Экологический кризис

Подкисление водоемов происходит за счет вымывания анионов  серной и азотной кислот из почвы-главного аккумулятора кислотных загрязнений. Подкисление почвы приводит к  изменению А1/Са и AI/Mg отношений, которые в Центральной Европе за последние двадцать лет возросли почти в два раза. Однако емкость почв по отношению к кислотным загрязнениям определяется их минеральным составом, катионным обменом, почвенным дыханием и другими факторами, которые в свою очередь зависят от геологического субстрата, климата и растительности. Существует несколько расчетных моделей оценки кислотности почв и ее картографического анализа, в ряде случаев выявляющих очень высокую степень корреляции с геологическим субстратом. Относительно недавно сформировавшиеся после отступления ледников почвы северной Европы обладают незначительной поллютной емкостью по сравнению со старыми почвами, обогащенными железом и алюминием.

Почвенное подкисление  считают одной из основных причин усыхания лесов умеренной зоны северного  полушария. В угрожающих масштабах  деградация лесов проявилась в начале 70-х годов. Больше всего пострадали елово-пихтовые и дубовые леса. В  европейских странах дефолиация порядка 25% отмечена у 15% деревьев старше 60 лет. Старые леса при этом терпят больший  ущерб, чем молодые. Эффекты подкисления  можно подразделить на химические и биологические. Первые заключаются главным образом в изменении катионного обмена растения, в результате которого деревья страдают от недостатка магния (особенно на естественно бедных магнием почвах) и избытка алюминия, в котором видят главную причину пожелтения хвои. Вторые весьма многообразны и большей частью носят косвенный характер: загрязнения выступают в роли пусковых механизмов биологических и биохимических процессов, ослабляющих растение, делающих его менее устойчивым к вредителям и климатическим воздействиям. В частности, кислая среда подавляет развитие микоризы и рост корней. В то же время повышенное содержание азота и свободных нуклеиновых кислот стимулирует развитие лесных вредителей. Косвенные воздействия выражаются в пролонгации летнего роста и соответственно повышенной чувствительности к первым заморозкам. К ним можно отнести также изменение генофонда в результате естественного отбора на устойчивость к кислотным загрязнениям.

На почвенные  эффекты накладывается непосредственное воздействие озона и других газов  на ассимиляционный аппарат листьев. Показано, например, что озон изменяет микроструктуру покрывающего хвою воска, который забивает до 80% устьиц. Такого рода воздействия наносят основной ущерб сельскохозяйственным растениям, менее зависимым от подкисления  почв, которое контролируется агрохимикатами. Один из факторов снижения урожайности - изменение химизма среды, в которой протекают биохимические реакции между выделениями рыльца и пыльцой и от которых зависит эффективность опыления .

Подсчитано, что 25-процентное снижение концентрации озона  дало бы прирост урожайности зерновых в США на сумму около 2-3 млрд. долларов, что составляет 2-3% стоимости всей сельскохозяйственной продукции.

Для лесов, однако, загрязнение почвы оказывается  более существенным и, главное, долгодействующим фактором, проявляющимся через много лет после сокращения выбросов (почва при этом становится источником кислотных газов). Ущерб от кислотных дождей для европейских лесов оценивается в 118 млн. куб. м древесины в год (из них около 35 млн. куб. м на европейской территории России).

Вместе с тем  воздействие загрязнений локализовано как по источникам выбросов, так  и по чувствительности к ним лесных экосистем, в то время как усыхание лесов проявляется одновременно и с определенной периодичностью в разных странах, указывая на значение климатической составляющей этого  явления. Среди специалистов существуют серьезные разногласия в отношении  ведущей роли климатического или  поллютного фактора. Большинство, однако, согласно с тем, что в сухие годы ущерб от кислотных загрязнений возрастает. В порядке позитивной обратной связи почвы выделяют двуокись азота-парниковый газ - и поглощают меньше метана. В данном случае естественный климат и «поллютный климат» настолько тесно связаны, что их, в сущности, невозможно разделить. Для бессточных озер решающее значение имеет нейтрализующий потенциал грунтовых вод. Климатически обусловленные колебания уровня грунтовых вод вызывают соответствующие изменения рН при постоянном уровне загрязнений .

