это совокупность абиотических и биотических условий, в которых проживает особь или популяция. Оно является компонентом экологической ниши, поэтому по сравнению с местообитанием биотоп является более широким понятием — это абиотическая среда биоценоза.

Географические границы биоценоза устанавливают по фитоценозу, который легко распознается. Так, фитоценозы болот легко отличаемы от лесных фитоценозов. Фитоценоз является основополагающим компонентом биоценоза, поскольку он определяет видовой состав зооценоза, микоценоза и микробиоценоза. Они могут выполнять свои функции только При использовании ресурсов фитоценоза и под его защитой, Поэтому при решении задач охраны природы в первую очередь Необходимо восстанавливать фитоценозы.

Любой биоценоз — это сложная система, состоящая из большого числа популяций различных видов, которые эволюционно сформировались и способны существовать совместно конкретных условиях неорганической окружающей среды. Эта система имеет определенную структуру, для нее характерны суточная, сезонная и многолетняя динамика, а также отношение между организмами различных видов и между организмами и биотопом.

Учитывая изложенное, российские и белорусские экологи определяют биоценоз как исторически сложившуюся совокупность всех популяций, принимающих существенное участие ® функционировании данной экосистемы. Так, личинки комаров живут в водоемах и являются пищей для рыб, участвуя тем самым в жизнедеятельности данного биоценоза. Во взрослом состоянии эти популяции являются членами сухопутных биоценозов.

Поддержание структуры и функций биоценозов зависит от взаимодействий популяций и отдельных организмов, связанных в одну многомерную сеть. Уменьшение численности насекомоядных птиц из-за неумеренного использования ядохимикатов приводит к росту популяций насекомых и червей, поедающих листву и древесину деревьев. В результате гибнут целые участки леса.

По участию в биогенном круговороте веществ в биоценозе имеется три группы организмов: продуценты, консументы и редуценты.

Продуценты (производители) — автотрофные (самопитающиеся) организмы, способные производить (синтезировать) сложные органические вещества из простых неорганических соединений.

Существует два вида таких организмов: фотосинтезирущие и хемосинтезирующие. Фотосинтезирующие организмы синтезируют органические соединения из СО2 Н2О и минеральных веществ, используя при этом солнечную энергию. К таким организмам относятся зеленые растения, водоросли и некоторые бактерии.

Хемосинтезирующие организмы осуществляют синтез органических соединений за счет энергии, получаемой при окислении аммиака, сероводорода, железа и т.д. Хемосинтез наблюдается в подземных условиях, глубоководных зонах Мирового океана. По сравнению с фотосинтезом он играет незначительную роль в первичном производстве органических веществ, хотя роль этого процесса в круговороте химических элементов в биосфере достаточно велика.

Общее количество биомассы органического вещества, синтезированного продуцентами, является валовой первичной продукцией. Часть синтезированной биомассы в процессе жизнедеятельности растений расходуется на собственные нужды. Оставшаяся часть называется чистой первичной продукцией, которая служит источником питания для организмов следующего трофического уровня (от греч. trophe - пища, питание) — консументов.

Консументы — гетеротрофные (от греч. heteros - другой) организмы (животные, значительная часть микроорганизмов, насекомоядные растения), использующие в качестве источника питания органические вещества, произведенные другими организмами. Консументы образуют трофические уровни ( более трех-четырех).

Консументы I порядка — организмы, являющиеся непосредственными потребителями первичной органической продукции. В общем случае это растительноядные животные (фитофаги). Часть пищи они используют для обеспечения процессов жизнедеятельности, оставшаяся трансформируется в новые органические вещества, называемые чистой вторичной продукцией.

Консументы II порядка — это животные с плотоядным типом питания (зоофаги). Как правило, к этой группе относят всех хищников независимо от того, является ли жертва фитофагом или зоофагом. Зоофаги характеризуются специфическими приспособлениями для питания. У многих зоофагов аппарат рта приспособлен к схватыванию и удержанию пищи, а иногда — к разрушению защитного покрова. В некоторых случаях способ добывания пищи крайне необычен. Так, хищные моллюски разрушают раковины жертв с помощью минеральных кислот, вырабатываемых специальными железами.

Консументы III порядка — это животные: паразиты и сверхпаразиты. В самом общем случае паразитизм отличается от хищничества тем, что паразит не убивает свою жертву (хозяина), а длительное время питается за его счет и проживает в нем или на нем. Так, рыбы-прилипалы, присасываясь к акуле, перемещаются вместе с ней в пространстве и питаются остатками ее пищи. К сверхпаразитам относятся те организмы, хозяева которых сами ведут паразитический образ жизни.

Редуценты (от лат. reducentis - возвращающий, восстанавливающий), или деструкторы - организмы, разлагающие мертвое органическое вещество и превращающие его в неорганические вещества. К редуцентам относятся бактерии, грибы, простейшие, т.е. находящиеся в почве гетеротрофные микроорганизмы. Упомянутые неорганические вещества могут снова вовлекаться растениями в круговорот веществ, таким образом, замыкая его.

4.3. Пищевые цепи. Экологические пирамиды В процессе питания энергия и вещество, содержащиеся в организмах одного трофического уровня, потребляется организмами другого уровня.

Перенос энергии и вещества от продуцентов через ряд гетеротрофных организмов в процессе питания называется пищевой цепью. Рассмотрим некоторые примеры. Простейшая океанская пищевая цепь содержит фитопланктон (первое звено), планктонных ракообразных (второе звено) и заканчивается китом (третье звено), который добывает их из воды путем ее фильтрации. Интересна пищевая цепь лугового биоценоза. Бабочка, питающаяся нектаром цветка (первое звено), представляет собой второе звено в цепи питания и в свою очередь служит пищей для стрекозы (третье звено). Стрекозу ловит лягушка (четвертое звено), которая является добычей для ужа (пятое звено), а уж может стать шестым звеном в цепи питания — пищей для змееяда (семейство ястребиных). Чаще всего кит и змееяд умирают естественной смертью (если не вмешается человек) и затем являются пищей для заключительного звена цепи — редуцентов.

Деление биоценоза на трофические уровни представляет собой довольно упрощенную схему. В действительности взаимоотношения более сложные. Существует много видов со смешанным питанием. Они одновременно относятся к различным трофическим уровням. Видовое разнообразие биоценозов - явление неслучайное. Благодаря этому существу более полное использование ресурсов на каждом трофическом уровне, что обеспечивает надежность и полноту биогенного круговорота веществ.

В природе организмы, питающиеся одним видом пищи (монофаги), встречаются крайне редко. Немногочисленны и олигофаги, набор питания которых представлен небольшим набором видов. Большинство консументов являются полифагами, так как используют в пищу широкий набор кормовых объектов. В результате формируются пищевые сети, содержащие множество цепей питания. Этим обеспечивается непрерывность круговорота веществ, так как всегда возможны нарушения отдельных пищевых цепей.

Различают два основных типа пищевых цепей: выедания (пастбищная) и разложения (детритная). Пастбищная цепь начинается с зеленых растений. Следующим звеном являются растительноядные животные, затем идут хищники и последними — редуценты. Как известно, значительная часть хлорофиллоносных элементов растений в течение года отмирает.

Это опад лиственных и хвойных деревьев, трава. Разложение данной мертвой органики происходит в детритных цепях с помощью особых групп консументов — сапрофагов.

Для наземных биоценозов этот процесс сосредоточен в почве и в подстилке, при этом разложение происходит последовательно. Группы сапрофагов сменяют друг друга в соответствии с присущим им типом питания. Среди животных сапрофагами являются жуки-мертвоеды, кожееды, навозники, личинки некоторых мух, дождевые черви. Некоторые насекомые только механически разрушают мертвые ткани. Все эти организмы готовят субстрат для следующей группы организмов — гриба и бактерий, которые завершают процесс деструкции, разлагая значительно переработанную органику до минералов.

Многие авторы считают, что пастбищная цепь заканчивается консументами, а детритная цепь начинается с разложения любой мертвой органики. На наш взгляд, следуя логике рассуждений крупнейших экологов, рассматривающих биотический круговорот как последовательное преобразование и прохождение вещества из неживой среды через живые организмы опять в неживую среду, рассмотренные уже цепи следует выстроить следующим образом. Пастбищная цепь: продуценты — консументы — редуценты, а детритная цепь: продуценты — редуценты.

Экологические пирамиды. Переход вещества и энергии с одного трофического уровня на другой связан с потерями. На каждом трофическом уровне большая часть поглощаемой энергии используется на поддержание температурного баланса организма и на обеспечение протекания биохимических реакций в самом организме. Следующему организму в пищевой цепи будет передано примерно 10% энергии, полученной от предыдущего. Аналогичные явления наблюдаются и при преобразовании биомассы.

Эта закономерность сформулирована американским зоологом Ч. Элтоном в 1927 г. и изображена графически в виде экологических пирамид.

Различают три типа экологических пирамид: пирамида чисел, пирамида биомасс и пирамида энергий.

Пирамида чисел отражает численность организмов на каждом трофическом уровне. В экологии эта пирамида используется редко из-за сложности, а порой и невозможности выбора масштаба.

Пирамида биомасс — это графическая модель последовательного расположения биомасс популяций естественных экологических систем на каждом трофическом уровне (продуценты, консументы I порядка и т.д.).

Пирамида энергии — численно характеризует энергетические процессы в пищевых цепях. Она позволяет подсчитать коэффициент полезного действия (КПД) каждого перехода потока энергии с одного трофического уровня на другой и КПД всей трофической цепи в целом. Так, КПД перехода от продуцентов к фитофагам равен всего 12,5%.

Известно, что максимальное значение КПД межуровнего перехода энергии может достигать 30%, но во многих случаях эта величина равна всего 1—2%. В 1942 г. Р. Линдеман сформулировал закон, согласно которому только часть энергии ( 10%), поступившей на определенный трофический уровень биоценоза, передается на следующий уровень. Остальная энергия расходуется на обеспечение процессов жизнедеятельности организмов и в конечном итоге превращается в тепловую. Этим объясняется ограниченное число звеньев (пять-шесть) в пищевой цепи любых биоценозов.

4.4. Экосистемы Организмы, популяции, биоценозы не могут существовать без неорганической среды — биотопа. Для живых организмов это не только местообитание, но в той или иной мере «сырьевая база». Таким образом, живая и неживая природа образуют единое целое. Это понимали ученые уже в глубочайшей древности. С развитием экологии как науки встала необходимость в ее элементарной функциональной единице, которая была предложена английским ботаником А. Тенсли в 1935 г. и получила название «экосистема» (экологическая система).

Экосистема является совокупностью живых организмов и неживой среды их обитания с присущими ей экологическими факторами. Экосистемы являются элементарными составными частями биосферы.

Экосистема — это любое сообщество живых организмов, т.е. биоценоз вместе с его физической средой обитания (экотопом), функционирующее как единое целое (т.е. совокупность живых организмов и условий среды).

Различают: 1) микроэкосистемы (лужа, пень, аквариум, муравейник); 2) мезоэкосистемы (озеро, пруд, лес, луг); 3) макроэкосистемы (море, океан, тайга, тундра); 4) мегаэкосистемы (биосфера). Экосистема — понятие широкое и применимо для обозначения естественных (озеро и искусственных (аквариум) природных комплексов. Все при родные экосистемы связаны между собой и вместе образуют живую оболочку Земли, которая рассматривается как глобальная экосистема — биосфера.

Академиком В.Н. Сукачевым (1942) создано учение о биогеоценозе как единстве биоценоза и его биотопа. Биогеоценоз (от греч. биос - жизнь, гео - земля, ценоз - общий) — природный комплекс, включающий различные сообщества (биоценозы в абиотическом окружении и четко ограниченный частью земной поверхности — открытой или под водой. Отличие экосистемы от биогеоценоза состоит в том, что граница биогеоценоза устанавливается по границе фитоценоза (лес, луг) Биогеоценоз — элементарная биотерриториальная единица биосферы. Основа существования биогеоценоза — круговорот веществ в природе (растения — животные — грибы, бактерии и снова растения). Любая экосистема является открытой системой, динамично изменяющейся под воздействием различных внутренних и внешних факторов. Формирование экосистемы (биогеоценоза) начинается с заселения первыми живыми организмами ранее безжизненных территорий. Это лишайники — симбиотические организмы, представляющие самодостаточную систему, состоящую из водорослей и гифов грибов. Лишайники создают «пионерные» (первые) сообщества. Постепенно из их остатков и горной породы формируется почва для заселения растениями. Сначала появляются споровые растения (мхи, папоротникообразные), а после того как почвенные характеристики станут приемлемыми, появляются травы, кустарники, деревья (семенные растения).

Состав экосистемы. Он представлен двумя группами компонентов:

абиотическими и биотическими. К абиотическим относятся важнейшие элементы неживой природы: неорганические вещества и химические элементы, участвующие в биогенных круговоротах веществ (углекислый газ, кислород, азот, фосфор, сера, кальций, калий и т. д.); органические вещества, являющиеся отходами жизнедеятельности живых организмов или отмершими организмами (белки, жиры, углеводы и др.); воздушная, водная или литосферная среда обитания; климатический и погодный режимы;

уровень фонового ионизирующего излучения и т.д.

Биотические компоненты представлены тремя группами организмов:

продуцентами, консументами и редуцентами.

Экосистема основана на единстве живого и неживого вещества. Суть этого единства проявляется в следующем. Из элементов неживой природы, главным образом молекул CO2 и H2O, под воздействием энергии солнца синтезируются органические вещества, составляющие все живое на планете. Процесс создания органического вещества в природе происходит одновременно с противоположным процессом - потреблением и разложением этого вещества вновь на исходные неорганические соединения. Совокупность этих процессов протекает в рамках экосистем различных уровней иерархии. Чтобы эти процессы были уравновешены, природа за миллиарды лет отработала определенную структуру живого вещества системы.

Движущей силой в любой материальной системе служит энергия. В экосистемы она поступает главным образом от Солнца. Растения за счет содержащегося в них пигмента хлорофилла улавливают энергию излучения Солнца и используют ее для синтеза основы любого органического вещества - глюкозы C6H12O6.

Это есть процесс фотосинтеза:

Излишек атомов кислорода выделяется в атмосферу в газообразной форме.

