Людство не винайшло нічого, що могло б замінити біоту як регулятор навколишнього середовища. Але за час існування воно вже знищило 70 % природних екосистем, які здатні переробити всі відходи. Знищення біо- та екосистем - найстрашніший знак близької катастрофи». Насамперед слід звернути увагу на ґрунти, ліси, водойми, рослинний та тваринний світ.
Ґрунти - найцінніші природні ресурси. Грунт – це поверхневий шар земної кори, що виникла під дією світла, повітря, вологи, рослинних і тваринних організмів та діяльності людини. Внаслідок безсистемного використання за всю історію цивілізації близько 2 млрд га продуктивних земель перетворилися на пустелі: на зорі землеробства продуктивні землі становили близько 4,5 млрд га, а зараз їх залишилося близько 2,5 млрд га. Погрозливо розширює свої межі Сахара – найбільша пустеля світу. За офіційними даними влади Сенегалу, Малі, Нігеру, Чаду та Судану, темпи щорічного просування краю Сахари становлять від 1,5 до 10 м. За останні 60 років вона розросла на 700 тис. км 2 . Адже в 3000 р. до н. е. територія Сахари була саваною з густою гідрографічною мережею. Там, де ще недавно процвітало землеробство, піщаний покрив сягає півметрової товщини.
Все це можна пояснити поспішним ламанням традиційного землеробства і кочового тваринництва в країнах, що розвиваються. Інтенсифікація посівів монокультур призвела до збільшення кількості видів шкідників сільського господарства. Негативну дію мають водна ерозія та зливи, змиваючи родючий шар. Негативні антропогенні зміни ґрунтів часто є результатом вторинного засолення при штучному зрошенні.
Зарубіжні екологи критикують підсилюється експлуатацію африканських грунтів з використанням сучасної техніки і закликають до відродження стародавніх методів землеробства, пояснюючи це особливим механічним складом цих грунтів і концентрацією мікроорганізмів у верхньому шарі, що руйнується сучасною технікою.
Зловісні симптоми деградації ґрунтово-рослинного покриву виявляються сьогодні в Латинській Америці, Південній Азії, Австралії, Казахстані, Поволжі і т. д. Площі орних земель постійно скорочуються через гірничопромислові розробки, розширення селищних зон, промислового та гідротехнічного будівництва. Величезні збитки завдають забруднення грунтів, пов'язане із забрудненням атмосфери та вод. Основні джерела забруднення - житлові будинки та побутові підприємства (лікарні, їдальні, готелі, магазини тощо), промислові підприємства, теплоенергетика, сільське господарство, Транспорт. З 1870 по 1970 р. на земну поверхню осіло 20 млрд т шлаків, 3 млрд т золи. Викиди цинку та сурми склали по 0,6 млн т, кобальту – понад 0,9 млн т, нікелю – понад 1 млн т, миш'яку – 1,5 млн т.
Деградація лісівсприяє руйнуванню ґрунтів та інтенсифікації ерозійних процесів. Ліси грають унікальну роль еко- економічних системах. Скорочення лісових масивів неминуче тягне у себе зміна складу атмосфери, водного балансу ландшафтів, рівня грунтових вод, що, своєю чергою, впливає родючість грунтів і мікроклімат.
Економічний потенціал лісових ресурсів пов'язаний з використанням деревини (як паливо та будівельні матеріали, сировини для целюлозно-паперової промисловості), а також іншої лісової продукції (рослин, ягід, грибів, смоли та ін.) та тварин. Винятково велике значення лісових масивів у збереженні стійкості природи у регіональному та глобальному масштабі (поглинання СО 2). Зростає роль лісів як джерела генетичних ресурсів задля збереження біологічного розмаїття організмів. Хижацька вирубка лісових масивів вже призвела до екологічних наслідків, що важко виправити, в країнах Африки, Азії, Латинської Америки. На очах «тануть» ліси Амазонії. Бічом амазонських джунглів є і пожежі (населення використовує вогонь для розчищення ділянок землі під посіви): за даними Національного інституту космічних досліджень (США), в 1987 р. вогонь знищив у Бразилії 20 млн га джунглів, в 1992 р. Супутники щоденно фіксують до 8,5 тис. осередків пожеж. Дим від них перешкоджає повітряній та річковій навігації. Якщо уряд Бразилії не вживе надзвичайних заходів щодо охорони лісів Амазонії, то це загрожує екологічною катастрофою світового масштабу.
Проблема охорони лісів гостро стоїть і в Африці, тому що паливом для домашніх вогнищ там споконвіку служать дрова . У країнах щорічно перетворюються на дим 12 млн га лісу. Так, в Індії сорок років тому ліси охоплювали 22% території, нині їхню частку припадає трохи більше 10%. Небезпечними темпами скорочуються ліси Сибіру. Тут щорічно вирубується понад 500 тис. га лісу. Вчені фіксують зміну сибірського ландшафту: дома вирубок починається заболочування території. Оскільки вирубують насамперед цінні соснові, котрий іноді кедрові лісу, повсюдно спостерігається збіднення лісу цими породами. Під натиском людини ліси відступають усім континентах, майже переважають у всіх країнах. Як ми писали спочатку, перше зрубане дерево було початком цивілізації. Останнє дерево означало б її кінець.
Але ліси гинуть не лише внаслідок пожеж або вирубки, їхня деградація йде повсюдно через кислотні дощі, що надходять в атмосферу, воду, ґрунт.
Зазначені приклади мають загальні риси. По перше, всі регіони були охоплені кислотними дощами. По-друге У більшості випадків пошкоджені ліси знаходяться на височинах і значну частину їх огортають хмари, які також можуть мати кислу реакцію (до рН=3,5). По-третє, через підвищену кислотність у високогірних районах із ґрунтів легко вимиваються кальцій та магній. По-четверте, хімічний аналіз показав, що у листі хворих дерев сірки на 10 % більше, ніж у листі здорових. І, нарешті, у повітрі у цих гірських лісах було виявлено високий вміст озону, який може бути токсичним для дерев. Поява озону на гірських схилах виявилася несподіванкою. Можливо, це пояснюється реакціями з вуглеводнями (терпенами), що виділяються хвойними деревами. На сонячному світлі терпени можуть вступати у реакції з діоксидом азоту, у результаті виділяється озон. Отже, комплекс факторів: - кислотні дощі; велика висота над рівнем моря; хмарний покрив; підвищення кислотності та зміна мінерального складу ґрунтів; наявність сірки у листі; вміст озону в атмосфері - можуть призвести до загибелі лісів і, як наслідок, екологічної катастрофи в північній півкулі. Але ліси - відновлювані природні ресурси і за збереження стійкості лісових екосистем могли б використовуватися протягом багато часу. Тому, як записано в документах Конференції ООН у Ріо-де-Жанейро, назріла гостра необхідність «вжити досить рішучих заходів щодо збереження багатогранної ролі та різноманітних функцій усіх видів лісів та лісових угідь на основі цілісного та раціонального підходу до сталого та екологічно безпечного розвитку лісового господарства ».