В прошлом средством  против загрязнения приземного воздуха  считались высокие трубы. Однако с обнаружением способности газовых  загрязнений к дальнему переносу стало ясно, что «политика высоких  труб» усугубляет глобальные эффекты  выбросов. Проблема дальнего переноса нашла отражение в Меморандуме  США/Канады и европейской Конвенции  о трансграничных загрязнениях воздуха  на большие расстояния. Эти международные  соглашения инициировали ряд исследовательских  программ по определению «критических нагрузок» для серы и азота (ниже которых эффект воздействия на наиболее чувствительные компоненты экосистем  не обнаруживается).

Планируемое в  странах ЕС снижение выбросов серы на 60% к 1998 г. по модельным расчетам недостаточно для возврата к доиндустриальному  уровню кислотности, однако уже сейчас наблюдается частичное восстановление озерных и лесных экосистем. К  сожалению, этой проблеме сейчас уделяется  меньше внимания, так как она отодвинута на задний план борьбой с парниковым эффектом.

Опустынивание.

Более 1 млрд. людей  проживает в семиаридных регионах, граничащих с пустынями и составляющих вместе с ними около трети суши. Засухи и голод в зоне Сахель к югу от Сахары в 70-х и в восточной Африке-в 80-х годах показали масштабы бедствия, которое может произойти в результате устойчивого опустынивания семиаридных областей, и выдвинули эту проблему в число наиболее острых. Специальные программы по борьбе с опустыниванием осуществляются ЮНЕП, Всемирным банком и Американским агентством международного развития. Полагают, что в результате парникового потепления площадь пустынь увеличится на 17%. Наряду с этим опустынивание объясняют возросшим антропогенным воздействием на семиаридные экосистемы.

В прошлом при  невысокой плотности и кочевом  образе жизни коренного населения  антропогенная нагрузка распределялась на обширную территорию, не нанося значительного  ущерба природным ресурсам. Однако внедрение таких водоемких культур, как рис. расход воды на орошение, ведущее  в условиях жаркого сухого климата  к быстрому засолению почвы, концентрация скотоводческого населения вблизи артезианских скважин и использование  современных транспортных средств  дают толчок процессам опустынивания, приобретающим необратимый характер. Замечено, например, что нарушение  травяного покрова в результате перевыпаса ведет к прогреванию, иссушению и уплотнению почвы, ускоряя сток дождевых вод, вынос питательных веществ и внедрение пустынных кустарников. Травянистая растительность не восстанавливается из-за интенсивной эрозии почвы в промежутках между кустарниками.

Вместе с тем  здесь, как и в других случаях, трудно установить соотношение природных  и антропогенных факторов. Не исключено, что последние лишь ускоряют события, накладываясь на естественные процессы. Данные по охраняемым территориям не подтверждают представления об устойчивости растительных сообществ аридной зоны. Так, на участках пустыни Сонора, не подвергшихся антропогенному воздействию, в первой половине 20 в. отмечены 4-кратные изменения плотности популяций кактуса карнегия гигантская и противоположные по знаку изменения численности доминирующих кустарников.

Распространение пустынь определяется многими природными факторами, среди которых обычно выделяют экваториально-полярный температурный  градиент, усиливающий температурный  контраст между морем и сушей (пустыня Намиб на юго-западе Африки), и береговые горные хребты, отбрасывающие «дождевую тень» на внутренние области (пустыня Сонора в Северной Америке). Все эти факторы (включая и высоту гор, зависящую от интенсивности эрозионных процессов) чувствительны к глобальным климатическим изменениям.

Движение атмосферы  в самых общих чертах определяется перепадом температуры между  экватором и полюсами. Нагретый воздух поднимается над экватором и, охлаждаясь, теряет влагу, которая проливается  дождями в зоне тропических дождевых лесов между 15° к северу и югу  от экватора. Нисходящие течения охлажденного воздуха нагреваются и поглощают  влагу между 20 и 30° северной и  южной широты, где пролегают зоны пустынь. Поскольку насыщение воздуха  водяным паром зависит от температуры, в более теплом климате атмосфера  в целом содержит больше влаги, восходящие воздушные потоки медленнее охлаждаются, ячейки переноса тепла шире и барометрическая зональность не столь отчетлива. Дожди не успевают пролиться над экватором, и осадки распределяются в пределах более широкой зоны, границы которой контролируются главным образом экваториально-полярным температурным градиентом.