Кинетическая энергия солнечного излучения преобразуется, таким образом, в потенциальную энергию, запасенную глюкозой. Из глюкозы вместе с получаемыми из почвы минеральными элементами питания биогенами - образуются все ткани растительного мира - белки, углеводы, жиры, липиды, ДНК, РНК, то есть органическое вещество планеты.

Кроме растений продуцировать органическое вещество могут некоторые бактерии. Они создают свои ткани, запасая в них, как и растения, потенциальную энергию из углекислого газа без участия солнечной энергии. Вместо нее они используют энергию, которая об-разуется при окислении неорганических соединений, например, аммиака, железа и особенно серы (в глубоких океанических впадинах, куда не проникает солнечный свет, но где в изобилии скапливается сероводород, обнаружены уникальные экосистемы). Это так называемая энергия химического синтеза, поэтому организмы называются хемосинтетиками.

Таким образом, растения и хемосинтетики создают органическое вещество из неорганических составляющих с помощью энергии окружающей среды. Их называют продуцентами или автотрофами. Высвобождение запасенной продуцентами потенциальной энергии обеспечивает существование всех остальных видов живого на планете. Виды, потребляющие созданную продуцентами органику как источник вещества и энергии для своей жизнедеятельности, называются консументами или гетеротрофами.

Консументы - это самые разнообразные организмы (от микроорганизмов до синих китов): простейшие, насекомые, пресмыкающиеся, рыбы, птицы и, наконец, млекопитающие, включая человека.

Консументы, в свою очередь, подразделяются на ряд подгрупп в соответствии с различиями в источниках их питания.

Животные, питающиеся непосредственно продуцентами, называются первичными консументами или консументами первого порядка. Их самих употребляют в пищу вторичные консументы. Например, кролик, питающийся морковкой, - это консумент первого порядка, а лиса, охотящаяся за кроликом, - консумент второго порядка. Некоторые виды живых организмов соответствуют нескольким таким уровням. Например, когда человек ест овощи - он консумент первого порядка, говядину - консумент второго порядка, а употребляя в пищу хищную рыбу, выступает в роли консумента третьего порядка.

Первичные консументы, питающиеся только растениями, называются растительноядными или фитофагами. Консументы второго и более высоких порядков - плотоядные. Виды, употребляющие в пищу как растения, так и животных, относятся к всеядным, например, человек.

Мертвые растительные и животные остатки, например опавшие листья, трупы животных, продукты систем выделения, называются детритом.

Это органика! Существует множество организмов, спе-циализирующихся на питании детритом. Они называются детритофагами. Примером могут служить грифы, шакалы, черви, раки, термиты, муравьи и т.п. Как и в случае обычных консументов, различают первичных детритофагов, питающихся непосредственно детритом, вторичных и т. п.

Наконец, значительная часть детрита в экосистеме, в частности опавшие листья, валежная древесина, в своем исходном виде не поедается животными, а гниет и разлагается в процессе питания ими грибов и бактерий.

Поскольку роль грибов и бактерий столь специфична, их обычно выделяют в особую группу детритофагов и называют редуцентами. Редуценты служат на Земле санитарами и замыкают биогеохимиче-ский круговорот веществ, разлагая органику на исходные неорганические составляющие - углекислый газ и воду.

Таким образом, несмотря на многообразие экосистем, все они обладают структурным сходством. В каждой из них можно выделить фотосинтезирующие растения - продуценты, различные уровни консументов, детритофагов и редуцентов. Они и составляют биотическую структуру экосистем.

Развитие экосистем. История развития биосферы говорит о том, что в экосистемах происходит постепенная и последовательная смена одних биоценозов другими. Этот процесс называют экологической сукцессией. Она происходит под воздействием как природных, так и антропогенных факторов.

В современной экологии различают аутогенную (от греч autos — сам) и аллогенную (от греч. alios — другой, иной) сукцессии. Аутогенные, т.е. самопорождающиеся, сукцессии вызываются изменением структуры и системы связей в сообществах экосистемы, а также между сообществами и неживой природой из-за внутренних процессов в экосистеме. Если изменения вызываются внешними по отношению к экосистеме силами, то такая сукцессия является аллогенной. Аллогенные сукцессии возникают при различных воздействиях человека на экосистемы: вырубке лесов, осушении болот, загрязнении водоемов и т.д.

Сукцессия, начинающаяся на вновь образовавшемся субстрате (от лат. substratus — подстилка), называется первичной Классическим примером первичной аутогенной сукцессии является формирование скального биоценоза. В начале на скалах поселяются накипные лишайники, почти одновременно формируется комплекс микроскопических водорослей, простейших, некоторых насекомых и клещей. Каменный субстрат постепенно превращается в подобие почвы, где затем поселяются кустистые лишайники, зеленые мхи. Еще позднее на базе возникшей почвы селятся сосудистые растения (травы, кустарники), идет процесс обогащения животных сообществ.

Если сообщества развиваются на субстрате, первоначально измененном деятельностью живых организмов, то наблюдается вторичная сукцессия. Так, вторичная сукцессия происходит на месте лесного пожара или вырубки. Там, где ранее рос еловый лес, существенно меняются экологические факторы: освещенность, температура, влажность. Эти изменения являются неблагоприятными для ранее обитавших здесь биоценозов, поэтому вначале на этом месте формируется фитоценоз из светолюбивых трав (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Вторичная сукцессия в полосе умеренного климата

Затем прорастают кустарники и светолюбивые лиственные деревья (береза, осина, ива). Одновременно с лугово-кустарниковой растительностью формируются сообщества животных: насекомые, грызуны, птицы, рептилии. Постепенно подросшие деревья вытесняют луговокустарниковые фитоценозы, на их место приходит молодой лиственный лес с несомкнутыми кронами. При этом изменяется и состав животного населения. После смыкания крон, под древесным пологом в условиях затенения и повышенной влажности начинается интенсивное прорастание семян ели. Постепенно из-за затененности луговая растительность исчезает, сменяясь мхами и лесными травами, образуется смешанный лес. Подрастающие ели задерживают восстановление лиственных пород, смыкание крон елей еще больше угнетает березы и осины. Доминантами становятся ели, и восстанавливается исходный тип лесной экосистемы.

Скорость первичных сукцессий — тысячи и десятки тысяч лет. Вторичные сукцессии протекают намного быстрее, поскольку субстрат биотопа пригоден для развития фитоценозов и нет необходимости его изменять, как в случае формирования скального биоценоза.

Сукцессия завершается формированием биоценозов, наиболее адаптированных к данному биотопу. Состояние стабилизированной экосистемы называют климаксом.

Специфическую форму смены биоценозов представляют деградационные сукцессии, заключающиеся в последовательном использовании различными видами одной и той же мертвой органики. При этом наблюдается последовательная смена гетеротрофных сообществ, а сукцессия направлена в сторону структурного и химического упрощения разлагаемого органического вещества.

В качестве примера таких смен могут служить изменения видового состава организмов, потребляющих древесину на разных стадиях ее разложения. Такая сукцессия есть и в сильно загрязненных органикой водоемах. При такой сукцессии энергетические запасы постепенно исчезают, а из-за отсутствия автотрофных процессов климакс не наступает. По сути, в этих условиях образуются временные биоценозы, связанные одним и тем же пищевым субстратом. Таким образом, сукцессия — это направленное во времени развитие экосистемы до установления равновесия между биоценозом и биотопом.

Фундаментальные крупномасштабные формы сукцессий представлены сменами экосистем на протяжении многих столетий. Сукцессии такого масштаба охватывали целые геологические периоды в развитии Земли и осуществлялись из-за глобального изменения климата, рельефа, площади, занимаемой сушей, и других свойств литосферы, гидросферы и атмосферы. Они отражают историю развития биосферы. При этом процессы смены сообществ отличаются от уже рассмотренных, поскольку происходят в функционирующих экосистемах.

Последовательные, медленно происходящие изменения биотопа приводят к тому, что значение экологических факторов для многих видов смещаются в область угнетения, а затем - в область невозможности существования. Происходит замещение этих видов другими, более адаптированным к изменившимся экологическим факторам, т.е. происходит аутогенная сукцессия.

Можно привести пример исторической смены экосистем когда происходило изменение биоценозов по мере отступления ледников после глобальных оледенений. При этом настолько нарушался почвенный покров, что зачастую наблюдалась первичная аутогенная сукцессия.

Из-за невозможности определения числа экосистем в биосфере, так как отсутствуют их четкие границы, экологи изучаю в основном крупные экосистемы — биомы.

Биом — это совокупность экосистем с определенными климатическими условиями и типом растительности, тесно связанных потоками энергии, круговоротом веществ, миграцией организмов и составляющих географическое единство. Выделяют три основные группы биомов: сухопутные, морские и пресноводные.

Определяющим фактором при выделении сухопутных биомов является особенность растительности географического региона. Их формирование зависит от макроклимата, который в свою очередь зависит от географической широты местности. Одной из характеристик климата является среднегодовая температура, которая на экваторе составляет 26°С, а на широте 40 град,— уже почти в два раза меньше. Это определяет последовательную смену растительности при движении от экватора к полюсу.

Такая же смена растительности наблюдается и с увеличением высоты над уровнем моря.

Мировой океан занимает 70,8% поверхности Земли, поэтому морские биомы играют существенную роль в функционировании биосферы.

Они формируются в зависимости от глубины океана.

К пресноводным биомам относятся реки, озера, пруды. Они, как правило, неглубоки. Их площадь и биомасса меньше площади и биомассы Мирового океана в 180 и 82 раза соответственно. Вместе с тем, они оказывают значительные мезо- и региональное воздействия на климат и, как следствие, на биосферу. Велика их роль и в развитии человечества. Новые поселения возникали, как правило, на берегах рек и озер. Там люди находили не только воду для своих нужд, но и пищу. Реки с незапамятных времен использовались как транспортные артерии.

4.5. Антропогенные экосистемы Эпоха цивилизации, особенно ее последние столетия, ознаменована не только быстрым ростом населения, развитием сложных технических систем, но и созданием антропогенных экосистем. Классическим примером таких систем являются города.

Практически любой город является гетеротрофной экосистемой, получающей энергию и вещество с местности, находящейся за его пределами. Жизнедеятельность индустриального города невозможна без притока огромного количества энергии: примерно 0,7 МДж/(ч м2). Энергия образуется в результате сжигания различных энергоносителей (газ, мазут, каменный уголь), а также поступает в виде электроэнергии, полученной за пределами города. В основном вся эта энергия, в конечном итоге, превращается в тепловую, и лишь небольшая часть - в энергию химических связей различных соединений (химических волокон, пластмасс и т.д.). Тепловая энергия рассеивается в окружающем город пространстве и частично уходит за него со стоками (температура стоков зачастую достигает 40— 50°С), В результате в городах несколько теплее и больше облачность, чем в соседней сельской местности.

Города имеют зеленые насаждения: деревья, газоны, клумбы, кустарники, растения в водоемах, которые относятся к продуцентам. Вместе с тем, их первичная органическая продукция в снабжении города веществом и энергией играет крайне незначительную роль. «Зеленый пояс» городов имеет в основном эстетическое и рекреационное (от лат. recreatio — отдых, выздоровление) значение, уменьшает колебания температуры, поглощает шум, уменьшает загрязнение воздуха. Там поселяются сообщества птиц и мелких животных. На содержание и восстановление зеленых насаждений города затрачивается определенная энергия. Так, для содержания 1 м2 аккуратного газона требуются затраты энергии до 2 МДж в год.

Город производит товары, услуги, культурные ценности которые потребляются не только городским, но и сельским населением. Вместе с тем, город является основным источником вредных выбросов: твердых, жидких и газообразных. В результате в городах появился ряд экологических проблем, не свойственных сельской местности: недостаток чистой воды и чистого воздуха, высокая концентрация вредных веществ в почве.

Площадь суши, занятая городами, невелика (не более 5%) Несмотря на это, города оказывают существенное влияние на обширные прилегающие территории. Газообразные выбросы загрязняют прилегающие территории, площадь которых почти в 10 раз превышает площадь города. Жидкие загрязняющие вещества достигают Мирового океана, изменяя его химический» состав. Огромные территории за городом заняты под твердые отходы. Тем не менее, наблюдается постоянный рост городского населения и увеличивается площадь, занимаемая городами Следует отметить, что без огромных поступлений энергии воды и пищи извне город существовать не может. Важнейшую роль в функционировании города играет поступающая энергия. Город как переуплотненный биоценоз без притока энергии может обойтись очень непродолжительное время. Без энергии перестанут работать водопровод, канализация, прекратится вывоз твердых отходов, начнется интенсивное загрязнение территории города, а затем и эпидемии, особенно в летнее время, жители начнут покидать город, поэтому первостепенной задачей для обеспечения функционирования такого переуплотненного биоценоза, каким является город, является обеспечение его энергией.

К антропогенным экосистемам относятся также агроэкосистемы — искусственно созданные и постоянно поддерживаемые человеком экосистемы, предназначенные для получения сельхозпродукции (поля, огороды, сады, комплексы по выращиванию животных с прилегающими пастбищами и т.д.). В отличие от городов значительную долю в агроэкосистемах составляют продуценты. По сравнению с естественными экосистемами (лес, луг), которые используют только энергию Солнца, агроэкосистемы получают также и дополнительную энергию при выполнении различных работ людьми, животными, машинами, механизмами в виде удобрений, ядохимикатов, воды для орошения. Для получения максимума чистой валовой продукции животные и растения подвергаются искусственному отбору, снижается их разнообразие. Так, 30 пищевых растений составляют 95% от массы всей нашей растительной пищи. Из них больше всего используются пшеница, кукуруза, рис и картофель.

Характерной особенностью агроэкосистем является их малая экологическая устойчивость при высокой урожайности, как правило, одной культуры или высокой продуктивности животных. Если прекращается приток к ним вещества и энергии, то агроэкосистемы быстро деградируют и уступают место естественным экосистемам. Так, если не убрать пшеничное поле и прекратить его дальнейшую обработку (вспашку, засевание и т.д.), то через несколько лет пшеница с него будет полностью вытеснена, а на смену придут естественные фитоценозы.

