Антропогенний вплив на біосферу

Антропогенний вплив тісно пов’язаний зі зміною природи.

Зміна природи людиною це неминуче вилучення речовини людством і зміна фізичних і хімічних характеристик природи в перебігу власного розвитку. В історичному плані можна виділити кілька етапів зміни природи людством, що закінчувалися екологічними кризами і супроводжувалися екологічними революціями.

Ці етапи такі:

1. Вплив людей на біосферу лише як звичайних біологічних видів;
2. Надінтенсивне мисливство без різкої зміни екосистем у період становлення людства;
3. Зміна екосистем через випас худоби, прискорення росту трав шляхом випалювання та інших акцій;
4. Підсилення пливу на природу з докорінним перетворенням частини екосистем (розорювання земель, широке вирубування лісів і т.д.);
5. Глобальна зміна всіх екологічних компонентів біосфери в цілому у зв’язку з необмеженою інтенсифікацією господарства.

Останній етап розпочався порівняно недавно – не більше, ніж 300 років тому (головним чином, у 20 столітті) – і досягне найбільшої гостроти в кінці 20 – початку 21 століття. Далі, якщо не станеться глобальної катастрофи на зразок ядерної війни чи тотального руйнування озонового шару планети, слід очікувати на поступове пом’якшення антропогенного пресу, заснованого на досягненнях науково-технічної революції й переходу природного середовища на відновлення до фази доцільної екологічної рівноваги.

Екологічна криза – напружений стан взаємовідносин між людиною й природою, що характеризується невідповідністю розвитку продуктивних сил і виробничих стосунків у людському суспільстві, з одного боку, ресурсно-екологічним можливостями у біосфері, з іншого. Характеризується не просто і не стільки підсиленням впливу людини на природу, але й різким збільшенням (!) впливу зміненою людьми природи на суспільний розвиток. В більш широкому розумінні екологічні кризи – фази розвитку біосфери, на яких відбувається якісне відновлення живої речовини (вимирання одних видів і виникнення інших).

Екологічну кризу треба відрізняти від екологічної катастрофи. Криза – поворотний стан, в якому людина виступає активно діючою стороною. Катастрофа – незворотне явище; людина тут вимушено пасивна, страждаюча сторона.

Екологічна (господарська) революція – відповідна реакція людства на кризовий стан системи "людина й біосфера". Звичайно, охоплює всі сторони господарювання і призводить до зміни поглядів людей на природу, її експлуатацію. В попередні епохи екологічні революції минали протягом тривалого періоду (віками і, навіть, тисячоліттями) Сучасна глобальна екологічна (науково-технічна) революція протягнеться, очевидно, близько половини століття (в іншому випадку може наступити всесвітня екологічна катастрофа)

Протягом своєї історії людство неодноразово вступало в кризові періоди, що були переборюванні екологічними революціями (рис. 4.3).

Рис.4.3. Екологічні кризи і революції.

Внаслідок до антропогенної екологічної кризи арідізації (від лат. aridus – сухий) сталася зміна середовища пробування живих істот, що спричинило виникнення прямо ходячих антропоїдів – безпосередніх предків людини.

1. Криза збіднення ресурсів промислів і збирання. Криза відносного збіднення доступних примітивній людині промислу й збирання.

Біотехнічна революція (реакція на нестачу природних продуктів при виході людства з фази суто біологічного існування) – стихійні біотехнічні заходи на зразок випалювання рослинності для її найкращого і понад раннього зростання (поліпшення пасовищ диких тварин).

1. Перша антропогенна екологічна криза ("криза консументів") – масове винищення (перепромисел) великих тварин і виснаження ресурсів збирання.

За тисячоліття людської цивілізації незчисленна кількість видів тварин була бездумно винищена. Ніяка, наприклад, кліматична катастрофа не змогла б так швидко винищити мамонтів, як це зробили мисливці палеоліту. Розрахунки вчених – біогеографів засвідчують, що на початку палеоліту (понад 2 млн. років тому) на території європейської частини колишнього СРСР випасалось майже півмільйона мамонтів. Наші далекі предки швидко засвоїли засіб мисливства на цих гігантів за допомогою ловчих ям. Темпи винищення мамонтів були настільки інтенсивними, що за тисячу років вони зникли зовсім.

Після того як не стало мамонтів, люди були вимушені полювати на меншого звіра – бізона, шерстистого носорога, гігантського оленя, ресурси яких теж скоро було вичерпано

Перша сільськогосподарська революція – розвиток примітивного поливного хліборобства й скотарства (приручення тварин).

