Как экология влияет на человека 3 класс краткое содержание: Загрязнение воды, воздуха и земли в России замедляет рост экономики
13 экологических проблем, которые все еще актуальны
Страны мира по плотности населения. Источник: Википедия
4. Истощение природных ресурсов – без развития альтернативных источников энергии не выжить
Это происходит из-за активного потребления ископаемых видов топлива. К тому же, это приводит к выбросам парниковых газов и глобальному потеплению. Так что по всему миру люди стремятся перейти на возобновляемые источнике энергии, такие как энергия солнца, ветра, биогаза и геотермальной энергии. Стоимость установки и поддержания инфраструктуры для их добычи в последние годы упала.
5. Утилизация отходов — необходима, но порой опасна для здоровья
К этой проблеме привело сверхпотребление ресурсов и создание пластмасс. Особенно в этом выделяются развитые страны, которые производят чрезмерное количество отходов, а потом складывают их в океанах и менее развитых странах. При этом с переработкой отходов бывают проблемы: к примеру, утилизация ядерных отходов несет огромную опасность для здоровья.
6. Потеря биоразнообразия – разрушение экосистем и исчезновение видов
Экосистемы, которым потребовались миллионы лет, чтобы достичь совершенного баланса, подвергаются опасности, когда падает численность популяции какого-то вида. Баланс природных процессов, к примеру, опыления, критически влияет на выживание экосистемы. А человеческая деятельность ставит его под угрозу. Другой пример — разрушение коралловых рифов, которые поддерживают богатую морскую жизнь.
7. Уничтожение лесов – каждый год вырубается территория, равная площади Панамы
Леса производят свежий кислород, а также помогают в регулировании температуры и осадков. В настоящее время леса занимают 30% земли, но с каждым годом все больше вырубаются — растет спрос на еду, стройматериалы и ткани. Вырубка леса просто означает превращение земельных площадей в стройплощадки для жилых и промышленных объектов.
8. Окисление океана делает моллюсков хрупкими
Это прямое воздействие чрезмерного выброса углекислого газа, 25% которого производит человек.
За последние 250 лет кислотность океана увеличилась, но к 2100 году, она достигнет 150%. Такое воздействие на моллюсков и планктон подобно тому, как на людей влияет остеопороз – болезнь, которая снижает плотность костей.
9. Разрушение озонового слоя увеличивает количество заболеваний раком
Истощение озонового слоя объясняется загрязнением, вызванным хлором и бромидами, найденными в хлорфторуглеродах. Они запрещены во многих отраслях промышленности и потребительских товаров. После того, как эти токсичные газы достигают верхних слоев атмосферы, они «проедают» дыру в озоновом слое — самая большая из них находится над Антарктикой. Впрочем, есть и приятна новость: эта самая большая дыра начала затягиваться.
10. Загрязнение воды еще больше усложняет проблему нехватки этого ресурса
Пока промышленность сбрасывает в реки и океаны токсичные вещества, вода становится экономическим и политическим вопросом, люди борются за этот ресурс. Один из способов получить пригодную для употребления воду – ее опреснение.
11. Кислотные дожди влияют даже на водные виды животных и растений
Они происходит из-за загрязняющих атмосферу веществ. Порой кислотные дожди случаются внезапно из-за сжигания ископаемого топлива, извержений вулканов или гниющей растительности, которая выделяет сернистый газ и оксиды азота.
12. Разрастающиеся города занимают земли, пригодные для сельского хозяйства
А еще массовая миграция населения из сел в города приводит к деградации земель, увеличению объемов перевозок и экологическим проблемам. При этом из-за постоянно растущего спроса на землю растительный и животный мир вытесняется со своих естественных сред обитания.
13. Проблемы общественного здравоохранения напрямую связаны с экологическими
Грязная вода подвергает риску здоровье населения всего мира, угрожает качеству жизни. Реки приносят токсины, химические вещества и болезнетворные организмы. Загрязняющие воздух вещества вызывают респираторные заболевания, вроде астмы и сердечно-сосудистых проблем.
А высокие температуры способствуют распространению инфекционных заболеваний.
На нашу повседневную жизнь влияет много различных факторов, в том числе государственная политика и желание придерживаться рутины. Живя «как все и всегда жили”, многие люди считают, что абсолютно не влияют на будущие поколения и среду их обитания. Пока что «зеленые» инициативы проявляют в основном крупные компании со знаменитыми названиями. А чтобы привить такие подходы среди населения, необходимо проводить широкие информационные кампании на эту тему.
Экологические проблемы нефтяной промышленности | Neftegaz.RU
Начав эксплуатацию месторождений нефти и газа, человек не задумывался о последствиях интенсивной добычи этих природных ресурсов. Большую опасность таит в себе использование нефти и газа в качестве топлива.
Начав эксплуатацию месторождений нефти и газа, человек не задумывался о последствиях интенсивной добычи этих природных ресурсов.
Большую опасность таит в себе использование нефти и газа в качестве топлива.
При сгорании этих продуктов в атмосфере выделяются в больших количествах углекислый газ, различные сернистые соединения, оксид азота и т.д.
Уменьшение количества кислорода и рост содержания углекислого газа, в свою очередь, будут влиять на изменение климата.
Молекулы диоксида углерода позволяют солнечному коротковолновому излучению проникать сквозь атмосферу Земли и задерживают инфракрасное излучение, испускаемое земной поверхностью.
Загрязнение атмосферы таит в себе и другую опасность — оно снижает количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли.
Большая роль в загрязнении атмосферы принадлежит реактивным самолётам, машинам.
Чтобы пересечь Атлантический океан, современный реактивный лайнер поглощает 35 т кислорода и оставляет инверсионные следы, увеличивающие облачность.
Значительно загрязняют атмосферу и автомашины, которых уже сейчас насчитываются более 500 млн.
Появляются различные проекты создания двигателей, работающих на других видах топлива.
Немалый вклад в отравление атмосферы вносят различные заводы, тепло- и электростанции.
Средней мощности электростанция, работающая на мазуте, выбрасывает ежесуточно в окружающую среду 500 т серы в виде сернистого ангидрида, который, соединяясь с водой, тотчас же даст сернистую кислоту, которая выпадает в виде кислотных дождей, обладающих большой химической активностью.
Загрязнение атмосферы различными вредными газами и твёрдыми частицами приводит к тому, что воздух крупных городов становится опасным для жизни людей.
Особую опасность представляют смертоносные туманы, опускающиеся на крупные города.
Безрассудно загрязняет человек и водные бассейны планеты.
Ежегодно в Мировой океан по тем или иным причинам сбрасывается от 2 до 10 млн. т нефти.
Аэрофотосъёмкой со спутников зафиксировано, что уже почти 30% поверхности океана покрыто нефтяной плёнкой.
Особенно загрязнены воды Средиземного моря, Атлантического океана и их берега.
Литр нефти лишает кислорода 40 тыс. л морской воды.
Тонна нефти загрязняет 12 км2 поверхности океана.
При концентрации её в морской воде в количестве 0,1-0,001 мл/л икринки рыб погибают за несколько суток.
На 1 га морской поверхности может погибнуть более 100 млн. личинок рыб, если имеется нефтяная плёнка. Источников поступления нефти в моря и океаны довольно много.
Это аварии танкеров и буровых платформ, сброс балластных и очистных вод, принос загрязняющих компонентов реками.
Встаёт угрожающий вопрос: что делать с этими чёрными океанами? Как спасти их обитателей от гибели?
Шведские и английские специалисты для очистки морских вод от нефти предлагают использовать старые газеты, куски обёртки, обрезки с бумажных фабрик.
Брошенные в воду и измельчённые, они способны впитать в себя 28-кратное количество нефти по сравнению с собственной массой.
Затем топливо из них легко извлекается прессованием.
Такие полоски бумаги, помещённые в большие нейлоновые авоськи, предлагается использовать для сбора нефти в море на месте катастрофы танкеров.
Хорошие результаты даёт применение диспергаторов — особых веществ, связывающих нефть; обработка нефтяных плёнок железным порошком с последующим собиранием опилок магнитом.
Большие надежды возлагаются на биологическую защиту.
По различным причинам при добыче и транспорте нефтии часть сырья выливается на земную поверхность и в водоёмы.
Достаточно сказать, что только за 1988 г. при порывах нефтепроводов на Самотлорском месторождении в одноимённое озеро попало около 110 тыс. т нефти.
Известны случаи слива мазута и сырой нефти в реку Обь (нерестилище ценных пород рыб) и другие водные артерии страны.
Одним из наиболее перспективных путей ограждения среды от загрязнения является создание комплексной автоматизации процессов добычи, транспорта и хранения нефти. Небрежное обращение с нефтью может обернуться большой бедой.
Использование нефти и нефтепродуктов должно быть весьма аккуратным, продуманным и дозированным. Нефть требует к себе внимательного отношения. Это необходимо помнить не только каждому нефтянику, но и всем, кто имеет дело с продуктами нефтехимии.
Нефтяная отрасль является главной для мировой экономики. В нашей стране эта зависимость особенно высока. К сожалению, российская нефтяная промышленность находится в состоянии глубокого кризиса. Каковы же перспективы развития отрасли? Если продолжать хищническую эксплуатацию месторождений вкупе с большими потерями при транспортировке и нерациональной нефтепереработкой, то будущее нефтяной промышленности представляется весьма мрачным. Уже сегодня сокращение темпов производства составляет в среднем 12-15% в год, что чревато полным развалом стратегически важной для державы отрасли. Дальнейшее экстенсивное развитие нефтяной промышленности уже невозможно.
России необходимо реформировать нефтяную промышленность.
Для этого в первую очередь нужно:
-
Пересмотреть систему налогообложения, существенно снизив налоги на нефтепроизводителей, однако установить высокие штрафы за нерациональное использование природных богатств и нарушение экологии.
-
Менее жёстко регулировать цены внутри страны, поддерживая их несколько ниже мирового уровня. Экспорт же нефти за рубеж вести только по мировым ценам. -
Частично восстановить централизованное управление отраслью, вытекающее из самой структуры нефтяной промышленности и имеющее много положительных моментов (рациональная система нефтепроводов). Это, однако, не означает полного возврата к старой модели управления. Сохранение единого экономического пространства — условия выживания топливно-энергетического комплекса. -
Найти чёткую и продуманную программу инвестиций в нефтяную промышленность. -
Организовать единый Российский банк нефти и газа, государственная внешнеторговая фирма, включающая представителей предприятий, добывающих, перерабатывающих и транспортирующих нефть и газ. Это позволит приостановить хаотичные бартерные сделки, подрывающие интересы государства. -
Создать необходимую систему нормативных актов, обеспечивающую твёрдую законодательную базу для работы с иностранными компаниями по совместной разработке наиболее сложных месторождений.
-
Стабилизировать объёмы геологоразведочных работ с целью восполнения запасов нефти и газа.
Реализация предлагаемых мер в комплексе с другими означала бы приостановку инфляции и укрепление курса рубля (например, стоимость сельскохозяйственной продукции на 40% определяется ценой горюче-смазочных материалов). Появился бы интерес к приобретению нефтеперерабатывающего оборудования.
Стимул к развитию получила бы не только нефтяная промышленность, но и машиностроительные предприятия, нефтехимическая, химическая, металлургическая и другие отрасли. Таким образом, положение в нефтяной промышленности достаточно сложное, но выход существует — реформирование отрасли.
После чего она сможет внести весьма значительный вклад в возрождение России.
Загрязнение почв – это загрязнение нашего будущего
02/05/2018
Почва – это невозобновляемый ресурс, т.е. в случае утраты или деградации ее невозможно восстановить в срок, сопоставимый с продолжительностью человеческой жизни.
Состояние почв оказывает влияние на пищу, которую мы едим, воду, которую мы пьем, воздух, которым мы дышим, на наше здоровье и на здоровье всего живого на Земле. Без здоровых почв мы не сможем выращивать продовольствие. Ведь, по оценкам, 95 процентов того, что мы едим, прямо или косвенно производится на почвах.
Здоровые почвы – это ключевой фактор продовольственной безопасности и залог нашего устойчивого будущего. Они помогают поддерживать производство продовольствия, способствуют смягчению последствий изменения климата и адаптации к ним, они участвуют в процессе фильтрации воды, повышают устойчивость к наводнениям и засухам и еще многое, многое другое. Но существует невидимая угроза, которая ставит под удар и почвы, и все то, что они могут дать.
Загрязнение почвы вызывает цепную реакцию. Оно сказывается на почвенном биоразнообразии, снижает запасы органического вещества почвы и ее фильтрующую способность. Из-за загрязнения почвы происходит загрязнение почвенной влаги и грунтовых вод, нарушается баланс питательных веществ в почве.
К числу наиболее распространенных загрязнителей почвы относятся тяжелые металлы, стойкие органические загрязнители и новые загрязнители, такие как фармацевтические препараты и средства личной гигиены.
Загрязнение почвы разрушительно для окружающей среды и влечет негативные последствия для всех форм жизни, которые с ним сталкиваются. Неустойчивые методы ведения сельского хозяйства, сокращающие запасы органического вещества почвы, могут способствовать переносу загрязнителей в пищевую цепь. Так, например, из загрязненной почвы загрязнители могут попасть в грунтовые воды; затем они накапливаются в тканях растений и передаются пастбищным животным, птицам и, наконец, людям, которые эти растения и животных едят. Загрязняющие вещества в почве, грунтовых водах и пищевой цепи могут вызывать целый ряд болезней и повышенную смертность у людей; это могут быть как острые последствия краткосрочного характера – например, различные виды интоксикаций или диарея, – так и хронические заболевания, в том числе онкологические.
Помимо воздействия на окружающую среду загрязнение почв сопряжено с высокими экономическими издержками, обусловленными снижением урожайности и качества сельскохозяйственных культур. Предотвращение загрязнения почв должно быть одной из приоритетных задач во всем мире. Подавляющее большинство загрязняющих веществ является результатом деятельности человека, поэтому мы несем прямую ответственность за то, чтобы изменить ситуацию, обеспечив сокращение масштабов загрязнения и безопасное будущее нашей планеты.
Необходимо признать ценность почв, их производственный потенциал и вклад в продовольственную безопасность и поддержание ключевых экосистемных услуг. Вот лишь несколько причин, по которым проблему загрязнения почв нельзя недооценивать:
1. Загрязнение почв оказывает влияние на все вокруг. Пища, которую мы едим, вода, которую мы пьем, воздух, которым мы дышим, – наше здоровье и здоровье всего живого на планете зависит от здоровья почв. Содержание питательных веществ в тканях растений напрямую связано с их содержанием в почве и ее способностью обмениваться питательными веществами и водой с корнями растений.