Рослинний та тваринний світ планетиразом із її лісами, степами, річками, озерами, морями становлять гігантський суперорганізм. Тому, говорячи про ґрунти та ліси, не можна не торкнутися рослинного та тваринного світу. Багато видів рослин і тварин зникають на наших очах, деякі з них навіть не встигли вивчити. Це відбувається у результаті їх винищення, а й унаслідок знищення природних екосистем, у яких живуть. Кожен зниклий вид рослин може забрати з собою п'ять видів комах або інших безхребетних тварин. За прогнозами вчених, знищення вологих тропічних лісів може призвести до зникнення від 2 до 5 млн. видів тварин. І це за загальної кількості живуть Землі близько 10 млн видів!
У 1966 р. Міжнародний союз охорони природи (понад 100 країн) почав видавати Червону книгу. Ще наприкінці 80-х років. у сумному списку рослин та тварин, які перебувають під загрозою зникнення, значилися 768 видів хребетних, 264 види птахів, 250 видів рослин. До Червоної книги занесені лемури, орангутанги, горили, білий журавель, кондор, морські черепахи, носороги, слони, тигри, гепарди та багато інших.
Особливо хижацько винищуються промислові тварини: осетрові риби, морські котики, носороги, слони, леопарди та багато інших. Якщо 20 років тому у Африці мешкало 60 тис. носорогів, сьогодні їх залишилося трохи більше 2 тис. Поголів'я слонів з 1990 р. скоротилося вчетверо.
Збереження різноманітності рослин і тварин, існуючих Землі, - це умова збереження систем життєзабезпечення людини, а й складна моральна проблема.Невипадково більшість країн на Конференції ООН 1992 р. підписали Конвенцію зі збереження, у межах якої держави, володіючи суверенним правом експлуатувати біологічні ресурси своєї території, беруть він відповідальність за збереження їх різноманітності. Це зумовлено як необхідністю збереження цілісності природних екосистем, і тим, що рослини, тварини та мікроорганізми є носіями генетичного ресурсу планети. Кожна країна має розробити національну стратегію охорони біологічної різноманітності та регулярно представляти в ООН доповіді про стан робіт у цьому напрямку.
Питання для самоконтролю:
1. Які види викопного палива вам відомі?
2. У чому переваги та недоліки ядерної енергетики?
3. Які альтернативні джерела енергії ви знаєте?
4. Чим пояснюється «парниковий ефект» та які його наслідки?
5. Чому виснажується озоновий шар Землі?
6. Які фактори впливають на утворення та руйнування озону?
7. Чим спричинені кислотні дощі?
8. З яких джерел потрапляють в атмосферу оксиди сірки та азоту?
9. У які хімічні реакціївходить двоокис сірки у повітрі?
10. У чому суть процесу антропогенного евтрофування водойм?
1 1. Якими є наслідки антропогенного евтрофування?
12. Якими є джерела надходження у воду біогенних речовин?
13. Як можна запобігти евтрофіювання?
14. Які основні причини деградації ґрунтів?
15. Яка роль лісів планети?
16. Чому гинуть ліси?
17. Яка роль тваринного світу у збереженні природних екосистем?
18. Чому збереження природних екосистем - головна умова збереження життя Землі?
Запитання для самостійного вивчення теми:
1. Проблема голоду
2. Заходи щодо запобігання антропогенному евтрофуванню
Література до теми 6:
Тема 7. Навколишнє середовище та здоров'я людини (2 год).
Стан біосфери та хвороби. Біологічні фактори ризику Хімічні фактори. фізичні фактори. Добровільний ризик.
Інтенсифікація людської діяльності веде до зміни ландшафтівпо всій території планети. Порушення екосистем біосфери характеризується тим, що у планеті залишилося лише близько 28% площі (крім материкових льодів), не порушеної господарську діяльність. Зі 150 млн км 2 площі суші під прямим контролем людини знаходиться близько 50 млн км 2 (агропромислові комплекси, міста, полігони, комунікації, видобуток копалин тощо).
У таблиці 5.4 представлені масштаби порушених екосистем Землі, у яких весь процес природних процесів пов'язані з впливом антропогенної діяльності.
Площі з порушеними екосистемами (Промислова екологія..., 2009)
Таблиця 5.4
|
Континент |
Загальна площа, млн км2 (приблизно) |
Територія, % |
||
|
непорушена частково порушена |
порушена |
|||
|
С. Америка |
||||
|
Ю. Америка |
||||
|
Австралія |
||||
Частка земель Росії, повністю змінених у процесі господарської діяльності (Ніканорів, Хоружа, 2001)
Таблиця 5.5
Тайга: 0,84 Вирубування, пожежі, видобуток
Північна мінеральна сировина,
Що ж до Росії, її територія є потужним компенсатором глобальних порушень біосфери: великий рівень безпеки природних екосистем (15%). У цьому надзвичайно важливо представляти масштаби трансформації природних екосистем Росії (табл. 5.5). У зв'язку з великою кількістю біологічних видів, що населяють її, і високим ступенем їх безпеки Росія увійшла у «вісімку екологічно домінуючих країн» (Brown, 1997), тому територію Російської Федерації можна вважати регіоном стабілізації біосфери (Данілов-Данільян, Лосєв, 2000).
Крім того, одним з факторів, що є причиною виникнення низки змін у природних екосистемах у найближчому майбутньому і все більш активно що виявляється останнім часом є зміна клімату (табл. 5.6).
Прогноз зміни рослинних угруповань в умовах потепління клімату в ХХІ ст. (Величко та ін., 1991)
Таблиця 5.6
|
Сучасна рослинність |
2020-2030-ті роки. |
кінець ХХІ ст. |
|
|
Збільшення чисельності чагарників та термофільних трав |
Поширення чагарникових тундрів за рахунок мохових |
Розселення деревних порід, зсув на північ межі лісу |
|
|
Березова та ялинова лісотундра |
Збільшення чисельності дерев за рахунок місцевого банку насіння |
Збільшення площі ділянок лісів та рідкісних лісів |
Збільшення зімкнутості лісових угруповань, на півдні - проникнення термофільних лісових елементів |
|
Темнохвойна європейська |
Збільшення чисельності берези та осики у корінних цінозах |
Збільшення ролі термофільних елементів |
На півдні - імміграція широколистяних порід |
|
Хвойно-широко-листяні ліси |
Збільшення чисельності термофільних трав, берези та осики в корінних ценозах, збільшення чисельності дуба та інших широколистяних порід у підрості. Можливе зниження чисельності ялинки біля південного кордону ареалу |
Збільшення чисельності широколистяних порід. Поступове скорочення чисельності ялинки аж до її випадання на півдні ареалу |
Поступове скорочення чисельності бореальних елементів та переважання широколистяно-лісових видів трав, дерев та чагарників. |
|
Широколистяні ліси |
Збільшення чисельності термофільних видів (трав, підросту, дерев та чагарників) |
Імміграція граба та бука з супутниками на схід від їхніх сучасних ареалів |
|
Сучасна рослинність |
2020-2030-ті роки. |
кінець ХХІ ст. |
|
|
Широколистяний лісостеп |
Збільшення чисельності дерев (за рахунок місцевого банку насіння), розселення їх на степових ділянках |
Продовження процесів, що розпочалися у 2020-2030-х роках. |
Імміграція граба та його супутників у центральні та східні райони лісостепу |
|
Розселення дерев з річкових долин та посадок, збільшення їх чисельності |
Імміграція термофільних рослин із заходу |
||
|
Напівпустеля |
Збільшення чисельності злаків та інших мезофітів з допомогою місцевого банку насіння. Скорочення цінотичної ролі полину |
Продовження процесів, що розпочалися у 2020-2030-х роках. Поблизу північного кордону зони – початок розселення мезофільних степових видів |
Імміграція степових видів |
|
Збільшення чисельності злаків та інших мезофітів з допомогою місцевого банку насіння. Скорочення цінотичної ролі едифікаторів пустельних ценозів. |
Продовження процесів, що розпочалися у 2020-2030-х роках. |
Формування мезофітних рослинних угруповань видами місцевої флори ельних, на півночі можлива участь іммігрантів |
Примітка:до супутників граба і бука відносяться липа крупнолиста, клен явір, черешня, бересклет європейський, дерен червоний.
