Экология научные основы охраны окружающей среды

ЭКОЛОГИЯ НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Природа — сложная система, часть которой составляет человеческое общество, способное существовать только в постоянном взаимодействии с ней. Все необходимое человек получает из природной среды: воздух, воду, пищу, сырье для промышленности. Причем в естественно-историческом процессе он не только пользуется природой, но и влияет на нее. Как биологический вид человек своей жизнедеятельностью воздействует на природу в такой же мере, как и многие другие организмы. Огромное же влияние на природную среду он оказывает в результате своего труда. Возникают новые взаимосвязи человеческого общества с окружающей средой, принципиально отличные от взаимосвязей животных с природой. I В процессе производственной'деятельности человек создает новые для природы объекты: машины, здания, дороги, заводы, шахты, сельскохозяйственные поля и т.д. Эти переработанные трудом природные материалы оказывают решающее воздействие на окружающую среду. Они уже не относятся к категории природных объектов, а входят в структуру общества, т.е. социальны. Специфика человеческого общества состоит в том, что в процессе развития, в результате труда оно все больше высвобождалось изпод прямой зависимости от природы и все сильнее воздействовало на нее. Все природные тела и явления представляют собой окружающую среду. В нее входят также участки природы, измененные деятельностью человека, — поселки, города, сельскохозяйственные угодья, лесопосадки, водохранилища и т.п., поскольку они создают среду общества. Понятие «окружающая среда», возможно, менее точное, чем словосочетания «окружающая человека среда», «окружающая нас среда», но оно глубоко укоренилось. По Д. П. Никитину и Ю. В. Новикову, под окружающей средой принято понимать целостную систему взаимосвязанных природных и антропогенных объектов и явлений, в которой протекают труд, быт и отдых людей. Понятие «окружающая среда» включает социальные, природные и искусственно создаваемые физические, химические и биологические факторы, т.е. все то, что прямо или косвенно воздействует на жизнь и деятельность человека. Взаимоотношения организмов и их сообществ с окружающей средой изучает экология. Значение ее в жизни общества, экономике и хозяйстве первостепенное. К понятию «окружающая среда» близко понятие «биосфера» — оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой обусловлены деятельностью организмов. Природные ресурсы. Объекты, условия и процессы природы, используемые (или которые могут быть использованы) в производстве для удовлетворения материальных, научных и культурных потребностей общества, называются природными ресурсами. Поскольку они суть функции от уровня развития экономики и науки, общее их количество беспредельно. Природные ресурсы по их использованию могут быть производственными, здравоохранительными, эстетическими, научными и др., а по принадлежности к тем или иным компонентам природы — водными, лесными, минеральными, энергетическими и т.п. Богатство страны природными ресурсами — важное условие для развития экономики, и, наоборот, их отсутствие или незначительные запасы препятствуют развитию производительных сил. Однако эта закономерность не всегда правомерна. Так, имеются страны, которые, по существу, лишены или имеют небольшие запасы минеральных ресурсов, однако являются высокоразвитыми, например Япония, Южная Корея, Сингапур и др. Высокая квалификация рабочего класса и инженерно-технического персонала, современный уровень науки, благоприятные природные условия — одни из факторов развития индустрии. Источники же энергии и сырье для промышленности доставляются часто за многие тысячи километров. С помощью ЛЭП электроэнергия может передаваться на любые расстояния. Сооружение, в частности, газопровода Уренгой — Ужгород обеспечивает многие европейские государства дефицитным источником энергии и сырьем — газом. Но и наличие в том или ином государстве богатых месторождений, водных и других природных ресурсов само по себе не свидетельствует об ускоренном развитии производительных сил. Развитие последних определяется характером общественных отношений. Многие слаборазвитые страны выполняют лишь роль поставщика сырья и энергоносителей для развитых стран. По обеспечению общества в конкретный период развития природные ресурсы (ПР) делят на реальные и потенциальные. К реальным относятся те ПР, которые на данном этапе развития общества разведаны, их запасы количественно определены и активно используются обществом. С развитием производства, ростом научной мысли и глубины научных разработок, скорости их внедрения в практику реальные ресурсы меняются. Например, энергетические ресурсы существенно заменялись в процессе совершенствования той или иной отрасли деятельности человека. На первом этапе зарождения промышленных предприятий (мануфактуры) в качестве топлива широко использовали китовый жир. Активная добыча китов стала тормозить развитие мануфактур, так как численность этих животных резко сократилась, а слабая техническая вооруженность (отсутствие соответствующего флота) не могла обеспечить увеличения добычи китового жира. Возникла необходимость замены энергетического сырья. Топливом стал лес, что привело к резкому сокращению площадей под лесной растительностью. Вырубка леса сделала этот ресурс неэкономичным, потом последовали открытия месторождений угля, затем газа. На современном этапе развития общества одним из ведущих энергоресурсов является электроэнергия, производимая гидроэлектростанциями, хотя имеется огромная потребность и в энергетическом сырье недр земли (уголь, нефть, газ), так как 60 % электроэнергии дают ТЭС. Темпы роста промышленности, возникновение новых энергоемких отраслей стимулируют поиск иных энергоресурсов, которые могли бы служить человечеству бесконечно (термоядерная энергетика, ветрогенераторы, солнечная энергия). Таким образом, энергетический кризис в истории человечества отмечался несколько раз, но человек успешно решал эти проблемы. К потенциальным природным ресурсам относятся те, которые на данном этапе развития общества разведаны, а часто и количественно определены. Однако они не используются в силу того, что государство считает в текущий период это нецелесообразным по различным причинам или использование их сдерживается слабой технической оснащенностью, отсутствием соответствующей технологии переработки и т.