Подводя итог сказанному в четвертой главе, надо отметить следующее. Жизнь в биосфере достаточно четко структурирована и имеет три иерархических надорганизменных уровня: популяция, биоценоз и экосистема. В последние 100—150 лет человек оказал существенное влияние на большинство природных популяций, причем в сторону уменьшения их численности. В результате некоторые виды живых организмов исчезли, многие находятся под угрозой исчезновения. Исчезающие виды заносятся в Красную книгу и находятся под защитой государств и мирового сообщества.

Популяции обособленно существовать не могут, они вступают во взаимоотношения с другими популяциями, образуя тем самым многовидовые сообщества живых организмов — биоценозы.

По участию в биогенном круговороте веществ биоценозы содержат три группы организмов:

продуценты, консументы и редуценты. Продуценты из простых неорганических соединений синтезируют сложные органические вещества, которые консументы используют в качестве питания. Редуценты разлагают мертвое органическое вещество до исходных неорганических соединений, которые опять вовлекаются в круговорот.

Популяции, биоценозы, обмениваясь с окружающей неорганической средой веществом и энергией, образуют с ней единое целое, называемое экосистемой. Экосистемы (луг, лес, озеро) не имеют четко очерченных границ, что в основном связано с возможностью перемещения живых организмов в пространстве, поэтому в экологии чаще всего изучаются крупные экосистемы — биомы. Выделяют три группы биомов: сухопутные, морские и пресноводные. В эпоху цивилизации человеком созданы искусственные экосистемы: города и агроэкосистемы. Они неустойчивы и требуют постоянного притока вещества и энергии извне.

Самой крупной экосистемой Земли является биосфера, которая в прошлом, настоящем и обозримом будущем является для человека единственным местом обитания. Сохранение биосферы во всем ее многообразии для потомков — главная задача человечества.

Глава 5. ГЛОБАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

5.1. Общие черты современного экологического кризиса Бурное развитие промышленности и транспорта в XX в. привело к глобальным изменениям в окружающей среде: загрязнению биосферы отходами производства, деструкции экологических систем, изменению структуры поверхности Земли, климата и др.

Двадцатый век — век блестящих достижений науки и техники. Отметим основные из них: 1) овладение ядерной реакцией, 2) создание лазера, 3) выход в космос, 4) создание современных транспортных средств и коммуникаций, 5) победа над многими страшными болезнями и т.д. Эти достижения вызвали колоссальный рост промышленности, которая развивалась, зачастую исходя из принципа неисчерпаемости природных ресурсов и бесконечности земных пространств.

Такой подход породил ряд экологических проблем:

1. отравление воздуха, воды и почвы ядовитыми отходами промышленности и сельского хозяйства;

2. острый недостаток чистой пресной воды, а в крупных мегаполисах — и кислорода в воздухе;

3. истощение минеральных ресурсов;

4. энергетический кризис;

5. недостаток продуктов питания из-за резкого увеличения населения Земли и эрозии почв;

6. нарушение биологического и климатического равновесия в природе.

Эти признаки экологического кризиса говорят о том, что человечество не спешит исправлять допущенные ошибки, а отсрочка существенно затянулась и только усугубляет положение.

Глобальные проблемы современной цивилизации — это проблемы, от решения которых зависит дальнейшая судьба человечества. Рассмотрим эти проблемы.

5.2. Демографическая проблема За последние 100 лет численность населения планеты увеличилась на 4,4 млрд. человек. Если в 1900 г. численность населения составляла 1 млрд. 660 млн. человек, то в 2010 г. - 7,0 млрд. человек. Именно поэтому термин «демографический взрыв» означающий быстрый рост численности людей, появился в XX в Десятки тысяч лет численность населения планеты росла очень медленно. Примерно 10 тыс. лет назад на Земле жили, вероятно, около 5 млн человек. К началу новой эры численность людей составляла 200-300 млн человек. В Средние века темп рост замедлился из-за эпидемий и войн. Резкий рост численности людей планеты совпал с началом промышленной революции — около 200 лет назад, в результате которой расширилась среда обитания человека. Этот ускоренный рост продолжается и в настоящее время. Самое последнее его ускорение пришлось на вторую половину XX в., т.е. на наши дни. После Второй мировой войны государства Азии и Африки, Центральной и Южной Америки с помощью Всемирной организации здравоохранении (ВОЗ) повели решительное наступление на болезни. Уровень смертности резко снизился, а уровень рождаемости остался прежним - высоким. За счет этих стран численность населения планеты резко увеличилась. Так, первый свой миллиард человечество отметило около 1830 г., второй — через 100 лет (1939), третий — через 20 лет (1960), четвертый — через 15 лет (1975), пятый — через 12 лет (1987), шестой — через 10 лет (1997) и седьмой — через 13 лет (2010).

В 1994 г. на Земле проживали более 5,5 млрд человек. Сейчас ежегодно население планеты увеличивается на 80—90 млн человек — столько живет во Франции и Испании, вместе взятых! За сутки численность населения планеты увеличивается почти на четверть миллиона человек, за час — на 10 тыс. Это равноценно ежесуточному появлению средних размеров российского областного города (Белгород, Калуга, Псков) или ежечасному — небольшого районного центра. При существующих темпах роста населения планеты его удвоение произойдет через 70 лет, но «зенит» демографического взрыва, по мнению ученых, пройден. Предполагается, что стабилизация численности населения планеты будет достигнута к середине XXI в. и не превысит 10 млрд человек, т.е. будет примерно вдвое больше нынешнего. Всего через 25 лет удвоится население Африки, Ближнего и Среднего Востока (Бруней — 11 лет, ОАЭ и Катар — 13 лет), в то время как Европе для этого понадобится 282 года, а, например, Ирландии — 1000лет. Если в 1900 г. из 15 крупнейших стран по числу жителей семь находились в Европе, пять в Азии и три в Америке, то, согласно прогнозам, в ближайшие годы в этом списке не останется ни одной западноевропейской страны, но окажутся девять азиатских (Китай, Индия, Индонезия, Пакистан, Бангладеш, Япония, Вьетнам, Филиппины, Иран), две африканские (Нигерия, Египет), две латиноамериканские (Бразилия и Мексика), а также США и Россия. Проблемы развивающихся стран с резко увеличившейся численностью населения достаточно наглядны. Новых людей нужно кормить, учить, лечить, обеспечивать жильем, готовить для них рабочие места... Увеличение численности означает также необходимость новых затрат, так называемых «демографических инвестиций». В связи с этим темпы экономического роста снижаются: слишком большая часть прироста национального дохода, а то и весь, уходит на поддержание жизненного уровня народа на уже достигнутом уровне. Поэтому быстрый рост численности населения планеты стал причиной появления устрашающих прогнозов о вероятном перенаселении и гибели Земли.

Таким образом, рост населения во второй половине XX в. приобрел взрывной характер и получил название «демографический взрыв».

Существует несколько причин настоящего демографического взрыва. Прежде всего, это колоссальные достижения медицины. Побеждены страшнейшие болезни (чума, оспа, холера и т.д.), уносившие в недалеком прошлом тысячи и миллионы жизней. Тысячелетия средняя продолжительность жизни человека не превышала 30-35 лет. Вспомним русские сказки: у старика было три молодых сына. Действительно, мужчина, доживший до 50 лет, был глубоким стариком. Всего 250 лет назад на первом году жизни умирали до 85% детей, сейчас в развитых странах - не более 5Кроме того, достижения в области техники, земледелия существенно облегчили труд человека и позволили значительно улучшить условия жизни и качество питания. Это также положительно повлияло на продолжительность жизни.

Вместе с тем, следует отметить, что наблюдается снижение темпов прироста населения. В 1970 г. он составил 1,8%, в 1980-х гг. - упал до 1,7%, а в 1990-х гг. — до 1,48%. Многие демографы полагают, что в ближайшем будущем рождаемость в мире стабилизируется на уровне, обеспечивающем лишь обновление поколений при общей стабильной численности.

Если население стабилизируется на уровне 11-13 млрд. человек, то как долго эта стабильность может просуществовать? Для обеспечения жизнедеятельности такого количества людей хотя бы на современном уровне необходимы колоссальные ресурсы. По оценкам крупнейших ученых, к концу XXI в. потребности человечества при нынешних темпах развития перерастут земные ресурсы. В этом и состоит основная проблема существования современной цивилизации.

Стабилизация численности населения неизбежно приведет к его старению.

Если в 1950 г. стариков старше 80 лет было всего около 1%, старше 65 лет — чуть более 8%, а детей до 14 лет — 35%, то в 2006 г. эти значения достигли 2,6%, 10,8% и 28% соответственно. По прогнозам С.П. Капицы, к 2050 г. число детей до 14 лет снизится до 22%, столько же будет и пожилых людей (старше 65 лет).

В Российской Федерации наблюдаются иные тенденции. Население, начиная с первой половины 90-х годов прошлого столетия, неуклонно сокращается. В соответствии с данными Центра демографии и экологии человека Института народнохозяйственного прогнозирования Российской академии наук, население Российской Федерации начало сокращаться с 1992 г. Если в 1992 г. численность населения составляла 148,3 млн человек, то к 2005 г. она сократилась до 143,4 млн чел. Данный центр обосновал три варианта прогноза изменения численности населения России до 2016 г. Все три варианта неутешительны — будет происходить дальнейшее уменьшение численности населения, а в зависимости от варианта она составит от 125,7 до 142,8 млн человек.

5.3. Продовольственная проблема Существование человека зависит от состояния окружающей среды.

Наиболее остро это ощущается в связи с обеспечением населения продовольствием. По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно в мире от недоедания и белково-калорийной недостаточности погибает 15 млн человек. В настоящее время от голода и недоедания страдает население в слаборазвитых странах Азии, Латинской Америки и особенно Африки. По оценкам ООН, число голодающих в мире достигает 800 млн человек. Эксперты Международного банка реконструкции и развития полагают, что их более 1 млрд человек. По данным ФАО (Сельскохозяйственная и продовольственная организация ООН), 64 страны не в состоянии обеспечить себя продовольствием. Еще большее число людей недоедает. По различным оценкам, таких людей на планете от 2 до 3 млрд.

Эксперты Всемирной организации здравоохранения считают, что около 50% детской смертности в Латинской Америке являются следствием плохого питания и в первую очередь — неполноты рациона питания. Каждый год в мире умирает от голода до 30 млн детей.

По данным ФАО, с середины 60-х до начала 90-х годов прошлого столетия мировое производство продуктов питания ежегодно увеличивалось примерно на 2%, а население Земли росло несколько меньшими темпами. Так, производство зерновых с 1950 г. по 1990 г. увеличилось на 182% и достигло 1,73 млрд т, но затем прирост существенно упал до 0,5% в год (рис. 5.1). Это связано с резким снижением прироста урожайности, который в начале 90-х годов снизился с 2,3% до 0,4%. Причиной этого явилось отсутствие новых технологий, а также сортов культур. Темпы прироста населения в эти годы снизились менее значительно, поэтому с конца 80-х годов прошлого века производство зерна на душу населения пошло на спад. Это достаточно тревожный симптом: видимо, в бедных странах Юга продовольственная проблема будет обостряться.

Одним из основных способов обеспечения населения планеты продовольствием в настоящее время является интенсификация сельского хозяйства: механизация, мелиорация, применение минеральных удобрений, химических средств защиты растений, регуляторов роста растений, кормовых добавок.

Рис. 5.1. Мировое производство зерновых во второй половине XX в.

Все перечисленные методы ведут к увеличению антропогенной нагрузки на окружающую среду, изменению естественного круговорота веществ в биосфере и генетической структуры сельскохозяйственных растений и животных, росту их заболеваемости. К тому же с их помощью невозможно удовлетворить возрастающие потребности населения планеты в продуктах питания.

В международном научном сообществе существует четкое понимание того, что в связи с увеличением населения Земли необходимо удвоение или даже утроение мирового производства сельскохозяйственной продукции, что невозможно без применения трансгенных растений. Создание трансгенных растений позволит многократно ускорить процесс селекции культурных растений, увеличит их урожайность, удешевит продукты питания, а также позволит получить растения с такими свойствами, которые не могут быть получены традиционными методами.

Однако отметим, что ни одна новая технология в мире не была объектом такого пристального внимания ученых всего мира, как эта. Это обусловлено тем, что мнения ученых о безопасности генетически модифицированных продуктов питания для человека и окружающей среды расходятся.

5.4. Результаты антропогенного воздействия на биосферу В результате антропогенной деятельности за последние 100— 150 лет в биосфере Земли произошли и продолжают происходить существенные изменения, как правило, негативного характера. К ним относятся изменение климата в сторону потепления, разрушение озонового слоя, выпадение кислотных дождей, уменьшение биологического разнообразия флоры и фауны. В мировом сообществе нарастает тревога за будущее цивилизации, предпринимаются активные попытки ограничения вредных выбросов. В этой связи в 1997 г. в японском городе Киото было подписано соглашение об уменьшении объема выбросов загрязнителей на 5%, в том числе парниковых газов, которое до сих пор не ратифицировано многими странами, в том числе и США.

Потепление климата большинство ученых-климатологов связывают с парниковым эффектом (от англ. «эффект гринхауз»);

Парниковый эффект в атмосфере Земли — это геофизическое явление, выражающееся в способности некоторых газов, называемых парниковыми, и водяного пара поглощать инфракрасное излучение.

Как уже отмечалось, примерно 44% солнечной энергии, поступающей к верхней границе атмосферы Земли, поглощается поверхностью суши и океана, которые разогреваются и генерируют инфракрасное излучение. Большая часть этого инфракрасного излучения поглощается водяными парами и некоторыми парниковыми газами, а остальная — уходит в космос. К парниковым газам относят углекислый газ СО2, метан СН4, оксиды азота NOx, тропосферный озон О3 и хлор- фторуглеводороды (фреоны). В результате сжигания топлива в атмосферу выбрасывается около 20 млрд т углекислого газа (СО2) и поглощается большое количество кислорода. Природный запас углекислого газа в атмосфере составляет примерно 50 000 млрд т. Эта величина колеблется и зависит также от вулканической активности. Однако антропогенные выбросы углекислого газа превышают естественные и в настоящее время составляют большую долю его от общего количества. Увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере сопровождается ростом количества аэрозолей (мелких частиц пыли, сажи, взвесей растворов химических соединений и др.). Это приводит к увеличению поглощения воздухом теплового излучения Земли и возникновению «парникового эффекта». По прогнозам ученых, к середине XXI в.