У цілому нині антропогенний вплив веде до низки змін.
Скорочення площі риштувань.Ліси - найважливіший фактор в екологічній рівновазі біосфери, одне з основних джерел кисню на Землі, акумулятор сонячної енергії та біологічної маси. Лісовий покрив очищує навколоземну атмосферу, регулює температурний режимі стік води, що захищає грунт від ерозії і є джерелом різноманітної сировини та харчування людей. Ліси розташовуються таким чином: відразу від тундри на південь починаються великі вічнозелені хвойні ліси, в більш південних районах розташовуються листяні (листопадні), далі йдуть вічнозелені, а також тропічні ліси, що скидають листя (на період посух). Лісові екосистеми є найпоширенішими та найціннішими серед усіх типів наземних екосистем. За оцінкою ООН, загальна лісова площа становить понад 4 млрд. га, або 30% площі суші. Запаси рослинної маси лісових екосистемах становлять 82% фітомаси планети, тобто. понад 1500 млрд т. Частка північних хвойних лісів (переважно це Росія, Канада та США) становить 14-15%, тропічних - 55-60%.
Рис. 5.6.
Вологі тропічні ліси грають величезну роль підтримці кисневого балансу планети. Ці ліси забезпечують середовище проживання приблизно половині всіх відомих сучасній науцівидів. У лісах виростає понад 1 тис. видів дерев, чагарників та ліан, під пологом яких знаходяться багаторічні та однорічні трав'янисті рослини, мохи, лишайники, плауни, хвощі, папороті, гриби
У процесі фотосинтезу лісу виробляють щорічно величезну кількість (близько 100 млрд. т органічної маси). Середня щорічна продуктивність цих лісів як органічної речовини становить 28 т/ га, тоді як змішані ліси помірних широт продукують до Ют/ га. Проблема полягає в тому, що ці риштування знищені вже на 40%. Основними причинами знеліснення є розорювання лісових земель під сільгоспугіддя, збільшення попиту на деревне паливо, промислове вирубування лісів, здійснення великомасштабних проектів.
Щорічно у світі втрачається 15-20 млн га тропічного лісу, що еквівалентно половині площі Фінляндії. В останнє десятиліття темпи обезлісування становлять у середньому 1,8% на рік. Найбільших втрат зазнали 10 країн світу, серед яких Бразилія, Мексика, Індія та Таїланд. Якщо знищення тропічних лісів продовжуватиметься такими ж темпами, то через 30-40 років їх уже не залишиться на Землі. Через зникнення тропічних лісів кількість кисню в атмосфері зменшується щорічно на 10-20 млрд. т. Виникає небезпека порушення балансу кисню.
Деградація ґрунтів.До явищ деградації ґрунтів відносяться: дегуміфікація ґрунтів (втрата ґрунтами гумусу); промислова ерозія ґрунтів (відчуження ґрунтів містами, селищами, дорогами, лініями електропередач та зв'язку, трубопроводами, кар'єрами, водосховищами, звалищами тощо); водна та повітряна ерозія (дефляція) ґрунтів (руйнування верхніх шарів ґрунту під дією води та вітру); вторинне засолення ґрунтів (результат неправильного зрошення мінералізованими чи прісними водами); затоплення, руйнування та засолення ґрунтів водами водосховищ (затоплення заплавних та надзаплавних терас; підйом рівня ґрунтових вод та підтоплення ґрунтів; абразія берегів та засолення дельт); забруднення ґрунтів промислове, сільськогосподарське, радіоактивне та ін.
Граничним випадком деградації земель є опустелювання- сукупність природних та антропогенних процесів, що призводять до руйнування рівноваги в екосистемах та до деградації всіх форм органічного життя на конкретній території.
Зникнення видів тварин та рослин.Деградація та руйнування місцеперебування веде до деградації тваринного світу, що їх населяє. За 2000 років нашої ери зникло 270 видів ссавців та птахів і одна третина з них – за минуле століття (серед них піренейський гірський цап, берберський лев, японський вовк, сумчастий вовк). З 1970 по 2004 р. біорізноманіття Світового океану зменшилося на Уз, а прісних водоймах на 55%. Поголів'я тигрів на планеті за 100 років знизилося на 95%. Вважається, що в даний час під загрозою знищення знаходиться понад три четверті всіх видів птахів і одна чверть ссавців.
Серед основних факторів, що загрожують сьогодні існуванню тварин, виділяють такі (Банников та ін., 1985):
- - руйнування місцеперебування: вирубка лісів, оранка цілини, осушення боліт, будівництво міст, доріг, промислових підприємств;
- - будівництво гребель та регулювання стоків річок, що блокує місця нересту риб, теплові та хімічні забруднення водойм;
- - переексплуатація (надмірний видобуток) загрожувала знищенням видів тварин і раніше. В даний час існує загроза перелову, надмірного видобутку тварин і риб, особливо в країнах, що розвиваються, на частку яких припадає 90% екзотичних видів, знищуваних завзятими колекціонерами;
- - інтродукція чужорідних видів, які стають конкурентами за їжу та притулки, або знищують місцевих тварин та птахів – деяких прісноводних риб, рептилій, амфібій та ссавців;
- - втрата, скорочення або погіршення кормової бази, головним чином для ссавців, особливо для великих котячих (тигр на Далекому Сході), оленів та інших копитних (конкурентів худоби на пасовищах), а також водних ссавців (видра, вихухоль) внаслідок забруднення пестицидами, що призводить до скорочення їхньої кормової бази;
- - знищення диких тварин для захисту сільськогосподарських рослин, домашніх тварин та тварин; - об'єктів промислу: знищуються великі кішки, видри, тюлені, крокодили, деякі хижі птахи, деякі види мавп, слони;
- - випадковий видобуток при полюванні та різних видах господарської діяльності: при лові риби, креветок та інших промислових організмів гинуть тисячі черепах, ластоногих, дрібних китоподібних, морських птахів, ондатр, бобрів, видр, які потрапляють у пастки для риб, у мережі, трали, ставні невода. Кілька сотень мільйонів тварин щорічно гине на автострадах (це більше, ніж у результаті полювання);
- - Прямий вплив на тварин (відлов, відстріл, загибель птахів та комахи на дорогах під колесами автотранспорту, а також при проведенні польових робіт, ураження птахів при контакті з проводами та опорами ліній електропередач, загибель тварин у розливах нафти).
