Прежде чем анализировать сложную экологическую ситуацию в мире следует хотя бы в общих чертах определиться с глобальными проблемами человечества географического плана. Современное человечество образует сложную антропосистему с различными уровнями организации: биологическим, экономическим, управленческим, политическим, религиозным, этическим и так далее. В историческом развитии на каждом уровне организации восприятие окружающей среды, использования её ресурсов и отношения к ней менялись как у каждого индивида (члена общества), так и у групп людей, объединенных в общности по экономическим, политическим, религиозным, этническим и другим признаком.
В результате длительного взаимодействия природы и человечества сформировалось современная ойкумена, т.е. часть планеты, населенная человеком. В этом понимании термин «ойкумена» впервые был употреблен древнегреческим географом Гекатеем Милетским (около 546-480 до н. э.) в его «Землеописании». Незаселённая человеком территория, считалась пустыней, т.е. природа без человека пуста, она должна быть домом для человека.
Человек являет высшую форму развития живых организмов на Земле. Подобно животным и растениям, он – природное существо, но в своем отношении к природе возвышается над всеми другими организмами. Это его положение обусловлено тем, что в отличие от других организмов, над которыми полностью господствует природа, человек способен противостоять ей как общественное, обладающее сознанием существо. Сознание позволяет ему оценить результаты своего труда, включая и рукотворные изменения окружающей среды. Поэтому отношение человека к природе отличается активностью.
На начальном этапе эволюции человека, примерно 2 млн. лет назад, взаимодействие между ним и биосферой не носило всеобъемлющего характера, и человек больше зависел от природы, чем она от него. Применяя простейшие орудия, прежде всего палку, гоминиды выработали способность к коллективной защите от крупных хищников, добывали пищу. Затем палка из средства защиты превратилась в средство нападения. Со временем всё шире стали использоваться земельные и биологические ресурсы, появились города.
Резкий рост населёния земного шара в последние столетия, увеличивающаяся потребность в пище и сырье привели к рукотворному преобразованию обширных территорий планеты. Изменение природы человеком со временем приобрело глобальный характер.
Истощение природных ресурсов, включая истощение почв, загрязнение воздуха и водной среды приобрели угрожающие масштабы. Была изобретена атомная бомба – средство самоуничтожения человека. Всё это чрезвычайно обострило ситуацию к концу ХХ века и поставило под вопрос существование человека как биологического вида. В наши дни стал реальностью кризис природно-общественных отношений, за которым просматривается продовольственный кризис, связанный с разрушением природной среды.
Одним из движущих мотивов преобразования природной среды служит стремление человека к экологическому комфорту, представление о котором в процессе развития общества претерпевало большие изменения, поскольку требования, предъявляемые к окружающему миру, непрерывно возрастали. Развитие медицины, успехи сельского хозяйства, способствовавшие увеличению численности населения Земли, привели к тому что, улучшение условий обитания человека породило серьёзные экологические проблемы.
Современную среду обитания человека (ойкумену 20 века) по степени антропогенного изменения биоты можно классифицировать следующим образом. В первую очередь выделяются урбанизированные территории, на которых прежняя, естественная биота практически уничтожена. К ним относятся города с высоким уровнем концентрации промышленности. Следующими по степени изменения являются территории, где естественный растительный покров полностью заменен возделываемыми, т.е. сельскохозяйственные земли. Несколько меньшему антропогенному воздействию подверглись территории с островным нахождением естественных экосистем (лесов, озёр).
На больших площадях природная среда не измена непосредственно человеком, но оказалась в зонах рассеивания загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу или гидросферу. Вовлечённые в биологический круговорот, эти вещества приводят к изменению видового разнообразия и структуры биоценозов. Загрязняющие вещества поступают и на территории полностью или частично преобразованные человеком. Чрезвычайно трудно обнаружить участки земной поверхности, на которых природная среда сохранялась бы в своём естественном состоянии. Наиболее значимые из них включены в заповедники, заказники и другие охраняемые территории. Однако и здесь нередко проявляется негативное влияние человека.
Особую категорию земель в ойкумене составляют опустыненные территории, возникновение которых связано с антропогенной деятельностью: эродированные сельскохозяйственные угодья, карьеры, отвалы и другие объекты техногенного происхождения, большей частью или полностью лишённые растительности. Разительно отличаются от них ботанические сады, парки, природные объекты ритуального значения и благоустроенные зоны отдыха. Естественно, современная среда обитания человека не мыслима без инфраструктуры – шоссейных и железных дорог, каналов, аэродромов, связи. Горными выработками освоена литосфера.
