ЛЕКЦИЯ 4 Глобальные проблемы экологии и природопользования 1

«… биосфера и ее составляющие – это не ресурс человечества – это фундамент жизни – дом биоты, в котором человечеству выделен свой уголок с ограниченным ресурсом» Я. Тинберген, Т. Хаавелмо (Environmentally sustainable economic development: Building on Brundtland // UNESCO 2

Биосфера как колыбель и среда существования жизни Биосфера Земли v Развитие жизни до возникновения человека v Антропосфера Земли как часть биосферы v Периодические колебания окружающей биологической среды Использование человеком природных ресурсов. Человек и природа – вызов и ответ. v Человек и разрушение окружающей среды 3

Основные геоэкологические проблемы v Продолжение дестабилизации среды биосферы в результате выхода из допустимой экологической емкости глобальной экосистемы; v Нарастание тотального загрязнения среды биосферы, в т. ч. новыми химическими загрязнениями, созданными человеком (за последние 50 лет произведено и использовано более 6 млрд. т минеральных удобрений; создано 400 тыс. т синтетических соединений; в десятки раз возросло производство пластмасс, моющих средств и пр. ); v Продолжение качественной деградации возобновляемых ресурсов, которые практически перестали быть таковыми в результате тотального загрязнения окружающей среды, что резко снизило естественный потенциал управления средой биосферы; v Продолжение распада генома как у людей, так и у других организмов, их отравление (анализ тканей людей (случайная выборка, США) показал, что в их организме находится до 2000 посторонних химических веществ, в то время как должно быть всего до 200); 4

Иные глобальные проблемы биосферы v изменение климата Земли – усиление тепличного эффекта; v угроза повышения уровня Мирового океана; v прогрессирующее загрязнение Мирового океана и наземных экосистем; v истощение и загрязнение поверхностных вод суши; v загрязнение атмосферы, трансграничные переносы опасных атмосферных загрязнений; v прогрессирующее быстрое истощение многих видов минеральных ресурсов; v накопление мусора; v сокращение площади лесов; v усугубляющееся неравенство производства и потребления в развитых и развивающихся странах. 5

Изменения среды биосферы в 1972 -2000 гг. и ожидаемые тенденции до 2030 г. Характеристика Тенденции 1972 -2009 гг. Сценарий 2030 г. Сокращение площади Сокращение со скоростью естественных экосистем 0, 5 -1, 0% в год на суше; к началу 2000 -х гг. их сохранилось около 40% Тенденции более быстрого сокращения Потребление первичной Рост потребления: 40% на биопродукции суше, 25% - глобальный Рост потребления: 80 -85% на суше, 50 -60% - глобальный Изменение концентрации парниковых газов атмосфере Рост концентрации парниковых газов от десятых процента до первых процентов ежегодно Рост концентрации , ускорение роста концентрации СО 2 и СН 4 за счет ускорения разрушения биоты Истощение озонового слоя, рост озоновой дыры в Антарктиде и Арктике Истощение на 1 -2% в год озонового слоя, рост площади озоновых дыр Сохранение тенденции даже при прекращении выбросов хлорфторуглеродов Сокращение площадей лесов, особенно тропических Сокращение со скоростью от 117 до 200 тыс. км 2 в год; лесовосстановление относится к сведению лесов Сохранение тенденции, сокращение площади лесов в тропиках с 18 (1990 г. ) дл 9 -11 млн. км 2, сокращение площади 6 в

Опустынивание Расширение площади пустынь (60 тыс. км 2 в год), рост техногенного опустынивания, антропогенных пустошей Сохранение тенденции в связи с уничтожением лесов, изменениями климата и ростом загрязнения Деградация земель Рост эрозии (25 млрд т в год), снижение плодородия, накопление загрязнителей, закисление, засоление, заболачивание Сохранение тенденции, рост эрозии и загрязнения, сокращение с/х земель на душу населения Повышение уровня океана Подъем уровня океана на 1 -2 мм/год Сохранение тенденции, возможно ускорение подъема уровня до 7 мм/год Стихийные бедствия, техногенные аварии Рост числа на 5 -7%, рост ущерба на 5 -10%, рост количества жертв на 6 -12% в год Сохранение и усиление тенденции Исчезновение биологических видов Быстрое исчезновение биологических видов Усиление тенденции по мере разрушения биосферы 7

Накопление поллютантов в средах и организмах, миграция в трофических цепях Рост массы и числа поллютанов, рост радиоактивности среды, «химические бомбы» Сохранение тенденций и возможное их усиление Ухудшение качества жизни, рост заболеваний, в том числе связанных с загрязнением биоты и ее разрушением, распад генома человека, появление новых болезней (за последние 30 лет появилось около 30 новых заболеваний) Рост бедности, нехватка продовольствия, высокая детская смертность, высокий уровень заболеваемости, нехватка чистой питьевой воды во многих странах, рост генетических заболеваний, высокий уровень аварийности, рост потребления лекарств, пандемия СПИД, понижение иммунного статуса Сохранение тенденций, рост нехватки продовольствия, рост заболеваний, связанных с экологическими нарушениями, в т. ч. генетических, расширение территории инфекционных заболеваний, появление новых болезней 8

