Круговороты веществ и их нарушение человеком

На земле существуют два вида круговоротов веществ: большой, или геологический (между сушей и океаном), и малый, или биологический (в пределах экосистем). Самостоятельность малого круговорота относительна: он является элементом геологического круговорота. Об изменении последнего под влиянием антропогенных факторов можно судить по выносу с суши в океан продуктов разрушения почв. За последние 50 лет вынос увеличился с 3 млрд. т/год в 40-50-х годах до 45-50 млрд. т в конце столетия. Накопление человеком веществ достигает столь значительных объемов, что даже легко разрушаемые из них (например, отходы животноводческих комплексов, бытовые стоки и др.) долгое время не включаются в круговороты, играя роль вредных отходов. Вещества, чуждые организмам-деструкторам (грунты, изымаемые из глубинных слоев земли, золоотвалы, ядовитые соединения и т. п.), выключаются из круговоротов на более длительное время.
Круговорот углерода. Содержащийся в атмосфере углерод (в виде СО2) в процессе фотосинтеза включается в органическое вещество растений и далее в цепи питания. Небольшая часть органического вещества и содержащегося в нем углерода, по терминологии В. И. Вернадского, ускользает от круговорота и «уходит в геологию» в виде торфа, угля, нефти и карбонатных отложений в водных экосистемах.
Круговорот азота. Основным источником является атмосфера, азот превращается-нитраты (N03). Последние образуются в основном в результате деятельности организмов-азотофиксаторов. К ним относятся отдельные виды бактерий, синезеленых водорослей и грибов (актиномицетов). Частично нитраты образуются при грозовых разрядах и при фотохимических реакциях в атмосфере, откуда с осадками они попадают в почву. Второй источник азота для растений - результат разложения органических веществ и, в частности, белков (протеинов) особой группой организмов-аммонификаторов. При этом в начале образуется аммиак (NH3), который в результате деятельности бактерий-нитрификаторов преобразуется в нитриты (N02) и нитраты (N03). Часть азота растениями усваивается в виде ионов аммония и мочевины, образующихся в результате разложения органических веществ.
Круговорот серы. Сера и ее соединения рассматриваются как основной или мировой загрязнитель среды. В целом антропогенные поступления серы в атмосферу составляют порядка 200-250 млн./т в год. Это соизмеримо с ее поступлением из естественных источников (вулканы, распад серосодержащих минералов и органических веществ, природные пожары и т. п.).
Круговорот фосфора. Иной цикл характерен для фосфора, в круговороте которого отсутствует газообразная фаза. Не компенсируются эти потребности и в результате использования природных минеральных соединений. В данном случае односторонний процесс, закапчивающийся осадочным циклом, грозит дефицитом фосфора для организмов. Последний в значительной мере восполняется человеком через внесение минеральных удобрений, представляющих в основном продукты переработки морских осадочных пород. Часть фосфора из океана на сушу поступает с морепродуктами. В том и другом случаях основная масса его включается в биогеохимические циклы, начальным звеном которых являются живые организмы. Наряду с азотом фосфор является основным фактором зарастания водоемов и загрязнения вод органическими веществами.
В целом темпы миграции отдельных веществ в естественных экосистемах и под влиянием деятельности человека трудно сопоставимы, например, человечество высвобождает из геологических структур и использует за один только год такое количество горючих ископаемых, которые природа накапливала примерно в течение миллиона лет. Увеличение потребления ресурсов человеком будет продолжаться, особенно в связи с переходом на путь промышленного развития новых (развивающихся) государств. Следовательно, основным реальным путем уменьшения отрицательных воздействий этих процессов на природу и недра является коренное изменение образа жизни людей, переход на новые взаимоотношения с природой, в частности, за счет уменьшения различий в темпах технического и социального прогресса.