В то же время  необходимо отметить, что в исторический период произошло несколько регрессий, во время которых уровень моря падал ниже современного. В водном бюджете Арала существенную роль играет южный влагоперенос, питающий реки, стекающие со склонов горных хребтов Средней Азии. Поэтому колебания Арала находятся в аитифазе по отношению к Каспию, питаемому северными реками.

Без учета такого рода естественной периодичности прогнозы опустынивания могут оказаться  совершенно несостоятельными. Вместе с тем следует отметить обратное воздействие опустынивания на климат, которое выражается в увеличении альбедо и поступлении в атмосферу  пыли, сульфатных аэрозолей и азота  в результате ветровой эрозии .

Глобальное снижение биологического многообразия, глобальный характер социально-экологических  проблем

Глобальное снижение биологического многообразия.

Подписанная в  июне 1992 г. в Рио-де-Жанейро Международная  конвенция о биологическом разнообразии может рассматриваться главным  образом как выражение всеобщей озабоченности утратой того, что  не может быть восстановлено-видов  живых существ, каждый из которых  занимает определенное место в структуре  биосферы. Сможет ли объединенное человечество сохранить биологическое разнообразие? Это во многом зависит от понимания  исторических процессов и ныне действующих  факторов, под влиянием которых сложилось  биологическое разнообразие, каким  мы его знаем или, точнее сказать, знаем в небольшой степени.

Мы не знаем, сколько существует видов. Только в  пологе тропического леса их может  быть до 30 миллионов, хотя большинство  исследователей принимает более  консервативную цифру 5- 6 миллионов. Сохранить  их можно лишь одним способом-оберегая от сплошных рубок и загрязнений тропический лес как экосистему. Иначе говоря, для сохранения видового разнообразия необходимо в первую очередь позаботиться о разнообразии более высокого уровня-экосистемном.

В 60-х годах  заповедники подверглись двукратному  сокращению в связи с экстенсивным развитием экономики. К тому же отведение  огромных площадей под монокультуру крайне неблагоприятно сказалось на состоянии БР. В начале 80-х для  выполнения «продовольственной программы» распахивали обочины дорог, межи и неудоби, лишая дикие виды последних убежищ в освоенных районах.

К сожалению, эти  тенденции получили дальнейшее развитие в период перестройки в связи  с передачей бросовых земель фермерам и развитием частного предпринимательства  в условиях законодательного хаоса. Самозахват земли под огороды, сведение лесов в зеленых поясах вокруг городов, нелегальная добыча редких видов и свободная распродажа биологических ресурсов стали обычной практикой. Заповедники никогда не пользовались большой популярностью на местах и с ослаблением контроля подвергаются все большему давлению со стороны хозяйственных структур и браконьеров. Развитие международного туризма наносит ущерб территориям, которые ранее охранялись как режимные. К ним относятся военные полигоны и приграничные земли (в Германии полоса отчуждения 600х5 км за годы противостояния превратилась в своего рода заповедник, который теперь вытаптывают толпы туристов).

В то же время  есть основание надеяться на улучшение  ситуации (и, в частности, превращение  бывших режимных территорий в заповедники) благодаря всеобщему признанию  приоритетности сохранения БР. Ближайшая задача заключается в разработке и укреплении национальных программ. Отметим некоторые возникающие в этой связи принципиальные моменты. Инвентаризация и охрана биологического разнообразия. Выявление видовой структуры во многих случаях необходимо для организации охраны. Например, новозеландская гаттерия (туатара), единственный представитель древнейшей группы клювоголовых рептилий, охраняется с 1895 г., но лишь недавно выяснилось, что существует два вида гаттерии с подвидами, причем один из видов, S- guntheri и подвид другого, S-pLinctata reischeki оказались на грани вымирания, а десять из сорока популяций уже исчезли; перед традиционной систематикой в области сохранения БР еще непочатый край работы.

Вместе с тем  довольно часто высказываемая мысль  о том, что для сохранения необходимо прежде всего инвентаризировать все таксономическое разнообразие, носит несколько демагогический оттенок. Не может быть и речи о том, чтобы описать все многомиллионное разнообразие видов в обозримом будущем. Виды исчезают, так и не удостоившись внимания систематика. Охрана системы высшего уровня в известной мере обеспечивает сохранение ее компонентов, часть из которых мы не знаем или знаем в самых общих чертах (но по крайней мере не исключаем возможности узнать в будущем).