Author: Коробкин В.И. Передельский Л.В.
Tags: общая экология биоценология гидробиология биогеография экология и биогеография охрана живой природы человек и окружающая среда экология человека охрана природы экология учебник охрана окружающей среды
ISBN: 978-5-406-02033-3
Year: 2013
Text
• БАКАЛАВРИАТ
В.И. Коробкин
Л.В. Передельский
ЭКОЛОГИЯ
И ОХРАНА
ОКРУЖАЮЩЕЙ
СРЕДЫ
Рекомендовано ФГБОУ ВПО
«Московский государственный университет природообустройства»
к использованию в качестве учебника для студентов вузов,
обучающихся по направлению
270800 «Строительство» (квалификация (степень) «бакалавр»)
Регистрационный номер рецензии № 047 от 15.02 2012 ФГАУ «ФИРО»
КНОРУС • МОСКВА • 2013
KnorilSiisedis
УДК 574/502(075.8)
ББК 28.08:20.1я73
К68
Рецензенты:
С.Г. Тяглов, заведующий кафедрой региональной экономики и природопользова-
ния ФГБОУ ВПО РГЭУ (РИНХ). д-р экон наук, проф.
С.И. Колесников, заведующий кафедрой экологии и природопользования ФГАОУ
ВПО ЮФУ,д-рс.-х. наук, проф
Коробкин В.И.
К68 Экология и охрана окружающей среды : учебник / В.И Коробкин,
Л.В. Передельский. — М.: КНОРУС, 2013. — 336 с. — (Бакалавриат).
ISBN 978-5-406-02033-3
Учебник состоит из двух частей экологии как комплексной науки и охраны
окружающей среды — прикладной науки, опирающейся на законы экологии
Рассмотрены основные положения общей экологии, учения о биосфере, эколо-
гии человека, антропогенные воздействия на биосферу, проблемы экологической
зашиты и охраны окружающей среды.
Соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту
высшего профессионального образования третьего поколения.
Для студентов бакалавриата, а также учителей и учащихся средних школ, ли-
цеев и кол юджей. Может быть поюзан для широкого круга инженерно-технических
работников, занимающихся вопросами рациона имаго природопользования и охраны
окружающей среды
УДК 574/502(075.8)
ББК 28.08:20.1я73
Коробкин Владимир Иванович
Передельский Леонид Васильевич
ЭКОЛОГИЯ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Сертификат соответствия hfe РОСС RL АЕ51 Н 16208 от 04 06 2012
Изд № 4300 Подписано в печать 25.07 2012
ООО «КноРус»
129085. Москва, проспект Мира, д 105. стр 1
Тел (495)741-46-28.
E-mail ofTice@knorus ni http.//www.knonis m
филиал «УЛЬЯНОВСКИЙ ДОМ ПЕЧАТИ»
ISBN 978-5-406-02033-3
© Коробкин В.И ,
Передельский Л В ,2013
€> ООО «КноРус». 2013
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие. . 9
Введение .... . .10
ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ . 13
ГЛАВА 1. Общая экология ................. .14
1.1 Организм как живая целостная система .................. .14
1.1.1. Уровни биологической организации и экология ... .14
1.1.2. Развитие организма как живом целостном системы . . 18
1.1.3. Системы организмов и биота Зем ли.............. .22
1.2 . Взаимодействие организма и среды................... .26
1.2.1. Понятие о среде обитания и экологических факторах . . 26
1.2.2. Основные представления об адаптациях организмов . . 29
1.2.3. Л имитирующие экологические факторы............ .31
1.2.4. Значение физических и химических факторов среды
в жизни организмов..................................... .33
1.2.4.1. Влияние температуры на организмы . 33
1.2.4.2. Свет и его роль в жизни организмов . 36
1.2.4.3. Вода в жизни организмов.................. .37
1.2.4.4. Совместное действие температуры и влажности . . 40
1.2.4.5. Водная среда............................. .41
1.2.4.6. Атмосферные газы как экологический фактор. . 42
1.2.4.7. Физические факторы воздушном среды . . 42
1.2.4.8. Химические факторы воздушном среды..... .42
1.2.4.9. Биогенные вещества как экологические факторы ... 44
1.2.4.10. Биогенные макроэлементы. . ... ... .44
1.2.4.11. Биогенные микроэлементы............ . . .45
1.2.5. Эдафические факторы и их роль в жизни растений
и почвенном биоты...................................... .45
1.2.5.1. Состав и структура почв.................. .46
1.2.5.2. Строение почв в вертикальном разрезе ... .47
1.2.5.3. Важнейшие экологические факторы почв . . 48
1.2.5.4. Экологические индикаторы. . .... 49
1.2.6. Ресурсы живых существ как экологические факторы . ... 50
1.2.6.1. Классификация ресурсов................... .50
1.2.6.2. Экологическое значение незаменимых ресурсов...51