Втрата ( скорочення) біологічної різноманітностісеред живої природи є серйозною проблемою. Узагальнено, біологічна різноманітність у країнах світу у вісімці екологічно домінуючих країн світу представлена у табл. 5.7.
Таблиця 5.7
Стан біологічної різноманітності у вісімці екологічно домінуючих країн (Глазовський, 2002)
|
Частка видів рослин, % від загальносвітового числа |
зникаючих рослин |
Частка зникаючих видів рослин, % від кількості видів у країні |
зникаючих видів тварин |
|
|
Німеччина |
||||
|
Індонезія |
||||
|
Бразилія |
Історично генофонд склався внаслідок тривалої еволюції та забезпечив пристосування людських популяцій до широкого спектру природних умов. Втрата цієї різноманітності, крім прямої біоекологічної шкоди, спричинить ще й серйозні збитки для загальнолюдської культурної спадщини, що належить рівною мірою як нині живим, так і наступним поколінням людей. Кожен вид живого пов'язані з іншими видами. Нерідко за зникненням виду в екосистемі завжди тягнеться ланцюжок перебудов у всій системі.
Сьогодні в контексті концепції зеленої економіки прийнято оцінювати роль природних екосистем загалом як вид природного капіталу, який надає людству цілу низку екосистемних послуг(Табл. 5.8).
Сьогодні у світі робляться спроби розрахувати інтегральні агреговані індекси стійкості природи,що базуються на екологічних параметрах. На думку С.М. Бобильова, ці показники дають змогу оцінити тенденції в екологічно стійкому розвитку.
Зміни чисельності низки видів одна із важливих показників екологічного стану планети. Всесвітнім Фондом Дикої Природи (WWF) запропоновано індекс живої планетиоцінки стану природних екосистем планети. Розрахунок проводиться на основі динаміки чисельності 9014 популяцій 2688 видів ссавців, птахів, плазунів, земноводних та риб, що представляють різні біоми та регіони. Індекс живої планети вимірює природний капітал лісів, водних та морських екосистем та розраховується як середнє з трьох показників: чисельність тварин у лісах, у водних та морських екосистемах. Кожен показник відображає зміну популяції найпредставнішої вибірки організмів в екосистемі. Згідно з графіком (рис. 5.7), за останні 30 років людство вийшло за межі відновлювальних можливостей біосфери, про що свідчить зменшення індексу живої планети на 33%.
Таблиця 5.8
Класифікація екосистемних послуг (Millennium..., 2005)
|
Забезпечуючі послуги- продукти, одержувані від екосистем |
|
|
Продовольство |
Широкий набір харчових продуктів, що отримуються з рослин, тварин та мікроорганізмів |
|
Прісна вода |
Люди отримують прісну воду з екосистем. Оскільки вода необхідна для життя |
|
Матеріали, що включають деревину, бавовну, шерсть, шовк і т.д. |
|
|
Дерево, біологічні матеріали (гній тощо) |
|
|
Генетичні ресурси |
Гени та генетична інформація, що використовуються для вирощування рослин і тварин, та біотехнології |
|
Регулюючі послуги |
Вигоди, які отримують від регулювання екосистемних процесів |
|
Регулювання якості повітря |
Екосистеми, з одного боку, виділяють хімічні сполуки в атмосферу, а з іншого - видаляють їх з атмосфери, впливаючи на багато аспектів якості повітря |
|
Регулювання |
Екосистеми впливають на клімат як локально, і глобально |
|
Регулювання води |
Тривалість та величина водного стоку, повеней та поповнення запасів води у підземних водоносних системах |
|
Регулювання ерозії |
Рослинний покрив відіграє важливу роль у збереженні ґрунту |
|
Очищення води та стічних вод |
Екосистеми забезпечують фільтрацію та видалення з води органічних забруднень |
|
Культурні послуги- нематеріальні вигоди, які люди отримують від екосистем у вигляді духовного збагачення, розвитку пізнавальної діяльності, рекреації, естетичного досвіду, рефлексії. |
|
|
Культурна різноманітність |
Різноманітність екосистем є одним із факторів, що впливають на різноманітність культур |
|
Духовні та релігійні цінності |
Багато релігій приписують релігійні та духовні цінності екосистемам та їх компонентам |
|
Система знань |
Екосистеми впливають на типи систем знань |
|
Освітні цінності |
Екосистеми, їх компоненти та процеси забезпечують основу як для формальної, так і для неформальної освіти |
|
Естетичні цінності |
Краса та естетичні цінності у різних властивостях екосистем |
|
Рекреація та екотуризм |
Вибір місця для дозвілля на основі характеристик ландшафту |
|
Підтримуючі послуги- послуги, необхідні для підтримки всіх інших екосистемних послуг |
|
|
Ґрунтоутворення |
Багато послуг, що забезпечують, залежать від родючості грунтів і швидкості грунтоутворення |
|
Кругообіг поживних речовин |
Багато поживних речовин, необхідних для життя, циркулюють в екосистемах |
|
Кругообіг води |
Вода циркулює за екосистемами і є життєво необхідною для живих організмів |
|
Фотосинтез |
У процесі фотосинтезу продукується кисень, необхідний багатьом живим організмам. |
Рис. 5.7.
Основні причинно-наслідкові зв'язки взаємовідносини людини та екосистем наведено на рис. 5.8.
Рис. 5.8.
WWF також розробило досить конструктивний показник. "Екологічний слід".Даний підхід дозволяє обчислити міру споживання людством ресурсів і послуг біосфери і співвіднести це споживання зі здатністю Землі до їх відтворення або біоємністю в еквівалентах площі біологічно продуктивної землі і площі моря, які необхідні для виробництва цих ресурсів і поглинання відходів, що утворюються, а споживання енергії - в еквівалентах площі, необхідної абсорбції відповідних викидів СС>2 (рис. 5.9).
Екологічний слід, що припадає на одну людину, є сумою шести доданків: площа ріллі для вирощування споживаних людиною зернових, площа пасовищ для виробництва продукції тваринництва, площа лісів для виробництва деревини та паперу, площа моря для виробництва риби та морепродуктів, зайнята під житло та інфраструктуру територія, площа лісів абсорбції викидів СО2, що утворюються при душевому споживанні енергії. Метод дозволяє порівняти фактичний тиск суспільства на природу та можливий з погляду потенційних запасів природних ресурсів та асиміляційних процесів.
Рис. 5.9.
За розрахунками WWF нині фактичний тиск населення планети на 30% перевищує її потенційні можливості (рис. 5.10). За період 1970-1997 років. екологічний слід збільшився на 50%.
Сьогодні екологічний слід середнього споживача із розвинених країн світу вчетверо перевищує відповідний показник споживача із країн із низькими душовими доходами. Ймовірно, це є наслідком низки факторів, один з яких – можливість імпортувати ресурси з більш бідних країн, сприяючи тим самим деградації їх біорізноманіття і одночасно знижуючи навантаження на біорізноманіття, що збереглося, та екосистеми у своєму власному «дворі».