Приведённая упрощённая классификация территорий указывает на чрезвычайно сложную ситуацию в среде обитания человека, возникшей в результате исторического развития антропосистемы, и на величайшую средообразующую деятельность человека. Современные масштабы техногенного воздействия на биосферу позволяют говорить о ней как о технобиосфере или антропобиосфере, развитие которой определяется взаимодействием человека, природной среды и техники. Охватив своим влиянием всю биосферу, человек изменяет воздушную оболочку Земли, химический состав природных вод и производит существенное изменение естественного хода эволюции жизни, создавая, в частности, культурные сорта растений и породы домашних животных.
Сфера взаимодействия общества и природы, в пределах которой разумная деятельность представляет главным, определяющим фактором развития биосферы и человечества, называется ноосферой. В.И. Вернадский, предугадавший наступление эпохи научно-технической революции в ХХ веке, основной предпосылкой перехода биосферы в ноосферу считал научную мысль. Материальным её выражением в преобразуемой человеком биосфере является труд. Единство мысли и труда не только создаёт социальную сущность человека, но и предопределяет переход биосферы в ноосферу. «Наука есть максимальная сила создания ноосферы» – таково главное положение В.И. Вернадского в учении о биосфере, призывающем преобразовать, а не разрушить ойкумену.
Свои функции в биосфере живое вещество может выполнить лишь при определённых её физических и химических параметрах, сохранившихся на протяжении нескольких миллиардов лет геологического развития Земли. Человек изменяет эти параметры, создаёт реальную угрозу разрушения среды своего обитания. Теоретически возможно полное уничтожение человеком биосферы. Возникшие в ХХ веке глобальные проблемы показали, что существуют естественно-исторические ограничения, накладываемые биосферой на развитие человечества.
Биосфера настолько сложна, что нарушение её современной устойчивости может привести к принципиально новому, непредсказуемому состоянию этой оболочки. Накопилось уже достаточно фактов и признаков наступления очередного общебиосферного биоценотического кризиса, причины которого – в разрушении естественных экосистем и уничтожения многих видов, а так же популяций организмов, ареалы и численность которых необратимо сокращаются. В то же время существуют явные признаки активизации эволюционного процесса, прежде всего в мире микроорганизмов.
Антропогенные изменения в биосфере происходят на фоне увеличения численности населения Земли с одновременным истощением ресурсов. Хотя создание ноосферы как высшей материальной целостности «очеловеченной природы» представляется уже не реальным, необходим механизм регулирования отношений человека с биосферой.
В середине ХIХ века в естествознании и философии родилась идея управления природой. А.Л. Чижевский, например, утверждал: «В покорении природы и победе над ней заключается конечный итог, конечное торжество человеческого знания. Но для того, чтобы победить природу, надо её изучать до возможной глубины. Без этого глубокого изучения победа над природой не возможна и попытки бороться с ней бессмысленны».
Усилия по созданию ноосферы, без глубокого познания законов развития и функционирования природы и общества, ведут к разрушению биосферы. Тем самым становится реальностью пророчество итальянского мыслителя Леонардо да Винчи: «На Земле появятся существа, которые будут убивать друг друга. Их злоба будет безгранична; их неистовая сила уничтожит леса и планеты; и даже насытившееся они не остановятся в распространении разрушений, мук и гонений среди живых существ. Ничего не останется, ни на земле, ни под водой, что не было бы преследуемо и не подвергалось бы искоренению; тот, кто жил в одной стране, будет изгнан в другую».
Необходимо уточнить понятие экологической проблемы. Состояние природной среды или отдельных её компонентов, имеющее эмоциональную, количественную или качественную оценку, называется экологической ситуацией. Антропоцентрическое, с позиции человека, понимание экологической ситуации, которая требует улучшения или предотвращения, называется экологической проблемой.
Современная экологическая ситуация в мире, с которой связаны проблемы охраны и воспроизводства биологических ресурсов, сложилась в результате действия следующих факторов: усложнение и количественного роста антропосистемы; достигнутым уровнем развития промышленности и сельского хозяйства; недостаточным вниманием со стороны многих парламентов и правительств к экологическим проблемам; слабым в ряде случаев контролем за состоянием биологических ресурсов или вообще их отсутствия; неполноты научного познания организации и распределения жизни на Земле, сохраняющейся экологической безграмотности большинства населения Земли, включая специалистов, разрабатывающих тот или иной «глобальный проект» преобразования природы. Особенно следует подчеркнуть значение просветительной деятельности в оценке экологической ситуации, как в мире, так и на конкретных территориях.