1. Криза примітивного поливного хліборобства – криза засолення грунтів унаслідок невірних агромеліоративних заходів, деградація примітивного поливного хліборобства, недостатність його для зростаючого народонаселення Землі.

Друга сільськогосподарська революція полягала в широкому засвоєнні неполивних земель – переходу до богарного (неполивного) хліборобства, тобто, здійснюваному тільки за рахунок вологи атмосферних опадів.

1. Друга антропогенна екологічна криза ("криза продуцентів") – бурхливий розвиток продуктивних сил суспільства, що викликав широке застосування мінеральних ресурсів і ресурсів рослинного світу (у тому числі, знищення лісів).

Промислова революція – перехід від екстенсивних до інтенсивних форм господарювання, в т. ч. природокористування.

1. Сучасна глобальна екологічна "криза редуцентів" (забруднення) – редуценти не встигають очищати біосферу від антропогенних продуктів чи потенційно нездібні зробити це в силу неприродного характеру штучних речовин, що викидаються.

Науково-технічна революція – зміна продуктивних сил суспільства на основі перетворення науки в провідний фактор суспільного розвитку, безпосередню продуктивну силу. Різке прискорення розвитку науки й техніки, що зумовлено необхідністю задоволення суспільних потреб, що виходять за межі існуючих форм використання природних, матеріальних і трудових ресурсів (зациклення технологічних процесів, реутилізація продуктів, максимальна економія енергії, мініатюризація технічних об’єктів).

1. Глобальна термодинамічна (теплова) криза – із ходом історичного часу при отриманні із природних систем корисної продукції на її одиницю в середньому витрачається все більше енергії. Збільшуються й енергетичні витрати на одну людину. Ці видатки на цей час приблизно в 60 разів більші, ніж у наших далеких предків у кам’яному віці. Загальна енергетична ефективність сільськогосподарського виробництва (співвідношення енергії вкладеної й одержаної з готової продукції) у промислово розвинутих країнах приблизно у 30 разів нижче, ніж при примітивному хліборобстві.

В основі зниження енергетичної ефективності покладено принцип Ле Шательє-Брауна і закон внутрішньої динамічної рівноваги, суть яких полягає в тому, що будь-яка зміна середовища (речовини, енергії, інформації, динамічних якостей екосистем) неминуче призводить до розвитку природних ланцюгових реакцій, що йдуть в напрямку нейтралізації вчиненої зміни. Іншими словами, чим більше відхилення від стану екологічної рівноваги, тим більше визначними повинні бути енергетичні витрати для послаблення протидії природних систем цьому відхиленню.

Проте всі природні системи, в тому числі й біосфера, обмежені за енерговмістом. Антропогенна зміна енергетики біосфери понад допустиму межу, за правилом одного відсотка, зумовлює серйозні наслідки. Штучне збільшення енергії у біосфері в наш час досягнуло вже значень, близьких до граничних (що відрізняються від них не більше, ніж на один математичний порядок – у 10 разів).

З глобальною термодинамічною кризою пов’язана енергетична криза – абсолютна нестача енергії для поступального розвитку людства.

Енергетична революція – максимальна економія енергії та перехід до її джерел, що майже не додають тепло в приземний шар тропосфери (насамперед, до використання сонячної енергії).

1. Глобальна криза надійності екологічних систем – порушення природної екологічної рівноваги.

Революція екологічного планування – регульована КОЕВОЛЮЦІЯ в системі "суспільство – природа", будівництво ноосфери. Від принципу беззупинного перетворення природи і необмеженої її експлуатації треба перейти до економії природних ресурсів та дуже обережної зміни природного середовища життя. Усвідомлення того, що від односторонньої зміни природного циклу системи "людина-біосфера" необхідно переходити до двосторонньої адаптації (коеволюції) із центром уваги до раціонального перетворення людського суспільства, його пристосування до об’єктивного природного середовища життя і до розвитку суспільного виробництва з урахуванням екологічних обмежень цього виробництва.

Протягом останніх екологічних (господарських) революцій сталися чималі зміни світогляду. Промисловій революції передувала епоха Відродження, що сформулювала та прийняла постулат людини, як міри всіх речей. В наші дні визначається, що людина лише частина (особлива, розумна, соціальна, але частина) природи, фактично (еволюційно) підпорядкована їй. Цю зміну світогляду можна вважати аналогом переходу від геоцентричного до геліоцентричного мислення. Проте мірою національного багатства все ж у більшій мірі визнається здоров’я населення, максимальна тривалість життя людини. Вони невідривні від збереження природи.