2. Загрязнение почвы невидимо. Сегодня треть почв планеты умеренно или сильно деградированы вследствие эрозии, потери почвенного органического углерода, засоления, уплотнения, закисления и химического загрязнения. На формирование одного сантиметра верхнего слоя почвы уходит около тысячи лет; это значит, что за свою жизнь увеличить почвенный слой нам не удастся. Есть только то, что мы видим сейчас. Несмотря на все это, масштабы загрязнения почв продолжают расти. Нынешние темпы деградации почв ставят под угрозу возможность будущих поколений удовлетворить свои самые насущные потребности.
3. Загрязнение почв сказывается на их фильтрующей способности. Для загрязняющих веществ почвы действуют как фильтр и буфер. Но возможности почв, позволяющие им справляться с давлением загрязнителей, не безграничны. Если защитный потенциал почв будет исчерпан, загрязняющие вещества начнут проникать (и уже проникают) в окружающую среду, в частности, в пищевую цепь.
Как лесные пожары влияют на окружающую среду?
Ущерб от пожаров – это не только экономика
Лесные пожары оказывают огромное воздействие на лесные экосистемы в масштабе всей планеты. Почти треть лесных территорий в год охватывается огнем. Погибают деревья, выгорают трава, кустарники, мхи и лишайники, повреждается почва, погибают микроорганизмы, живущие в ней.
Одно из главных негативных экологических последствий пожаров — задымление и загрязнение атмосферы. Животные и люди чаще всего гибнут не от огня, а из-за отравления дымом.
Дым от крупных пожаров может распространяться на сотни километров. Задымление нижних слоев атмосферы негативно влияет на здоровье людей, в особенности детей, пожилых, беременных женщин, тех, кто имеет проблемы с сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Сильное задымление после пожаров задерживает развитие растений, поэтому они выделяют меньше кислорода, а лес является его главным поставщиком.
Недавно красноярские ученые вместе с коллегами из немецкого Института химии общества Макса Планка оценили объемы выбросов парниковых газов в атмосферу при лесных пожарах в Сибири.
Во время интенсивного горения леса концентрация угарного газа по сравнению с фоновым содержанием в воздухе повышается почти в 30 раз, метана — в два раза, углекислого газа — на 8%.
Выбросы от пожаров усиливают парниковый эффект. Сущность его заключается в том, что солнечные лучи, отражаясь от земли, трансформируются в длинноволновое тепловое излучение, которое задерживается парниковыми газами. В результате происходит повышение температуры воздуха.
По расчетам красноярских ученых, при сгорании одного килограмма сухого вещества в сибирской тайге в атмосферу попадает чуть больше полутора килограммов углекислого газа, немногим больше ста граммов угарного газа и четыре грамма метана.
Ощутимые последствия
Пожары могут вызывать изменение видового биоразнообразия, замещение одних организмов другими.
По оценкам красноярских ученых, примерно треть пожаров в России приводят к смене типа растительности. Например, хорошо известно, что в определенных условиях на гарях вместо погибшего от пожара хвойного леса появляется осина. В хозяйственном отношении эта древесная порода менее ценна.
Пожары способны вызывать смену зоологического и микробного мира. Изменившаяся после пожара среда становится непригодной для животных, живших там ранее.
Поэтому они перемещаются в иные более приемлемые условия, а на их место приходят другие организмы, для которых сформировавшаяся на гари среда в большей степени соответствует их экологическим требованиям.
Примером этому может служить кедровый лес, населенный белками. После пожара кедровник погибает, у животных исчезает кормовая база, и они переселяются в другие участки леса.
Пожары могут влиять на заболачивание лесных территорий и повышать риск наводнений.
Они способны вызывать эрозию почвы, способствовать образованию оползней и солифлюкций – сползанию оттаявшей на склоне почвы по мерзлому нижнему слою вместе с растительным покровом.
Особенно этот процесс характерен для северных территорий и зон вечной мерзлоты. Последствиями лесных пожаров часто являются вспышки насекомых-вредителей и болезней леса, которые в первую очередь заселяют ослабленные огнем деревья.
Еще одна проблема, в которую лесные пожары вносят свой вклад, — кислотные дожди. Во время горения образуются дым, сажа, другие вредные соединения. Взаимодействуя с влагой воздуха, они формируют кислотные осадки, которые негативно влияют на почву, растения, водоемы, в которые попадают. К примеру, в воде с нарушенным кислотно-щелочным балансом многие виды моллюсков и других организмов, которые делают раковины из кальция, не смогут иметь своих «домиков» — они попросту «растворятся».
Возвращение потерянного
После пожара восстановление леса может занимать разное время.
На севере этот процесс идет намного дольше, чем на юге. Обновление живого надпочвенного покрова, в состав которого входят травы, кустарнички и мхи, проходит достаточно быстро и может начаться уже на следующий год после пожара.
Для лишайников это процесс более медленный и в среднем занимает до 60 лет. Для мохового покрова требуется около 30-40 лет, в зависимости от природных условий.
Восстановление хвойных лесов после пожара через смену пород продолжается значительно дольше, чем их прямое возобновление. Хвойные древесные породы живут долго, лиственные менее долговечны, но растут быстрее.
Определить точный срок возрождения леса сложно, поскольку он зависит от конкретных условий произрастания, от силы и типов повреждений, вида (низовой, верховой) и формы пожара (беглый или устойчивый).
Даже слабое, но продолжительное горение может нанести существенные повреждения и привести к долгому возрождению леса.
Влияет на восстановление и такой фактор, как время года, когда произошел пожар. Одно дело если лес горит осенью, когда листва уже опала и деревья подготовились к зимовке, и другое дело весной, когда они только «проснулись» и набрали цвет. Во втором случае последствия будут тяжелее.
Что подлежит тушению
Последствия пожаров бывают очень тяжелые, поэтому с возгораниями надо бороться. Но делать это трудно, так как в лесной охране недостает финансирования и сотрудников.
Многолетняя практика показывает, что простое увеличение финансовых и материальных вложений в охрану лесов от пожаров не приводит к адекватному снижению горимости. Огонь в лесу имеет свою экологическую роль, его невозможно полностью исключить из жизни леса. Чтобы решить проблему пожаров, нужно создать систему управления ими.
В новой экономической ситуации при недостатке финансирования и большом разнообразии природно-экономических условий, нужно перейти на государственном уровне от концепции пожаротушения, предусматривающей обязательную борьбу со всеми пожарами, к концепции пожароуправления.
Она базируется на принципах приоритетно-выборочной очередности тушения пожаров и предполагает дифференциацию уровней охраны лесов.
В институте леса им. В.Н. Сукачева Красноярского научного центра СО РАН разработана система прогноза поведения пожаров, которая положена в основу концепции управления пожарами. Она включает в себя информационную базу по классификации растительных горючих материалов и методы их картографирования, модель скорости распространения огня, методику прогноза поведения природных пожаров, их интенсивности и последствий.
В связи с недостатком материально-финансового обеспечения в 2015 году приказом Минприроды России введены так называемые зоны контроля лесных пожаров. Зоны контроля — это территории, в которых по решению органов государственной власти субъектов РФ действующие лесные пожары разрешено не тушить.
Прекращение работ по тушению допускается при отсутствии угрозы населенным пунктам или объектам экономики в случаях, когда прогнозируемые затраты на тушение превышают прогнозируемый вред от пожара. Такое решение принимает Комиссия по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и обеспечению пожарной безопасности органа исполнительной власти субъекта РФ.
Прежде всего, это касается северных территорий и не распространяется на пригородные зоны, где пожары надо тушить обязательно.
Материалы по теме:
Экологические последствия разливов нефти. Справка
Птицы, которые большую часть жизни проводят на воде, наиболее уязвимы к разливам нефти на поверхности водоемов. Внешнее загрязнение нефтью разрушает оперение, спутывает перья, вызывает раздражение глаз. Гибель является результатом воздействия холодной воды. Разливы нефти от средних до крупных вызывают обычно гибель 5 тысяч птиц. Очень чувствительны к воздействию нефти яйца птиц. Небольшое количество некоторых типов нефти может оказаться достаточным для гибели в период инкубации.
Если авария произошла неподалеку от города или иного населенного пункта, то отравляющий эффект усиливается, потому что нефть/нефтепродукты образуют опасные «коктейли» с иными загрязнителями человеческого происхождения.
По данным Международного исследовательского центра спасения птиц (International Bird Rescue Research Center), специалисты которого занимаются спасением пернатых, пострадавших от разливов нефти, люди постепенно учатся спасать птиц. Так, в 1971 году экспертам этой организации удалось спасти лишь 16% птиц, ставших жертвами разлива нефти в заливе Сан-Франциско – в 2005 году этот показатель приблизился к 78% (в том году Центр выхаживал птиц на островах Прибылова, в Луизиане, Южной Каролине и в ЮАР). По данным Центра, для того, чтобы отмыть одну птицу, требуется два человека, 45 минут времени и 1,1 тысяч литров чистой воды. После этого вымытой птице требуется от нескольких часов до нескольких суток обогрева и адаптации. Кроме того, ее следует кормить и оберегать от стресса, вызванного шоком от покрытия нефтяной пленкой, тесным общением с людьми и пр.
Разливы нефти приводят к гибели морских млекопитающих. Морские выдры, полярные медведи, тюлени, новорожденные морские котики (которые выделяются наличием меха) погибают наиболее часто. Загрязненный нефтью мех начинает спутываться и теряет способность удерживать тепло и воду. Нефть, влияя на жировой слой тюлений и китообразных, усиливает расход тепла. Кроме того, нефть может вызвать раздражение кожи, глаз и препятствовать нормальной способности к плаванию.
Попавшая в организм нефть может вызвать желудочно-кишечные кровотечения, почечную недостаточность, интоксикацию печени, нарушение кровяного давления. Пары от испарений нефти ведут к проблемам органов дыхания у млекопитающих, которые находятся около или в непосредственной близости с большими разливами нефти.
Рыбы подвергаются воздействию разливов нефти в воде при употреблении загрязненной пищи и воды, а также при соприкосновении с нефтью во время движения икры. Гибель рыбы, исключая молодь, происходит обычно при серьезных разливах нефти. Однако сырая нефть и нефтепродукты отличаются разнообразием токсичного воздействия на разные виды рыб. Концентрация 0,5 миллионной доли или менее нефти в воде способна привести к гибели форели. Почти летальный эффект нефть оказывает на сердце, изменяет дыхание, увеличивает печень, замедляет рост, разрушает плавники, приводит к различным биологическим и клеточным изменениям, влияет на поведение.
Личинки и молодь рыб наиболее чувствительны к воздействию нефти, разливы которой могут погубить икру рыб и личинки, находящиеся на поверхности воды, а молодь – в мелких водах.
Влияние разливов нефти на беспозвоночные организмы может длиться от недели до 10 лет. Это зависит от вида нефти; обстоятельств, при которых произошел разлив и его влияния на организмы. Беспозвоночные чаще всего гибнут в прибрежной зоне, в отложениях или же в толще воды. Колонии беспозвоночных (зоопланктон) в больших объемах воды возвращаются к прежнему (до разлива) состоянию быстрее, чем те, которые находятся в небольших объемах воды.
Растения водоемов полностью погибают, если концентрация полиароматических углеводородов (образуются в процессе сгорания нефтепродуктов) достигает 1%.
Нефть и нефтепродукты нарушают экологическое состояние почвенных покровов и в целом деформируют структуру биоценозов. Почвенные бактерии, а также беспозвоночные почвенные микроорганизмы и животные не в состоянии качественно выполнять свои важнейшие функции в результате интоксикации легкими фракциями нефти.
От подобных аварий страдает не только животный и растительный мир. Серьезные убытки несут местные рыбаки, отели и рестораны. Кроме того, с проблемами сталкиваются и иные отрасли экономики, особенно те предприятия, деятельность которых нуждается в большом количестве воды. В случае, если разлив нефти происходит в пресном водоеме, негативные последствия испытывает на себе и местное население (например, коммунальным службам намного сложнее очищать воду, поступающую в водопроводные сети) и сельское хозяйство.
Долговременный эффект подобных происшествий точно неизвестен: одна группа ученых придерживается мнения, что разливы нефти оказывают негативное воздействие на протяжении многих лет и даже десятилетий, другая – что краткосрочные последствия крайне серьезны, однако за достаточно короткое время пострадавшие экосистемы восстанавливаются.
Ущерб от крупномасштабных разливов нефти подсчитать достаточно сложно. Он зависит от многих факторов, таких, как тип разлитых нефтепродуктов, состояния пострадавшей экосистемы, погоды, океанских и морских течений, времени года, состояния местного рыболовства и туризма и пр.
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
Тяжелые металлы и их влияние на организм
О масштабном загрязнении окружающей среды вредными и токсичными веществами сейчас знают все. Ведь ни для кого не секрет, что атмосфера промышленных городов загрязнена выбросами тяжелых металлов. Они присутствуют в воздухе, которым мы дышим, в воде, которую пьем, в почве, где аккумулируются корнями растений и попадают в круговорот веществ в природе. Именно поэтому токсичные вещества можно найти во всем, что нас окружает: в продуктах питания, в косметических средствах, предметах интерьера и т.д.
А все ли металлы опасны?
Такие металлы, как железо, медь, цинк, молибден, в малых количествах играют физиологическую роль: участвуют в биологических процессах и являются необходимыми для правильного функционирования растений, животных и человека. Они участвуют в процессе фотосинтеза и усвоения растениями азота, способствует синтезу сахара, белков, крахмала, витаминов.
В чем заключается токсичность?
Тяжёлые металлы и их соединения оказывают токсическое воздействие на организм человека, вызывая ряд заболеваний. Некоторые металлы могут долго накапливаться в определенных органах и тканях.
Кадмий
Избыточное поступление кадмия в организм может приводить к анемии, поражению печени, нарушению функции легких, остеопорозу, деформации скелета, развитию гипертонии. Он накапливается в почках, может служить причиной образования в них камней.
Свинец
Свинец, наряду с мышьяком, кадмием, ртутью, относится к классу высокоопасных веществ. Свинец накапливается в костях, вызывая их постепенное разрушение, аккумулируется в печени и почках, может вызывать снижение работоспособности, ухудшение памяти и даже хронические заболевания мозга.