средняя температура на планете может повыситься на 1,2°С по сравнению с доиндустриальной эпохой.

Потепление климата может привести к интенсивному таянию ледников и повышению уровня Мирового океана. Опасные изменения, которые могут произойти, трудно предсказать.

Экспериментальные исследования состава воздуха тропосферы в центральной части Евразии (район озера Иссык-Куль) показали неуклонный рост содержания в нем СО2. Так, за последние 20 лет прошлого столетия его рост в этом районе составил более 13%. Поданным Всемирной метеорологической организации (ВМО), примерно такими же темпами растет и средняя глобальная концентрация СО2 (рис. 5.2; 5.3а).

Неуклонно растет в атмосфере и содержание метана (рис. 5.3б), оксидов азота и фреонов. Метан образуется при разложении органики без кислорода, попадает в атмосферу при разработке угольных месторождений, добыче нефти, в случае аварий на газопроводах.

Значительный рост содержания оксидов азота NOx в атмосфере во второй половине XX в. происходит из-за сжигания огромного количества топлива. За последние два столетия рост содержания NOx составил более 8% (рис. 5.3в).

Бурное развитие холодильной техники, производства аэрозолей и растворителей во второй половине XX в. привело к резкому увеличению объемного содержания (хлорфторуглеродов) в атмосфере. Их содержание увеличилось в сотни раз и к концу века достигло 0,3 10—7% (рис. 5.3, г).

По данным ВМО, начиная с 1900 г. наблюдается рост среднегодовой температуры в целом на нашей планете (рис. 5.4).

В XX в. она выросла на 0,6±0,2°С. Эта проблема начала широко обсуждаться в научном мире, Для разработки прогнозов изменения морских берегов в 1988 г. Всемирной метеорологической организацией и Программой ООН по окружающей среде была создана Межправительственная группа экспертов по изменению климата. Этой группой были разработаны вероятные сценарии изменения климата и уровня Мирового океана к концу XXI в. По их мнению, к концу этого столетия концентрация парниковых газов в атмосфере удвоится, что приведет к повышению среднегодовой глобальной температуры примерно на 1,4—5,8°С, а уровень океана к концу столетия поднимется на высоту 0,2—1,8 м.

При подъеме уровня Мирового океана на 1,5—2,0 м под затопление попадут значительные территории на всех континентах общей площадью до 5 млн км2, причем наиболее густонаселенные и плодородные. На них проживает почти 1 млрд чел. и собирается около трети урожая важнейших продовольственных культур. Вынужденные переселения вглубь материков чреваты социальными потрясениями и военными конфликтами. Потепление климата также приведет к неустойчивости погоды, смещению границ природных зон, росту числа ураганов и смерчей, ускорению темпов вымирания представителей флоры и фауны. По всей вероятности, при этом обострится продовольственная проблема. На севере Евразии произойдет подтаивание вечной мерзлоты и высвобождение из этих почв больших объемов метана, что усилит парниковый эффект. Кроме того, потепление климата может привести к возникновению очагов инфекционных заболеваний и усилению теплового стресса у людей и животных.

В документах Конференции ООН по проблемам изменения климата (Найроби, 2006) говорится, что конечные последствия парникового эффекта могут иметь катастрофические последствия для всей цивилизации.

Отмечено, что в 2005 г. уровень углекислого газа в атмосфере достиг значения 0,03791%, что на 0,53% выше, чем годом ранее, концентрация закиси азота зафиксирована на уровне 0,03192%, что на 0,2% выше, чем в 2004 г., уровень еще одного парникового газа, метана, остался прежним. По прогнозам ученых, выступивших на конференции, повышение температуры может привести к сдвигу климатических зон. К 2085 г. треть видов животных и растений в Африке может лишиться естественной среды обитания. В некоторых районах из-за подъема уровня воды в море может быть разрушено 30% прибрежной инфраструктуры. Ученые также прогнозируют снижение урожая зерновых культур на Африканском континенте, значительная часть жителей которого и так голодает.

На Международной конференции по эволюции климата, прошедшей 2 февраля 2007 г. в Париже, эксперты — крупнейшие ученые мира единогласно отметили, что продолжающееся глобальное потепление является следствием деятельности человека. Засухи, проливные дожди и опустошительные ураганы будут происходить на нашей планете все чаще. К концу XXI в. средняя температура на планете увеличится на 4—6°С по сравнению с нынешней. Уровень Мирового океана повысится более чем на полметра. Некоторые эксперты опасаются, что таяние льдов Арктики уже началось. По сообщениям американского аэрокосмического агентства НАСА, Гренландия ежегодно теряет до 200 км2 льда — в два раза больше, чем 10 лет назад. Изменения климата приведут к появлению нового вида беженцев — климатических, численность которых к 2100 г. может составить до 200 млн человек. Возрастет смертность от жары, а в северных странах появятся тропические болезни.

Для предотвращения этой катастрофы необходимо в самые ближайшие годы уменьшить как минимум на треть выбросы в атмосферу «главного» парникового газа — СО2 Очевидно, что для этого примерно на столько же надо сократить объемы сжигаемого углеродного топлива.

Сможет ли человечество это сделать, так как надо будет отказаться от целого ряда современных благ (личных автомобилей, многих электроприборов и т.д.), вызывает сомнение.

Разрушение озонового экрана. В процессе эволюции биосферы и благодаря этой эволюции над Землей сформировался так называемый «озоновый экран», защищающий все живое на планете от губительного воздействия жесткого ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 400 нм. Уменьшение концентрации озона в атмосфере Земли на 1%, по данным американских ученых, приводит к повышению онкологических заболеваний кожи на 2,6% и вызывает до 150 тыс. дополнительных случаев слепоты из-за катаракты. При этом также снижается иммунитет, как у человека, так и у животных.

Озон представляет собой трехатомную молекулу кислорода 03, он рассеян в тропосфере и стратосфере. Наибольшая его концентрация наблюдается на высоте от 20 до 25 км. Если гипотетически собрать весь озон атмосферы в виде сферической оболочки, то ее толщина получится всего 3 мм. Он образуется в результате разрядов атмосферного электричества, окисления органических веществ. Озон является очень ядовитым газом, его предельно допустимая концентрация в приземном слое воздуха составляет всего 0,1 10-4%. Средняя концентрация озона в стратосфере составляет 0,3 10-3%. Этого достаточно для защиты биоты от жесткого ультрафиолета.

Впервые в 70-е годы прошлого столетия появились сообщения о снижении содержания озона в атмосфере. В 1975 г. было обнаружено разрушение озонового экрана над Антарктикой — так называемая озоновая дыра, которая в настоящее время по размерам вышла за пределы континента и имеет площадь более 10 млн км2. По сравнению с 1975 г. содержание озона в ней к настоящему времени уменьшилось более чем наполовину.

Несколько меньшая по площади «озоновая дыра» наблюдается и над Арктикой. В последние годы вследствие тщательных спутниковых наблюдений обнаружены «блуждающие» дыры. Так, в конце февраля 1995 г. над Восточной Сибирью зарегистрировано уменьшение концентрации озона на 40% от среднегодовой. Такая пониженная концентрация сохранялась в течение почти 25 сут. Экспериментальные исследования, проведенные в центре Евразии, показали, что с 1979 по 2001 г. среднегодовое содержание озона в атмосфере уменьшилось примерно на 7% (рис. 5.5).

Эти химические вещества, синтезированные человеком, широко используются в холодильной технике в качестве хла доносителей. Их применяют при производстве аэрозолей как растворители, в огнетушителях и т.д.

Рис. 5.5. Изменение общего содержания озона в атмосфере в центральной части Евразии Установлено, что основным разрушителем озона являются фреоны (хлорфторуглеводороды), кипящие при комнатной температуре, высоко летучие и химически инертные в тропосфере. Впервые в 1974 г. такое предположение сделали химики Ш. Роуланд, М. Малина (США) и П.

Крутцен (Нидерланды), за что им в 1996 г. присуждена Нобелевская премия по химической экологии.

Таким образом, образование озона происходит главным образом в тропосфере (разряды молний, разложение отмерших организмов), а разрушение в стратосфере. Некоторая часть озона образуется и в стратосфере под воздействием жесткого ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 230 нм.

Производство фреонов началось примерно с 40-х годов прошлого столетия. Их стали использовать в холодильной технике вместо токсичного аммиака. Во второй половине XX в. объем производства фреонов увеличивался примерно на 7—10% ежегодно, и к 1973 г. составил более 0,8 млн т в год. В конце 70-х годов прошлого века были приняты международные соглашения по снижению объемов производства фреонов. Так, в 1978 г. в США был введен запрет на использование фреонов в аэрозолях.

Затем из-за расширения области применения фреонов объемы их производства опять возросли.

Следует отметить, что ядерные взрывы также способствуют разрушению озонового слоя, так как высвобождаемые при этом оксиды азота NOx вступают в реакцию с озоном. Кроме того, источниками оксидов азота являются азотные удобрения и выхлопные газы автомобилей. Считают, что бром, входящий в состав метилбромида СН3Вг, способен разрушать озон. В промышленности широко применяют четыреххлористый углерод СС14 и метилхлороформ СН3С13, которые выделяют разрушитель озона — хлор С1.

Осознавая огромную опасность разрушения озонового экрана, в 1987 г. правительства 56 стран, в том числе и СССР, подписали Монреальский протокол, по которому обязались до 1997 г. вдвое сократить производство озоноразрушающих веществ. Более поздние соглашения (Лондон, 1990; Копенгаген, 1992) содержат призывы постепенно прекратить производство данных веществ.

Выполняя эти решения, промышленно развитые страны к 1996 г.

полностью прекратили производство фреонов. Развивающиеся страны должны были прекратить их производство к 2010 г. В России с 1990 по 1996 г. производство озоноразрушающих веществ сократилось с 205 до 13 тыс. т. Это было вызвано в основном экономическими проблемами, но тем не менее к настоящему времени производство фреонов в России невелико.

Международное сообщество наметило к 2030 г. прекратить производство метилбромидов и гидрофреонов. Развивающиеся страны пока еще не взяли на себя обязательства по контролю над производством и потреблением этих веществ.

Многие ученые высказывают предположение о значительном вкладе природных явлений в снижение концентрации озона. К ним относят 11летние циклы изменения солнечной активности, повышение атмосферной концентрации метана и водорода из-за повышения их утечек из разломов земной коры, наличие своеобразных восходящих вихрей над полюсами, способствующих рассеиванию озона.

Кислотные осадки. Кислотность среды характеризуется показателем pH = - lg(H+), т.е. в конечном итоге определяется количеством ионов водорода Н+. Водная среда может иметь значение pH от 0 до 14.

Нейтральный водный раствор имеет pH = 7, кислотный раствор — pH 7, щелочной — pH 7.

Атмосферные осадки, имеющие показатель pH 5,6, называют кислотными. Следует отметить, что даже в самом чистом воздухе есть углекислый газ, который, взаимодействуя с парами воды, образует слабый раствор угольный кислоты, поэтому дождевая вода всегда имеет pH = 5,6-6,0.

До начала промышленной революции проблема кислотных дождей отсутствовала. Шли слегка подкисленные дожди в виде слабого раствора угольной кислоты, которая является неустойчивой и легко распадается на воду и углекислый газ. В результате природных процессов (извержение вулканов, выделения из разломов земной коры) в атмосферу стали попадать соединения серы и азота, которые при взаимодействии с парами воды образовывали серную H2S03 и азотную HN03 кислоты. Тогда для атмосферы концентрация оксидов серы и азота была незначительна и карбонаты экосистем (в основном СаС03) легко справлялись с кислотностью осадков. Антропогенное влияние на кислотность осадков проявилось в XX в., так как стало возрастать количество сжигаемого ископаемого топлива (рис. 5.6). При сжигании угля и нефти образуются кислородные соединения серы — диоксид и триоксид серы (соответственно S02 и S03). Реагируя с парами воды, они образуют сернистую и серную кислоты, которые выпадают на землю вместе с дождем, снегом, присутствуют в тумане, облаках.

Впервые это явление было исследовано английским химиком Робертом Смитом, который в 1872 г. проанализировал загрязнения атмосферы в г. Манчестер. В книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии» он привел обоснование, что дым, образующийся при сжигании угля, содержит вещества, вызывающие повышение кислотности дождей.

Почти 100 лет индустриально развитые государства не обращали внимание на кислотность осадков. Впервые внимание на эту проблему обратило правительство Канады, которое в 50-е годы прошлого века разработало программу изучения и контроля вод в озерах Новой Шотландии, где наблюдалось быстрое повышение кислотности и резкое сокращение рыбных запасов. В 70-х годах в реках и озерах Скандинавии стала исчезать рыба, снег в горах стал серым, листья с деревьев опадали уже ранней осенью.

Вскоре такие же явления стали наблюдаться на северо-востоке США, юго-востоке Канады, в Западной Европе.

Впервые проблема кислотных дождей как всемирная экологическая проблема была поднята Швецией в 1972 г. на первой Конференции ООН по окружающей среде. И это не случайно. Доля оксидов, поступающих извне и образующих кислоты в атмосфере, для Швеции приближается к 70%. В целом для Западной Европы проблема кислотных дождей стоит достаточно остро, так как в настоящее время выпадает дождевая вода, имеющая pH

5. Так, в шотландском городе Питлокри 20 апреля 1974 г. выпал дождь с pH = 2,4 — почти столовый уксус.

В настоящее время масса кислотобразующих оксидов, ежегодно поступающих в атмосферу, составляет более 150 млн т, т.е. на каждого жителя Земли примерно 25 кг в год.

В пресноводных озерах, ручьях и прудах обычно pH = 6—7 и водные организмы адаптированы именно к этому уровню кислотности. Даже при незначительном снижении pH гибнут яйцеклетки, сперма и молодняк водных обитателей.

Наиболее чувствительны к кислотным дождям водные экосистемы.

При pH = 5,8—6,0 гибнут ракообразные, улитки, моллюски, лосось, форель, насекомые, зоо- и фитопланктон. Если pH 5, то погибают окунь, щука, угорь, начинается бурное развитие белого мха, выживают только некоторые виды водных насекомых.