д. Например, в каменном веке металл не был потенциальным природным ресурсом, так как человек не знал технологию его получения, а в век бронзы таким ресурсом была железная руда и т.д. Потенциальные земельные ресурсы представлены на планете пустынными, горными, заболоченными, засоленными территориями, зоной вечной мерзлоты. Несмотря на большую потребность в пашне и земельных ресурсах, люди на современном этапе не в силах все эти земли освоить под сельское хозяйство из-за того, что нужны крупные капиталовложения для устройства дренажа на заболоченных землях, для промывки и укладки дрен на засоленных участках или нельзя их обеспечить водой (пустыни), или не разра- ' ботана технология обработки земель, например в зоне вечной мерзлоты, где короткий вегетационный период, нужны противомерзлотные и тепловые мелиорации. В последнем случае земельные ресурсы как базис уже широко используются (строительство промышленных зон, добыча полезных ископаемых). Потенциальными ПР являются ряд космических ресурсов — энергия солнца, морских приливов и отливов, энергия ветра и др. Большой интерес проявляют ученые к разработке способов использования космических ресурсов, относящихся к ресурсам по5 тенциальным и неистощимым. Подсчитано, что в будущем, когда будут изобретены более экономичные методы прямого преобразования солнечной радиации за счет энергии Солнца, в ряде областей страны можно будет возместить потребность в энергии для отопления примерно на 50 %. Солнечная энергия является основным источником жизненных преобразований в экологической системе нашей планеты. Основной источник ее на Земле — зеленые растения. В средней полосе на 1 га поступает солнечной энергии 37,8 млрдДж в год. При естественной продуктивности растительности 10 т в год и ее последующем сжигании выделяется 193,2 млн кДж. Следовательно, использование солнечной энергии достигает лишь 0,5 %. Современная энергетика биосферы основана на фотосинтетическом восстановлении диоксида углерода, на включении в биологический круговорот солнечной энергии через фотосинтез хлорофиллоносных организмов. Культурные растения фиксируют в фитомассе лишь 0,1—0,5 % солнечной энергии, достигающей поверхности Земли. Поэтому урожаи в агроэкосистемах пока низкие. Повысить коэффициент использования физиологически активной солнечной радиации (КИ ФАР) культурными растениями — задача современности. Решение ее возможно путем создания оптимальных условий роста и развития растений в экологических системах, искусственно созданных человеком, в агробиоценозах. В настоящее время человечество имеет много возможностей для достижения этой цели: высокопродуктивные сорта применительно к конкретным почвенноклиматическим зонам, способы мелиорации почв, орошение, удобрение, высокий уровень земледелия, зональные технологии выращивания сельскохозяйственных культур. Данные исследований показывают, что умелое применение уже имеющихся возможностей выращивания растений в агроэкосистемах может повысить использование ими солнечной энергии до 1—2 %, а в будущем — даже до 4—8 %. Это способствовало бы обогащению почв энергией за счет поступления в них органических остатков корней растений и наземных остатков, преобразующихся в гумус — сгусток солнечной энергии, энергетический потенциал почвы. Каждая тонна гумуса удерживает 2,09 • 10s Дж потенциальной солнечной энергии. Однако создание такого энергетического потенциала почв требует колоссальных затрат энергетических ресурсов — угля, нефти, газа, так как они преобразуются человеком в электроэнергию, в энергию тракторов и машин, работающих на полях, в энергию, необходимую для производства минеральных удобрений, и т.д. Следовательно, наряду с поисками путей превращения потенциальной энергии Солнца в реальную необходим и рациональный подход к использованию реальных ресурсов, в том числе и той части солнечной энергии, которая определяет продуктивность почв. Все природные ресурсы конечны, но условно их можно делить на исчерпаемые и неисчерпаемые. Исчерпаемые ресурсы могут обеспечивать потребности человеческого общества в течение 6 лишь определенного периода времени, что зависит от запасов природного ресурса и интенсивности его использования. Самовосстановление их в природе невозможно. Создание человеком этих ресурсов исключено, так как последние возникли в результате депонирования (отложения в запас) химических элементов, которые не могли быть вовлечены природой в биогеохимический цикл. Так регулировался (и регулируется) оптимальный уровень содержания химических элементов в биосфере. Исчерпаемые ресурсы, в свою очередь, подразделяются на невозобновимые, возобновимые и относительно возобновимые. Невозобновимые ресурсы — совершенно не восстанавливаются или восстанавливаются значительно медленнее, чем идет их использование человеком в обозримый период времени. К таким ресурсам принадлежат нефть, каменный уголь и большинство других полезных ископаемых. Использование этих ресурсов неизбежно приводит к их истощению. Следовательно, охрана невозобновимых природных ресурсов заключается в их экономном, рациональном, комплексном использовании, предусматривающем возможно меньшие потери при их добыче и переработке, а также заменяемость этих ресурсов другими природными или искусственно созданными. Российские и иностранные прогрессивные ученые критически относятся к прогнозу, что уже в XXI в. многие природные ресурсы будут полностью исчерпаны, так как это ошибочно. Он составлен без учета совершенствования технологии вторичной переработки сырья, использования во все возрастающих объемах синтетических материалов, увеличения добычи сырья по мере энерговооруженности с большей отдачей нефтеносных пластов и с больших глубин земной коры и т.д. Так, в начале XX в. запасы нефти на Земле исчислялись лишь в 190 млн т, через 30 лет прогнозные оценки составили 1090 млн т.