В современном мире экологические, социально-экономические и политические проблемы переплелись настолько тесно, что каждая из них не может иметь изолированного, независимого решения. Учёные и политики ищут пути преодоления их. В географической литературе наиболее часто обсуждаются следующие проблемы (кроме войны и мира), прямо или косвенно связанные с природными ресурсами и средой проживания населения Земли, конкретных стран или регионов:
– рост населения и деградация земель,
– проблемы голода и ухудшения качества продуктов питания,
– энергетическая проблема,
– экологические проблемы городов и промышленных центров,
– экологические проблемы горного дела и промышленного производства,
– экологические проблемы сельскохозяйственного производства,
– изменение климата,
– экологические проблемы, вызванные использованием и загрязнением вод,
– природоохранное и заповедное дело,
– проблемы санитарии и гигиены окружающей среды,
– экологическое образование и воспитание.
Рост населения и деградация земель. В экологии среди факторов живой природы важнейшим считается численность организмов. Существует понятие «ёмкость среды», т.е. сколько организмов может вместить среда, обеспечив их жизненным пространством и ресурсами. Отсюда и представление об оптимальной численности. История человечества знает много примеров гибели цивилизаций, когда географическое пространство не обеспечивает их ресурсами при увеличивающейся численности населения (конкретный пример – о. Пасхи). Ежегодно население Земли увеличивается на 70-80 млн. человек и, естественно, возникает вопрос, может ли планет прокормить их. Проблема продовольствия является самой критической в мире.
В апреле 1974 г. более чем 1500 граждан мира (лауреаты нобелевской премии, деятели науки и культуры, официальные лица) 100 государств обратились в ООН с «Декларацией о продовольствии и народонаселении», в которой, в частности, утверждалось, что битва за хлеб проиграна. Вместе с ростом населения идёт процесс деградации земель (опустынивание, заболачивание, эрозия почв, разрушение естественных луговых угодий и т.д.). Решить продовольственную проблему можно только развитием сельского хозяйства.
Развитие сельского хозяйства за последние десятилетия значительно осложнило экологическую дилемму, которая заключается в следующем. Если цивилизация стремится к максимальной продуктивности сельскохозяйственных земель, то природа к максимальной стабильности. Наиболее сложные и поэтому наиболее стабильные естественные природные экосистемы имеют наименьшую продуктивность. Человечество не откажется от дальнейшего развития сельского хозяйства, и по этой причине будет нарастать экологическая опасность, заключающаяся в следующем:
– расширение обрабатываемых земель сокращает площади с естественными экосистемами, увеличение урожайности возделываемых культур требует применения удобрений и средств защиты растений (пестицидов) – отсюда загрязнения среды,
– изменение биоразнообразия в результате увеличения ассортимента возделываемых сортов и широкой интродукции и акклиматизации и сокращения представителей дикой флоры и фауны.
Проблема голода и ухудшения качества продуктов питания непосредственно связана с первой.
Энергетическая проблема вызвана необходимостью энергетического обеспечения существующего и потенциального народно-хозяйственного и жилищно-коммунального комплексов при исчерпаемости природных углеводородных и других ресурсов. Экологические проблемы городов и крупных промышленных центроввызваны тем, что эти искусственные экосистемы не могут функционировать без производимой энергии. Отсюда возникает комплекс проблем экологического порядка – энергообмен и массообмен в биосфере, загрязнение среды в результате трансграничного переноса и другие.
Экологические проблемы горного дела и промышленного производства проявляются в разрушении естественной природы и в загрязнении атмосферного воздуха, вод, почв, в накоплении загрязняющих веществ в растениях, грибах, животных и человеке.
Экологические проблемы сельскохозяйственного производства, включая мелиоративное освоение новых, ранее не пригодных по каким-либо причинам к производству сельскохозяйственной продукции земель, также многообразны, как и предыдущие.
Экологические проблемы, вызванные использованием и загрязнением вод столь очевидны, что не нуждаются в дополнительном объяснении.
