Глобальные экологические проблемы: нарушение климатического и биологического равновесия

Введение

Можно заметить, что с первой половины 60-х годов прошлого века международное сообщество заговорило всерьез о грядущих глобальных экологических проблемах. К таким проблемам можно отнести угрозу истощения природных ресурсов на Земле, растущую деградацию окружающей среды, нехватку в мире источников продовольствия и энергии, демографический взрыв, а также растущую экономическую и социальную пропасть между богатыми и бедными. И завершает этот печальный список проблем глобальная опасность термоядерной катастрофы от третьей Мировой.
Надо отметить, что такой губительный характер глобальных экологических проблем оказывает влияние на все оболочки Земли – газообразную, водную, твердую, биосферу. При всем при этом антропогенное влияние зашло далеко за границы биосферы и распространяется быстрыми темпами от верхних горизонтов литосферы к глубоководным впадинам Мирового океана. Все это приводит к нарушению климатического и биологического равновесия.
Кроме того, если раньше негативные последствия от деятельности человека рассматривались преимущественно к компонентам природы, то сейчас такие последствия наносят непосредственное негативное влияние на имущество, благосостояние и здоровье самого человека. Такие проблемы можно рассматривать как часть отражения противоречий, которые образуются в системе «человек-природа» и нарушают это равновесие.


1 Глобальные экологические проблемы
В научно-исследовательских источниках представлены различные причины возникновения глобальных экологических проблем, а также время их возникновения. Большое количество исследователей склоняются к тому, что глобальные экологические проблемы начали проявляться в последнее десятилетие прошлого веерка. В исследовательское литературе существует такое мнение, что формирование глобальных проблем (рисунок 1) происходит на протяжении существования человечества, а критическая точка проблемы была поставлена сравнительно недавно.


Рисунок 1 – Виды глобальных проблем

Определение того, что относиться к проблеме глобального масштаба является не простой задачей. Поэтому, в научно-исследовательской литературе, можно встретить несколько различных определений глобальной проблемы, но суть их близка:
1. Глобальные проблемы – проблемы, которые объективно характеризуют развитие общества в мировых масштабах, т.е. они приобретают общемировой характер.
2. Глобальные проблемы – проблемы общечеловеческого характера, т.е. они касаются интересов каждого человека на Земле и его будущего.
3. Глобальные проблемы – проблемы, которые могут создать угрозу существования человечества, а решение их должно быть первоочередной задачей прогрессирующего и современного общества.
С учетом вышеперечисленных определений, можно сформировать следующий список глобальных проблем человечестве, во главе которого глобальные экологические проблемы:
•экологический кризис (включая проблему разрушения озонового слоя и глобального потепления, выветривание почвы, нарушение климатического и биологического равновесия), наиболее распространенные источники представлены в таблице 1;
Таблица 1 – Источники и факторы экологического кризиса, которые могут привести к нарушению равновесия в климатической и биологической среде.

•истощение природных ресурсов;
•кризис демографического характера;
•бедность и борьба с ней;
•угроза терроризма, в том числе ядерного и термоядерного конфликта.
2 Нарушение климатического равновесия
Физико-математические модели являются основным средством для изучения климатических особенностей и их изменений, они описывают динамику изменения атмосферных и океанических параметров, определяют свойства литосферы, описывают соотношение газовых составляющих атмосферы.
С помощью физико-математических расчетов ученые выяснили, что глобальная экологическая проблема, связанная с тенденцией изменения климата в скором времени может привести к серьезным нарушениям климатического равновесия.
Прогнозируется, прежде всего, потепление и, причем теплеть будет сильнее в теплое время года в высоких широтах, чем холодное время года в низких широтах (рисунок 2). Это означает, что климатическое равновесие быстрее сместиться Южном полушарии, чем в Северном и соответственно потеплеет быстрее. Такой сдвиг, безусловно, приведет к таянию полярных льдов, за этим последует повышение уровня Мирового океана и затоплением низин.