Экологическая ниша человека и возможности ее изменения

Напомним, что под нишей в экологии понимается место вида в пространстве («адрес») и его жизненный статус («род занятий»). Под статусом, в свою очередь, понимается отношение к факторам среды, в том числе и взаимоотношения с другими видами, а также иные особенности образа жизни, включающие питание, места размножения и укрытий и т. п. Рассмотрим с этих позиций экологическую нишу человека, ее отличие от других живых существ. Понятие экологической ниши человека и его разумной деятельности неразрывно, связаны. Именно благодаря разуму пространственной нишей человека стала вся Земля, а в настоящее время в значительной мере и космическое пространство. Человек предельно расширил трофические (пищевые) границы ниши. Социальные и технические возможности позволили использовать все продукты, представляемые природой. Кроме этого, человек постоянно расширяет объемы и спектр продуктов, получаемых в культурном хозяйстве и в промышленных условиях (переработка ресурсов, химический синтез и т. п.). Крайне специфична ниша человека по поведенческому статусу. Она больше обусловливается социальными условиями (законами, правилами, моралью), чем биологическими критериями и природными факторами. Свою зависимость от природных условий человек свел до минимума. В таких случаях не работают численности человеческой популяции (гомеостаз), в том числе практически все модифицирующие (абиотические) и регулирующие (биотические) факторы, включая хищничество, паразитизм, территориальность и др. Другие механизмы гомеостаза в значительной мере снимаются социальными условиями. Широкая экологическая валентность (гиперэврибиоитиость) человека, как и неограниченная экологическая ниша, позволили ему перейти в ранг уникального вида, способного подчинять своим интересам другие виды, уничтожать их. Такие явления чужды видам, существующим в границах экосистем и занимающим определенные места в цепях питания, поскольку уничтожение других видов равносильно самоуничтожению. Это одни из парадоксов развития человека как биосоциального существа. Человек обеспечил свое превращение в гиперэврибионта не за счет биологических механизмов, а за счет технических средств, и поэтому он в значительной мере утратил потенциал биологических адаптации. В этом причина того, что человек находится в числе первых кандидатов на уход с арены жизни в результате им же вызываемых изменений среды. Отсюда важный вывод: если современная ниша человека прежде всего результат разумной деятельности, власти над окружением, следовательно, разум должен выступать основной движущей силой ее изменения. В этой связи закономерен вопрос: может ли человек изменить свою экологическую нишу, а если может, то как это сделать? Возможности изменения пространственной составляющей экологической ниши человека как гиперэврибионта в пределах Земли практически исчерпаны. Остается Космос и другие планеты, но это далекая перспектива, а проблемы выживания надо решать сегодня. Реально изменение ниши за счет второй составляющей образа действия или жизненного статуса. В двух словах это отказ от подчинения природы себе и переход на сотрудничество с ней. Однако за внешней стороной простоты решения вопроса кроются большие трудности, связанные с ограничением потребительских интересов и переходом на новые моральные принципы. Условием их формирования является глубокое осознание реальной экологической ситуации, экологическое образование и научно-информационное обеспечение путей решения проблем на национальном, межгосударственном, межэтническом и международном уровнях. Это в конечном счете новый глобальный уровень взаимоотношения человечества с природой. Или, другими словами, новая или кардинально измененная экологическая ниша, сформированная на основе разумной деятельности. В этом сила человека и его слабость по изменению своего отношения к экологической ситуации. С одной стороны, нет природных факторов и механизмов, которые безальтернативно диктовали бы необходимость таких изменений. Значит, есть повод оставить все как есть, придерживаться концепции биологизма (общеэкологические законы за нас все решат) или фатализма (все устроится само собой) и т. п. С другой стороны, реальная действительность все настойчивее демонстрирует бесперспективность таких концепций»; точек зрения, необходимость поиска путей выхода из экологического кризиса, мобилизации усилий и разума для кардинального и быстрого (другие темпы неприемлемы) изменения человеком своего статуса и экологической ниши в целом. Для этого требуется выполнение по крайней мере трех важных условий: 1) накопление, обобщение и представление возможности всем членам общества получения информации об экологической ситуации; 2) осознание необходимости изменения жизненного статуса (экологической ниши) не только отдельными индивидуумами, а всем мировым сообществом или, хотя бы на первых порах, наиболее влиятельными научными, общественными и правительственными структурами; 3) использование имеющихся и новых технологических и социальных (правовых) механизмов решения глобальных проблем в рамках измененной экологической ниши. Эти вопросы в конечном счете составляют основную сущность современных экологических проблем. Важнейшие из них рассматриваются на последующих страницах пособия. как есть, придерживаться концепции биологизма (общеэкологические законы за нас все решат) или фатализма (все устроится само собой) и т. п. С другой стороны, реальная действительность все настойчивее демонстрирует бесперспективность таких концепций и точек зрения, необходимость поиска путей выхода из экологического кризиса, мобилизации усилий и разума для кардинального и быстрого (другие темпы неприемлемы) изменения человеком своего статуса и экологической ниши в целом. Для; этого требуется выполнение по крайней мере трех важных условий: 1) накопление, обобщение и представление возможности всем членам общества получения информации об экологической ситуации; 2) осознание необходимости изменения жизненного статуса (экологической ниши) не только отдельными индивидуумами, а всем мировым сообществом или, хотя бы на первых порах, наиболее влиятельными научными, общественными и правительственными структурами; 3) использование имеющихся и новых технологических и социальных (правовых) механизмов решения глобальных проблем в рамках измененной экологической ниши. Эти вопросы в конечном счете составляют основную сущность современных экологических проблем. Важнейшие из них рассматриваются на последующих страницах пособия.

Дата добавления: 2015-09-07