Ртуть
Ртуть оказывает токсическое воздействие на центральную нервную систему, вызывает тахикардию и приводит к эмоциональной неустойчивости, нарушению памяти, бессоннице, апатии и т.д. Человек постоянно чувствует усталость, быстро утомляется, становится рассеян и раздражителен. Его постоянно преследуют головные боли.
Что делать?
Поскольку развитие промышленности не стоит на месте, количество выбросов загрязнений в окружающую среду растёт, влияние экологии на здоровье человека на сегодняшний день составляет 25–50% от совокупности всех воздействующих факторов. Поэтому с уверенностью можно сказать, что жители мегаполисов в большей степени подвержены негативному воздействию окружающей среды. Именно для этого во все наши программы включена расширенная check-up диагностика, в рамках которой можно определить степень содержания тяжелых металлов в организме (14 металлов и 20 минералов). Основываясь на результатах диагностики можно определить:
- общую степень интоксикации организма тяжёлыми металлами, способность их элиминации из организма;
- количественное соотношение минерального баланса (20 минералов), наличие дефицита или избытка тех или иных минералов;
- степень окислительной агрессии и кислотности организма, его анти-оксидативный статус.
- степень предрасположенности к сахарному диабету, аллергиям, провести оценку регенеративного потенциала.
Необходимо уделить особое внимание питанию и естественной детоксикации организма. Один из самых эффективных способов — прием лечебной воды «Donat Mg» в рамках наших программ. Состав воды уникален по содержанию электрически-активного ионного магния (Mg++), количество которого превышает 1000мг/л. Прием курса рекомендуется после консультации с врачом.
Курорт Рогашка Слатина и лечебная вода «Donat Mg» широко известны в Европе с начала 19 века. Сюда приезжают со всех концов света, чтобы окунуться в атмосферу умиротворения и спокойствия, царящие в таком удивительно месте. Живописный ландшафт, единение с природой, медицинский центр с минеральным источником, комфортабельный отель с безукоризненным сервисом, разнообразие досуга и многое другое позволят вам зарядиться энергией, поправить здоровье, восстановить силы и просто отдохнуть вдали от шумного и загрязненного мегаполиса.
Посмотреть все статьи рубрики «Новости и статьи»
ЭКОЛОГИЯ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ | Наука и жизнь
Продолжаем цикл статей академика Никиты
Николаевича Моисеева, начатый журналом в конце прошлого года. Это раздумья
ученого, его философические заметки «О необходимых чертах цивилизации будущего»,
опубликованные в № 12, 1997 года. В первом номере нынешнего года академик
Моисеев выступил со статьей, которую он сам определил, как размышления
пессимистического оптимиста «Можно ли говорить о России в будущем времени?».
Этим материалом журнал открыл новую рубрику «Взгляд в XXI век». Здесь мы публикуем следующую статью,
ее тема — одна из острейших проблем современного мира — защита природы
и экология цивилизации.
Участок Большого барьерного рифа Австралии.
Полная противоположность рифу — пустыня. З
Пена синтетических моющих средств в одном из сточных каналов Чикаго. В отличие от мыла детергенты не подвержены разлагающему действию бактерий и сохраняются в воде в течение многих лет.
Сернистый газ, содержащийся в дыме, выбрасываемом производством, полностью уничтожил растительность на этой горе. Сейчас научились эти газы улавливать и использовать для промышленных нужд.
Добытая из земных недр вода оросила безжизненные барханы. И в пустыне Мойав вырос новый город.
Бой быков бизонов в брачный период — свидетельство того, что эти еще недавно почти полностью вымершие животные сейчас усилиями человека возродились и чувствуют себя вполне хорошо.
‹
›
Рождение дисциплины
Cегодня термин «экология» стал применяться
очень широко, по самым различным поводам (по делу и не по делу). И процесс
этот, по-видимому, необратим. Однако чрезмерное расширение понятия «экология»
и включение его в жаргон все же недопустимо. Так, например, говорят, что
в городе «плохая экология». Выражение бессмысленное, ибо экология — научная
дисциплина и она одна для всего человечества. Можно говорить о плохой экологической
обстановке, о неблагоприятных экологических условиях, о том, что в городе
отсутствуют квалифицированные экологи, но не о плохой экологии. Это так
же нелепо, как сказать, что в городе
плохая арифметика или алгебра.
Я попытаюсь свести известные толкования
этого слова в некую схему методологически связанных между собой понятий.
И показать, что это может стать отправной позицией для вполне конкретной
деятельности.
Термин «экология» возник в рамках биологии.
Его автором был профессор Йенского университета Э. Геккель (1866 год).
Экология первоначально рассматривалась как часть биологии, изучающая взаимодействие
живых организмов, в зависимости от состояния окружающей среды. Позднее
на Западе появилось понятие «экосистема», а в СССР — «биоценоз» и «биогеоценоз»
(ввел академик В. Н. Сукачев). Эти термины почти идентичные.
Так вот — первоначально термин «экология»
означал дисциплину, которая изучает эволюцию фиксированных экосистем. Даже
теперь в курсах общей экологии основное место занимают проблемы главным
образом биологического плана. И это тоже неверно, потому что крайне суживает
содержание предмета. Тогда как сама жизнь существенно расширяет круг проблем,
решаемых экологией.
Новые проблемы
Промышленная революция, начавшаяся в Европе
в XVIII веке, внесла существенные изменения во взаимоотношения Природы
и человека. До поры до времени человек, как и другие живые существа, был
естественной составляющей своей экосистемы, вписывался в ее кругообороты
веществ и жил по ее законам.
Начиная со времен неолитической революции,
то есть с той поры, когда было изобретено земледелие, а затем и скотоводство,
взаимоотношения человека и Природы стали качественно меняться. Сельскохозяйственная
деятельность человека постепенно создает искусственные экосистемы, так
называемые агроценозы, живущие по собственным законам: для своего поддержания
они требуют постоянного целенаправленного труда человека. Без вмешательства
человека они существовать не могут. Человек все больше и больше извлекает
из земных недр полезных ископаемых. В результате его активности начинает
меняться характер кругооборота веществ в природе, меняется характер окружающей
среды. По мере того как растет население и растут потребности человека,
свойства среды его обитания изменяются все больше и больше.
Людям при этом кажется, что их деятельность
необходима для того, чтобы адаптироваться к условиям обитания. Но они не
замечают, или не хотят замечать, что эта адаптация носит локальный характер,
что далеко не всегда, улучшая на какое-то время условия жизни для себя,
они при этом улучшают их для рода, племени, деревни, города, да и для самих
себя в будущем. Так, например, выбросив отходы со своего двора, вы загрязняете
чужой, что в конечном итоге оказывается вредным и для вас самих. Такое
происходит не только в малом, но и в большом.
Однако до самого последнего времени все
эти изменения происходили столь медленно, что о них никто серьезно не задумывался.
Человеческая память, конечно, фиксировала крупные перемены: Европа еще
в средние века была покрыта непроходимыми лесами, бескрайние ковыльные
степи постепенно превращались в пашни, реки мелели, зверья и рыбы становилось
меньше. И люди знали, что всему этому причина одна — Человек! Но все эти
изменения происходили медленно. Явно заметными они оказывались лишь по
прошествии поколений.
Ситуация стала стремительно меняться с
началом промышленной революции. Главными причинами этих изменений сделались
добыча и использование углеводородного топлива — угля, нефти, сланцев,
газа. А затем — добыча в огромных количествах металлов и других полезных
ископаемых. В кругооборот веществ в природе начали включаться вещества,
запасенные былыми биосферами — находившиеся в осадочных породах и уже вышедшие
из кругооборота. О появлении в биосфере этих веществ люди стали говорить
как о загрязнении воды, воздуха, почвы. Интенсивность процесса такого загрязнения
нарастала стремительно. Условия обитания начали зримо меняться.
Первыми этот процесс почувствовали растения
и животные. Численность и, главное, разнообразие живого мира стали быстро
сокращаться. Во второй половине нынешнего века процесс угнетения Природы
особенно ускорился.
Меня поразило письмо к Герцену, написанное
одним из жителей Москвы в шестидесятых годах прошлого столетия. Привожу
его почти дословно: «Оскудела наша Москва-река. Конечно, пудового осетра
и сейчас еще можно выловить, но вот стерлядочки, которой мой дед любил
потчевать приезжих, уже не выловишь». Вот так! А прошло-то всего лишь столетие.
На берегах реки пока еще можно увидеть рыболовов с удочками. И кое-кому
удается выловить случайно выжившую плотвичку. Но она уже так пропитана
«продуктами производственной деятельности человека», что ее отказывается
есть даже кошка.
Перед человеком во весь рост поднялась
проблема изучения влияния на его здоровье, на условия его жизни, на его
будущее тех изменений природной среды, которые вызваны им самим, то есть
неконтролируемой деятельностью и эгоизмом самого человека.
Промышленная экология
и мониторинг
Итак, человеческая активность меняет характер
окружающей среды, причем в большинстве (не всегда, но в большинстве) случаев,
эти изменения оказывают негативное влияние на человека. И нетрудно понять,
почему: за миллионы лет его организм приспособился к вполне определенным
условиям обитания. Но в то же время любая деятельность — промышленная,
сельскохозяйственная, рекреационная — источник жизни человека, основа его
существования. Значит, человек неизбежно и дальше будет менять характеристики
окружающей среды. А потом — искать способы приспосабливаться к ним.
Отсюда — одно из главных современных практических
направлений деятельности экологии: создание таких технологий, которые в
наименьшей степени влияют на окружающую среду. Технологии, обладающие этим
свойством, называются экологичными. Научные (инженерные) дисциплины, которые
занимаются принципами создания таких технологий, получили общее название
— инженерная или промышленная экология.
По мере развития промышленности, по мере
того, как люди начинают понимать, что существовать в среде, созданной из
собственных отбросов, они не могут, роль этих дисциплин все время растет,
и почти в каждом техническом вузе сейчас существуют кафедры промышленной
экологии, ориентированные на те или иные производства.
Заметим, что отбросов, загрязняющих окружающую
среду, будет тем меньше, чем лучше мы научимся использовать отходы одного
производства в качестве сырья для другого. Так рождается идея «безотходных»
производств. Такие производства, вернее, такие цепочки производств, решают
и еще одну чрезвычайно важную задачу: они экономят те природные ресурсы,
которые использует человек в своей производственной деятельности. Ведь
мы живем на планете с очень ограниченным количеством полезных ископаемых.
Об этом нельзя забывать!
Сегодня промышленная экология охватывает
очень широкий круг проблем, причем проблем весьма различных и уже совсем
не биологического плана. Тут уместнее говорить о целом ряде инженерных
экологических дисциплин: экология горнодобывающей промышленности, экология
энергетики, экология химических производств и т. д. Может показаться, что
использование слова «экология» в сочетании с этими дисциплинами не вполне
правомочно. Однако это не так. Подобные дисциплины — очень разные по своему
конкретному содержанию, но они объединяются общей методологией и общей
целью: предельно сократить влияние промышленной деятельности на процессы
кругооборота веществ в Природе и загрязнения окружающей среды.
Одновременно с такой инженерной деятельностью
возникает и проблема ее оценки, что составляет второе направление практической
деятельности экологии. Для этого необходимо научиться выделять значимые
параметры окружающей среды, разработать способы их измерений и создать
систему норм допустимых загрязнений. Напомню, что незагрязняющих производств
не может быть в принципе! Потому и родилась концепция ПДК — предельно допустимых
норм концентрации вредных веществ в воздухе, в воде, в почве…
Это важнейшее направление деятельности
принято называть экологическим мониторингом. Название не совсем удачное,
поскольку слово «мониторинг» означает измерение, наблюдение. Конечно, очень
важно научиться мерить те или иные характеристики окружающей среды, еще
важнее свести их в систему. Но самое важное — понять, что надо мерить в
первую очередь, ну и, конечно, разработать и обосновать сами нормы ПДК.
Надо знать, как те или иные значения параметров биосферы влияют на здоровье
человека и его практическую деятельность. И тут еще очень много нерешенных
вопросов. Но нить Ариадны уже намечена — здоровье человека. Именно оно
и есть конечный, Верховный судья всей деятельности экологов.
Защита Природы и
экология цивилизации
Во всех цивилизациях и у всех народов издавна
существует представление о необходимости бережного отношения к Природе.
У одних — в большей степени, у других — в меньшей. Но то, что земля, реки,
лес и обитающее в нем зверье — это непреходящая ценность, может быть, главная
ценность, которой обладает Природа, человек понял давно. И заповедники
возникли, вероятно, задолго до того,
как появилось само слово «заповедник». Так, еще Петр Великий, который вырубил
для строительства флота весь лес в Заонежье, запретил прикасаться топором
к лесам, которые находятся в окрестностях водопада Кивач.
Долгое время основные практические задачи
экологии сводились именно к охране окружающей среды. Но в ХХ веке этой
традиционной бережливости, которая начала к тому же постепенно угасать
под давлением развивающейся промышленности, уже оказалось недостаточно.
Деградация Природы стала превращаться в угрозу самой жизни общества. Это
привело к появлению специальных природоохранных законов, к созданию системы
заповедников вроде знаменитой Аскании-Нова. Родилась, наконец, и специальная
наука, изучающая возможность сохранения реликтовых участков Природы и исчезающих
популяций отдельных живых видов. Постепенно люди стали понимать, что только
богатство Природы, разнообразие живых видов обеспечивают жизнь и будущее
самого человека. Сегодня этот принцип сделался основополагающим. Природа
без человека жила миллиарды лет и теперь сможет жить без него, но человек
вне полноценной биосферы существовать не может.
Перед человечеством во весь рост поднимается
проблема его выживания на Земле. Под вопросом будущность нашего биологического
вида. Человечеству может грозить судьба динозавров. С той лишь разницей,
что исчезновение бывших властителей Земли было вызвано внешними причинами,
а мы можем погибнуть от неумения разумно использовать свое могущество.
Именно эта проблема и есть центральная
проблема современной науки (хотя, может быть, это и не всеми пока еще осознано).
Изучение собственного
дома
Точный перевод греческого слова «экология»
и означает изучение собственного дома, то есть биосферы, в которой мы живем
и частью которой являемся. Для того чтобы решить проблемы выживания человечества,
надо, прежде всего, знать собственный дом и научиться в нем жить! Жить
долго, счастливо! А то понятие «экология», которое родилось и вошло в язык
науки еще в прошлом веке, оно относилось лишь к одной из сторон жизни обитателей
нашего общего дома. Классическая (точнее — биологическая) экология — лишь
естественная составляющая часть той дисциплины, которую мы теперь называем
экологией человека или современной экологией.