1.2.6.3. Экологическое значение пищевых ресурсов.......52
1.2.6.4. Ограждение пищевых ресурсов . .53
1.2.6.5. Пространство как ресурс.......................54
4• ОГЛАВЛЕНИЕ
1.3 . Популяции............................................. .55
1.3.1. Статические показатели популяций . . ... .55
1.3.2. Динамические показатели популяций . ... 57
1.3.3. Продолжительность жизни........... ... 58
1.3.4. Динамика роста численности популяции . .61
1.3.5. Экологические стратегии выживания . ... 65
1.3.6. Регуляция плотности популяции ... ... .66
1.4 Биотические сообщества.............. . . .68
1.4.1 Видовая структура биоценоза....... . . .68
1 4.2. Пространственная структура биоценоза............ .71
1.4.3. Экологическая ниша. Взаимоотношения организмов
в биоценозе........................................ .72
1.5. Экологические системы .... . . .78
1.5.1. Концепция экосистемы.............. . . .78
1.5.2 Продуцирование и разложение в природе . ... 80
1.5.3 1омеостаз экосистемы............................. .82
1.5.4. Энергия экосистемы........... ... 82
1.5.4.1. Энергетические потоки...... . . . 82
1.5.4.2. Принцип биологического накопления ... .85
1.5.5. Биологическая продуктивность экосистем ............86
1.5.5.1. Уровни производства органического вещества. . 86
1.5.5.2. Экологические пирамиды ... .87
1.5.6. Динамика экосистемы.......... .90
1.5.6.1. Цикличность........... .90
1.5.6.2. Экологическая сукцессия.... .90
1.5.6.3. Сукцессионные процессы и климакс . 94
ГЛАВА 2. Учение о биосфере . . .... .96
2.1. Биосфера — глобальная экосистема Земли . . 96
2.1.1 Биосфера как одна из оболочек Земли . 96
2.1.2. Состав и границы биосферы....................... .99
2.1.3. Круговорот веществ в природе.................... 104
2.1.4. Биогеохимические циклы наиболее жизненно важных
биогенных веществ...................................... 107
2.2. Природные экосистемы Земли как хорологические единицы
биосферы......................................................113
2.2.1. Классификация природных экосистем биосферы
на ландшафтной основе.................................. 113
2.2.2. Наземные биомы (экосистемы) .... ... 117
2.2.3. Пресноводные экосистемы......................... 122
2.2.3.1. Особенности и факторы пресноводных
местообитаний......................................122
2.2.3.2. Характеристика пресноводных экосистем......124
Оглавление • 5
2.2.4 Морские экосистемы.................... . . 129
2.2.4.1. Особенности и факторы морской среды . . ... 129
2.2.4.2. Характеристика морских экосистем.............131
2.2.5. Целостность биосферы как глобальной экосистемы.....132
2.3. Основные направления эволюции биосферы.............134
2.3.1. Учение В. И. Вернадского о биосфере............... 134
2.3.2. Биоразнообразие биосферы как результат ее эволюции 138
2.3.3 Ноосфера как новая стадия эволюции биосферы 140
ГЛАВА 3. Человек в биосфере ... 142
3.1. Биосоциальная природа человека и экология . . . 142
3.1.1. Человек как биологический вид и его эволюция . . . 143
3.1.2. Полуляцион ная характеристика человека............ 145
3.1.3. Природные ресурсы земли как лимитирующий фактор
выживания человека. . . .... 149
3.2. Антропогенные экосистемы . . . 152
3.2.1. Человек и экосистемы.............................. 152
3.2.2. Сельскохозяйственные экосистемы (агроэкосистемы) . 156
3.2.3. Индустриально-городские экосистемы 158
3.2.4. Окружающая среда и здоровье человека.............. 158
3.2.4.1. Влияние экологических факторов на здоровье
человека......................................... 158
3.2.4.2. Сохранение здоровья человека . 162
ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ .165
ГЛАВА 4. Антропогенные воздействия на биосферу 166
4.1 Основные виды антропогенных воздействий на биосферу . 166
4.2. Антропогенные воздействия на атмосферу . .... 171
4.2.1. Загрязнение атмосферного воздуха.. 171
4.2.2. Основные источники загрязнения атмосферы .... 173
4.2.3. Экологические последствия локального (местного)
загрязнения атмосферы..................................175
4.2.4. Экологические последствия глобального загрязнения
атмосферы.......................................... ... 177
4.2.4.1. Глобальное потепление климата («парниковый