Природоохранное и заповедное дело.В сложившуюся систему охраняемых территорий уже включены наиболее примечательные природные объекты, которые по каким-либо причинам географического и экологического порядка не могли быть изменены или еще слабо нарушены человеком. Эта система охраняемых территорий, по мере роста численности населения и экономико-географических преобразований, должна постоянно пополняться новыми охраняемыми территориями и объектами, хотя возможности ее расширения снижаются.
Проблемы санитарии и гигиены окружающей среды.Ухудшение качества окружающей среды во многом вызывается ее замусориванием, принявшем глобальные масштабы. В конечном итоге практически все результаты экономических усилийи жизнедеятельности человечества оказывается на полигонах захоронения, в мусорных свалках и на станциях аэрации.
Экологическое образование и воспитаниепризваны подготовить следующее поколение населения конкретных стран к восприятию накопленных экологических проблем, проведению научных исследований, обобщению опыта предшествующих поколений по использованию ресурсов и отношений с природной средой, а так же принятию оптимальных решений в области природопользования с учетом экономических и экологических реалий. Несмотря на многообразие проблем, стоящих перед человечеством, включая политические, экономические, связанные с войнами, этническими и религиозными конфликтами, все проблемы экологического порядка относятся к важнейшим.
При анализе экологических проблем следует учитывать развитие в современной физической географии положения о гетерохронности (метахронности по К.К. Маркову) – неодновременном переходе географической среды из одного качественного состояния в другое на отдаленных территориях, и представления о синхронности происходящих процессов в конкретных регионах географического ранга (материках, поясе, зоне, стране и т.д.).
Ухудшение состояния среды на конкретной территории, где ведётся интенсивная хозяйственная деятельность человека, может быть объяснена антропогенным фактором. Но подобное ухудшение среды может быть вызвано её естественными причинами. В частности, снижение устойчивости и гибель лесов из ценных пород (в Беларуси – ель) происходит в Европе, Азии и в Северной Америке, как в условиях загрязнения среды, так и на охраняемых территориях. Не выявив гетерохронности или синхронности в изменении параметров среды, можно не корректно объяснить причины экологической ситуации.
Следующее обстоятельство, которое необходимо учитывать при анализе экологической ситуации, – цикличность. В изменчивости природной среды существуют циклы различной продолжительности – от суточного до многолетних и вековых. Хорошо известны 11-летние и вековые циклы солнечной активности, оказывающие влияние на погодно-климатические условия, первичную продуктивность лесов, уровненный режим озёр и т.д. Изменение состояния среды на вершине цикла или у его минимума, вызванное естественными причинами, может быть неверно связано с началом хозяйственных мероприятий (например, осушение болот) или с работой крупных промышленных производств, хотя они не всегда отрицательно влияют на эту среду.
Ярким примером дискуссии и неоднозначности выводов о причинах, породивших ту или иную проблему, может быть изменение климата в XX и ХХI веках. Вывод о том, что изменение глобального климата отчасти обусловлено хозяйственной деятельностью человека, с большой осторожностью был сформулирован в оценочном докладе Международной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК) в 1995 г.
Согласно этой идеи, антропогенное увеличение углекислого газа в атмосфере, начиная с середины 1880-х гг., привело к повышению ее температуры на 0,5 °С, несмотря на то, что это потепление маскируется колебаниями прозрачности атмосферы. О катастрофических последствиях потепления для человечества или населения конкретных стран существует огромный объём публикаций. Однако в настоящее время нет убедительных доказательств влияния человеческой деятельности на климат больших территорий. Более того, обнаруживаемую палеоданными синхронность изменений концентрации углекислого газа и повышение температуры воздуха за последние 160 лет, по мнению некоторых климатологов, следует интерпретировать как отображающую влияние приземной температуры воздуха на концентрацию СО2.
С одной стороны, антропогенному усилению парникового эффекта в прогнозах дальнейшего потепления климата отводится основная роль. С другой, согласно Ю.В. Казанцеву (2003), данный сценарий развития климатической ситуации не является корректным, так не существует самого парникового эффекта, а климатическая система Земли находится в равновесном состоянии, что исключает возможность антропогенного воздействия на климат.
Анализ временных рядов приземной температуры воздуха для Европы позволяет считать современное потепление климата природно обусловленным и являющимся результатом суперпозиции различных циклических вариаций, в особенности связанных с изменением солнечной активности. Мощность зарегистрированного глобального потепления климата близка к той, которую дают прогностические климатические оценки, но она не отличается от мощности естественной изменчивости. Это обстоятельство не позволяет утверждать, что современное потепление климата связано с ростом парниковых газов в атмосфере.