Изначальный смысл любого знания, любой
научной дисциплины — постигнуть законы собственного дома, то есть того
мира, той окружающей среды, от которой зависит наша общая судьба. С этой
точки зрения вся совокупность наук, рожденных человеческим Разумом, есть
составная часть некой общей науки о том, как человеку следует жить на Земле,
чем он должен руководствоваться в своем поведении для того, чтобы не только
сохранить самого себя, но и обеспечить будущее своим детям, внукам, своему
народу и человечеству в целом. Экология
— наука, устремленная в будущее. И она строится на принципе, что ценности
будущего не менее важны, чем ценности настоящего. Это наука о том, как
передать Природу, наш общий дом нашим детям и внукам, чтобы им в нем было
жить лучше и удобнее, чем нам! Чтобы
в нем сохранилось все необходимое для жизни людей.
Наш дом един — все в нем взаимосвязано,
и надо уметь объединить знания, накопленные в разных дисциплинах, в единую
целостную конструкцию, которая и есть наука о том, как человек должен жить
на Земле, и которую естественно называть экологией человека или просто
экологией.
Итак, экология — наука системная, она опирается
на множество других дисциплин. Но это не единственное ее отличие от традиционных
наук.
Физики, химики, биологи, экономисты изучают
множество самых разных феноменов. Изучают ради того, чтобы понять природу
самого феномена. Если угодно, из интереса, ибо человек, решая ту или иную
задачу, сначала просто стремится понять, как она решается. А уж затем начинает
думать о том, к чему бы приспособить изобретенное им колесо. Очень редко
заранее думают о применении полученных знаний. Разве при рождении ядерной
физики кто-нибудь помышлял об атомной бомбе? Или Фарадей предполагал, что
его открытие приведет к тому, что планета покроется сетью электростанций?
И эта отстраненность исследователя от целей исследования имеет глубочайший
смысл. Он заложен самой эволюцией, если угодно, механизмом рынка. Главное
познать, а дальше жизнь сама отберет то, что необходимо человеку. Ведь
и развитие живого мира происходит именно так: каждая мутация существует
сама по себе, она — лишь возможность развития, лишь «прощупывание путей»
возможного развития. А дальше отбор делает свое дело: из бесчисленного
множества мутаций отбирает только те единицы, которые оказываются для чего-то
полезными. Так же и в науке: сколько невостребованных томов книг и журналов,
содержащих мысли и открытия исследователей, пылятся в библиотеках. И однажды
некоторые из них могут оказаться нужными.
Экология в этом совсем не похожа на традиционные
дисциплины. В отличие от них она имеет вполне определенную и заранее заданную
цель: такое изучение собственного дома и такое изучение возможного поведения
в нем человека, которое позволило бы человеку жить в этом доме, то есть
выжить на планете Земля.
В отличие от многих других наук, экология
имеет многоярусную конструкцию, и каждый из этажей этого «здания» опирается
на целое множество традиционных дисциплин.
Верхний этаж
В период перестройки, провозглашенной в
нашей стране, мы начали говорить о необходимости избавиться от идеологии,
от ее тотального диктата. Конечно, человеку для того, чтобы раскрылся его
потенциал, заложенный Природой, необходима свобода поиска. Его мысль не
должна быть стесненной никакими рамками: должно быть доступно видению все
многообразие путей развития, чтобы иметь широкие возможности выбора. А
рамки в процессе мышления, какими бы они ни были, — всегда помеха. Однако
ничем не стесненной и сколь угодно революционной может быть только мысль.
А действовать следует осмотрительно, опираясь на проверенные принципы.
Вот почему жить без идеологии тоже нельзя, вот почему свободный выбор всегда
должен опираться на мировоззрение, а оно формируется опытом многих поколений.
Человек должен видеть, осознавать свое место в мире, во Вселенной. Он должен
знать, что ему недоступно и запрещено — погоня за фантомами, иллюзиями,
за призраками во все времена была одной из главных опасностей, подстерегающих
человека.
Мы живем в доме, имя которому — биосфера.
Но она, в свою очередь, лишь малая частица Великого Мироздания. Наш дом
— крошечный уголок необъятного космоса. И человек обязан чувствовать себя
частицей этой безграничной Вселенной. Он должен знать, что возник не в
силу чьей-то потусторонней воли, а в результате развития этого бесконечно
огромного мира, и как апофеоз этого развития он обрел Разум, способность
предвидеть результаты своих действий и влиять на события, которые происходят
вокруг него, а значит, и на то, что происходит во Вселенной! Вот эти принципы
мне и хочется называть основой, фундаментом экологического мировоззрения.
А значит, и основой экологии.
Любое мировоззрение имеет много источников.
Это и религия, и традиции, и опыт семьи… Но все же одна из важнейших
его составляющих — это конденсированный опыт всего человечества. И его
мы называем НАУКОЙ.
Владимир Иванович Вернадский использовал
словосочетание «эмпирическое обобщение». Этим термином он называл любое
утверждение, которое не противоречит нашему прямому опыту, наблюдениям
или то, которое можно вывести строгими логическими методами из других эмпирических
обобщений. Так вот, в основе экологического мировоззрения лежит следующее
утверждение, впервые четко сформулированное датским физиком Нильсом Бором:
мы можем считать существующим лишь то, что является эмпирическим обобщением!
Только такая основа может защитить человека
от неоправданных иллюзий и ложных шагов, от непродуманных и опасных действий,
только она способна закрыть доступ в юные головы различным фантомам, которые
на развалинах марксизма начинают путешествовать по нашей стране.
Человеку предстоит решать проблему огромной
практической значимости: как выжить на оскудевающей Земле? И только трезвое
рационалистическое миропредставление может служить путеводной нитью в том
страшном лабиринте, куда нас загнала эволюция. И помочь справиться с теми
трудностями, которые ожидают человечество.
Значит, экология начинается с мировоззрения.
Я бы даже сказал больше: мировоззрение человека в современный век начинается
с экологии — с экологического мышления, а воспитание и образование человека
— с экологического воспитания.
Биосфера и человек в биосфере
Биосфера — это часть верхней оболочки Земли,
в которой существует или способно существовать живое вещество. К биосфере
принято относить атмосферу, гидросферу (моря, океаны, реки и другие водоемы)
и верхнюю часть земной тверди. Биосфера не находится и никогда не находилась
в состоянии равновесия. Она получает энергию Солнца и, в свою очередь,
излучает определенное количество энергии в космос. Эти энергии разного
свойства (качества). Получает Земля коротковолновое излучение — свет, который,
трансформируясь, нагревает Землю. А в космос от Земли уходит длинноволновое
тепловое излучение. И баланс этих энергий не соблюдается: Земля излучает
в космос несколько меньше энергии, чем получает от Солнца. Эту разность
— небольшие доли процента — и усваивает Земля, точнее, ее биосфера, которая
все время накапливает энергию. Этого небольшого количества накапливаемой
энергии оказывается достаточно для того, чтобы поддерживать все грандиозные
процессы развития планеты. Этой энергии оказалось достаточно для того,
чтобы однажды на поверхности нашей планеты вспыхнула жизнь и возникла биосфера,
чтобы в процессе развития биосферы появился человек и возник Разум.
Итак, биосфера — живая развивающаяся система,
система, открытая космосу — потокам его энергии и вещества.
И первая основная, практически очень важная
задача экологии человека — познать механизмы развития биосферы и тех процессов,
которые в ней происходят.
Это сложнейшие процессы взаимодействия
атмосферы, океана, биоты — процессы принципиально неравновесные. Последнее
означает, что все кругообороты веществ здесь не замкнутые: какая-то материальная
субстанция непрерывно добавляется, а что-то выпадает в осадок, образуя
со временем огромные толщи осадочных пород. И планета сама по себе не инертное
тело. Ее недра все время выбрасывают в атмосферу и океан различные газы,
прежде всего — углекисло ту и водород. Они включаются в кругооборот веществ
в природе. Наконец, и сам человек, как сказал Вернадский, оказывает решающее
влияние на структуру геохимических циклов — на кругооборот веществ.
Изучение биосферы, как целостной системы,
получило название глобальной экологии — совершенно новое направление в
науке. Существующие методы экспериментального изучения Природы для него
непригодны: биосферу нельзя, как бабочку, изучать под микроскопом. Биосфера
— объект уникальный, существует в единственном экземпляре. И к тому же
сегодня она не такая, какой была вчера,
а завтра не будет такой, как сегодня. И поэтому какие-либо эксперименты
с биосферой недопустимы, просто в принципе недопустимы. Мы можем лишь наблюдать
происходящее, думать, рассуждать, изучать компьютерные модели. И уж если
проводить эксперименты, то только локального характера, позволяющие изучать
лишь отдельные региональные особенности биосферных процессов.
Вот почему единственный путь изучения проблем
глобальной экологии — это методы математического моделирования и анализ
предшествующих этапов развития Природы. На этом пути уже сделаны первые
значительные шаги. И за последние четверть века многое понято. А самое
главное — необходимость такого изучения стала общепризнанной.
Взаимодействие биосферы и общества
Вернадский первым, еще в самом начале ХХ
века, понял, что человек становится «основной геологообразующей силой планеты»
и проблема взаимодействия человека и Природы должна войти в число основных
фундаментальных проблем современной науки. Вернадский не случайное явление
в череде замечательных отечественных естествоиспытателей. У него были учители,
были предшественники и, главное, были традиции. Из учителей надо вспомнить
прежде всего В. В. Докучаева, который раскрыл тайну наших южных черноземов
и заложил основу почвоведения. Благодаря Докучаеву мы сегодня понимаем,
что основа всей биосферы, ее связующее звено — это почвы с их микрофлорой.
Та жизнь, те процессы, которые происходят в почвах, определяют все особенности
круговорота веществ в природе.
Учениками и последователями Вернадского
были В. Н. Сукачев, Н. В. Тимофеев-Ресовский, В. А. Ковда и многие другие.
Виктору Абрамовичу Ковде принадлежит очень важная оценка роли антропогенного
фактора на современном этапе эволюции биосферы. Так, он показал, что человечество
производит по крайней мере в 2000 раз больше отбросов органического происхождения,
чем вся остальная биосфера. Отходами или отбросами условимся называть вещества,
которые надолго исключаются из биогеохимических циклов биосферы, то есть
из кругооборота веществ в Природе. Другими словами, человечество кардинальным
образом меняет характер функционирования основных механизмов биосферы.
Известный американский специалист в области
вычислительной техники, профессор Массачусетского технологического института
Джей Форрестер в конце 60-х годов разработал упрощенные методы описания
динамических процессов с помощью компьютеров. Ученик Форрестера Медоуз
применил эти подходы для изучения процессов изменения характеристик биосферы
и человеческой активности. Свои расчеты он опубликовал в книге, которую
назвал «Пределы роста».
Используя очень простые математические
модели, которые никак нельзя было отнести к числу научно обоснованных,
он провел расчеты, позволяющие сопоставить перспективы промышленного развития,
роста населения и загрязнения окружающей среды. Несмотря на примитивность
анализа (а может быть, именно благодаря этому), расчеты Медоуза и его коллег
сыграли весьма важную положительную роль в становлении современного экологического
мышления. Впервые на конкретных числах было показано, что человечеству
уже в самом ближайшем будущем, вероятнее всего, в середине наступающего
столетия, грозит глобальный экологический кризис. Это будет кризис продовольствия,
кризис ресурсов, кризисная ситуация с загрязнением планеты.
Сейчас уже точно можно сказать, что расчеты
Медоуза во многом ошибочны, но основные тенденции он уловил правильно.
А еще важнее то, что благодаря своей простоте и наглядности результаты,
полученные Медоузом, привлекли внимание мировой общественности.
По-иному развивались исследования в области
глобальной экологии в Советском Союзе. В Вычислительном центре Академии
наук была построена компьютерная модель, способная имитировать протекание
основных биосферных процессов. Она описывала динамику крупномасштабных
процессов, идущих в атмосфере, в океане, а также взаимодействие этих процессов.
Специальный блок описывал динамику биоты. Важное место занимало описание
энергетики атмосферы, образования облачности,
выпадения осадков и т. д. Что касалось человеческой деятельности, то она
была задана в форме различных сценариев. Так появлялась возможность оценить
перспективы эволюции параметров биосферы в зависимости от характера деятельности
человека.
Уже в конце 70-х годов с помощью подобной
вычислительной системы, иными словами, на кончике пера, впервые удалось
оценить так называемый «тепличный эффект». Его физический смысл достаточно
прост. Некоторые газы — водяной пар, углекислота — пропускают идущий к
Земле солнечный свет, и он нагревает поверхность планеты, но эти же газы
экранируют длинноволновое тепловое излучение Земли.
Активная промышленная деятельность ведет
к непрерывному возрастанию концентрации углекислоты в атмосфере: в ХХ веке
она возросла на 20 процентов. Это служит причиной повышения средней температуры
планеты, что в свою очередь меняет характер циркуляции атмосферы и распределение
осадков. А эти изменения отражаются на жизнедеятельности растительного
мира, меняется характер полярного и материкового оледенения — ледники начинают
таять, уровень океана поднимается и т. д.
Если сохранятся современные темпы роста
промышленного производства, то к тридцатым годам наступающего столетия
концентрация углекислоты в атмосфере удвоится. Как все это может сказаться
на продуктивности биоты — исторически сложившихся комплексов живых организмов?
В 1979 году А. М. Тарко с помощью компьютерных моделей, которые к этому
времени были уже разработаны в Вычислительном центре АН, впервые провел
расчеты и анализ этого явления.
Оказалось, что общая продуктивность биоты
практически не изменится, но произойдет перераспределение ее продуктивности
по различным географическим зонам. Так, например, резко возрастет засушливость
районов Средиземноморья, полупустынь и опустыненных саванн в Африке, кукурузного
пояса США. Пострадает и наша степная зона. Урожаи здесь могут снизиться
на 15-20, даже на 30 процентов. Зато резко возрастет продуктивность таежных
зон и тех районов, которые мы называем нечерноземьем. Земледелие может
продвинуться на север.
Таким образом, уже первые расчеты показывают,
что производственная деятельность человека в ближайшие десятилетия, то
есть при жизни нынешних поколений, может привести к значительным климатическим
сдвигам. Для планеты в целом эти изменения будут отрицательными. Но для
Севера Евразии, а значит, и для России, последствия парникового эффекта
могут оказаться и положительными.