Рисунок 2 – Динамика среднегодовой температуры


Потепление климата закономерно ведет к его увлажнению. Так, например, количество осадков на Земле увеличилось на 1%, только за последние 10 лет.
Опасны не только жара и холод, сколько скачкообразные перепады температуры в различных регионах Земли. Суша нагревается быстрее, чем ледники и океаны, из-за этого происходит усиление ветра, дующего с океанов на материки и несущего значительное количество влаги. В современном мире мы являемся свидетелями усиления таких природных опасностей как ураганы, циклоны, тайфуны, которые вызывают ливни, снегопады, наводнения Вместе с потеплением тропосферы происходит охлаждение стратосферы

. На сегодня глобальные климатические изменения влекут мощные засухи в тропической зоне, приводя к голоду в Сомали, на Филиппинах, юге Китая. Что бы ни служило основанием для потепления климата, данный процесс имеет место и его последствия проявляются уже сейчас и нарушает шаткое климатическое равновесие.
К числу последствий нарушения климатического равновесия следует отнести изменение режима выпадения осадков, нарушение режима циркуляции атмосферы, появление новых пустынь и сдвиг климатических поясов. Следует ожидать возрастание неустойчивых природных явлений, стихийных бедствий, в том числе связанных с антропогенным воздействием, а также других природных опасностей (таблица 2).
Увеличение выбросов углекислого газа может вызвать существенное нарушение климатического и биологического равновесия, в том числе вызвать критические изменения в биосфере. С точки зрения положительно эффекта при двухразовом повышении содержании СО2 большинство культурных растений растут быстрее, дают семена и плоды на 8-10 дней раньше, урожай на 20-30% выше.
Озера и болота - все это часть гидросферы. Понятие «озера» охватывает большой круг водоемов, начиная от болот и заканчивая водохранилищами и все они являются неотъемлемой частью, которые участвуют в климатическом равновесии. С геологической точки зрения озера имеют малую продолжительность жизни, а их значение для поддержания жизни на Земле очень велико. Однако правда такова, что озера постепенно исчезают из-за нарушения равновесия между притоком и стоком воды из озера.

Таблица 2 – Происхождение опасных природных явлений


3 Нарушение биологического равновесия
Усиление химико-техногенного прессинга, обуславливающего нарушение биологического равновесия в экосистемах агроценозов, негативные изменения в иммунном статусе возделываемых растений, проявление свойств агроэкосистемы ‒ самоограничения темпов непрерывного роста урожайности.
Биогеоценоз (рисунок 3) – это динамически сложная система, которая является совокупностью абиотических и биотических элементов, связанных между собой обменом информации, энергии и вещества, в рамках данной системы осуществляется круговорот веществ в природе.
Это значит, что такая устойчивая система как биогеоценоз может существовать длительное время. Равновесие в живой системе находится в динамическом состоянии, другими словами оно является следствием постоянного движения вокруг устойчивой точки. Наличие обратных связей между управляемой и управляющей подсистемами является необходимым условием устойчивого функционирования живой системы и поддержания ее биологического равновесия – этот способ называется гомеостазом (динамическое равновесие). Нарушение динамического равновесия между разными элементами биогеоценоза, которое может быть следствием массового размножения одних видов и исчезновением или сокращением других, приводящее к изменению качества окружающей среды, называют экологической катастрофой.
Представляя собой единство живого и неживого, биогеоценоз находится в постоянном движении и развитии, поэтому меняется с течением времени.

Рисунок 3 – структура биогеоценоза

В результате жизнедеятельности сапрофитов, сапрофагов и редуцентов в почву возвращаются минеральные вещества, что увеличивает ее плодородие и обеспечивает питание растений.
Поэтому редуценты и падальщики - очень важная часть пищевых цепей. Через эти уровни в биогеоценозе проходит круговорот веществ - жизнь участвует в использовании, переработке и восстановлении различных структур. Но круговорота энергии при этом не происходит: с низшего уровня на более высокий, переходит порядка 10% энергии, поступившей на предыдущий уровень. Обратный поток не превышает 0,5%. Иными словами, в биогеоценозе существует однонаправленный энергетический поток. Это делает его незамкнутой системой, неразрывно связанной с соседними биогеоценозами. Данная связь проявляется в разных формах: газообразной, жидкой, твердой, а также в форме миграции животных.
Саморегуляция биогеоценозов протекает тем успешнее, чем разнообразнее количество составляющих его элементов. От многообразия компонентов зависит устойчивость биогеоценозов. Выпадение одного или нескольких компонентов может привести к необратимому нарушению равновесия биогеоценоза и гибели его как целостной системы. Так, тропические биогеоценозы в силу огромного количества растений и животных, входящих в них, намного устойчивее умеренных или арктических биогеоценозов, более бедных в плане видового разнообразия. По той же причине озеро, являющееся природным биогеоценозом с достаточным разнообразием живых организмов, намного устойчивее пруда, созданного человеком и не могущего существовать без постоянного ухода за ним. Это вызвано тем, что высокоорганизованные организмы для своего существования нуждаются в более простых организмах, с которыми они связаны трофическими цепями. Поэтому фундаментом любого биогеоценоза являются простейшие и низшие организмы, большей частью автотрофные микроорганизмы и растения