При этом наносится урон и сухопутным экосистемам, так как многие пищевые цепи начинаются в водоемах. Сокращается популяция птиц, питающихся рыбой и развивающимися в воде личинками насекомых.

Кислотные осадки приводят к деградации лесов. Попадая на защитный восковой покров листьев и хвои деревьев, они разрушают его, увеличивая возможность проникновения в ткани патогенных (болезнетворных) бактерий, грибов и насекомых. Также кислотные осадки в почве выщелачивают алюминий и тяжелые металлы, которые повреждают молодые корни и вызывают преждевременное старение деревьев.

Всего на нашей планете кислотными осадками повреждено почти 31 млн га лесов, а, например, в Германии — до 90% хвойных деревьев. Это не удивительно, так как там на одного жителя в год приходится по 160 кг выбросов кислотобразующих оксидов. В России в последние годы наблюдается массовая гибель лесов (особенно еловых), повреждено почти 2 млн га в районах Норильска, Братска, Мончегорска. Экологи в качестве одной из причин этого явления, наряду с изменением климата (засухи), называют кислотные осадки. Наиболее ощутимо действие кислотных осадков на почвы проявляется в тропиках и северных районах. Почвы в тропиках практически не содержат нейтрализаторов кислот, а в северных районах подкисляются и без того кислые (подзолистые) почвы. В кислых почвах снижается активность редуцентов и азотофиксирующих организмов, повышается активность алюминия и тяжелых металлов, которые затем попадают в водоемы и водопроводную сеть, ухудшая качество питьевой воды.

Для ликвидации последствий кислотных осадков в Швеции и США были проведены эксперименты по известкованию озер. В Германии в одном из лесов в почву внесли смесь сульфата магния (800 кг/га) и доломитовой муки (2270 кг/га). Было установлено, что эти меры приводят к «выздоровлению» озер и лесов.

Для уменьшения выбросов оксидов серы и азота в атмосферу используются очистные сооружения. Существуют достаточно эффективные технологии и технические средства для улавливания оксидов серы и получения чистой серы.

Кислотные дожди губительны не только для живых организмов. Под их воздействием разрушаются древние памятники архитектуры. Мрамор под воздействием раствора серной кислоты превращается в гипс. Температурные изменения, дождь и ветер разрушают этот мягкий материал. Древнейшие памятники Греции, Рима, Индии в последние десятилетия подвергаются очень быстрому разрушению.

Первоначально правительства развитых стран пытались снижать на своих территориях количество выбросов, вызывающих кислотные осадки, но эти меры не всегда оказывались эффективными из-за наличия трансграничного переноса загрязнителей с воздушными массами, поэтому в 1979 г. была подписана Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния. Принятие в соответствии с этой Конвенцией серии протоколов, устанавливающих пределы снижения для главных загрязняющих воздух веществ, стимулировало осуществление правительствами стран Европы, Канады, США, России государственных мер по снижению выбросов.

В результате к настоящему времени в ряде районов Европы выбросы в атмосферу S02 антропогенного происхождения, вызывающие кислотные осадки, сократились почти на 70% по сравнению с их максимальными значениями в 70-е годы XX в. Примерно на 40% эти выбросы уменьшились в США. Это в значительной степени способствовало восстановлению природного кислотного баланса, по крайней мере, в Европе. В то же время в Азиатско-Тихоокеанском регионе растущая эмиссия S02 в связи с ростом потребления угля и других высокосернистых видов топлива остается серьезной экологической угрозой.

5.5. Энергетическая проблема Использование энергии — одна из основных жизненных потребностей человека. Вовлекая в потребление все больше и больше энергии, полученной за счет ископаемого топлива, воды, кислорода, растительного и минерального сырья, используют с пользой только 1 — 10% энергии. При этом разрушаются основы устойчивости биосферы Земли. К началу XX в. общая численность населения нашей планеты составила 1,7 млрд чел., а суммарное энергопотребление достигло 0,34-1017 кДж/год. Прошедший век характеризуется резким ростом как суммарного, так и удельного энергопотребления (рис. 5.7). Современный человек тратит энергии почти в 24 раза больше, чем необходимо для его жизнеобеспечения как биологического организма. В 2010 г. население составило 7,0 млрд чел., суммарное энергопотребление достигло 6,7-1017 кДж/год, а удельное энергопотребление — 10,3 107кДж/(чел.год). Приведенные цифры говорят о том, что в XX в.

произошел не только «демографический взрыв», но и «энергетический взрыв».

Вместе с тем, по данным ООН, на сегодняшний день около 2 млрд чел. на планете живут без электричества и используют для отопления и приготовления пищи дрова и другие примитивные виды топлива.

Различают невозобновляемые и возобновляемые энергоресурсы. Невозобновляемые — это такие энергоресурсы, которые были ранее накоплены в недрах Земли и в новых геологических условиях практически не образуются (уголь, нефть, природный газ и др.). К возобновляемым энергоресурсам относятся те, восстановление которых постоянно осуществляется в природе (солнечная энергия, энергия ветра, текущей воды, морских волн, биомассы и т.д.).

В начале 70-х гг. XX в. доли угля, нефти и газа в структуре мирового потребления примерно выровнялись: нефть — 34%, газ — 18%, уголь — 32%. После нефтяного кризиса 1973—1974-х годов развитые страны начинают переориентировать свою топливно-энергетическую базу на другие виды энергоресурсов и вводят политику энергосбережения.

В результате к 1980г. доля нефти в мировом топливноэнергетическом балансе снижается до 38%, твердого топлива - до 27%, а потребление газа возрастает до 18 %. Неуклонно растет доля ядерной энергии. В настоящее время, по данным Международного энергетического агентства (International Energy Agency), мировая энергетическая структура выглядит следующим образом: нефть — 42%, уголь — 24%, природный газ — 23%, атомная энергия — 6%, возобновляемые источники энергии — 5% (из них 4% дает гидроэнергетика). Таким образом, энергетические потребности цивилизации в настоящее время удовлетворяются за счет угольного и углеводородного топлива, запасенного, по образному выражению В. И. Вернадского, в былых биосферах.

По современным прогнозам, в 2020 г. доля твердого ископаемого топлива возрастет и будет составлять 32%, потребление нефти снизится до 26%, а газа увеличится до 25%. Из-за аварии на Чернобыльской АЭС у значительной части населения Земли появилось недоверие и даже неприятие ядерной энергетики, поэтому ее доля будет составлять не более 7%.

При этом доля возобновляемых источников энергии достигнет 10%.

Рассмотрим основные невозобновляемые энергоресурсы.

Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он является наиболее распространенным ископаемым топливом на Земле. По оценкам специалистов, его запасы на нашей планете составляют около 7- 10|2т. Только разведанных месторождений угля (3-1010 т) при нынешних темпах использования хватит на несколько веков. Основные залежи угля образовались 210—280 млн лет назад в каменноугольный период и сосредоточены в России, США, Китае и Украине. В этих странах находится почти 88% известных запасов угля. В России сосредоточено 5,5% мировых запасов угля, что составляет более 200 млрд т.

К сожалению, уголь следует отнести к самому «грязному» виду топлива. Теплоэлектростанции (ТЭС), работающие на угле, дают 10—25 кг вредных выбросов на 1 кВт-ч энергии. В мире наметилось два пути снижения вредного воздействия угольной энергетики на биосферу. Так, в США построен ряд ТЭС на угле практически с полной очисткой вредных выбросов. В ЮАР налажено производство по переработке угля в синтетическое жидкое топливо, горючий газ и полукокс. Это направление является довольно перспективным, так как нефть и природный газ, являющиеся основой современной энергетики, скоро иссякнут.

Природный газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ. Основную часть природного газа составляет метан (СН4) — до 98%.

Широкое использование природного газа в энергоустановках связано с тем, что он имеет ряд существенных преимуществ перед другими видами топлива. Газ легко транспортируется на большие расстояния, практически не требует подготовки и переработки перед использованием, количество вредных выбросов при сжигании минимально. Энергоустановки, работающие на газу, легко автоматизируются. Поэтому мировая добыча природного газа постоянно возрастает. Если за 1901 — 1920 гг. было добыто 0,3 трлн м3, то в 2006 г. — примерно 2,6 трлн м3. Согласно прогнозам Международного газового союза, к 2010 г. мировое потребление природного газа возросло до 3,12 трлн м3.

На долю России и США сегодня приходится примерно 40% мировой валовой добычи природного газа. В России, поданным Минэкономразвития, добыча газа в 2005 г. составила 636 млрд м3.

По данным Международного газового союза, на начало 2006 г. доказанные мировые запасы природного газа оценивались на уровне 173 трлн м3, и еще не открытые экономически оправданные запасы — в 260—500 трлн м3.

Таким образом, по оптимистическим прогнозам, при нынешних темпах добычи природного газа хватит более чем на 200 лет.

Нефть в чистом виде как энергоноситель не используется. В результате ее перегонки получают бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, масла и т.д. Бензин и дизельное топливо используются в двигателях внутреннего сгорания, керосин — в турбореактивных и реактивных двигателях летательных аппаратов, а мазут сжигается в электростанциях и в котельных.

По сравнению с природным газом нефть и нефтепродукты при сжигании дают значительно большее количество вредных веществ, что связано с наличием примесей серы, фосфора и т.д.

До середины 1970-х годов мировая добыча нефти удваивалась примерно каждое десятилетие, потом темпы ее роста замедлились. В 1938 г.

она составляла около 280 млн т, в 1970 г. — свыше 2 млрд т, в 2005 г. — около 5,2 млрд т. Всего с начала промышленной добычи (с конца 1850-х годов) до конца 2004 г. в мире было извлечено из недр более 160 млрд т нефти.

По данным Министерства энергетики США (Department of Energy), в настоящее время мир ежедневно потребляет около 14 млн т нефти, примерно четверть из них приходится на долю США.

Многие специалисты сходятся во мнении, что максимум добычи нефти и дальнейший спад произойдет в середине следующего десятилетия. Развитые страны в годы кризиса ввели политику энергосбережения. Улучшение эффективности использования нефти в ближайшие годы будет достигаться за счет совершенствования технологий ее переработки.

Некоторые специалисты считают, что развитие альтернативных источников энергии к середине XXI в. уменьшит роль нефти в мировом энергетическом балансе, при этом ее доля сократится с нынешних 48 до 25%, а мировая энергетика может перейти на природный газ как основной энергоноситель.

Разведанные запасы нефти на 2004 г. составляли 210 млрд т, неразведанные оцениваются в 52—260 млрд т. Очевидно, что при современных темпах добычи нефть закончится уже в этом столетии.

На ТЭС вырабатывается более 60% от общего объема электроэнергии в Российской Федерации. В атмосферу Земли выбрасываются миллиарды тонн диоксида серы, оксидов азота, оксида углерода, летучих органических соединений от продуктов сгорания угля, мазута и в меньшей степени газа.

Атомная энергетика до катастрофы на Чернобыльской АЭС не вызывала больших опасений и являлась наиболее «чистой» по сравнению с работой ТЭС (1 кг урана при производстве энергии соответствует 3 млн т угля). Теперь очевидно, что наиболее опасным и широкомасштабным вмешательством человека в природу является использование энергии деления ядра. Несмотря на это, сегодня еще много сторонников использования ядерной энергетики. Этому есть серьезные причины: нефть и природный газ иссякнут в ближайшем обозримом будущем, а это более 60% в топливно-энергетическом балансе. Их необходимо чем-то заменять. Потенциал возобновляемых источников энергии ограничен, поэтому до сих пор остается много сторонников использования ядерного топлива.

Все атомные электростанции мира производят в настоящее время примерно 375 ГВт-в год (11,8-1015 кДж/год) электроэнергии. Наиболее зависящей от ядерной энергетики является Франция, где АЭС обеспечивают производство 76,4% потребляемой электроэнергии. Россия на АЭС производит 14,9% электроэнергии.

Известные мировые запасы урана (с учетом коммерческих запасов урана, извлекаемого при повторном обогащении) оцениваются в 17 млн т.

Для производства 1 ГВт в-год электроэнергии с помощью современных реакторов необходима 1 т урана, поэтому с учетом вводимых в действие АЭС имеющихся запасов урана хватит на 250—300 лет.

Катастрофа на Чернобыльской АЭС сформировала у населения, особенно в Европе, стойкое неприятие к «мирному атому». Однако выросшие цены на углеводородное топливо и отказ Германии (крупнейшей страны Евросоюза) от дальнейшего развития ядерной энергетики вызвали рост производства атомной энергии в странах с менее строгими правилами.

Так, Франция предполагает ввести в действие новые реакторы, а вот Япония в связи с аварией на АЭС «Фукусима» приостановила развитие своей атомной энергетики по вполне понятным причинам. По всей видимости, атомную энергетику ожидает в ближайшем будущем если не бурный рост, то довольно оптимистическая полоса развития. Это связано не только с удорожанием нефтепродуктов, но и с решимостью стран Евросоюза и ведущих стран Азии воплотить в жизнь Киотское соглашение, предусматривающее существенное сокращение эмиссии парниковых газов. Так, Россия, несмотря на обладание огромными запасами углеводородных энергоресурсов, планирует в ближайшие пять лет довести мощность реакторов с 24,5 до 28,2 ГВт.

Вместе с тем надо признать, что до сих пор нет способов безопасной утилизации радиоактивных отходов. Наука пока не решила эту задачу, так как накопление таких отходов представляет серьезную экологическую опасность.

Гидроэлектростанции (ГЭС) также негативно воздействуют на окружающую среду. Строительство плотин на больших равнинных реках приводит к затоплению огромных территорий под водохранилища. Перегораживая реку, плотина создает непреодолимое препятствие на путях миграций проходных и полупроходных рыб, поднимающихся на нерест в верховья рек. Вода в хранилищах застаивается, ее проточность замедляется, что сказывается на жизни всех живых существ, обитающих в реке и у реки. Повышение уровня воды влияет на грунтовые воды, приводит к подтоплению, заболачиванию, эрозии берегов и оползням. Крупные высотные плотины на горных реках также представляют собой источники опасности, особенно в районах с высокой сейсмичностью.