Однако в нынешних оценках глобальной экологической
ситуации еще много дискуссионного. Окончательные выводы делать очень опасно.
Так, например, по расчетам нашего вычислительного центра, к началу следующего
столетия средняя температура планеты должна повыситься на 0,5-0,6 градуса.
Но ведь и естественная климатическая изменчивость может колебаться в пределах
плюс-минус один градус. Климатологи спорят: является ли наблюдаемое потепление
результатом естественной изменчивости, или это проявление усиливающегося
тепличного эффекта.
Моя позиция в данном вопросе весьма осторожная:
тепличный эффект существует — это бесспорно. Учитывать его, я полагаю,
безусловно надо, но говорить о неизбежности трагедии не следует. Человечество
может еще очень многое предпринять и смягчить последствия происходящего.
К тому же хочется обратить внимание на
то, что существует немало других крайне опасных последствий человеческой
деятельности. Среди них такие непростые, как утончение озонового слоя,
сокращение генетического разнообразия человеческих рас, загрязнение окружающей
среды… Но и эти проблемы не должны вызывать панику. Только их ни в коем
случае нельзя оставлять без внимания. Они должны быть предметом тщательного
научного анализа, поскольку неизбежно станут основой для выработки стратегии
промышленного развития человечества.
Опасность одного из таких процессов предвидел
еще в конце XVIII века английский монах Мальтус. Он высказал гипотезу о
том, что человечество растет быстрее, чем способность планеты создавать
продовольственные ресурсы. Долгое время казалось, что это не совсем так
— люди научились повышать эффективность сельского хозяйства.
Но в принципе Мальтус прав: любые ресурсы
планеты ограничены, пищевые — прежде всего. Даже при самой совершенной
технологии производства продуктов питания Земля может прокормить лишь ограниченное
количество населения. Теперь этот рубеж, по-видимому, уже пройден. В последние
десятилетия количество пищи, производимой в мире на душу населения, стало
медленно, но неотвратимо уменьшаться. Это грозный признак, требующий незамедлительной
реакции всего человечества. Подчеркиваю: не отдельных стран, а всего человечества.
И думаю, что одним лишь совершенствованием технологии сельскохозяйственного
производства здесь не обойтись.
Экологическое мышление и Стратегия Человечества
Человечество подошло к новому рубежу своей
истории, на котором стихийное развитие производительных сил, неконтролируемый
рост населения, отсутствие дисциплины индивидуального поведения могут поставить
человечество, то есть биологический вид homo sapiens, на край гибели. Мы
стоим перед проблемами новой организации жизни, новой организации общества,
нового миропредставления. Сейчас возникло словосочетание «экологическое
мышление». Оно призвано прежде всего напомнить нам, что мы дети Земли,
не ее покорители, а именно дети.
Все возвращается на круги своя, и нам следует,
подобно нашим далеким кроманьонским предкам, охотникам доледникового периода,
снова воспринимать себя как часть окружающей Природы. Мы должны относиться
к Природе, как к матери, как к собственному дому. Но есть огромное принципиальное
отличие человека, принадлежащего современному обществу, от нашего доледникового
предка: у нас есть знания, и мы способны ставить себе цели развития, у
нас есть потенциальная возможность следовать этим целям.
Около четверти века назад я начал использовать
термин «коэволюция человека и биосферы». Он означает такое поведение человечества
и каждого человека в отдельности, которое способно обеспечить совместное
развитие и биосферы, и человечества. Сегодняшний уровень развития науки
и наших технических возможностей делает принципиально реализуемым этот
режим коэволюции.
Вот только одно важное замечание, предохраняющее
от разнообразных иллюзий. Сейчас часто говорят о всесилии науки. Наши знания
об окружающем мире действительно невероятно расширились за последние два
века, однако наши возможности остались пока еще весьма ограниченными. Мы
лишены способности предвидеть развитие природных и общественных явлений
на более или менее отдаленные времена. Поэтому я всегда опасаюсь широких,
далеко идущих планов. В каждый конкретный период надо уметь вычленить то,
что заведомо достоверно, и на это опираться в своих планах, действиях,
«перестройках».
А наиболее достоверными чаще всего бывают
знания о том, что именно приносит заведомый вред. Поэтому главная задача
научного анализа, главная, но, конечно, далеко не единственная, — сформулировать
систему запретов. Это, вероятно, было понято еще во времена нижнего палеолита
нашими человекоподобными предками. Уже тогда начали возникать различные
табу. Вот и нам без этого не обойтись: должна
быть разработана новая система запретов и рекомендаций — как эти запреты
реализовать.
Экологическая стратегия
Для того, чтобы жить в нашем общем доме,
мы должны выработать не только некие общие правила поведения, если угодно
— правила общежития, но и стратегию своего развития. Правила общежития
носят в большинстве случаев локальный характер. Они сводятся чаще всего
к разработке и внедрению малоотходных производств, к очищению окружающей
среды от загрязнений, то есть — к охране Природы.
Чтобы удовлетворить этим локальным требованиям,
нет необходимости в каких-либо сверхкрупных мероприятиях: все решается
культурой населения, технологической и, главным образом, экологической
грамотностью и дисциплиной местных чиновников.
Но тут же мы сталкиваемся и с более сложными
ситуациями, когда приходится думать о благополучии не только своем, но
и далеких соседей. Пример тому река, пересекающая несколько областей. В
ее чистоте заинтересовано уже множество людей, и заинтересовано очень по-разному.
Жители верховий не очень-то склонны заботиться о состоянии реки в ее низовьях.
Поэтому, чтобы обеспечить нормальную совместную жизнь населения всего речного
бассейна, уже требуются регламентации на государственном, а иногда и на
межгосударственном уровне.
Пример с рекой — это тоже лишь частный
случай. Ведь существуют и проблемы планетарного характера. Они требуют
общечеловеческой стратегии. Для ее выработки мало одной культуры и экологической
образованности. Мало и действий грамотного (что бывает чрезвычайно редко)
правительства. Появляется необходимость создания общечеловеческой стратегии.
Она должна охватить буквально все стороны жизнедеятельности людей. Это
и новые системы промышленных технологий, которые должны быть безотходными
и ресурсосберегающими. Это — и сельскохозяйственные технологии. Причем
не только более совершенные обработка почв и использование удобрений. Но,
как показывают труды Н. И. Вавилова и других замечательных представителей
агрономической науки и растениеводства, здесь главный путь развития — это
использование растений, имеющих наибольший коэффициент полезного использования
солнечной энергии. То есть энергии чистой, не загрязняющей окружающую среду.
Такое кардинальное решение сельскохозяйственных
задач имеет особую важность, поскольку они напрямую связаны с проблемой,
которую, я убежден, неизбежно придется решать. Речь идет о численности
населения планеты. Человечество уже сейчас поставлено перед необходимостью
жесткой регламентации рождаемости — в разных районах Земли по-разному,
но везде — ограничение.
Для того, чтобы человек и дальше вписывался
в естественные циклы (кругооборот) биосферы, население планеты, при сохранении
современных потребностей, должно быть уменьшено раз в десять. А это невозможно!
Регламентация роста народонаселения, конечно, не даст десятикратного сокращения
численности обитателей планеты. Значит, наряду с умной демографической
политикой, необходимо создавать новые биогеохимические циклы, то есть новый
кругооборот веществ, в который войдут прежде всего те виды растений, которые
более эффективно используют чистую солнечную энергию, не приносящую планете
экологический вред.
Решение проблем такого масштаба доступно
только человечеству в целом. А это потребует изменения всей организации
планетарного сообщества, иными словами, новой цивилизации, перестройки
самого главного — тех систем ценностей, которые утверждались веками.
Принцип необходимости формирования новой
цивилизации продекларирован Международным зеленым крестом — организацией,
создание которой было провозглашено в 1993 году в японском городе Киото.
Основной тезис — человек должен жить в согласии с Природой.
Влияние человека на окружающую среду — Видео и стенограмма урока
Глобальное изменение климата
Вы, наверное, слышали об изменении климата, потому что сейчас это горячая тема для экологов, политиков, бизнеса и даже домовладельцев. Существует множество научных доказательств того, что климат Земли меняется с беспрецедентной скоростью. Глобальные температуры повышаются, штормы становятся более частыми и интенсивными, ледники и полярные ледяные шапки тают, а темпы исчезновения видов растут.
Хотя все это естественные процессы, большая часть наблюдаемых нами сейчас изменений связана с деятельностью человека. Например, выбросы от автомобилей, самолетов и электростанций вызывают выброс в атмосферу большого количества парниковых газов. При наличии в нужных количествах парниковых газов полезны, потому что они удерживают тепло под атмосферой и сохраняют на Земле достаточно тепла, чтобы поддерживать жизнь.
Однако в прошлом веке выбросы парниковых газов в атмосферу выросли до невероятных уровней.Проблема в том, что текущие концентрации слишком высоки и удерживают слишком много тепла на Земле. Это приводит к общему повышению температуры на планете, что влияет на многие другие компоненты нашей глобальной климатической системы. Это создает проблемы для живых организмов Земли, потому что каждый из них адаптирован к определенному диапазону условий окружающей среды. Изменение климата — это не просто изменение температуры — оно включает в себя осадки, засуху, атмосферные условия и многое другое, и все это влияет на выживание растений и животных на Земле.
Утрата среды обитания
Человеческое население продолжает расти, но Земля может вместить только определенное количество людей. Имеется ограниченное количество доступных природных ресурсов для нашего использования и только столько земли, на которой мы можем заселить. Но есть миллиарды других организмов, с которыми нам также нужно делиться этими ресурсами и землей. Мы строим новые дома, города и дороги для размещения растущего числа людей, живущих на нашей планете, и все это требует потребления природных ресурсов.
К сожалению, это изменение среды обитания человеком представляет собой самую серьезную угрозу биоразнообразию на Земле.Сельское хозяйство, развитие, вырубка лесов, горнодобывающая промышленность и загрязнители окружающей среды чрезвычайно разрушительны для естественной среды обитания. Дороги часто строятся без учета дикой природы, и они имеют тенденцию разбивать или дробить более крупные прилегающие ареалы обитания на более мелкие, разрозненные.
Под угрозой также находятся водные среды обитания. Плотины вдоль рек изменяют естественную гидрологию, что может нанести большой ущерб окружающим водно-болотным угодьям и другим пресноводным экосистемам. Утрата морской среды обитания увеличивается из-за растущего развития прибрежных районов, а разливы нефти и аварии с грузом в океане создают огромное количество опасного загрязнения и мусора в наших морях.
Чрезмерный сбор урожая
Еще одна проблема, связанная с использованием природных ресурсов, заключается в том, что мы потребляем намного больше, чем нам действительно нужно. Это особенно актуально для промышленно развитых стран. Это также представляет угрозу для нашей природной среды, потому что мы собираем организмы и ресурсы быстрее, чем их популяции могут восстановиться, и эта проблема называется чрезмерным сбором .
Многие виды животных, которым угрожает опасность, подвергаются риску из-за чрезмерного промысла. Иногда эта деятельность является законной, а иногда — незаконным браконьерством на таких животных, как слоны, носороги и тигры.Рыболовство во всем мире падает из-за чрезмерного вылова, и это влияет как на экологическое биоразнообразие, так и на средства к существованию людей. Большая часть населения мира зависит от этих промыслов в своем рационе, но теперь нам приходится уходить дальше от берега и искать большие глубины, чтобы собрать нашу награду.
Виды растений также страдают от чрезмерного сбора урожая. Вырубка леса происходит с угрожающей скоростью, часто для сельскохозяйственных или пастбищных целей. Некоторым деревьям в этих лесах сотни лет, и они не восстановятся даже в течение вашей жизни.Леса обеспечивают среду обитания для множества животных, предотвращают эрозию почвы и поглощают углекислый газ, который является одним из потенциально вредных парниковых газов, упомянутых ранее. Как видите, этот тип разрушения оказывает множество различных воздействий на окружающую среду, о некоторых из которых мы, возможно, даже не знаем.
Краткое содержание урока
С таким количеством людей на планете невозможно не оставить на нем свой след. К сожалению, наше воздействие часто имеет пагубные последствия для окружающей нас среды.Мы используем природные ресурсы быстрее, чем они могут восстанавливаться, что влияет на глобальную среду обитания, виды растений и животных, а также на состояние океана и атмосферы.
Изменения, которые мы внушаем миру природы, происходят с беспрецедентной скоростью, что, в свою очередь, влияет и на нас. Избыточное использование ресурсов, необходимых для удовлетворения основных потребностей в пище и жилье, ставит себя в опасное положение. Каким будет мир для будущих поколений? И будет ли достаточно ресурсов для удовлетворения их основных потребностей?
Результаты обучения
Этот урок об окружающей среде должен дать вам больше информации о том, как:
- Описать разрушительные последствия эволюции человечества
- Рассмотрите изменение климата и его влияние на планету
- Объясните потерю среды обитания из-за перенаселения
- Обсудите проблему чрезмерного сбора урожая и его влияние на земной шар.
% PDF-1.4
%
1918 0 объект
>
эндобдж
xref
1918 103
0000000016 00000 н.
0000002435 00000 н.
0000002626 00000 н.
0000002784 00000 н.
0000011187 00000 п.
0000011448 00000 п.
0000011535 00000 п.
0000011625 00000 п.
0000011713 00000 п.
0000011824 00000 п.
0000011881 00000 п.
0000011992 00000 п.
0000012049 00000 п.
0000012179 00000 п.
0000012236 00000 п.
0000012293 00000 п.
0000012405 00000 п.
0000012516 00000 п.
0000012573 00000 п.
0000012738 00000 п.
0000012795 00000 п.
0000012918 00000 п.
0000012975 00000 п.
0000013130 00000 п.
0000013187 00000 п.
0000013308 00000 п.
0000013365 00000 п.
0000013518 00000 п.
0000013575 00000 п.
0000013708 00000 п.
0000013765 00000 п.
0000013896 00000 п.
0000013953 00000 п.
0000014092 00000 п.
0000014149 00000 п.
0000014255 00000 п.
0000014312 00000 п.
0000014426 00000 п.
0000014482 00000 п.
0000014538 00000 п.
0000014594 00000 п.
0000015120 00000 п.
0000015550 00000 п.
0000016104 00000 п.
0000016400 00000 п.
0000016861 00000 п.
0000017256 00000 п.
0000018064 00000 п.
0000021517 00000 п.
0000021840 00000 п.
0000022585 00000 п.
0000022628 00000 п.
0000022702 00000 п.