Деградація навколишнього середовища – це процес, внаслідок якого знижується здатність екосистем підтримувати сталість якості життя, а саме погіршення властивостей підземних та поверхневих вод, гірських порід, газової складових (компонентів) природного середовища внаслідок природної та техногенної зміни умов її еволюційної трансформації Вона зводиться до двох аспектів: погіршення природного середовища та життя людини в результаті природних явищ (виверження вулканів, повені, землетрусу, цунамі та ін.) або при господарській діяльності людини (знищення природних екосистем, забруднення тощо); погіршення умов проживання людини у штучно створеному ним середовищі, наприклад, у місті, за рахунок наростаючої зміни компонентів навколишнього середовища (забруднення повітря, води, ландшафтів тощо). Деградація компонентів природного середовища неминуче призводить до згасання її живих (біотичних) компонентів та умов життєзабезпечення та життєпроживання. Природні зміни в екосистемах, як правило, відбуваються дуже поступово і є складовою еволюційного процесу. Проте багато змін викликані такими зовнішніми впливами, яких система не пристосована.
Основні чинники деградації довкілля: 1) Демографічний Некерований зростання населення планети - головна причина розвитку глобальної екологічної кризи, яка спричинила інші кризи (виснаження ресурсів, забруднення геосфер, негативні кліматичні зміни і т.д.). Зростання чисельності населення супроводжується аномальним територіальним розподілом його з допомогою формування мегаполісів з млн. жителів. Саме мегаполюси стали найбільшими та найнебезпечнішими забруднювачами довкілля та губителями природи, її «раковими пухлинами». Сьогодні енергетичні об'єкти, промисловість і транспорт споживають стільки кисню, скільки вистачило б для дихання 43 млрд. чоловік. Якщо людство витрачатиме воду такими ж темпами, що прискорюються, як і до цього часу, то до 2100 р. прісної водиостаточно вичерпаються. Сьогодні на всі живі істоти біосфери негативно діє понад 50 тис. хімічних речовин, які використовує людина. 2) Зменшення біорізноманіття Вчені стверджують, що в найближчі роки через техногенні зміни у навколишньому середовищі світ може втратити понад 1 млн. видів рослин та тварин. Швидкість вимирання видів сьогодні у 1000 разів перевищує природну. Близько 10% видів рослин зони помірного клімату та 11% видів птахів світу опинилися під загрозою зникнення.
Біологічна різноманітність - це запорука стійкості, витривалості як окремих екосистем, і біосфери загалом. Екологічні взаємодії різних видів живих істот із навколишнім середовищем формують екосистеми, від яких залежить життя людей. Зменшення біорізноманіття – це серйозна втрата біосфери, одна з головних екологічних проблем сучасності. Масштаби знищення людиною тропічних лісів, у яких живе 50% всіх тварин на планеті та зростає 50% усіх рослин, стали загрозливими (особливо у Бразилії та Індії), а кількість людей, існування яких залежить від тропічних лісів, становить 200 млн. Середньостатистичний європеєць витрачає 500 л прісної води на добу, а мешканець Центральної Африки – 8 л; дефіцит прісної води стає все гострішим у всьому світі. Сьогодні на Землі під загрозою знищення опинилося близько 25 тис. видів рослин, 72 млн. га тропічних лісів. Щодня на планеті зникає від одного до десяти видів тварин, щотижня – мінімум один вид рослин.
Сьогодні в Африці кількість великих ссавців становить лише 10% від тієї, що була там 100 років тому. Ще 30 років тому на цьому континенті жили 100 тис. носорогів, а нині – менше 4 тис. Щороку понад 6 млн. га земель перетворюються на пустелі. 3) Урбанізація Як бачимо, глобальні негативні біологічні та кліматичні зміни (спустелювання, деградація грунтів, біосфери, зменшення біорізноманіття, почастішання кислотних дощів, розвиток парникового ефекту та збільшення розмірів озонових "дір") в атмосфері походять від неконтрольованого, не узгодженого з законом природа діяльність людини.
І чим активніша ця діяльність, тим сильніша зворотна реакція Природи. Яскравий приклад цього – регіони великих міст, промислових та енергетичних центрів практично у всьому світі, де за комфорт люди розплачуються хворобами, стресами, неповноцінними дітьми, скороченням тривалості життя, виродженням. Візьмемо наприклад Москву та Київ через негативний вплив комплексу техногенних факторів на жителів Москви та Києва тривалість їх життя за останні 30 років скоротилася в середньому на 5-6 років, смертність збільшилась у 1,5-2 рази, захворюваність (особливо дітей) підвищилась у кілька разів. Порівняно з Європою смертність дітей у цих містах на сьогодні вища у З рази, а середня тривалість життя чоловіків (57-58 років) – менша на років. З іншого боку, в дітей віком шкільного віку спостерігають зниження коефіцієнта інтелектуальності. 4) Загибель водних екосистем Величезна кількість отруйних речовин, що накопичуються навколо міст, промислових центрів і перенасичених хімічними добривами та пестицидами сільськогосподарських угідь, виноситься поверхневими та ґрунтовими водами в річки, а звідти – у моря та океани. До них додаються забруднювачі, що переносяться вітром, нафтопродукти від аварій танкерів та від роботи нафтопромислів, побутові стоки міст та селищ, розташованих на узбережжях. Підприємства хімічної промисловості, а також ті, що виробляють добрива, щорічно скидають у річки та водоймища України близько 50 млн. т агресивних речовин, у яких містяться, зокрема, фенол, фтор, пестициди, формальдегід.
Почала різко знижуватися біопродуктивність колись найбільших рибних районів, зменшився промисел, настали важкі часи для рибальського флоту. Нещодавно у Мексиканській затоці біля гирла річки Міссісіпі, яка виносить великий обсяг дуже забруднених вод, утворилася величезна «мертва зона» (площею понад 4 тис. км2). Все частіше такі зони утворюються у гирлах Дунаю, Дніпра, Дністра, Південного Бугу. Вже багато років «цвітуть» наші Дніпровські водосховища, в яких триває накопичення забруднювачів, а біомаса стає дедалі меншою, життєстійкість та продуктивність водних організмів знижуються. Триває накопичення забруднювачів, а біомаса стає дедалі менше, життєстійкість та продуктивність водних організмів знижуються. Хижацький промисел риби у Світовому океані та внутрішніх морях останніми роками призвів до катастрофічного зменшення рибних запасів у всьому світі, до повного зникнення деяких цінних видів риб. А в озерах Північної Америки та Скандинавії риба періодично гине через підвищення кислотності води (випадають кислотні дощі, принесені з промислових районів Великої Британії та Північної Європи)
5) Деградація грунтів Останнім часом багато проблем у людства виникло також у зв'язку з безжальною експлуатацією земельних угідь. У всьому світі швидкими темпами відбуваються деградація та ерозія ґрунтів. Як відомо, для утворення шару родючого ґрунту потрібні тисячі, навіть мільйони років. Сучасна людина здатна зруйнувати ґрунт за 1-2 роки. Підраховано: щорічно з земель, що обробляються, виноситься понад 25 млрд. т корисних речовин. За оцінкою Міжнародного Ґрунтового центру (Нідерланди), внаслідок діяльності людини вже деградувало понад 15% усієї площі світової суші, причому близько 6% земель знищено водною ерозією, 28% – вітровою, 12% – засолено через неправильне зрошення, близько 5% виведено з обороту в результаті перехімізації та фізичної деструкції (витоптування худобою, розробка кар'єрів, екстенсивне переорювання та ін). Таким чином людина сама себе позбавила багато мільйонів гектарів землі-годувальниці. Щорічно землі України втрачають 24 млн. т гумусу (перегною), що визначає родючість ґрунтів. Тому що ґрунти стали неродючими, активізувалося спустошення та продовжується вирубка лісів, лише у 21 державі Африки у мм постраждали близько 30 млн. осіб, 10 млн. людей змушені були змінити місце свого проживання, ставши «екологічними» біженцями.