Глобальный климат постоянен при неизбежных его локальных изменениях. Несомненно, также колебания климата в разных пространственных масштабах. Изменение приземной температуры цикличны и ничего кроме циклов разной продолжительности в изменчивости климата не существует (Котляков, 1997).
В первом приближении все экологические проблемы можно разделить на три больших группы: изменение численности организмов, переселение организмов человеком и изменение среды обитания. Для каждой этой группы можно привести множество примеров. Уменьшение численности организмов приводит, как правило, к обеднению, вплоть до исчезновения, наиболее ценных для человека видов в биоразнообразии. Красные книги призваны приостановить этот процесс. О последствиях переселения организмов можно судить по хорошо известному завозу в Австралию кроликов.
Информацией об изменении среды произрастания растений, обитания животных и проживания человека насыщена вся географическая и экологическая литература и периодические издания.
Экологические проблемы, отражающие жизнеспособность и численность живых организмов, включая человека, можно разделить на две большие группы. Первая из них объединяет проблемы, вызываемые естественным ходом изменения природных условий жизни – климата, почв, водного режима и других естественных явлений среды. Вторая группа проблем включает последствия, возникающие в живой природе в результате хозяйственной деятельности человека – неграмотного, нерационального использования природных ресурсов и загрязнения окружающей среды.
Действуя одновременно, естественная динамика условий существования организмов и антропогенные их изменения могут привести (и приводят) к наиболее неблагоприятным результатам для биоты. В частности, атмосферная засуха, как следствие естественной ритмики увлажненности, при одновременном мелиоративном осушении болот создает условия для возникновения наиболее угрожающих лесных пожаров, в огне которых гибнет лесная флора и фауна. Продолжительные засухи и, как следствие, обезвоживание территории, гибель посевов, разрушение домашними животными растительного и почвенного покрова приводят даже в XX и ХХI веках к голодной смерти значительной части населения некоторых государств. Природные и антропогенные экологические проблемы характеризуются масштабностью их проявления.
Важна, таким образом, приоритетность принятия решений по снижению их последствий. Для дикой природы масштабность проявления может определяться гибелью растений и животных, их заболеваемостью, снижением продуктивности, изменением численного соотношения между отдельными группами организмов и перемещением животных с целью поиска лучших мест обитания. Для человека масштабность проявления экологических проблем определяется состоянием его здоровья, уровнем смертности и рождаемости населения.
Экологические проблемы имеют также и географическое содержание: они присущи часто определенной территории и конкретным средам – воздушной, водной и почвенно-грунтовой. Некоторые из них, например, глобальные изменения климата, охватывают биосферу в целом. Проявление других ограничено конкретными географическими пространствами.
Есть экологические проблемы, свойственные Европе (например, перенос загрязняющих веществ западным потоком воздушных масс и выпадение кислотных дождей) или конкретным регионам со свойственными им природными ресурсами (осушение болот в гумидной зоне, деятельность горнодобывающей промышленности). Крупные промышленные центры и отдельные экологически опасные предприятия загрязняют окружающую среду определенной географической размерности. Площадь, на которой происходит значительное изменение биоты, может варьировать от небольшой, узколокальной территории (хутора) до суши и океана в целом. Как невозможно перечислить все современные экологические проблемы, так же невозможно определить территорию, на которой существует конкретная проблема. В итоге, проявления такого рода проблем сводятся к глобальному экологическому ухудшению современной ойкумены.
Территории Беларуси свойственны не только специфичные, связанные с функционированием ее народнохозяйственного комплекса экологические проблемы, но и проблемы планетарного характера. Последние еще более угрожающи. От них невозможно отгородиться государственными границами. При решении внутренних проблем, возникших на территории Беларуси, следует использовать как собственный, так и международный опыт в деле охраны природы.
Для более полного изучения экологических проблем антропогенного происхождения их можно подразделять по источникам загрязнения (кто загрязняет), загрязняющим веществам (чем загрязняют) и по изменениям в биоте, вызванным использованием природных (климатических, водных, почвенных, минерально-сырьевых и биологических) ресурсов. Экологические проблемы по масштабности проявления и источникам возникновения, а также по экономическим затратам на их решение чрезвычайно разнообразны. Важнейшая экологическая проблема современности – сохранение природного биоразнообразия.