0000022757 00000 п.
0000022831 00000 п.
0000022855 00000 п.
0000028491 00000 п.
0000028515 00000 п.
0000033814 00000 п.
0000033838 00000 п.
0000034126 00000 п.
0000034656 00000 п.
0000039616 00000 п.
0000039640 00000 п.
0000044801 00000 п.
0000044825 00000 п.
0000050120 00000 п.
0000050144 00000 п.
0000050352 00000 п.
0000050600 00000 п.
0000050949 00000 п.
0000051068 00000 п.
0000051225 00000 п.
0000055842 00000 п.
0000055866 00000 п.
0000061180 00000 п.
0000061204 00000 п.
0000062303 00000 п.
0000062690 00000 п.
0000064945 00000 п.
0000067625 00000 п.
0000068202 00000 п.
0000075561 00000 п.
0000076317 00000 п.
0000081183 00000 п.
0000134321 00000 н.
0000135070 00000 н.
0000135539 00000 н.
0000136021 00000 н.
0000136440 00000 н.
0000137443 00000 н.
0000138133 00000 п.
0000138611 00000 н.
0000139981 00000 н.
0000141236 00000 н.
0000141709 00000 н.
0000142209 00000 н.
0000142657 00000 н.
0000143139 00000 н.
0000144262 00000 н.
0000144758 00000 н.
0000002939 00000 н.
0000011163 00000 п.
трейлер
]
>>
startxref
0
%% EOF
1919 0 объект
>
>>
эндобдж
1920 0 объект
} Vif 🙂
/ U (hrE լ> Fd ‘B # KA)
/ P -3084
/ V 2
/ Длина 128
>>
эндобдж
1921 0 объект
> / Кодировка> >>
/ DA (gGjQ, нМ ~)
>>
эндобдж
2019 0 объект
>
транслировать
S ܄; Jt6` + ۡ w | gRg; $ # B ؍ & ČiLu> $ п% & GE5 7 «I ~ V〃t» ‘~ LDrЊI ٷ̥ alS’Ej * Sh | MPӤC Y9EI-Tw60-Y: K
EN ( 3OpVIxU’rs
я {NDi6 & {ǚt:
.4H @: — \ g) KAj`r 4 l8 {DK & ¶Q {)
‘v? F
|
Учащиеся, демонстрирующие понимание, могут:
|
Факты — Изменение климата: жизненно важные признаки планеты
Потенциальные будущие последствия глобального изменения климата включают учащение лесных пожаров, более длительные периоды засухи в некоторых регионах и увеличение количества, продолжительности и интенсивности тропических штормов. Предоставлено: Слева — Mellimage / Shutterstock.com, в центре — Montree Hanlue / Shutterstock.com.
›на испанском языке
Вкратце:
Последствия глобального потепления, вызванного деятельностью человека, происходят сейчас, необратимы в масштабе времени, в котором живут люди, и будут ухудшаться в ближайшие десятилетия.
Глобальное изменение климата уже оказало заметное воздействие на окружающую среду. Ледники уменьшились, лед на реках и озерах тускнеет раньше, ареалы растений и животных сместились, деревья быстрее зацветают.
Последствия, которые ученые предсказывали в прошлом, будут результатом глобального изменения климата, теперь происходят: потеря морского льда, ускоренное повышение уровня моря и более длительные и более интенсивные волны тепла.
В целом ряд опубликованных данных указывает на то, что чистая стоимость ущерба от изменения климата, вероятно, будет значительной и со временем увеличится.
— Межправительственная группа экспертов по изменению климата
Ученые уверены, что глобальные температуры будут продолжать расти в ближайшие десятилетия, в основном из-за парниковых газов, производимых в результате деятельности человека. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК), в которую входят более 1300 ученых из США и других стран, прогнозирует повышение температуры на 2,5-10 градусов по Фаренгейту в течение следующего столетия.
Согласно МГЭИК, степень воздействия изменения климата на отдельные регионы будет меняться со временем и со способностью различных социальных и экологических систем смягчать последствия или адаптироваться к изменениям.
МГЭИК прогнозирует, что повышение средней глобальной температуры на менее чем 1,8–5,4 градуса по Фаренгейту (от 1 до 3 градусов Цельсия) по сравнению с уровнями 1990 года окажет благоприятное воздействие в одних регионах и пагубное — в других. Чистые годовые затраты со временем будут увеличиваться по мере повышения глобальной температуры.
«В целом, — заявляет МГЭИК, — ряд опубликованных данных указывает на то, что чистые убытки от изменения климата, вероятно, будут значительными и со временем увеличатся.» 1-2
Эффекты будущего
Согласно Третьему и Четвертому национальным отчетам об оценке климата, некоторые из долгосрочных последствий глобального изменения климата в Соединенных Штатах следующие:
Изменения продолжатся в этом веке и в будущем
-
Прогнозируется, что глобальный климат будет продолжать меняться в течение этого столетия и в последующие годы. Масштабы изменения климата за пределами следующих нескольких десятилетий зависят в первую очередь от количества улавливающих тепло газов, выбрасываемых в глобальном масштабе, и от того, насколько чувствителен климат Земли к этим выбросам.
Температура будет продолжать расти
-
Поскольку антропогенное потепление накладывается на естественно изменяющийся климат, повышение температуры не было и не будет равномерным или плавным по всей стране или с течением времени.
Сезон без заморозков (и сезон вегетации) продлится
-
Продолжительность безморозного сезона (и соответствующего вегетационного периода) увеличивалась в масштабах страны с 1980-х годов, причем наибольшее увеличение произошло в западной части Соединенных Штатов, что сказалось на экосистемах и сельском хозяйстве.По прогнозам, вегетационный период в Соединенных Штатах продолжит удлиняться.
В будущем, в котором выбросы улавливающих тепло газов будут продолжать расти, к концу столетия на большей части территории США прогнозируется увеличение продолжительности безморозного и вегетационного сезонов на месяц или более, с немного меньшими затратами. увеличивается в северных Великих равнинах. Наибольший рост сезона без заморозков (более восьми недель) прогнозируется на западе США, особенно в высокогорных и прибрежных районах.Увеличение будет значительно меньше, если уменьшатся выбросы улавливающих тепло газов.
Изменения в характере осадков
-
Среднее количество осадков в США увеличилось с 1900 года, но в некоторых областях их количество было больше, чем в среднем по стране, а в некоторых — уменьшилось. По прогнозам, в этом столетии больше зимних и весенних осадков будет выпадать на севере Соединенных Штатов, а на юго-западе — меньше.
Проекции будущего климата над U.С. предполагают, что недавняя тенденция к увеличению количества выпадений сильных осадков сохранится. Прогнозируется, что эта тенденция сохранится даже в регионах, где ожидается уменьшение общего количества осадков, таких как Юго-Запад.
и др.
-
Эти визуализации НАСА показывают модельные прогнозы изменений количества осадков с 2000 по 2100 год в виде процентной разницы между средними значениями осадков за 30 лет и средними показателями 1970–1999 годов.
-
Официальный веб-сайт группы NASA по научным исследованиям в области наук о Земле, изучающих осадки и другие типы осадков по всему миру.
-
Земляная вода хранится во льду и снеге, в озерах и реках, атмосфере и океанах. Что вы знаете о круговороте воды на Земле и о решающей роли, которую он играет в нашем климате?
Больше засух и волн тепла
-
Прогнозируется, что засухи на юго-западе и волны тепла (периоды аномально жаркой погоды длятся от нескольких дней до недель) повсюду станут более интенсивными, а волны холода — менее интенсивными.
Прогнозируется, что летние температуры будут продолжать расти, а летом на большей части западной и центральной части США прогнозируется снижение влажности почвы, которое усугубляет волны тепла. К концу этого столетия, то, что было экстремально жаркими днями раз в 20 лет (однодневными явлениями), по прогнозам, будет происходить каждые два или три года на большей части территории страны.
Ураганы станут сильнее и интенсивнее
-
Интенсивность, частота и продолжительность ураганов в Северной Атлантике, а также частота самых сильных ураганов (категории 4 и 5) с начала 1980-х годов увеличились.Относительный вклад человеческих и естественных причин в этот рост все еще остается неопределенным. По прогнозам, интенсивность штормов, связанных с ураганами, и количество осадков увеличатся по мере того, как климат продолжает нагреваться.
Уровень моря к 2100 году поднимется на 1-8 футов
-
Глобальный уровень моря поднялся примерно на 8 дюймов с момента начала надежного ведения учета в 1880 году. По прогнозам, к 2100 году он поднимется еще на 1-8 футов. Это результат добавления воды в результате таяния наземного льда и расширения морской воды по мере ее нагревания. .
В следующие несколько десятилетий штормовые нагоны и приливы могут сочетаться с повышением уровня моря и оседанием земли, что еще больше усилит наводнения во многих регионах. Повышение уровня моря продолжится после 2100 года, потому что океанам требуется очень много времени, чтобы отреагировать на более теплые условия на поверхности Земли. Следовательно, океанские воды будут продолжать нагреваться, а уровень моря продолжит повышаться в течение многих столетий со скоростью, равной или выше, чем в текущем столетии.
Арктика, вероятно, освободится ото льда
-
Ожидается, что к середине века Северный Ледовитый океан станет практически свободным ото льда летом.
и др.
-
Индикатор изменения минимума морского льда в Арктике во времени. Протяженность морского льда в Арктике как влияет, так и подвержена влиянию глобального изменения климата.
-
Интерактивное исследование того, как глобальное потепление влияет на морской лед, ледники и континентальные ледяные щиты по всему миру.
Региональные отделения США
Ниже приведены некоторые из воздействий, которые в настоящее время видны на всей территории США.S. и будет продолжать влиять на эти регионы, согласно Третьему 3 и Четвертому 4 Национальным отчетам об оценке климата, выпущенным Программой исследования глобальных изменений США:
Северо-восток. Волны жары, сильные ливни и повышение уровня моря создают все более серьезные проблемы для многих аспектов жизни на Северо-Востоке. Инфраструктура, сельское хозяйство, рыболовство и экосистемы будут подвергаться все большему риску. Многие штаты и города начинают включать изменение климата в свои планы.
Северо-запад. Изменения в расписании речного стока сокращают водоснабжение для конкурирующих нужд. Повышение уровня моря, эрозия, затопление, риски для инфраструктуры и повышение кислотности океана представляют собой серьезные угрозы. Растущие лесные пожары, нашествия насекомых и болезни деревьев вызывают повсеместную гибель деревьев.
Юго-восток. Повышение уровня моря представляет собой широко распространенную и постоянную угрозу для экономики и окружающей среды региона. Сильная жара повлияет на здоровье, энергию, сельское хозяйство и многое другое.Снижение доступности воды будет иметь экономические и экологические последствия.
Средний Запад. Сильная жара, сильные ливни и наводнения повлияют на инфраструктуру, здоровье, сельское хозяйство, лесное хозяйство, транспорт, качество воздуха и воды и многое другое. Изменение климата также усугубит ряд рисков для Великих озер.
Юго-запад. Повышенная жара, засуха и нашествия насекомых, связанные с изменением климата, увеличили количество лесных пожаров. Уменьшение запасов воды, снижение урожайности сельскохозяйственных культур, воздействие на здоровье в городах из-за жары, а также наводнения и эрозия в прибрежных районах являются дополнительными проблемами.
Список литературы
Влияние деятельности человека — обзор
4.2 Экологические ограничения и постоянные усилия по сохранению
В последние десятилетия все большее внимание уделялось воздействию на окружающую среду от судоходства, в основном сосредоточенному на переносимых водой сбросах и разливах нефти, химического загрязнения и загрязнения сточных вод. Был принят ряд международных договоров и национальных законов, наряду с передовой отраслевой практикой, чтобы предотвратить выбросы загрязняющих веществ в результате аварий или некачественной эксплуатации.Однако судоходство рассматривается как важный гибрид между наземным транспортом и крупными стационарными энергосистемами. С одной стороны, это неточечные транспортные средства, работающие на транспортной сети водных путей; с другой стороны, на этих транспортных средствах работают судовые системы, которые можно сравнить с небольшими электростанциями или заводами. Поскольку лидеры отрасли и политики на уровне штатов, федеральном и международном уровнях признают эти факты, экологические и энергетические показатели измеряются и регулируются.Недавние усилия по смягчению воздействия судоходства на окружающую среду (например, инвазивные виды в водяном балласте, токсичные покрытия корпуса и выбросы в атмосферу) являются относительно новыми для отрасли, и на их устранение уйдут десятилетия.
Экологическое регулирование судоходства обычно отстает от регулирования аналогичных промышленных процессов (двигателей и т. Д.) На суше. На международном уровне Международная морская организация эффективно разработала ряд договоров, регулирующих большую часть этих проблем, связанных с загрязнением судов.В соответствии с Международной конвенцией по предотвращению загрязнения с судов эти правила (MARPOL 73/78, комбинация двух договоров 1973 и 1978 годов) применяют глобальные стандарты к практике защиты окружающей среды на борту судна. Однако национальная юрисдикция и юрисдикция штата могут применять более строгие правила к определенным судовым операциям и к портам, которые принимают эти суда. Например, Агентство по охране окружающей среды США недавно отрегулировало судоходство в соответствии с положениями Закона о чистом воздухе.Другой пример — усилия портовых государств в Швеции и Норвегии и отдельных портов в Калифорнии по применению рыночных или добровольных правил по сокращению загрязнения воздуха от судов, заходящих в их порты.
Экологическое регулирование может затруднить некоторые усилия по энергосбережению за счет введения экологических компромиссов. Например, покрытия корпуса предназначены для морских условий, чтобы предотвратить его обрастание; Было показано, что некоторые из этих покрытий влияют на морскую среду, особенно в портах и гаванях, выделяя токсичные химические вещества или металлы.Эти соединения медленно «выщелачиваются» в морскую воду, убивая ракушек и других морских обитателей, прикрепившихся к кораблю. Но исследования показали, что эти соединения сохраняются в воде, убивая морскую жизнь, нанося вред окружающей среде и, возможно, попадая в пищевую цепочку. Токсичные покрытия корпуса запрещены национальными и международными правилами, и это может угрожать увеличением потребления энергии на судоходстве. Замена этих покрытий менее токсичными альтернативами может привести к увеличению скорости обрастания корпуса и увеличению потребности в топливе.