6) Забруднення атмосфери. Величезну тривогу у світі викликає перезабруднення атмосфери шкідливими газами, що призводить до збільшення площ озонових "дір" та активізації розвитку парникового ефекту на планеті. Перше явище спричинило зниження захисної дії озонового шару від сонячного ультрафіолетового випромінювання і, як наслідок, – масові захворювання людей (рак шкіри, опіки, втрата зору) та тварин – дельфінів, китів, які проживають під озоновими «дірками» (Австралія, Південна Аргентина, Ірландія. , Скандинавія). Парниковий ефект призводить до потепління клімату, танення льодовиків, значного глобального підвищення рівня Світового океану, змін режиму утворення циклонів і ураганів, порушення функціонування, навіть деградації екосистем окремих районів суші.
Щогодини на планеті: 6-8 га продуктивної землі стає пустелею; 2 тис. дітей помирають з голоду; 55 людей гинуть від отруєння пестицидами та іншими хімічними речовинами; 1 тис. людей помирає від отруєння водою; 2 тис. т кислотних дощів випадає у Північній півкулі. Щохвилини: Знищується понад 20 га тропічних лісів; Використовується близько 159 л; Знищується 50 т родючих ґрунтів; Викидається в атмосферу понад 12 тис. т вуглекислого газу.
Наслідки деградації довкілля: 1. Зміна туристичної карти світу. Глобальне потепління призводить до танення снігів і льодовиків, так, наприклад, в Альпійських горах за останні роки суттєво скоротився гірськолижний сезон, крім того було скорочено або змінено багато популярних гірськолижних трас. А на Середземномор'ї та в Північній Африці страждає пляжний відпочинок, адже більшість людей, які воліють проводити відпустку влітку, разом з дітьми, змушені відмовлятися від поїздок у цю пору року в ці регіони через занадто велику спеку. 2. Поширення тропічних захворювань у районах із помірним кліматом. Вже зараз медики констатують, що у багатьох південних районах Середземномор'я тропічні бактерії почали чудово виживати, у результаті почастішали випадки захворювання на малярію в районах, де раніше такого не спостерігалося. 3. Збільшення кількості захворювань на алергію. У повітрі навколо нас величезна кількість хімічних речовин, які негативно позначаються на здоров'ї. Вони руйнують роботу іменної системи, і навіть викликають різні форми алергії. Причому особливо це відбивається на здоров'я дітей! 4. Вимирання різних видів тварин та рослин. Від танення льодовиків страждають північні тварини та рослини, більш південні гинуть від посух. Багато видів риб вимирають від забруднення води. Відбувається деградація навколишнього серед, через дуже швидко змінюються умови існування більшість видів тварин і рослин не здатні до них пристосуватися, в результаті вони вимирають. Тим самим порушується життєвий цикл всього живого на Землі. 5. Міграції населення. Вони відбуваються через зміни клімату у бік підвищення температури та посух, затоплення прибережних районів та різноманітних техногенних катастроф. В результаті в багатьох районах світу спостерігається перенаселення, інші ж стають неживою пустелею, що призводить до збільшення різних конфліктів, зростання злочинності та голоду.
Нераціональне землекористування призводить до деградації наземних екосистем. Маються на увазі такі процеси, як зведення лісів, ерозія, засолення і забруднення ґрунтів, опустелювання і, як наслідок, падіння продуктивності ґрунту, зниження врожаїв, висихання поверхневого шару ґрунту, овроутворення, наступ піщаних дюн на зрошувані землі та знищення врожаїв .д.
Зведення лісів - серйозна проблема не тільки тому, що ліс - це природний ресурснадзвичайної важливості для людини, яка не може бути відновлена в короткий термін, виникає також величезне число побічних ефектів. Воно є головною причиною таких екологічних проблем, як опустелювання, деградація ґрунтів, повінь, утворення селевих потоків, замулювання водотоків, руйнування ареалів диких тварин, вимирання видів тварин та рослин тощо.
Росія має більш ніж одну п'яту світових лісових ресурсів, з них 79,6% хвойні ліси, 2,7% твердолистяні та 17,7% м'яколистяні. За п'ятирічний період ліси загинули на площі 1,5 млн. га. Що призводить до відома лісів у Росії?
Пожежі. У районах Сибіру та Далекого Сходу вони часто мають глобальний характер. У період 1988 – 1993 рр. у Росії сталося 122,8 тисячі лісових пожеж, що охопили 5,1 млн. га лісової площі. На думку фахівців, площа гарів та загиблих деревостанів у країні втричі перевищує площу рубок.
Промислові рубки. У 1988 – 1993 роках. у Росії рубки виробляли площі 8,8 млн. га, а лісовідновлення – лише з 7,2 млн. га.
Втрати заготовленої деревини (особливо у Сибіру та Далекому Сході). Лісозаготівля проходить із значними втратами деревини. У 1993 р. вона становила 4,9 млн. м3 деревини. Це створює додаткову пожежну небезпеку, що сприяє виникненню вогнищ шкідників.
Незаконні порубки. Хоча обсяги заготівлі деревини в Росії в останні роки скоротилися, проте фахівці вважають, що значний обсяг заготовленої деревини просто не враховується. За даними Державної лісової служби Росії, незаконні порубки 1993 р. зросли проти 1992 р. в 2,8 разу. Почастішають випадки незаконного вивезення деревини за кордон. За даними МВС Росії, лише у 1993 р. запобігли незаконному вивезенню за кордон 157,4 тис. м3 лісу та пиломатеріалів.
Шкідливі комахи та хвороби. Експерти щорічно реєструють вогнища комах та хвороб на площі від 1,5 до 2,5 млн. га.
Поразка промисловими викидами. Загалом у Російській Федерації промисловими викидами уражено понад 780 тис. га лісу, зокрема 380 тис. га загинули чи усихають. У районі Норильська знищено близько 300 тис. га. Територія лісів, заражених внаслідок ядерних аварій та випробувань ядерної зброї, становить 3,5 млн. га.
Опустелювання – процес, у результаті якого зменшується продуктивність земель, схильних до посухи. Опустелювання може відбуватися внаслідок зведення лісів, нераціонального землекористування, посухи, перевипасів худоби, нераціонального зрошення (заболочування та засолення) тощо.