эффект»)..........................................178
4.2.4.2. Нарушение озонового слоя . . ..179
4.2.4.3. Кислотные дожди............................. 180
4.3. Антропогенные воздействия на гидросферу..... . . 182
4.3.1. Загрязнение гидросферы............................ 183
4.3.2. Экологические последствия загрязнения гидросферы...186
4.3.3. Истощение подземных и поверхностных вод............189
6• ОГЛАВЛЕНИЕ
4.4. Антропогенные воздействия на литосферу. . 191
4.4.1. Воздействия на почвы............ ... 191
4.4.1.1. Эрозия почв (земель). . . 191
4.4.1.2. Загрязнение почв.......................... 193
4.4.1.3. Вторичное засоление и заболачивание почв . 195
4.4.1.4. Опустынивание . 196
4.4. ] .5. Отчуждение земель...................... 197
4.4.2. Воздействия на горные породы и их массивы 197
4.4.2.1. Горные породы.......................... . . 197
4.4.2.2. Массивы горных пород . . . 198
4.4.3. Воздействия на недра............................. 201
4.5. Антропогенные воздействия на биотические сообщества . 202
4.5.1. Значение леса в природе и жизни человека . 202
4.5.2. Антропогенные воздействия на леса и другие
растительные сообшества................................ 204
4.5.3. Экологические последствия воздействия человека
на растительный мир.................................... 206
4.5.4. Значение животного мира в биосфере . 208
4.5.5. Воздействие человека на животных
и причины их вымирания............................... . 208
4.6. Особые виды воздействия на биосферу..................... 211
4.6.1. Загрязнение среды отходами производства и потребления 211
4.6.2 Шумовое воздействие.............................. 213
4.6.3. Биологическое загрязнение........................ 216
4.6.4. Воздействие электромагнитных полей и излучений . 217
4.7. Экстремальные воздействия на биосферу.... 218
4.7.1 Воздействие оружия массового уничтожения ........ 219
4.7.2. Воздействие техногенных экологических катастроф. . 221
4.7.3. Стихийные бедствия............................... 222
4.7.3.1. Стихийные бедствия эндогенного характера . 223
4.7.3.2. Стихийные бедствия экзогенного характера 227
ГЛАВА 5. Охрана окружающей среды и рациональное
природопользование............................................ 234
5.1 Основные принципы охраны окружающей среды
и рационального природопользования.......... 234
5.2. Инженерная экологическая зашита ........................ 239
5.2.1. Принципиальные направления инженерной зашиты
окружающей среды........................................239
5.2.1.1. Малоотходная и безотходная технологии и их роль
в защите среды обитания.............................240
5.2.1.2. Биотехнология в охране окружающей среды........242
5.2.2. Нормирование качества окружающей среды............243
Оглавление • 7
5.2.3. Защита атмосферы. 249
5.2.4. Защита гидросферы................................. 253
5 .2.4.1. Поверхностная гидросфера . . 253
5 .2.4.2. Подземная гидросфера. . 259
5.2.5. Защита титосферы ....... . ... 261
5.2.5.1. Защита почв (земель)....................... 261
S.2.5.2. Охрана и рациональное использование недр . 262
5.2.5.3. Рекультивация нарушенных территорий ... 263
5.2.5.4. Зашита массивов горных пород . 264
5.2.6. Защита биотических сообществ .... 266
5.2.6.1. Зашита растительного мира . . 266
S.2.6.2. Охрана животного мира . 268
5.2.6.3. Красная книга.............................. 270
5.2.6.4. Особо охраняемые природные территории .... 271
5.2.7. Зашита окружающей среды от особых видов воздействий . . 274
5.2.7.1. Зашита от отходов производства и потребления 274
5.2.7.2. Зашита от шумового воздействия............. 277
5.2.7.3. Зашита от электромагнитных полей и излучений 278
5.2.7.4. Зашита от биологического воздействия . . 278
5.3. Основы экологического права.......................... 279
5.3.1. Источники экологического права.................... 279
5.3.2. 1осударственные органы охраны окружающей среды . . 283
5.3.3. Экологическая стандартизация и паспортизация 284
5.3.4. Экологическая экспертиза и оценка воздействия
на окружающую среду (ОВОС).............................. 286
5.3.5. Экологический менеджмент, аудит и сертификация . 287
5.3.6. Понятие об экологическом риске................... 289