Влияние климата на эволюцию человека
В этой статье исследуется гипотеза о том, что ключевые адаптации человека возникли в ответ на нестабильность окружающей среды. Эта идея была развита в ходе исследования, проведенного доктором Риком Поттсом из Смитсоновской программы происхождения человека. Естественный отбор не всегда был вопросом «выживания наиболее приспособленных», но также был вопросом выживания тех, кто наиболее приспособлен к изменяющимся условиям.
Колебания климата
Палеоантропологи — ученые, изучающие эволюцию человека — предложили множество идей о том, как условия окружающей среды могли стимулировать важные изменения в происхождении человека.В ходе эволюции человека возникли различные виды, и с течением времени накопился набор адаптаций, включая прямую ходьбу, способность создавать инструменты, увеличение мозга, длительное созревание, возникновение сложного психического и социального поведения и зависимость. на технологии для изменения окружающей среды.
Период эволюции человека совпал с изменением окружающей среды, включая похолодание, высыхание и более широкие колебания климата во времени. Как изменение окружающей среды повлияло на эволюцию новых приспособлений, происхождение и исчезновение первых видов гомининов и появление нашего вида Homo sapiens ? («Гоминин» относится к любому двуногому виду, тесно связанному с человеком, то есть к человеческому разделению на эволюционном древе, поскольку предки человека и шимпанзе ответвились от общего предка где-то между 6 и 8 миллионами лет назад.)
Откуда мы знаем, что климат Земли изменился? Насколько быстро и насколько изменился климат? Одним из важных доказательств является регистрация изотопов кислорода во времени. Этот рекорд δ 18 O, или стабильных изотопов кислорода, был получен в результате измерения кислорода в микроскопических скелетах фораминифер (сокращенно forams), обитавших на морском дне. Эта мера может использоваться как индикатор изменения температуры и ледникового льда с течением времени. Есть две основные тенденции: общее снижение температуры и большая степень колебаний климата с течением времени.На более поздних этапах эволюции человека степень изменчивости условий окружающей среды была больше, чем на более ранних этапах.
Кривая изотопов кислорода (δ18O) за последние 10 миллионов лет (данные Zachos et al., 2001)
(© Авторское право Смитсоновского института)
Десять миллионов лет существования стабильных изотопов кислорода, измеренных в фораминиферах, извлеченных из глубоководных отложений, показывает, что глобальная температура океана и ледниковый лед широко варьировались в течение последних 6 миллионов лет, периода человеческой эволюции.Измерение δ 18 O представляет собой соотношение более тяжелого изотопа 18 O и более легкого изотопа 16 O, который легче испаряется из океана и улавливается ледниковым льдом на суше. В ходе эволюции человека общая тенденция δ 18 O была в сторону более прохладного ледникового мира. Однако амплитуда колебаний также увеличивалась, начиная примерно с 6 млн лет, и стала еще больше за последние 2,5 млн лет. Эволюция рода Homo и адаптаций, характерных для H.sapiens были связаны с крупнейшими колебаниями глобального климата. Иконки: (а) происхождение гомининов, (б) привычная двуногость, (в) изготовление первых каменных орудий и поедание мяса / костного мозга крупных животных, (г) начало длительной подвижности, (д) начало быстрого увеличения мозга, (е) ) расширение символического выражения, новаторства и культурного разнообразия.
Организмы и изменение окружающей среды
Все организмы претерпевают изменения в окружающей среде. Некоторые изменения происходят в течение короткого времени и могут быть цикличными, например суточные или сезонные колебания количества температуры, света и осадков.В более длительных временных масштабах гоминины испытали крупномасштабные изменения температуры и осадков, которые, в свою очередь, вызвали значительные изменения в растительности — переход от лугов и кустарников к лесам и лесам, а также из холодного климата в теплый. Окружающая среда гомининов также была изменена тектоникой — землетрясениями и поднятием, такими как подъем высоты Тибетского плато, который изменил характер выпадения осадков в северном Китае и изменил топографию обширного региона. Тектоническая активность может изменить расположение и размер озер и рек.Извержения вулканов и лесные пожары также повлияли на доступность пищи, воды, жилья и других ресурсов. В отличие от сезонных или суточных сдвигов, эффекты многих из этих изменений длились в течение многих лет и были неожиданными для гомининов и других организмов, повышая уровень нестабильности и неопределенности в условиях их выживания.
Многие организмы имеют предпочтения в среде обитания, такие как определенные типы растительности (пастбища в сравнении с лесами) или предпочтительные диапазоны температуры и осадков.Когда происходит изменение в предпочтительной среде обитания животных, они могут либо перемещаться и отслеживать их предпочтительную среду обитания, либо адаптироваться путем генетических изменений к новой среде обитания. В противном случае они вымрут. Другая возможность, однако, заключается в увеличении адаптируемости популяции, то есть способности адаптироваться к новым и меняющимся условиям. Способность приспосабливаться к разнообразным средам обитания и средам является характерной чертой человека.
(© Авторское право Смитсоновского института)
Три возможных исхода эволюции популяции в динамике окружающей среды, типичные для плио -плейстоцена (слева).Возможность перемещаться и отслеживать изменения среды обитания географически (узкие линии) или расширять степень адаптивной универсальности важна для сохранения любого происхождения. Вымирание происходит, если популяции видов имеют особую диету / среду обитания адаптации (т.е. узкую полосу «адаптивной универсальности»; выделенные полосы) и не могут переместиться в предпочтительную среду обитания. В гипотетической ситуации (правая полоса), когда расширяется адаптивная универсальность, миграция и рассредоточение могут происходить независимо от времени и направления изменения окружающей среды.Эволюция адаптивной универсальности является движущей силой идеи выбора изменчивости, которая рассматривается далее в этой статье.
Адаптация к изменениям
Есть много идей о роли окружающей среды в эволюции человека. Некоторые взгляды предполагают, что определенные приспособления, такие как прямая ходьба или изготовление инструментов, были связаны с более сухой средой обитания и распространением пастбищ, идея, часто известная как гипотеза саванны. Согласно этому давнему мнению, многие важные адаптации человека возникли в африканской саванне или были под влиянием окружающей среды, вызванной расширением засушливых пастбищ.
Если ключевые человеческие адаптации эволюционировали в ответ на давление отбора со стороны конкретной среды, мы могли бы ожидать, что эти адаптации особенно подходят для этой среды обитания. Окаменелости гомининов можно найти в этих средах, а не в различных средах обитания.
Гипотеза выбора изменчивости
Другая гипотеза состоит в том, что ключевые события в эволюции человека были сформированы не каким-либо одним типом среды обитания (например, пастбища) или тенденциями окружающей среды (например,g., высыхание), а скорее из-за нестабильности окружающей среды. Эта идея, разработанная доктором Риком Поттсом из Программы происхождения человека, называется отбором по изменчивости. Эта гипотеза привлекает внимание к изменчивости, наблюдаемой во всех записях об окружающей среде, и к тому факту, что род Homo не ограничивался одним типом окружающей среды. В ходе эволюции человека предки человека увеличили свою способность справляться с изменением среды обитания, а не специализировались на каком-то одном типе среды.Как гоминины развили способность реагировать на меняющееся окружение и новые условия окружающей среды?
(© Авторское право Смитсоновского института)
Со временем (слева направо) новые адаптации могут развиваться в периоды (А) относительно стабильной окружающей среды; (B) изменение направления или постепенное изменение, например, от влажного к сухому; или (C) сильно изменчивая среда обитания, как это предсказывается гипотезой выбора изменчивости.
Один из способов, которым организмы могут справляться с колебаниями окружающей среды, — это генетическая адаптация, когда несколько аллелей или разные версии генов присутствуют в популяции с разной частотой.По мере изменения условий естественный отбор предпочитает один аллель или генетический вариант другому. Гены, которые могут способствовать появлению ряда различных форм в разных средах (фенотипическая пластичность), также могут помочь организму адаптироваться к меняющимся условиям.
Другой ответ на изменение окружающей среды — развитие структур и моделей поведения, которые можно использовать, чтобы справиться с различными средами. Выбор этих структур и поведения в результате нестабильности окружающей среды известен как выбор изменчивости.Эта гипотеза отличается от гипотез, основанных на устойчивых экологических тенденциях. Изменение окружающей среды в целом приводит к специализации для этих конкретных условий. Но если среда становится очень изменчивой, специализация для определенных сред будет менее выгодна, чем структуры и поведение, которые позволяют справляться с изменяющимися и непредсказуемыми условиями. Отбор по изменчивости относится к преимуществам, предоставляемым вариациями в поведении, которые помогают организмам пережить изменения.Чтобы проверить гипотезу выбора изменчивости и сравнить ее с гипотезами, относящимися к среде обитания, Поттс изучил летопись окаменелостей гомининов и записи изменений окружающей среды во время эволюции человека.
Если бы экологическая нестабильность была ключевым фактором, способствующим адаптации человека, можно было бы ожидать, что новые адаптации произойдут в периоды повышенной изменчивости окружающей среды, и эти адаптации улучшили бы способность ранних предков человека справляться с изменением среды обитания и разнообразием окружающей среды.
В целом, летопись окаменелостей гомининов и данные об окружающей среде показывают, что гоминины эволюционировали в течение изменчивого в экологическом отношении времени. Более высокая изменчивость имела место, поскольку изменения сезонности вызывали крупномасштабные колебания окружающей среды в течение периодов, которые часто длились десятки тысяч лет. Гипотеза выбора изменчивости предполагает, что человеческие черты эволюционировали с течением времени, потому что они позволяли человеческим предкам приспосабливаться к неопределенности и изменениям окружающей среды. Гипотеза касается вопроса о том, как именно адаптивность может развиваться с течением времени.
Древние гоминины были найдены в различных средах обитания
Останки древних гомининов были найдены в самых разных местах обитания. В то время как некоторые гоминины, такие как Orrorin tugenensis и Ardipithecus ramidus , были обнаружены в лесных средах обитания, другие, такие как Sahelanthropus tchadensis , были обнаружены связанными с различными типами растительности в пределах небольшой географической области. Реконструкция древней среды обитания Ardipithecus ramidus на двух разных участках Эфиопии позволяет предположить, что этот вид занимал как лесные участки (участок Арамис), так и лесные луга, на которых преобладали пасущиеся животные (участок Гона). Australopithecus anamensis был обнаружен в Канапои и Аллиа Бэй, Кения, в сочетании с другим типом мозаики — открытой саванной с невысокими деревьями и кустарниками, но с лугами и галерейными лесами поблизости.
В Канапой исследования палеопочв и почвенных карбонатов, проведенные доктором Джонатаном Винном, демонстрируют наличие этих разнообразных местообитаний в то время, когда этот район населяли Australopithecus anamensis . Остальные члены Au. anamensis в заливе Аллия попала в иную среду обитания.Ископаемые животные представляют собой несколько различных сред обитания, включая открытые поймы, галерейные леса и засушливые заросли кустарников. Изотопные исследования, проведенные доктором Маргарет Шенингер и ее коллегами, показывают, что большая часть растительности залива Аллия состояла из древесных растений, таких как деревья и кустарники (известная как растительность C 3 ). Australopithecus anamensis в заливе Аллия, таким образом, был связан с мозаичной средой, включая лесные массивы у родовой реки Омо и открытую саванну подальше.
(© Авторское право Смитсоновского института)
Два разных типа окружающей среды — густые лесные массивы и открытые кустарники — встречались в одних и тех же областях Восточной Африки в период эволюции человека. Колебания климата изменили пропорцию этих местообитаний и, таким образом, привели к повторяющимся изменениям только плотности населения и изменчивых условий естественного отбора.
Две ноги, длинные руки; Перемещение в разнообразных средах обитания
Australopithecus afarensis, «Люси», реконструированный скелет.
(Чип Кларк, Смитсоновский институт)
Примерно 4 миллиона лет назад у рода Australopithecus развился скелет, который позволил приспособиться к изменениям влажности и растительности.Лучшим примером приспособляемости австралопитека на сегодняшний день является скелет, известный как Люси, который представляет собой Au. afarensis . Скелет Люси возрастом 3,18 миллиона лет имеет человеческие тазобедренные суставы и коленные суставы в сочетании с длинными обезьяноподобными руками, более длинные хватательные пальцы, чем у людей, и гибкие ступни для ходьбы или лазания. Эта комбинация особенностей, которая, по-видимому, характеризовала Australopithecus на протяжении почти 2 миллионов лет и, возможно, более старых гомининов, дала возможность перемещаться в различных средах обитания, изменяя степень зависимости от наземной ходьбы и лазания по деревьям.Эта гибкость могла также характеризовать более ранних гомининов, таких как Ardipithecus ramidus .
Изготовление каменных орудий: доступ к разнообразным продуктам питания
(© Авторское право Смитсоновского института)
Первые известные каменные орудия датируются примерно 3,3 миллиона лет назад. Изготовление и использование каменных орудий также придавало универсальности тому, как мастера-гоминины взаимодействовали и приспосабливались к своему окружению.
Простое изготовление орудий путем дробления камня по камню давало избирательное преимущество, поскольку у этих мастеров-гомининов были острые чешуйки для резки и отбойные молотки, которые использовались для измельчения и измельчения пищевых продуктов.Таким образом, основные каменные орудия труда значительно улучшили функции зубов, открыв доступ к огромному разнообразию продуктов. Эти продукты включали мясо крупных животных, которое нарезали от туш острыми краями хлопьев. Кости были сломаны с помощью камней, чтобы получить доступ к костному мозгу внутри. Другие инструменты можно использовать для измельчения растений или для точения палок для выкапывания клубней. Использование орудий облегчило бы гомининам получение пищи из множества различных источников. Использование орудий расширило бы рацион гомининов.В частности, мясо — это пища, которую можно было получить одинаковыми способами с аналогичной питательной ценностью практически в любой среде обитания, с которой сталкивались первые люди.
(© Авторское право Смитсоновского института)
Хотя изготовление простых орудий могло первоначально развиваться в одном типе окружающей среды, ношение каменных орудий на значительные расстояния — и превращение в зависимость от каменных технологий — могло возникнуть из-за преимуществ изменения диеты по мере изменения окружающей среды.Самая старая из известных каменных технологий, называемая олдованским изготовлением орудий, заключалась в перемещении камня на несколько километров и была обнаружена в различных древних средах обитания. Перераспределение камня и других ресурсов, таких как части туш животных, путем их транспортировки, возможно, помогло гомининам справиться с изменчивой средой обитания.