Інша причина, що призводить до спустелювання, - Перевипас худоби. Зі збільшенням поголів'я худоби зростає навантаження на пасовища, і водночас падає їхня продуктивність. Перевипас веде до:
Зменшення кількості підніжного корму та їстівної рослинності;
Заміщення багаторічних видів рослин однорічними, які не здатні вберегти ґрунт від ерозії;
Збивати пасовищ копитами худоби;
Дестабілізації піщаних дюн внаслідок того, що худоба поїдає рослинність на їх гребенях;
Погіршенню здоров'я тварин та постійним падінням надоїв молока та виробництва м'яса.
Фахівці ООН (програма ЮНЕП) підрахували, що через опустелювання до кінця ХХІ століття людство втратить третину орних земель. Воно є однією з причин деградації ґрунтів та в Російській Федерації. Нераціональне використання земель, зокрема безконтрольний випас худоби, призвело до появи єдиної у Європі пустелі “Чорні землі” у Калмикії. Вчені підрахували, що й процес триватиме тими самими темпами, то через 15 – 20 років площа опустелених земель у цій республіці досягне 1 млн. га. Крім того, опустелювання піддаються землі на вирубках в Республіці Комі.
Щорічно у Південному регіоні піски займають 40 – 50 тис. га. Лише у Прикаспії пісками зайнято близько 800 тис. га. Також відзначається збільшення площі збитих пасовищ. За п'ять років з 1985 р. у Дагестані, Саратовській та Астраханській областях ці площі зросли на 1426 та 394,2 тис. га відповідно.
Деякі заходи, запропоновані для вирішення проблеми опустелювання, включають поліпшення якості землекористування, раціональну іригацію, дбайливе поводження зі худобою, доцільне використання пасовищ і зменшення поголів'я худоби і відновлення лісів. Інші заходи передбачають відновлення пустельних земель, “соціальне лісокористування” (коли місцеві жителі беруть він відповідальність за збереження лісів навколо їхніх сіл), створення лісонасаджень.
Засолення грунтів ( вторинне засолення;мається на увазі, що господарська діяльність людини посилює природні процеси засолення грунтів ) -процес деградації грунтів, зазвичай пов'язаний з непомірним поливом зрошуваних земель у посушливих районах, як результат нераціональної іригації. Спочатку відбувається підтоплення та заболочування землі. Це призводить до того, що солоні ґрунтові води виходять на поверхню, якщо дренажні системи не відводять їх. Площа засолених ґрунтів у Росії – 36 млн. га (18% загальної площізрошуваних земель). Засолення ґрунтів знижує врожайність сільськогосподарських культур, аж до повної втрати та вилучення земель з обігу.
Цей процес послаблює біологічний кругообіг речовин. Зникають багато видів рослинних організмів, з'являються нові рослини - галофіти (солянка та ін). Зменшується генофонд наземних популяцій, посилюються міграційні процеси.
Ерозія ґрунтів (від латів. erosio – роз'їдання) – руйнування та знос верхніх найбільш родючих горизонтів та підстилаючих порід вітром (вітрова ерозія) або потоками води (водна ерозія). Землі, що зазнали такої руйнації, називають еродованими. Ерозія грунту може бути внаслідок промислових та сільськогосподарських робіт (промислова ерозія), військових дій – воронки, траншеї (військова ерозія) тощо. Пилові бурі та водні потоки здатні за лічені години знести до 10 – 15 см верхнього шару ґрунту, найбагатшого гумусом (у природних умовах гумусовий шар ґрунту утворюється зі швидкістю 2 – 3 см за 100 років).
Ерозія істотно негативно впливає на стан грунтового покриву, а в багатьох випадках руйнує його повністю. Падає біологічна продуктивність рослин, знижуються врожаї та якість зернових культур, бавовни, чаю тощо.
Розглянуті процеси деградації грунтів призводять до того, що у всьому світі скорочуються площі орних земель, знижується врожайність продовольчих культур. Усе це разом із неухильним зростанням населення Землі неминуче веде до проблеми нестачі харчових ресурсів, яка загострюється і процесом урбанізації, тобто. зростанням міст та міського населення. При цьому із сільськогосподарського обігу вилучається велика площа орних земель та сільгоспугідь. Зростання міст, а разом з ним автотранспорту та промислових підприємств призводить до збільшення ступеня забруднення навколишнього природного середовища та до деградації екосистем.
Вихід із становища поряд з раціональним природокористуванням(воно має суттєво уповільнити процеси деградації екосистем, тобто звести їх до рівня природних) бачиться у подальшому проведенні селекційної роботиз виведення більш продуктивних сортів рослин та тварин, а також у застосуванні сучасної біотехнології,в основі якої лежить так звана генна інженерія;вона за допомогою методів молекулярної біології та генетики дозволяє цілеспрямовано конструювати нові, неіснуючі у природі поєднання генів. Все це дає можливість вирощувати рослини і тварини (трансгенні) із заздалегідь заданими споживчими властивостями (нині точаться дискусії про те, чи можна споживати такі трансгенні культури без шкоди для здоров'я людей і чи не приведе їх споживання до генних мутацій).
Ступінь деградації екосистеми оцінюється за критеріями, які визначають негативні зміни в структурі та функціонуванні екосистем та враховують їхню просторову диференціацію за ступенем порушене™, а також динаміку процесів деградації.
Системні критерії стану природного середовища поділяють:
- - на ландшафтні: випливають із методології ландшафтного планування, засновані на уявленнях про природну ємність ландшафту по відношенню до навантажень, структурної складності та норми порушене™ (співвідношення між зміненими та непорушеними урочищами та іншими елементами ландшафту). При оцінках стану ступінь перетворення ландшафту, деградації ландшафтних одиниць, ресурсносировинне навантаження та розподіл забруднень наводяться у відсотках від площі або за структурними компонентами, переважно у вигляді картосхем;
- - екосистемні: показники порушеного сукцесійного процесу, що відображають порушення в закономірних змінах видової різноманітності, спектру життєвих форм, біомаси, продуктивності, накопичення відмерлої органіки, деструкційної активності, біогенного круговороту. При настанні кризової ситуації можливі зняття клімаксної фази, девіація (відхилення) до перемикання на іншу послідовність або ретроградний розвиток.
При неблагополучному стані відзначають суттєві відхилення екосистемних параметрів від своїх «нормальних» значень, притаманних непорушених умов. Серед параметрів, що найвиразніше реагують на зміни, виділяють: відносини продуктивності (Р)до біо масі(В), мортмаси(М) до біомаси, біомаси консументів (У с ) до біомаси первинних продуцентів(У р) при скороченні видової різноманітності (//). Ці характеристики включаються до інтегральногопоказник порушення цінотичного клімаксу
Видова різноманітність найбільш ефективно оцінюється за допомогою індексів, які характеризують вирівняність виду. Вона має тенденцію до збільшення в ході сукцесії (відповідно за порушення клімаксу - до зменшення). Видова різноманітність може бути оцінена за допомогою інформаційної функції (ентропії)
деrij - число особин видуi -й у пробі зN особин.
На основі перерахованих показників критичний стан екосистеми відносять до одного з таких варіантів, що відрізняються від благополучного стану (табл. 4.6).