Наиболее перспективным с экологической точки зрения является использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ). Это энергия солнца, ветра, тепло земных недр и механическая энергия океана. Во многих странах уже созданы не только опытные, но и промышленные установки, использующие эти источники энергии. Разведанные запасы местных месторождений угля, нефти и газа в России составляют 8,7 млрд т условного топлива (т у.т.), а торфа 10 млрд. т у.т. Потенциальные возможности новых и возобновляемых источников энергии составляют в год: энергии Солнца — 2300 млрд т у.т., энергии ветра — 26,7 млрд т у.т., энергии биомассы — 10 млрд т у.т., тепла Земли — 40 000 млрд т у.т., энергии малых рек — 360 млрд т у.т., энергии морей и океанов — 30 млрд т у.т., энергии вторичных низкопотенциальных источников тепла — 530 млрд т у.т. Эти источники намного превышают современный уровень энергопотребления России, составляющий около 1,2 млрд т у.т. в год, что создает перспективы полного решения энергетической проблемы в будущем при одновременном решении проблемы экологии.

Рассмотрим виды нетрадиционных возобновляемых источников энергии.

Солнечная энергия используется во многих странах благодаря таким ее положительным качествам, как возобновляемость, почти повсеместная распространенность, полная экологическая чистота.

Географическое положение и климатические условия России не являются самыми благоприятными для использования солнечной энергии.

Они значительно менее благоприятны, чем во многих южных странах.

Проблема практического применения солнечной энергии содержит два основных аспекта: преобразование ее в электроэнергию и в тепло. Оба направления получили интенсивное развитие во многих странах мира.

Солнечная электроэнергетика в свою очередь подразделяется по виду применения на сетевую и автономную. К сетевой относятся солнечные электростанции (СЭС), входящие в энергосистемы, т.е. в существующие в современной электроэнергетике системы централизованного производства, транспортировки и распределения электроэнергии. В этом случае при небольшом удельном весе (по мощности) солнечных электростанций среди традиционных генерирующих мощностей в энергосистеме не требуется наличия на солнечных электростанциях значительных аккумулирующих устройств, так как колебания мощности СЭС демпфируются энергосистемой.

К автономным относятся солнечные энергоустановки, обеспечивающие энергией отдельных потребителей, как связанных, так и не связанных с системой централизованного энергоснабжения. В первом случае также не требуется значительных аккумулирующих устройств, так как недостаток энергии от солнечной установки восполняется от централизованной сети, а избыток направляется в сеть. Классическим примером такого применения солнечных энергоустановок является реализованная в ФРГ программа энергоснабжения индивидуальных жилых домов «Тысяча крыш».

Энергия биомассы. Использование энергии биомассы осуществляется по нескольким направлениям.

Производство биогаза и удобрений:

1. на малых установках по переработке сельскохозяйственных и бытовых отходов индивидуальных крестьянских фермерских хозяйств, общее количество которых в мире превысило 6 млн шт. (это направление особенно развито в Китае и Индии);

2. на больших установках по переработке городских сточных вод (в мире более 10 ООО комбинированных установок по сбраживанию городских и промышленных сточных вод);

3. на мощных комбинированных установках (фабриках) по переработке отходов продукции сельского хозяйства, животноводства и фермерских хозяйств (фабрики получили большое распространение в Дании, где находятся 18 из 50 фабрик Европы).

4. Биогаз, полученный на указанных установках, используется в быту, в водонагревательных и паровых котлах, а также в дизельгенераторах, производящих электроэнергию.

Широко распространены электростанции (США, Дания), на которых сжигаются твердые бытовые отходы (ТБО) городов, а также электростанции, работающие на биогазе свалок ТБО (Италия).

В стадии опытно-промышленной эксплуатации находятся электростанции, для которых организовано выращивание «энергетических лесов», т.е.

они работают на сжигании в котлах древесины. Широко используются отходы лесопереработки и лесозаготовок для производства тепла и электричества (страны Скандинавии) как при прямом сжигании отходов, так и через их газификацию с последующим сжиганием полученного газа.

Энергия ветра. В течение многих десятилетий в отдаленных районах многих стран используются ветряные турбины для бытовой генерации электричества и подразрядки аккумуляторных батарей.

Производимая ветряной турбиной мощность электроэнергии пропорциональна скорости ветра в третьей степени, и многие турбины эффективно работают при скорости ветра 7-12 м/с.

В области ветроэнергетики странами-лидерами являются: Германия — 4500 МВт, США — 1900 МВт, Дания — 1800 МВт, Испания — 1600 МВт, Индия — 1100 МВт.

В России на сегодняшний день суммарная мощность ветряных турбин не превышает 5 МВт.

Ежегодный прирост мощности ветроустановок в странах- лидерах достигает 20—25%, в России этот показатель не превышает 3%.

Малая гидроэнергетика. По экономическому потенциалу малые и микроГЭС составляют примерно 10% от общего экономического потенциала.

В России экономический потенциал малых и микроГЭС использован примерно на 0,5%, так как число малых ГЭС с 5000 в 50-х гг. XX в. сократилось до 300 в 90-х гг.

Мировым лидером в малой гидроэнергетике является Китай, где с 1950 г. по 2005 г. общая мощность малых ГЭС выросла с 5,9 МВт до 19 200 МВт. В планах Китая на ближайшее десятилетие строительство более 40 000 малых ГЭС с ежегодным вводом до 1000 МВт.

В Индии на конец 2005 г. установленная мощность малых ГЭС (единичной мощностью до 3 МВт) составляла 173 МВт; в стадии строительства находятся ГЭС общей мощностью 188 МВт. Определены места строительства еще около 4000 станций с общей проектной мощностью 8370 МВт.

Эффективно работают малые ГЭС в ряде европейских стран, в том числе в Австрии, Норвегии, Швеции и др.

Геотермальная энергетика. В тех районах, где горячий подземный пар может достигать поверхности земли, его можно использовать для производства электроэнергии. Такого рода геотермальные источники энергии распространены в некоторых частях мира, например в Новой Зеландии, США, на Филиппинах, в Исландии и Италии. В общей сложности эти источники энергии сегодня вырабатывают до 6000 МВт мощности. Имеются также перспективы в использовании этого метода в других районах путем перекачивания горячей подземной воды в те места, где ее нет.

Россия располагает огромными запасами геотермального тепла. В северных районах Дальнего Востока, и особенно на Камчатке и Курильских островах, достаточно подземного тепла для того, чтобы полностью обеспечить теплом и электроэнергией большие районы. С переходом России к рыночной и открытой экономике начался рост цен на привозное топливо, которые в настоящий момент уже превысили мировой уровень. На Камчатке и Курильских островах, энергетика которых полностью базируется на привозном топливе, цена электроэнергии весьма велика (5-30 цент./ кВт-ч). Это означает, что промышленность и другие отрасли этих регионов не смогут успешно развиваться без широкого использования местных энергетических ресурсов, и в первую очередь тепла земли.

Вся Камчатская область и Курильские острова, районы Чукотки, Магаданской области, части Дальнего Востока должны широко внедрять бинарные и комбинированные геотермальные электрические и тепловые станции, которые позволяют получать электроэнергию из горячей воды.

Экономический потенциал возобновляемых источников энергии в настоящее время оценивается в 20 млрд т у.т. в год, что в два раза превышает объем годовой добычи всех видов органического топлива. И это обстоятельство указывает путь развития энергетики будущего, не такого уж и далекого.

Повсеместный переход на возобновляемые источники энергии не происходит лишь потому, что промышленность, машины, оборудование и быт людей на Земле сориентированы на органическое топливо. Это происходит еще и потому, что некоторые виды возобновляемых источников энергии непостоянны и имеют низкую плотность энергии.

Основное преимущество возобновляемых источников энергии — их неисчерпаемость и экологическая чистота. Данные источники не меняют энергетический баланс планеты. Эти качества и послужили причиной бурного развития возобновляемой энергетики за рубежом и весьма оптимистических прогнозов их развития в ближайшем десятилетии. НВИЭ играют значительную роль в решении трех глобальных проблем, стоящих перед человечеством: энергетика, экология, продовольствие (табл. 5.1).

Для того чтобы ощутить масштаб цифр, укажем, что электрическая мощность электростанций на возобновляемых источниках энергии (без крупных ГЭС) составляет 380—390 ГВт, что превышает мощность всех электростанций России (215 ГВт) в 1,8 раза.

На основании изложенного в пятой главе можно сделать следующие выводы о наличии основных глобальных экологических проблем, связанных с развитием человеческого общества. Огромные достижения науки и техники в XX в. привели к тому, что качественные и количественные воздействия человека на биосферу стали сопоставимы с природными явлениями. Преобразования природных экосистем в города, промышленные комплексы и сельскохозяйственные системы охватили около 20% суши. Антропогенный расход кислорода достиг 10% от производимого кислорода при фотосинтезе. В результате сложилась парадоксальная ситуация: современная цивилизация достигла небывалых высот и в то же время оказалась на краю пропасти. Экологические проблемы в современном мире стали особенно острыми и вышли на первое место.

На наш взгляд, наибольшую опасность для цивилизации представляет современное оружие массового уничтожения. Если оно попадет в руки террористов или безответственных руководителей стран, то последствия могут быть катастрофическими. Опасность представляют и ошибки в компьютерных системах управления этим оружием.

Не меньшую опасность представляет нехватка полезных ископаемых и их грядущее исчерпание при возрастающем загрязнении биосферы. Первые признаки этой проблемы налицо: глобальное потепление, разрушение озонового слоя, повышение кислотности дождей и др.

Достаточно остро стоят и другие проблемы: дефицит энергетических ресурсов, быстрый рост населения планеты и нехватка продовольствия.

Глава 6. ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ ТРАНСПОРТА

Транспортные загрязнения.

6.1.

Все, что происходит в окружающем нас мире происходит в соответствии с законом сохранения масс - при любом физическом или химическом изменении, вещество не возникает и не исчезает, а лишь меняет свое физическое или химическое состояние. Значения параметров окружающей среды, при которых существует жизнь, установились в достаточно узком диапазоне. Мы говорим о потреблении или расходовании ресурсов, но на самом деле мы не потребляем вещества, а только временно пользуемся какими-либо ресурсами - перемещая их, превращая в продукты или товар.

Все, что выброшено, остается с нами.

Население Земли превысило в млрд. человек. Человеческая деятельность- строительство, добыча полезных ископаемых, промышленных производств, земледелие имеют своей целью достижение благосостояние меняют природные ландшафты, создают искусственную среду обитания, зачастую чуждую человеку, как биологическому существу. Многие сотни миллионов живут в трансформированной природной среде (мегаполисе, городе), пытаясь освоиться и адаптироваться к среде обитания. Однако сформированный в процессе эволюции человеческий организм весьма чувствителен к окружающей среде, многие механизмы которой не нормальны. Это связано с тем, что с ростом численности населения и урбанизацией растет уровень антропогенной нагрузки, которая не успевает компенсироваться адаптационными способностями живых организмов вообще и человека в частности.

Сейчас экспериментально установлено, что необратимые изменения значений окружающей среды все чаще приводит к экологическим кризисам и катастрофам как на глобальном, так и локальном уровнях (смог, кислотные дожди, загрязнения воды и почвы). На глобальном уровне – парниковый эффект, разрушение озонового слоя. В результате – накопление данных, подтверждающих проявление распада генетических программ человека. По этой причине в мире вопросы экологического благополучия все более приобретают социально-экономические звучания, формируют нормы поведения и модели.

Происходит эволюция экологического мировоззрения – от антропоцентризма (человек – центр Вселенной) к теории естественной биотической регуляции окружающей среды, согласно которой человек занимает определенную экологическую нишу и его деятельность не должна приводить к нарушению устойчивости «биоты» (среды) к обществу устойчивого развития, когда хозяйственная деятельность не разрушает природную основу для воспроизводства жизни.

В этом аспекте нам важно понять, каким требованиям должны отвечать транспортная система, круг возникающих проблем и пути их решения (85% загрязнений – от транспорта).

По нашему мнению, решения лежат в области рационального использования природных ресурсов, защиты водоемов, почвы, природных экосистем от воздействия промышленности, транспортного комплекса.

Речь будет идти об изучении экологически значимых параметров, характеристик экологической безопасности транспортного средства, сооружения и т.д.

Сегодня классифицированы отдельные источники негативного воздействия транспорта на окружающую среду, установлены причинноследственные связи для управления уровнем экологической безопасности.

Разработана методика оценки удельных (на единицу пробега) выбросов одиночных транспортных средств и погонных (на единицу длины пути) выбросов транспортных потоков, загрязнения придорожной полосы токсичными веществами, формирования парка машин с использованием экологических критериев.

Также установлена мера экологической безопасности транспортных средств различного назначения и требования к этим объектам. Причинноследственные связи влияния на эти показатели как инженернотехнологических, так и организационных факторов. Установленные закономерности «экологического поведения» налагают не только ограничения на поведение одиночных автомобилей в транспортном потоке и не позволяют распространять принцип аддитивности при оценке выбросов вредных веществ транспортным потоком и парком машин. Экологические оценки ставят задачи определения и расчета концентраций примесей в атмосфере на значительной площади территорий с учетом ряда факторов, в том числе и заболеваний людей.

Актуальными являются следующие вопросы:

1. Оценка влияния транспортных коммуникаций на устойчивое социально-экономическое развитие регионов, обеспеченности его топливом, минеральными и другими ресурсами.

2. Приборное обеспечение и осуществление экологического контроля транспортных средств.

3. Создание средств и методов предотвращения загрязнений при реализации жизненных циклов транспорта, инженерных сооружений с использованием малоотходных и ресурсосберегающих технологий.

4. Оценка ресурсо- и средовоспроизведений способности ландшафтов, конструирование искусственных экосистем на придорожных территориях.

5. Экологическое нормирование транспортной нагрузки на экосистемы, формирование требований к транспортной технике, технологиям и материалам.

6. Разработка механизмов управления природоохранной деятельностью и рациональным использованием природных ресурсов.

7. Прогнозирование чрезвычайных экологических ситуаций, связанных с транспортом и обоснование мер по их предотвращению.

Основные понятия Экология – отрасль науки о взаимодействии растительных и животных организмов между собой и окружающей средой.