Вивчаючи зміни навколишнього середовища під впливом господарської діяльності людини, вчені розрізняють чотири основні форми впливу на природу:

1. Зміна структури земної поверхні (розорювання степів, вирубування лісів, меліорація створення озер і т. д.).
2. Зміна складу біосфери, кругообігу й балансу її складових речовин (вилучення копалин, створення відвалів, пилегазовикидів, зміна влагообігу і т. д.).
3. Зміна енергетичного, зокрема, теплового, балансу окремих районів земної кулі і всієї планети.
4. Зміна біологічної рівноваги внаслідок винищення деяких видів, створення нових порід тварин і рослин, переміщення їх на нові місця проживання.

Розглянемо деякі причини, що сприяють активному вторгненню людини в природне середовище. Це насамперед те, що природне середовище є першоджерелом усіх матеріальних благ для людини. Тому людина завжди прагнула взяти більше від природи для більш повного задоволення своїх потреб, створення умов добробуту і не враховувала при цьому вплив на природну рівновагу.

Іншою причиною є збільшення кількості населення на земної кулі, що призводить до зростання споживання первинних природних ресурсів, та викликає необхідність постійного підвищення виробництва матеріальних благ. До початку нашої ери все населення Землі налічувало 200 млн. чоловік, в 1600 р. – 500 млн. чоловік, а на теперішній час кількість населення планети складає понад 6 млрд. чоловік. Щодня світ поповнює майже 200 тис. нових громадян.

Науково-технічний прогрес спричинив появу нових міст, цілком нових видів виробництва, невідомих до цього видів продукції. Життя все більше засвідчує, що сучасні досягнення науки й техніки дають у руки людини такі матеріальні сили, які здібні використовувати в його інтересах усі види натуральної речовини й енергії, що відкриті на планеті, та переміщувати у великих масштабах сировину й енергію з одних районів Землі в інші. Нові матеріальні засоби, що створені людиною, інтенсифікують суспільству певний економічний ефект. Витрати на впровадження досягнень науки й техніки окупаються в кілька разів. Інтенсифікація виробництва та економічний ефект, який воно одержує від цього, підсилює вторгнення суспільства в природу, прискорює обмін речовин між суспільством і природою та вилучає речовини з природного стану.

Урбанізація також є однією із причин порушення людиною природної екологічної біохімічною рівноваги. Урбанізація – це історичний процес підвищення ролі міст у житті суспільства, пов’язаний з концентрацією й інтенсифікацією несільськогосподарських функцій, розповсюдженням міського способу життя, формуванням специфічних соціально-просторових форм розселення. Урбанізація супроводжується збільшенням кількості населення міст і його щільності. Створення суперміст із величезними промисловими комплексами призвело до стихійного скупчення населення на порівняно невеликій території.

Історично першим містом із мільйонним населенням був Рим за часів Юлія Цезаря (100 – 44 р. до нашої ери). За даними ООН в 1900 р. у світі було всього кілька міст із населенням 1 млн. чоловік, а у 2000 р. їх було уже кілька сот штук.

Передбачається, що на початку 21 століття найбільшим містом світу буде Мехіко (зараз понад 14 млн., очікується 31 млн. чол.), далі будуть іти Сан-Пауло (25 млн.), Калькутта, Сеул – 19- 20 млн., Бомбей – 17 млн., Каїр, Джакарта, Карачі – по 16 млн. чол..

В наші дні максимальна середня щільність населення в Парижі – 32000 чол. На 1 км2. На другому місці Гонконг – 25000 (в окремих районах скупчення населення досягає 1500 тис. чол. на 1 га). Щільність населення в центрі Мехіко – 21 тис. чол.., Буенос-Айресу – 15 тис. чол.., Токіо – 14 – 16 тис. чол.., Нью-Йорку – 13,2 тис.чол. на 1 км2.

Загальна площа урбанізованої території Землі в 1980 р. була 4,69 млн. км2. Очікується, що в 2070 р. вона досягне 19 млн. км2 – 12,8% всієї і понад 20%життєздатної території суходолу. До 2030 р. практично усе населення земної кулі буде жити в поселеннях міського типу. В ряді країн (ФРН та ін.) рекомендовано урбанізувати не більше 10% території.

Такі урбанізовані території можна віднести до техносфери, тобто частини біосфери, що докорінно перебудована людиною в технічні й техногенні об’єкти (будови, дороги, механізми і т п.) з метою найкращої відповідності до соціально-економічних потреб людства. Проте економічні втрати від урбанізації, насамперед від стресу, шуму, забруднення зараз перевищують втрати від страйків трудящих, хоча в останній час намітилася тенденція до скорочення інтенсивності деяких хвороб міського середовища.