Варіанти стану екосистем 1
Таблиця 4.6
|
Стан екосистеми |
Ознаки |
|
|
Кризове стан макс, або ної фази) |
Інтенсивність впливів перевищує регенераційні можливості екосистеми, сукцесійний процес обривається на передклімаксній стадії. Коли такий стан підтримується тривалий час, відновлення клімаксної фази стає неможливим навіть після зняття впливів: система незворотно переключається на інший шлях розвитку (ряд напіврідних екосистем виник таким чином) |
Втрата домінантів клімаксної фази та характерної для неї аспектівносги, а також за відповідністю параметрів стану (див. вище) одному з проміжних станів еталонної сукцесії |
1 Красілов В. А.Указ. тв.
|
Стан екосистеми |
Причини виникнення стану та характер розвитку системи |
Ознаки |
|
Екологічне лихо |
Необоротне (в масштабах часу, порівнянних із тривалістю сукцесійних подій) ретро! * Радісний розвиток екосистеми. Наближення якісних та кількісних показників до значень, властивих раннім стадіям сукцесії (висока продуктивність, висока швидкість виробництва мортмаси, низька різноманітність, моно- або олігодомінантність, розімкненість біогенного круговороту та ін.) |
|
Для обчислення показника скорочення видової різноманітності оцінюють потенційну різноманітність на основі залежності між числом видів та площею:
деHd - потенційна кількість видів екосистемиd (Зони лиха);Нс - число видів аналогічної екосистеми, що охороняється у заповідному режимі;Sd, Sc - відповідні площі;х - коефіцієнт, який приймає значення від 0,22 до 0,30 (у наближених розрахунках приймається, що десятикратного збільшення площі відповідає дворазове збільшення числа видів).
При оцінках та прогнозуванні стану екосистем з точки зору їх стійкості дуже важливим є уявлення про лімітуючих факторів. Вони обмежують можливості існування екосистеми, незважаючи на те, що інші характеристики інших факторів можуть залишатися дуже благополучними.
У ролі лімітуючих можуть виступати фактори, присутні не тільки в мінімальних, а й у максимальних кількостях (закон толі-
ронтності В. Шелфорда).Діапазон між мінімумом та максимумом визначає величину витривалості (толерантності) організму до цього фактора (рис. 4.8). У ролі лімітуючих чинників для екосистем найчастіше виступають температура, світло, наявність біогенних речовин, течії та тиск у середовищі, пожежі.
Рис. 4.8.
Одним із «практичних додатків» закону Шелфорда в екологічному нормуванні є встановлення гранично допустимих значень різних факторів: ВЗУТ, ОДУ, ГДК – для випадків забруднення навколишнього середовища, гранично допустимих рівнів впливу фізичних факторів (рівні шуму, вібрації, випромінювань).
Оцінка екологічного стану території має проводитись з урахуванням:
- - площі прояву негативних змін, оскільки за рівного ступеня деградації ділянки території можливість відновлення обернено пропорційна його площі;
- - просторової неоднорідності розподілу ділянок різного ступенядеградації на досліджуваній території;
- - Зміни показників у різних природно-кліматичних зонах.
ним рядам спостережень. Для прогнозу погіршення екологічної обстановки та проведення заходів щодо її стабілізації та покращення необхідно оцінювати спрямованість та швидкість деградації екосистем при напруженій екологічній ситуації. Віднесення території до того чи іншого ступеня деградації екосистем проводиться на підставі табл. 4.1.
Таким чином, оцінка стійкості екосистем проводиться на основі просторовихі тимчасових(Динамічних) ознак з виділенням низки додаткових показників, які іноді мають більший відгук на зміни екосистем залежно від видів впливів. На підставі узагальнення результатів польових досліджень виявлено, що надійними індикаторами стійкості чи деградації земель є:
- - основні характеристики рослинності (загальної, підземної, мертвої та живої надземної біомаси, проективного покриття);
- - морфологічні характеристики (потужність органогенного шару); агрохімічні характеристики (зміст гумусу, фосфору,
- - водно-фізичні характеристики (повна, капілярна та молекулярна ємність запасів доступної вологи);
- - Теплофізичні характеристики;
- - стійкість та деградованість ґрунтово-рослинного покриву; динаміка основних характеристик біопродуктивності ґрунтово-
рослинного покриву у його самовідновлення;
Протиерозіонпа стійкість.
Деградація екосистем (зокрема, ґрунтово-рослинного шару) супроводжується процесами їхнього природного чи штучного самовідновлення, оцінити які можна за допомогою критеріїв (табл. 4.7).
Таблиця 4.7
Критерії оцінки деградації наземних екосистем
|
Показники |
Екологічне лихо |
Щодо задовільні |
||
|
Основні показники |
||||
|
Просторові ознаки: |
||||
|
Площі деградованих територій, |
||||
|
Нс представляють безпосередньої загрози людині (відвали нетоксичних порід, кар'єри, деградовані с/г угіддя) |
||||
|
Що становлять загрозу руйнування будівель та споруд (антропогенні просідання, зсуви, розлами, військові полігони та ін.) |
||||
|
Відвали токсичних порід, ізольовані від ґрунтових вод, з можливістю перенесення частинок повітрям, за допомогою стоку в поверхневі водойми та водотоки |
||||
|
Кар'єрні виїмки та відвали токсичних порід із загрозою забруднення ґрунтових вод (фунтові води не захищені) |
Відсутня |
|||
1 Критерії оцінки екологічної обстановки територій виявлення зон надзвичайної екологічної ситуації та зон екологічного лиха.
|
Показники |
Екологічне лихо |
Надзвичайна екологічна ситуація |
Щодо задовільні |
|
|
Розчленованість території ярами, км/км 2 |
відсутній |
|||
|
Динамічні ознаки |
||||
|
Швидкість деградації наземних екосистем, % площі на рік |
||||
|
Швидкість збільшення площі збитих пасовищ, % площі на рік |
||||
|
Швидкість зменшення річної продукції рослинності, % на рік |
||||
|
Швидкість зменшення вмісту органічної речовини у ґрунті, % на рік |
||||
|
Швидкість спрацьовування (мінералізації) торфу, мм/рік |
||||
|
Швидкість збільшення площі засолених ґрунтів, % на рік |
||||
|
Швидкість збільшення площі еродованих ґрунтів, % площі на рік |
||||
|
Швидкість збільшення площі рухомих пісків, % площі на рік |
||||
|
Швидкість збільшення відносної площі земель із несприятливими агромеліоративними умовами, % від площі цінних сільськогосподарських угідь на рік |
||||
|
Додаткові показники |
||||
|
Співвідношення площ різного ступеня порушене екосистем, %:
|
Менш 20 Більш 40 Більш 30 |
Менш 30 Болес 40 Менш 30 |
Менш 70 Менш 10 Менш 5 |
|
|
Структурно-функціональні характеристики стану екосистем |
Необоротне порушення взаємозв'язку всередині екосистем |
Порушення структури угруповань без незворотних процесів в екосистемах |
Можливі окремі ознаки деградації низки компонентів в екосистемах |
|
|
Показники |
Екологічне лихо |
Надзвичайна екологічна ситуація |
Щодо задовільні |
|
|
Трофічна структура – зміна питомої маси Красилов В. А. Указ. тв. |