Поскольку транспорт создает мощную техногенную нагрузку на окружающую среду как на неживую, так и живую природу, промышленнотранспортная экология изучает различные аспекты воздействия объектов промышленности и транспорта на окружающую среду (ОС).

ОС – совокупность природных тел (атмосфера, гидросфера, литосфера, биосфера) и культурных объектов (техногенных), предметов социальной и производственной деятельности человека.

Транспортный комплекс (ТК) представляет собой техникоэкономическую структуру, предназначенную для перевозки грузов и людей и включает:

- систему проектирования, строительства, реконструкции, ремонта, содержания дорог, мостов, тоннелей;

- автоматизацию, авиа-, судостроительно-дорожные и транспортное машиностроение;

- сферу эксплуатации и ремонта машин, дорожного хозяйства, управления движением;

- промышленность стройматериалов, шин, топливо, электротехнических устройств, запчастей, эксплуатационных жидкостей.

Объекты транспорта (ОТ) – авто, мотто, самолеты, суда, локомотивы и другие транспортные средства, оснащенные энергоустановками и обеспечивающие выполнение транспортных работ, а также инженерные сооружения.

Жизненный цикл (ЖЦ) объекта транспорта – хронологически выраженная последовательность этапов создания, производства, использования, восстановления и утилизации техники или сооружения.

–  –  –

На каждом этапе ЖЦ происходит потребление энергоресурсов, конструкционных, дорожно-строительных и эксплуатационных материалов;

технологические процессы сопровождаются выбросами вредных и токсичных веществ. Они вносят свой вклад в загрязнение воздуха, воды, почвы, т.к. могут накапливаться в ландшафтах, приводят к истощению природных ресурсов.

Этот вред на каждом этапе возникает при следующих обстоятельствах:

- загрязняющие выбросы и сбросы превышают нормативы ПДК веществ или физические воздействия – шум, вибрация остаточного топлива, электромагнитные поля и радиационные излучения превышают установленные уровни;

- потребление материалов и энергии превышает нормы;

- содержание экологически вредных веществ в материалах превышает допущение;

- обращение с отходами, образованными в ЖЦ, производится с нарушением правил.

Автомобильный парк России в 2000 году насчитывал около 20 млн единиц, в том числе 15 млн легковых, 4,5 млн грузовых и около 1 млн автобусов. Отмечается устойчивая тенденция роста численности автотранспортных средств.

Вызывает тревогу тот факт, что выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспортных средств увеличиваются в год в среднем на 3,1%. В результате величина ежегодного экологического ущерба от функционирования транспортного комплекса России составляет более 75 млрд.

рублей и продолжает расти.

Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т кислорода, выбрасывая при этом с отработанными газами примерно 800 кг угарного газа, 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеродов. В результате по России от автотранспорта за год в атмосферу поступает огромное количество только канцерогенных веществ: 27 тыс. т бензола, 17,5 тыс. т формальдегида, 1,5 т бенз(а)пилена и 5 тыс. т свинца.

В целом, общее количество вредных веществ, ежегодно выбрасываемых автомобилями, превышает цифру в 20 млн. т.

С точки зрения наносимого экологического ущерба, автотранспорт лидирует во всех видах негативного воздействия: загрязнение воздуха шум - 49,5%, воздействие на климат - 68%.

Автомобили на сегодняшний день в России - главная причина загрязнения воздуха в городах. Сейчас в мире их насчитывается более полумиллиарда. В России автомобиль имеет каждый десятый житель, а в больших городах - каждый пятый. Выбросы от автомобилей в городах особенно опасны тем, что загрязняют воздух в основном на уровне 60-90 см. от поверхности земли и, особенно на участках автотрасс, где стоят светофоры. Автомобили выбрасывают в атмосферу диоксид и оксид углерода, оксиды азота, формальдегид, бензол, бензопирен, сажу (всего около 300 различных токсичных веществ).

Последствия воздействия загрязнителей на человека, животных, растительность Вредные последствия для живых организмов связаны с загрязнением природной среды токсичными веществами (H2S, HC, O3, NO2, Cl2), аэрозолями (HCl, H2SO4), тяжелыми металлами, неорганическими солями, нефтепродуктами. Загрязняя воздух, воду и почву они вызывают отравления, расстройства нервной системы, нарушения обмена веществ, воздействуют на организм через продукты питания.

Реакция человеческого организма на промышленнотранспортные загрязнения Оценка последствий промышленно-транспортных воздействий включают в себя исследования механизмов распространения загрязнений и других техногенных факторов (шум, вибрация, электромагнитные излучения), а также миграция в экосистемах (по пищевым цепям). Начнем с последнего.

Миграция по пищевым цепям определяется физико-химическими характеристиками вещества и биологическими потребностями организмов.

Миграция по пищевым цепям приводит к биоаккумуляции и биоконцентрации ClH (йод, например, аккумулируется в щитовидной железе).

Биоконцентрации возникают при транспорте или миграции по пищевой цепи. Например, водоросль Клифоффа за три дня извлекает из воды столько ДДТ, что его концентрация увеличивается в 3000 раз. Акцидин концентрируют ДДТ в миллионы раз. Биоконцентрация ДДТ (о.

Мичиган) в пищевых цепях:

0,014 мг/кг в данном иле 0,41 мг/кг в ракообразных, питающихся данными отложениями 3-6 лет в рыбах более 2400 мг/кг в … тканях птиц, китов, рыб.

В основе процесса лежит правило: в каждом последующем элементе цепи, содержащие загрязнения, увеличивается в 10 раз.

Содержание в организме загрязнителей может приводить к определенным сдвигам в состоянии здоровья. Главным критическим объектом рассмотрения действия техногенных факторов является человек. Но и элементы экосистем (растения, животные) также реагируют на технические воздействия и должны быть объектом защиты.

Зависимости «доза – эффект» ответ организма на воздействия зависит от количества загрязняющего вещества или его дозы, величина которой зависит от путей поступления в организм – при вдыхании (ингаляционного), с водой, пищей (перорально) или абсорбируются через … или под воздействием внешнего облучения. Ингаляционный и пероральный пути поступления определяют биохимические способы воздействия загрязнителей на организм. Организм более эффективно производит детоксикацию поступающих с пищей загрязнений, чем тех, что поступают при дыхании.

Пороговые эффекты воздействия характеризуются тем, что некоторые количества загрязнителей ниже определенного уровня (порога) не вызывают отрицательного воздействия для здоровья. Различают практический и абсолютный пороги, когда будет достигнута критическая концентрация или доза. Практический порог характеризует границу статистически достигаемого эффекта, когда последний превышает колебания соответствующего уровня объектов.

Нарушения в состоянии здоровья могут наблюдаться при приближении концентрации в среде к пороговому значению. Функция реакции организма на воздействие выше порогового уровня, как правило, имеет разную форму и характеризуется дозой LD50. Этот термин относится к дозе, которая летальна для 50% используемых животных. LС50 относится к летальным концентрациям.

Соотношение соответствующих значений летальных доз определяют относительную опасность загрязнителя.

Кривые доза – эффект (рисунок) характеризуют зависимость между дозой загрязнителя и ответной реакцией (эффект) организма. Эти зависимости получают на основании данных эпидемиологических исследований.

Кривые 2,3,4 относятся к беспороговым: предполагается, что существуют эффекты при любых концентрациях загрязнителя или любом нехимическом воздействии. … широко используются беспороговая форма зависимости «доза – эффект» 3. Суждения о форме зависимости в области малых концентраций получится путем линейной экстраполяции из области больших доз.

Кривая 4 с выпуклостью вниз, называется «подлинейной». Суждение о форме «доза – эффект» характеризуют точки на оси, при которой эффект может быть зарегистрирован и определяет практическое значение порога.

Кривая 2 – «надлинейная» зависимость, наблюдается, когда малые дозы вызывают непропорционально большие эффекты (Чернобыль).

Итак, эффекты воздействия можно подразделить на пороговые и беспороговые. К беспороговым относятся канцерогенные и гинетические эффекты, вызванные действием на ином … или радиоизлучения в малых дозах. Их действие носит вероятностный характер, они же одновременно являются канцертинами. Любое их количество предопределяет отличный от нуля риск смерти от новообразований или … изменений.

К пороговым эффектам относятся большие дозы радиоактивного облучения, легочные заболевания (шахтеры), большинство токсичных эффектов. Они вызывают широкий спектр нарушений в состоянии здоровья регистрируемых на молекулярном, клеточном, тканевом, организменном, популяционном уровнях. Последние эффекты наблюдаются в виде повышенных частот болезней.

Постоянное воздействие загрязненного воздуха влияет на здоровье, что выражается в росте заболеваемости и смертности. Этот класс загрязнителей наделен токсикантами общего действия.

Общей характерной особенностью неканцерогенов является наличие порога действия веществ. Пороговые значения концентрации, как правило, выше ПДК. Чем меньше известно о действии данного загрязнителя, тем большие значения величины коэффициента запаса используются при установлении ПДК загрязнителя. Для большинства новообразований типичен медленный рост и развитие, поэтому они обнаруживаются через десятки лет.

Продолжительность времени между воздействием загрязнителя и диагностированием неблагоприятного эффекта называется латентным периодом.

Кривые (пороги) «доза – эффект» отличаются для разных индивидуумов, хотя и имеют S-образную форму. Распределение индивидуальных реакций зависит от возраста, пола, состояния здоровья. Разрешаемый (допускаемый) выброс учитывает технические и экономические возможности контроля и обычно устанавливается ниже уровня порога для 95% населения, т.е. гарантируется защищенность не менее 95% населения.

Большинству загрязнителей требуется время для вступления в реакцию, поэтому важна не только концентрация, но и время воздействия. Поэтому при установлении максимально допустимых концентраций временной фактор учитывается посредством предельных значений, зависящих от времени воздействия (max – разовые, среднесуточные, среднегодовые).

По характеру действия загрязнений на ОС можно выделить две позиции, определяющие подходы к их изучению:

- со специфическим действием;

- с хроническим неспецифическим влиянием, которое определяется специальными симптомами и признаками.

СО – бесцветный газ, без вкуса и запаха, воздействует на нервную систему, вызывает обмороки, т.к. вступает в реакцию с гемоглобином, замещая О2. Воздействие СО на центральную нервную систему проявляется в изменении цветовой чувствительности глаз.

NO, NO2 – I – бесцветный, II – бурый. Ухудшается видимость. Токсичность NO2 в семь раз выше NO. На организм NO2 действует как сильный раздражитель при концентрации до 15 мг/м3. При С = 200-300 мг/м3 может вызвать отек легких. При концентрациях, которые имеются в атмосфере только потенциально может привести к хроническим заболеваниям.

Низкомолекулярные углеводороды. Их токсичность проявляется в наркотическом действии (эйфория).

Полициклические ароматические углеводороды, содержащиеся в выбросах двигателей – канцерогены, из них наибольшую опасность представляет бензпирен – С20Н12.

Сажи обладают большей токсичностью, чем обычная пыль. На ее поверхности концентрируются канцерогенные вещества. Видимыми автомобильные выбросы становятся при С = 130 мг/м3. Размер частиц 0,19-0,54 мкн. Они могут откладываться в трахеи, бронхах.

SO2 при малом содержании (0,044%) вызывает раздражение дыхательных путей. При 0,01% происходит отравление за несколько минут.

Смесь с СО нарушает генетические функции.

Pb – головная боль, нарушение сна, снижение ферментативной активности белков, расстройство нервной и … системы.

Отдельные компоненты имеют разную токсичность.

CO:CxHy:H2S:NOx:C:Pb:C20H12 = 1:1,5:16,5:41:45:22400:1260000 Приводит к ухудшению здоровья и … (энергетические загрязнения ОС). Так, шум – разрушающее воздействие на нервную систему, снижение самообладания, воздействие на систему принятия решений. В конечном итоге вызывают сердечно-сосудистые, желудочно-кишечные, нервные нарушения сна, слуха.

Инфразвук при частоте 2-5 Гц и уровне звукового давления 100-125 ДБ вызывает осязаемое движение барабанных перепонок из-за изменения давления в среднем ухе, затрудненное глотание, головную боль.

Повышение уровня 125-137 ДБ может вызвать вибрацию грудной клетки, чувство «падения». Инфразвук с частотой 15-50 Гц вызывает чувство страха.

Вибрации раздражающе действуют на человека. Совпадая с резонансной частотой органов тела может причинить вред здоровью.

Электромагнитное поле (ЭМП). Организм поглощает его энергию. В тканях возникают высокочастотные токи. С образованием тепловых и других эффектов. Интенсивность поглощения энергии ЭМП определяется его мощностью, временем и длиной волны. Чем выше мощность поля, порога длины волны и больше время, тем сильнее воздействие. Биоэффект имеет две разновидности – малоинтенсивное E 1 кВ/м приводит к нарушению электрофизиологических процессов LSHC и сердечно-сосудистой системы, щитовидной железы. В поле Е кВ/м возникают искровые разряды в теле.

Подытоживая вышесказанное, оценим влияние уровня загрязнения на здоровье человека.

Воздух, почва (кратность превышения ПДК).

–  –  –

Реакции экосистем на промышленно-транспортные загрязнения SO2 – лист бурый с желтыми или белыми пятнами HCl – лист оливковый или темно-коричневый O3 – торможение роста, … NOх – хвоя красно-бурая, листья темно-бурые Тяжелые металлы – растения карликовые, листы легкие, желтеют, деформируются.

Озон окисляет клетки в период роста, SO2 – препятствует фотосинтезу. Реагируя с атмосферной влагой, SO2, NOx образуют кислоты – уничтожение растительности, рыб, микроорганизмов.

Процесс трансформации экосистемы можно представить в виде последовательности определенных стадий:

1. Выпадение чувствительных видов (превышение ПДК в 1,5-2 раза).

2. Структурная перестройуа экосистем (превышение в 2,5-4 раза).

Ухудшение санитарного состояния деревьев, изменения в травянистом ярусе (разнотравье). Замедлены процессы, осуществляемые почвенными микроорганизмами.

3. Стадия частичного разрушения экосистем (превышение в 6-7 раз). Древесный ярус угнетен. В травянистом отсутствуют часть вида. Повышена кислотность почв. Активизируются эрозионные процессы, биологическая активность почвы снижается.