Расширяющийся мир начала Homo
Согласно гипотезе отбора по изменчивости, гоминины были обнаружены не только в одной среде обитания, но и в различных.Основным сигналом способности переносить различную среду обитания было расселение представителей рода Homo за пределы Африки в азиатские среды. Спустя 1,9 миллиона лет назад род Homo был обнаружен во множестве мест в Азии, в том числе и на относительно далеком севере.
(© Авторское право Смитсоновского института)
Ранние свидетельства разнообразия среды обитания Homo erectus в Азии включают следующие участки:
- Дманиси, Республика Грузия, 1.85–1,78 миллиона лет назад. На этом участке есть луга, окруженные горами с лесами. Гоминины имели доступ к лаве как к сырью для инструментов.
- Юаньмоу, Китай, 1,7 миллиона лет назад. Это место, расположенное недалеко от древнего озера, имело смесь сред обитания с лугами, кустарниками и лесами.
- Бассейн Нихэван, Китай, 1,66 миллиона лет назад. Участки Нихэван также находились рядом с озером. Мастера орудий труда гомининов испытали множество изменений в растительности с течением времени, а среда обитания варьировалась от лесов до лугов.Этот регион мог быть гораздо более засушливым, чем другие, и температуры менялись в зависимости от сезона с теплых на холодные.
- Ява, 1,66 млн лет назад: здесь гоминины встречали луга, реки и морские прибрежные районы в условиях тропических широт.
В этих местах группы гомининов столкнулись с совершенно разными средами, разными растениями, животными и продуктами питания, а также с разными климатическими условиями — очень широким диапазоном температур и сильными колебаниями засушливости и муссонных дождей.
Гоминины сохранились в результате изменения окружающей среды
Экологическая нестабильность могла быть фактором не только в формировании адаптаций, но и в способствовании исчезновению некоторых родословных. Изменчивость окружающей среды, связанная с исчезновением крупных видов млекопитающих, была предложена для региона южной части Кении. Отложения, каменные артефакты и фауна животных на территории Олоргесайли охватывают большую часть последних 1,2 миллиона лет. Многочисленные экологические сдвиги зафиксированы на месторождениях Олоргесайли.Например, уровень древнего озера и его химический состав часто менялись, а иногда озеро высыхало, оставляя небольшие водно-болотные угодья и ручьи в качестве основного источника воды в бассейне. Извержения вулканов также покрыли ландшафт пеплом, убивая траву и изменяя свойства экосистемы.
(© Авторское право Смитсоновского института)
Пример склона отложений в районе Олоргесайли. Склон холма, который представляет собой примерно 10 000 лет времени с вулканическим пеплом в основании, датированным примерно 1 миллион лет назад, демонстрирует свидетельства сильных экологических сдвигов.Врезка: слои отложений показывают колебания между сухой и влажной средой и время, когда вулканический пепел покрыл древний ландшафт.
Доктор Рик Поттс изучил характер смены климата в фауне и появление археологических раскопок в Олоргесайли и другом месте на юге Кении, и обнаружил, что несколько крупных видов млекопитающих, которые ранее доминировали в фауне этого региона, вымерли примерно между 700000 и 300 000 лет назад, в период повторяющейся нестабильности окружающей среды.Эти виды были заменены современными родственниками, которые, как правило, были меньше по размеру тела и не были специализированы в питании или среде обитания.
Например, у зебры Equus oldowayensis были большие и высокие зубы, специально предназначенные для поедания травы. Его последнее известное появление в летописи окаменелостей южной Кении произошло между 780 000 и 600 000 лет назад; он был заменен на Equus grevyi , который может как пастись (питаясь травой), так и передвигаясь (питаясь листьями и другой высокоразвитой растительностью).Ископаемый павиан Theropithecus oswaldi , который весил более 58 кг (более 127,6 фунтов), жил исключительно на земле; у него были очень большие зубы, и он ел траву. Он также вымер между 780 000 и 600 000 лет назад. Его нынешний родственник, Papio anubis , всеяден и легко передвигается по земле и деревьям. Два других крупных животных, которые специализировались на поедании травы, слон Elephas recki и древняя свинья Metridiochoerus , также были заменены родственными видами, которые были меньше и имели более универсальный рацион ( Loxodonta africana и Phacochoerus aethiopicus ).Водный специалист Hippopotamus gorgops был заменен живым бегемотом, который способен преодолевать большие расстояния между водоемами.
Замена специализированных видов близкородственными животными, которые обладали более гибкими адаптациями во время широких колебаний климата, была ключевой частью первоначального свидетельства, которое привело к гипотезе выбора изменчивости. Хотя ашельские гоминины-орудия труда смогли справиться с изменением среды обитания на протяжении большей части летописи Олоргесайли, ашельский образ жизни исчез из региона где-то между 500000 и 300000 лет назад, возможно, также в результате сильной экологической неопределенности и меняющихся обстоятельств.
Энцефализация и адаптивность
(© Авторское право Смитсоновского института)
Увеличение мозга в процессе эволюции человека было драматическим. В течение первых четырех миллионов лет эволюции человека размер мозга увеличивался очень медленно. Энцефализация, или эволюционное увеличение мозга по сравнению с размером тела, особенно ярко проявилось за последние 800000 лет, совпадающие с периодом самых сильных климатических колебаний во всем мире.Большой мозг позволял гомининам обрабатывать и хранить информацию, планировать наперед и решать абстрактные задачи. Согласно гипотезе выбора вариабельности, больший мозг, способный производить универсальные решения для новых и разнообразных проблем выживания, был предпочтительнее с увеличением диапазона сред, с которыми гоминины сталкиваются во времени и пространстве.
Новые инструменты для самых разных целей
(© Авторское право Смитсоновского института)
Спустя 400 000 лет назад гоминины нашли новые способы справляться с окружающей средой, создав множество различных инструментов.В некоторых частях Африки произошел сдвиг, когда технология, в которой преобладали крупные режущие инструменты, была заменена более мелкими и разнообразными инструментами. Технологические инновации начали появляться в Среднем каменном веке в Африке, причем некоторые ранние примеры датируются 280 000 лет назад. Некоторые из новых инструментов предоставили гомининам новые способы доступа к пище. Точки были прикреплены к рукояткам, таким как древки копий или стрел, а позже использовались как часть метательного оружия, что позволяло гомининам охотиться на быструю и опасную добычу, не приближаясь к ним так близко.Колючие наконечники использовались для ловли рыбы на копье. Костяные зазубрины были найдены на городище Катанда в Демократической Республике Конго вместе с останками огромного сома. Жернова использовали для обработки растительной пищи. Другие инструменты использовались для изготовления одежды, которая была бы важна для гомининов в холодных условиях.
Региональная биржа и социальные сети
(© Авторское право Смитсоновского института)
За последние 300 000 лет или около того прямые предки живых людей развили способность создавать новые и разнообразные инструменты.Археологические открытия показывают, что начали возникать более широкие социальные сети, позволяющие передавать каменный материал на большие расстояния. Символические артефакты, обозначающие сложный язык и способность к планированию, также очевидны в археологических записях среднего каменного века в Африке. Эти результаты указывают на улучшенную способность адаптироваться к новым условиям. Большая часть последних 350 000 лет в Восточной Африке была временем сильных колебаний климата. Временная шкала внизу изображения — от 280 000 до 40 000 лет назад (справа налево).Эта цифра основана на анализе археологов Салли МакБриарти и Элисон Брукс.
Торговля между группами с целью получения материалов и укрепления союзов — отличительный признак современного человеческого поведения. Большой мозг и символические способности способствовали более сложным социальным взаимодействиям. 130 000 лет назад гоминины обменивались материалами на расстоянии более 300 км. Социальные связи, которые были созданы путем обмена материалами между группами, могли иметь решающее значение для выживания во времена изменения окружающей среды, когда одна группа полагалась на ресурсы или территории удаленной группы.Современные собиратели используют социальные связи для смягчения последствий голода и засухи. Обмен подарками поддерживает отношения между группами, которые могут быть вызваны, когда одной группе необходимо жить в лагере или у водоема другой, и эта способность оказалась особенно полезной во времена изменений окружающей среды и неопределенности ресурсов.
Связь и символы
(Чип Кларк, Смитсоновский институт)
Выгравированная охровая доска из пещеры Бломбос, Южно-Африканская Республика; около 77 000–75 000 лет
Доказательства способности человека к общению с помощью символов очевидны в археологических записях, возраст которых насчитывает не менее 250 000 лет, а возможно, и старше.Использование цвета, вырезанных символов, декоративных предметов и языка является частью этой способности общения. Символическое общение может быть связано с хранением информации. Язык — неотъемлемая часть современного человеческого общения. Язык позволяет передавать сложные идеи другим. Передача идей и обстоятельств с помощью языка значительно облегчила бы выживание в меняющемся мире. Однако нет никаких ископаемых свидетельств слов и грамматики, которые являются прямыми отличительными чертами человеческого языка.
Сохраненные кусочки пигмента — одна из самых ранних форм символической коммуникации. Охру и марганец можно использовать для окрашивания предметов и кожи. Другие символические предметы, такие как ювелирные изделия, личные украшения и предметы искусства, передают информацию о социальном статусе владельца, членстве в группе, возрасте или поле. Картины и рисунки также использовались для представления мира природы. Использование символов в конечном итоге связано со способностью человека планировать, записывать информацию и воображать.
Неандертальцы тоже пережили климатические колебания!
(© Авторское право Смитсоновского института)
популяций неандертальцев ( Homo neanderthalensis ) в Европе претерпели множество изменений окружающей среды, в том числе большие сдвиги климата между ледниковыми и межледниковыми условиями, при этом живя в среде обитания, которая в целом была более холодной, чем условия, в которых обитало большинство других видов гомининов.Некоторые из экологических сдвигов, которые они пережили, были связаны с быстрыми колебаниями между холодным и теплым климатом.
Неандертальцы смогли приспособить свое поведение к обстоятельствам. В холодные и ледниковые периоды они сосредоточились на охоте на северных оленей, которые приспособлены к холоду. В более теплые межледниковые периоды охотились на благородного оленя. Во время экстремально холодных периодов они смещали свой ареал на юг в сторону более теплой среды.
У неандертальцев и современных людей были разные способы борьбы с колебаниями окружающей среды и проблемами выживания, которые они создавали.Современные люди, Homo sapiens , располагали специальными инструментами для извлечения разнообразных пищевых ресурсов. У них также были широкие социальные сети, о чем свидетельствует обмен товарами на большие расстояния. Они использовали символы как средство передачи и хранения информации. Неандертальцы создавали инструменты, которые были не такими специализированными, как у современных людей, которые перебрались из Африки в Европу около 46000 лет назад. Неандертальцы обычно не обменивались материалами на таком большом расстоянии, как Homo sapiens .Иногда они производили символические артефакты. Несмотря на многие климатические колебания, современные люди смогли расширить свой ареал по Европе и Азии, а также в новые области, такие как Австралия и Америка. Неандертальцы вымерли. Эти данные свидетельствуют о том, что приспособляемость к изменяющейся среде была одним из ключевых различий между этими двумя эволюционными кузенами.
(© Авторское право Смитсоновского института)
В то время, когда в Европе развивались неандертальцы, глобальный климат резко колебался между теплым и холодным.Выделенная область в правой части графика представляет последние 200 000 лет.
Выводы
В целом, данные показывают, что гоминины в разной степени могли адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды. Род Homo , к которому принадлежит наш вид, обладал способностью приспосабливаться к различным условиям окружающей среды, а Homo sapiens особенно способен справляться с широким диапазоном климатических условий, жарких и холодных сред, засушливых и влажных. те, и со всеми видами различной растительности.Мы используем ресурсы самых разных растений и животных и используем множество специализированных инструментов. У нас есть множество социальных контактов и средств обмена ресурсами и информацией, которые помогают нам выжить в постоянно меняющемся мире.
(© Авторское право Смитсоновского института)
Идея о том, что основные адаптации в нашей эволюционной истории возникли в ответ на изменчивость окружающей среды и сдвиг давления отбора (изменчивый отбор), ведет к новому пониманию эволюции человека.На приведенном выше рисунке показано, как появление человеческих характеристик, присущих 6 миллионам лет назад, принесло пользу, улучшившую способность наших предков выживать в непредсказуемых и новых условиях окружающей среды. Ma = миллион лет назад; ка = тысячу лет назад.
Сегодня люди представляют собой единственный вид, который выжил благодаря разнообразию видов гомининов. Несмотря на их очень тесную связь с нашим видом и несмотря на то, что все они обладали некоторой комбинацией черт, характерных для людей сегодня, эти более ранние виды и их образ жизни теперь вымерли.Впереди вопрос, насколько хорошо наши источники устойчивости как вида преуспеют, поскольку наши изменения ландшафта, атмосферы и воды взаимодействуют с тенденцией окружающей среды Земли к изменению самостоятельно. Это «эксперимент», который только что разворачивается, и никогда раньше не проводился. Интенсивность изменения окружающей среды, вероятно, создаст совершенно новые проблемы для выживания одиноких видов гомининов на планете, а также многих других организмов.
(© Авторское право Смитсоновского института)
человек ускоряют вымирание и изменяют мир природы с «беспрецедентной» скоростью
«Действия человека сейчас угрожают глобальному исчезновению большему количеству видов, чем когда-либо прежде», — заключает отчет, оценивая, что «около 1 миллиона видов уже находятся на грани исчезновения, многие в пределах десятилетия, если не будут приняты меры.
Если страны не активизируют свои усилия по защите оставшихся естественных мест обитания, они могут стать свидетелями исчезновения 40 процентов видов земноводных, одной трети морских млекопитающих и одной трети рифообразующих кораллов. В докладе говорится, что более 500 000 наземных видов не имеют достаточной естественной среды обитания, чтобы обеспечить их долгосрочное выживание.
За последние 50 лет глобальная утрата биоразнообразия в основном была вызвана такими действиями, как вырубка лесов для сельскохозяйственных угодий, расширение дорог и городов, вырубка леса, охота, перелов, загрязнение воды и перенос инвазивных видов по всему миру.
В Индонезии замена тропических лесов плантациями пальмового масла разрушила среду обитания находящихся под угрозой исчезновения орангутанов и суматранских тигров. Только в период с 2009 по 2011 год в Мозамбике браконьеры из слоновой кости помогли убить почти 7000 слонов. В Аргентине и Чили вселение североамериканского бобра в 1940-х годах привело к уничтожению местных деревьев (хотя это также помогло процветанию других видов, в том числе магелланова дятла).
В целом, три четверти площади суши в мире были значительно изменены людьми, говорится в отчете, а с 18 века исчезло 85 процентов водно-болотных угодий мира.