Изменения в экосистемах Мирового океана: разрушение экосистем, истощение рыбных ресурсов, загрязнение Постепенная дестабилизация экосистемы Мирового океана Искусственное вторжение в геном организмов и человека, внедрение в оборот генетически измененных растений и животный Быстрое увеличение Нарастающий процесс численности генно-инженерной генетически измененных деятельности растений и рост площадей, занятых ими 9 Нарастание изменений в Мирвом океане

Атмосфера и современные проблемы РПП v Роль атмосферы Земли в жизни растений и животных v Роль озона в стратосфере Земли для живых организмов v Эволюция и прогноз изменений глобального климата Земли. Парниковый эффект. Разные теории парникового эффекта 10

Озоновые дыры в атмосфере 11

12

Антропогенные поставщики парниковых газов в атмосферу 13

Динамика глобального потепления 14

Круговорот углерода в природе 15

16

17

Повышение уровня парниковых газов 18

Карта выполнения Киотского протокола 19

Литосфера и современные проблемы РПП v Основные источники энергии из ископаемого органического топлива v Ядерное топливо и проблемы, связанные с его использованием v Потенциальная энергия поднятого рельефа как полезный ресурс литосферы v Альтернативные источники энергии v Ресурсы литосферы и их использование, почвы 20

Гидросфера и современные проблемы РПП v Вода и жизнь на Земле v Запасы воды на Земле - запасы воды на земном шаре - 1 млрд. 386 млн. км 3 - на долю Мирового океана - 1 млрд. 338 млн. км 3 (96, 5%) - запасы пресных вод суши (рек, озер, подземных вод и снежников и ледников) - 35 млн. км 3 (2, 5 %), в т. ч. 24 млн. км 3 (70 %) запасов пресных вод находится в «законсервированном» виде (в ледниках и снежном покрове Арктики, Антарктиды и Гренландии) 21

Потребление пресной воды v Почти 1/3 населения Земли более чем в 50 странах мира испытывает нехватку пресной воды v 20 % потребляемой пресной воды - на бытовые нужды человека (включая питьевую воду), 80 % - используются в промышленности и сельском хозяйстве. v в развивающихся странах Африки и Азии расход воды на душу населения составляет около 150— 200 м 3 в год, в индустриальных странах —около 500— 600 м 3 в год v водоемкие производства – для выплавки 1 т никеля требуется 800— 850 т воды, алюминия — 1200 т; для производства 1 т синтетического каучука — 2200 т, капрона — 5000 т. v Современные проблемы водоподготовки в городах Проблемы очистки и утилизации сточных вод. 22

v Колебания уровня Мирового океана. Проблемы человека, возникающие в связи с колебаниями уровня вод, вызванные как естественными, так и антропогенными причинами. Каспий, Арал, Байкал, наводнения в Петербурге, Лондоне, Нидерландах. v Минеральные ресурсы Мирового океана. v Биологические ресурсы Мирового океана. 23

Ресурсопользование и связанные с ним экологические проблемы v Основные процессы ресурсопользования: 1. добыча ресурсов - извлечение из оболочек Земли (твердые, жидкие, газообразные ресурсы; ресурсы биоты, а также иные «полезности» чистая вода, чистый воздух, красивые ландшафты); 2. транспортировка к местам потребления и переработки; 3. Переработка «полезностей» . Извлечение полезных компонентов и выброс в окружающую среду отходов; 4. Жизнедеятельность человека. Потребление ресурсов и «полезностей» (чистый воздух, вода, красивый ландшафт, etc. ). «Продукты жизнедеятельности» , их размещение в природных средах. 24

v Добыча полезных ископаемых 25

v Загрязнение поверхностных и подземных вод. Проблемы качества питьевой воды. 26

v Газопроводы и нефтепроводы. Их особенности, аварийность и экологические проблемы v Рациональное природопользование как этап развития человечества 27

Численность и рост населения v v v 28 в начале н. э. на Земле было 300 млн. чел. в конце 1 -го тыс. н. э. — 400 млн. чел. в конце 2 -го тыс. н. э. - 6 млрд. чел. в конце 2011 г. — 7, 0 млрд. чел. прогноз на 2050 г. — 9. 5 млрд. чел.

Современный человек и распределение пищевых ресурсов на Земле v примерно 1 млрд. чел. испытывает недостаток в продовольствии, а население некоторых развитых стран – его избыток (США, некоторые страны Европы), 40 % неиспользованного продовольствия там отправляется на свалки 29

30

Международное сотрудничество в области решения экологических проблем Сравнение законодательной базы, связанной с охраной природы и природопользованием, в развитых странах и России 31