4. Стадия полного разрушения (коллаж) (превышение в 10 раз).

Древесный ярус разрушен. Травяной покров представлен 1-2 видами. Лишайники отсутствуют. Стерта подстилка и верховье горизонта почвы.

Почвенные животные отсутствуют.

Реакция экосистем на загрязнения не линейна, имеется два уровня значений соответствующих … и … состояниям с резким переходом между ними (т.е. изменения происходят ступенчато).

6.2. Специфика загрязнений по видам транспорта Автомобильный транспорт Специфика подвижных источников загрязнения (автомобилей) проявляется:

в высоких темпах роста численности автомобилей по сравнению с ростом количества стационарных источников;

в их пространственной рассредоточенности (автомобили распределяются по территории и создают общий повышенный фон загрязнения);

в непосредственной близости к жилым районам;

в более высокой токсичности выбросов автотранспорта по сравнению с выбросами стационарных источников;

в сложности технической реализации средств защиты на подвижных источниках;

в низком расположении источника загрязнения от земной поверхности, в результате чего отработавшие газы автомобилей скапливаются в зоне дыхания людей и слабее рассеиваются ветром по сравнению с промышленными выбросами и выбросами от стационарных источников транспорта, которые, как правило, имеют дымовые и вентиляционные трубы значительной высоты.

Перечисленные особенности передвижных источников приводят к тому, что автотранспорт создает в городах обширные зоны с устойчивым превышением санитарно-гигиенических нормативов загрязнения воздуха.

На долю автотранспорта в ряде регионов приходится свыше 50 % от общего объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Загрязнение атмосферы передвижными источниками автотранспорта происходит в большей степени отработавшими газами через выпускную систему автомобильного двигателя, а также, в меньшей степени, картерными газами через систему вентиляции картера двигателя и углеводородными испарениями бензина из системы питания двигателя (бака, карбюратора, фильтров, трубопроводов) при заправке и в процессе эксплуатации.

Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т кислорода. К Отработавшие газы автомобилей с карбюраторными двигателями в числе наиболее токсичных компонентов содержат оксид углерода, оксиды азота и углеводороды (гексен, пентен), а так же кадмий, свинец, хлор а газы дизелей - оксиды азота, углеводороды, сажу и сернистые соединения. Количество и концентрация вредных веществ в выхлопах зависят от вида и качества топлива., Количество картерных газов в двигателе возрастает с увеличением износа. Кроме того, оно зависит от условий движения и режима работы двигателя.

Испарения бензина в атмосферу возникают не только в передвижных источниках, но и в стационарных, к которым, в первую очередь, следует отнести автозаправочные станции (АЗС). Они получают, хранят и реализуют бензин и другие нефтепродукты в больших количествах. Это является серьезным каналом загрязнения окружающей среды как в результате испарений топлива, так и в результате разливов.

Загрязнение атмосферы по «вине» автомобильного транспорта происходит, кроме того, в результате функционирования авторемонтных предприятий, асфальтобетонных заводов, баз дорожной техники и других объектов инфраструктуры транспорта.

Автодороги являются одним из источников образования пыли в приземном воздушном слое. При движении автомобилей происходит истирание дорожных покрытий и автомобильных шин, продукты износа которых смешиваются с твердыми частицами отработавших газов. К этому добавляется грязь, занесенная на проезжую часть с прилегающего к дороге почвенного слоя. Химический состав и количество пыли зависят от материалов дорожного покрытия. Наибольшее количество пыли создается на грунтовых и гравийных дорогах. Дороги с покрытием из зернистых материалов (гравийные) образуют пыль, состоящую в основном из диоксида кремния. На дорогах с асфальтобетонным покрытием в состав пыли дополнительно входят продукты износа вяжущих битумсодержащих материалов, частицы краски или пластмассы от линий разметки дороги на полосы. Под автодороги отчуждаются значительные земельные площади. Так, на строительство 1 км современной автомагистрали требуется до 10-12 га площади.

Железнодорожный транспорт На долю железнодорожного транспорта приходится 75 % грузооборота и 40 % пассажирооборота. Такие объемы работ связаны с большим потреблением природных ресурсов и, соответственно, выбросами загрязняющих веществ в биосферу. Однако, по абсолютным значениям загрязнение от железнодорожного транспорта значительно меньше, чем от автомобильного.

Снижение масштабов воздействия железнодорожного транспорта на окружающую среду объясняется следующими основными причинами:

низким удельным расходом топлива на единицу транспортной работы (меньший расход топлива обусловлен более низким коэффициентом сопротивления качению при движении колесных пар по рельсам по сравнению с движением автомобильных шин по дороге);

широким применением электрической тяги;

меньшим отчуждением земель под железные дороги по сравнению с автодорогами.

Несмотря на перечисленные позитивные моменты, влияние железнодорожного транспорта на экологическую обстановку весьма ощутимо. Оно проявляется, прежде всего, в загрязнении воздушной, водной среды и земель при строительстве и эксплуатации железных дорог.

На железнодорожном транспорте имеется значительное количество стационарных источников выбросов в атмосферу: локомотивные, вагонные депо, заводы по ремонту подвижного состава. Более 90 % выбросов приходится на котлоагрегаты (котельные, кузнечные производства).

Специфическими для железнодорожного транспорта являются предприятия по подготовке и пропитке шпал, щебеночные заводы, промывочно-пропарочные станции.

Шпалопропиточные заводы (ШПЗ) производят подготовку и пропитку антисептиком деревянных шпал, идущих на ремонт и строительство железнодорожных путей. В состав антисептика входят каменноугольное и сланцевое масла.. Процесс обработки шпал сопровождается выделением в воздушную среду нафталина, антрацена, аценафтена, бензола, толуола, ксилола, фенола, то есть веществ, относящихся в большинстве своем к 2му классу опасности. Помимо атмосферы, на шпалопропиточных заводах происходит загрязнение почвы и водоемов. Сточные воды ШПЗ насыщены антисептиком, растворенными смолами, фенолами.

Предприятия по добыче и переработке щебня загрязняют атмосферу минеральной пылью, содержащей свыше 70 % диоксида кремния. Они могут представлять опасность для экосистем при попадании в близлежащие водоемы.

В составе вагонных депо либо как самостоятельные предприятия функционируют промывочно-пропарочные станции, где производится очистка цистерн от остаточных нефтепродуктов, сопровождающаяся выделением паров углеводородов в окружающую среду. Образующиеся при промывке цистерн сточные воды загрязнены нефтепродуктами, растворенными органическими кислотами, фенолами. Если в цистерне осуществлялась перевозка этилированного бензина, стоки содержат, кроме того, тетраэтилсвинец. Для обмывки используется оборотное водоснабжение.

Воздушный транспорт Специфика влияния воздушного транспорта на окружающую среду состоит в значительном шумовом воздействии и выбросе загрязняющих веществ.

Шум создают авиационные двигатели воздушных судов, вспомогательные силовые установки самолетов, спецавтотранспорт различного назначения, автомобили с тепловыми и ветровыми установками, сделанные на базе отработавших летный ресурс авиадвигателей, оборудование стационарных объектов, на которых производится техническое обслуживание и ремонт летательных аппаратов. Уровни шума достигают на перронах аэропортов 100 дБ, в помещениях диспетчерских служб от внешних источников - 90-95 дБ, внутри зданий аэровокзалов - 75 дБ.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |
Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ (МИИГАиК) СБОРНИК ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ И ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО УЧЕБНОМУ КУРСУ "БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ" Москва 2011 СОСТАВИТЕЛИ: Профессор Буров В.Н., профессор Малинников В.А., профессор Мельников А.А., профессор...»

«ТЕРЕЩЕНКО Наталья Николаевна ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ И МЕХАНИЗМЫ РЕМЕДИАЦИИ АНТРОПОГЕННО-НАРУШЕННЫХ ПОЧВ Специальность 03.00.16 – Экология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Томск 2007 Работа выполнена в Государственном научном учреждении Сибирском научноисследовательском институте сельского хозяйства и...»

«Биокарта Pyxicephalus adspersus АФРИКАНСКИЙ ВОДОНОС Pyxicephalus adspersus African Bullfrog Составили: Нуникян Е.Ф. Дата последнего обновления: 29.10.11 1. Биология и полевые данные 1.1 Таксономия Отряд Б...»

«Для сайтов Научно –технические доклады членов ИНАРН*1 и НТА "ЭИ*2". 01/08/16 и 31/10/16 В Доме ученых Хайфы было прочитано два доклада, объединнных общей темой "Экономические, экологические и технологические...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВО “Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского” Институт управления природными ресурсами – факультет охотоведения им. В.Н. Скалона Материалы IV международной научно-практической конференции КЛИМАТ, ЭКОЛОГИЯ, СЕЛЬСКОЕ ХОЗ...»

«Труды Никитского ботанического сада. 2011. Том 133 5 НОВЫЕ СОРТА АРОМАТИЧЕСКИХ И ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ СЕЛЕКЦИИ НИКИТСКОГО БОТАНИЧЕСКОГО САДА В.Д. РАБОТЯГОВ, доктор биологических наук; Л.А. ХЛЫПЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук; Л.В. СВИДЕНКО, кандидат биологических наук; И.Е...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет им. А.М. Горького" ИОНЦ "Экология природопользования" химический факультет кафедра высокомолекуляр...»

«Бакалавриат (программа академического бакалавриата) 1 Цель и задачи освоения дисциплины Цель освоения дисциплины "Общая экология" – получение общих и специальных знаний в области экологии, изучение характера сопряженного взаимоотношения биологических...»

«WWW.MEDLINE.RU ТОМ10, ЭКОЛОГИЯ, ОКТЯБРЬ 2009 РТУТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГРУНТА ГОРОДА САНКТ-ПЕТЕРБУРГА. Малов А.М., Александрова М.Л. ФГУН Институт токсикологии ФМБА России, Санкт-Петербург, malexmish@rambler.ru Резюме: Для оценки...»

«Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия "Биология, химия". Том 27 (66). 2014. № 2. С. 196-201. УДК 663.236:543.06 УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КОНДИТЕРСКИХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ВИНОГРАДН...»

«ISSN 0513-1634 Бюллетень ГНБС. 2014. Вып. 110 59 УДК 582.998.16:577.19:631.577 БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА ВОДНО-ЭТАНОЛЬНОГО ЭКСТРАКТА ARTEMISIA ABSINTHIUM L. Г.В. КОРНИЛЬЕВ, А.Е. ПАЛИЙ, Л.А. ЛОГВИНЕНКО Никитский ботанический сад, г. Ялта, Республика Крым, РФ Изучен качественный и количественный состав водно-этанольного экст...»

«Научный журнал НИУ ИТМО. Серия "Экономика и экологический менеджмент" № 3, 2015 УДК 338:43 (470.45) Перспективны развития сельскохозяйственного комплекса Волгоградской области Канд. экон. наук, доц. Батманова В.В. vbatmanova@mail.ru Волгоградский государственный университет 40...»

«Бюллетень Никитского ботанического сада. 2006. Вып. 93 53 ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВОДНОГО РЕЖИМА NEPETA CATARIA L. И.Н. ПАЛИЙ, О. А. ИЛЬНИЦКИЙ доктор биологических наук Никитский ботанический сад – Национальный научный центр Котовник кошачий, (Nepeta...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" Кафедра биологического и географического образования БОТАНИКА.СИСТЕМАТИКА...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВО "Красноярский государственный аграрный университет" М.А. Юдахина ПЧЕЛОВОДСТВО Методические указания Электронное издание Красноярск 2016 Рецензент Е.А. Козина, кандидат биологических наук, доцент Юдахина, М.А. Пчеловодство: метод. указания [Электронный ресурс] / М.А. Юдахина; Краснояр....»

«ОСОБО ОХРАНЯЕМЫЕ ПРИРОДНЫЕ ТЕРРИТОРИИ Г. ТОБОЛЬСКА SPECIALLY PROTECTED NATURAL TERRITORIES OF TOBOLSK Капустина Татьяна Андреевна, Тобольский педагогический институт им. Д.И. Менделеева (филиал) ТюмГУ в г. Тобольск Kapustina Tatiana Andreevna, Tobolsk Pedagogical Institute, named after D.I. Mendeleev (branch) of TGU in Tobolsk Основу т...»

«Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия "Биология, химия". Том 27 (66). 2014. № 3. С. 138-150. УДК 58.01:581.46:582.734.4 АНАТОМО-МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕПЕСТКОВ ПРЕДСТАВИ...»

«Образовательное учреждение высшего образования Тверской институт экологии и права Кафедра Финансов и менеджмента РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) СТАТИСТИКА Направление подготовки080200.62"Менеджмент" Профиль подготовки "Финансовый менеджмент " Квалификация (степени) выпускника Бакалавр Тверь, 20...»

«МУЛЬТИМЕДИЙНЫЕ ИНТЕРАКТИВНЫЕ РЕСУРСЫ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ: РЕАЛИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ* Феликс Освальдович Каспаринский, руководитель Лаборатории мультимедийных технологий Биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник (MasterMultimedia@mail.ru +7(916)656-69...»

«, V-V.: ••О г Качественное удобрение от производителя Отличные ценыЛЧ л • ч • • р Индивидуальный подход к каждому клиенту воя селит Наименование агрохимиката (торговая марка) Кальция нитрат (марки: А, В, С). Изготовитель 000 Научно-производственная фирма "Новые экологические системы" (000 "НПФ "НЭКСИС"). Государственная региарация в "Госу...»

«Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2012. Вып. 105 91 ДИНАМИКА ВОДОУДЕРЖИВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЛИСТЬЕВ ГИБРИДОВ PRUNUS BRIGANTIACA VILL. ARMENIACA VULGARIS LAM. В УСЛОВИЯХ ДЕФИЦИТА ВЛА...»

«135 МИР РОССИИ. 1999. N1-2 СОЦИАЛЬНЫЕ РЕАЛЬНОСТИ И СОЦИАЛЬНЫЕ МИРАЖИ ТРАНСНАЦИОНАЛИЗАЦИЯ ГРАЖДАНСКОГО ОБЩЕСТВА: на примере неправительственных экологических организаций в трех постсоветских странах О.Н. Яницкий Статья представляет с...»








 
2017 www.doc.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные документы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.