5.3.7. Экологический мониторинг
(мон иторинг окружающей среды).......................... 290
5.3.8. Экологический контроль и общественные экологические
движения ............................................... 294
5.3.9. Экологические права и обязанности граждан .... 295
5.3.10. Юридическая ответственность за экологические
правонарушения........................................... 298
5.4. Экология и экономика ................................ 299
5.4.1. Эколого-экономический учет природных ресурсов
и загрязнителей......................................... 301
5.4.2. Лицензия, договор и лимиты на природопользование. . . . 302
5.4.3. Новые механизмы финансирования охраны окружающей
среды................................................. ... 303
5.4.4. Понятие о концепции устойчивого развития 306
5.5. Экологизация общественного сознания...................308
5.5.1. Антропоцентризм и экоцентризм. Формирование нового
экологического сознания..................................308
8• ОГЛАВЛЕНИЕ
5.5.2. Экологическое образование, воспитание и культура. . 312
5.6. Международное сотрудничество в области экологии.........314
5.6.1. Международные объекты охраны окружающей среды . . 315
5.6.2. Основные принципы международного экологического
сотрудничества........................................ 317
5.6.3. Участие России в международном экологическом
сотрудничестве.........................................320
Основные понятия и определения в области экологии, охраны
окружающей среды и природопользования 323
Рекомендуемая литература 328
Основная литература................................328
Дополнительная литература..........................328
ПРЕДИСЛОВИЕ
Учебник «Экология и охрана окружающей среды» написан для сту-
дентов вузов, обучающихся по техническим направлениям для по-
лучения квалификации (степени) бакалавра, а также по техническим
специальностям для получения квалификации инженера, и соответ-
ствует требованиям действующего Государственного образовательного
стандарта высшего профессионального образования РФ, утвержден-
ного в 2010 с С учетом требований этого стандарта к компетенциям
и знаниям бакалавров технического профиля и инженеров была раз-
работана рабочая учебная программа. На основе рекомендованных
оценок трудоемкости дисциплины определен, на наш взгляд, опти-
мальный объем курса и самого учебника. Авторы стремились сделать
его достаточно полным по содержанию и вместе с тем компактным
по объему, а также сочетать научный характер изложения с доступно-
стью его для студентов младших курсов.
Учебник состоит из двух частей: теоретической экологии как ком-
плексной науки и охраны окружающей среды — прикладной науки,
опирающейся на ее законы.
Издание может быть использовано и для преподавания курса «Охра-
на окружающей среды», а также в рамках дисциплины «Безопасность
жизнедеятельности человека» (раздел «Безопасностьжизнедеятельно-
сти в природной среде»). Такой учебник необходим, ибо решение во-
просов охраны окружающей среды, рационального природопользова-
ния и устойчивого развития в XXI в. требует всеобщей экологической
грамотности, экологизации всей науки, в том числе ее технических
направлений.
Учебник рекомендуется как базовый для экологических и природо-
охранных дисциплин, преподаваемых во всех технических вузах стра-
ны, на факультетах научно-технических направлений в классических
университетах и др. Он отражает современные представления об эко-
логии как междисциплинарной науке, базирующейся на биологиче-
ских науках, науках о Земле и социально-экономического цикла. Вме-
сте с тем оно раскрывает теснейшую связь экологии с инженерными
проблемами зашиты природы и рационального природопользования
и в целом формирует новое экологическое, ноосферное мировоззре-
ние будущих специалистов в области технических наук.
Главы 1—3 написаны В.И. Коробкиным, главы 4—5 — Л.В. Пере-
дельским, предисловие и введение написаны совместно.
Авторы искренне благодарят рецензентов за ценные советы по улуч-
шению содержания книги и устранению ряда ее недостатков.
ВВЕДЕНИЕ
Экология (от греч. oikos — «дом, жилище» и logos — «учение») — на-
ука, изучающая условия существования живых организмов и взаимо-
связи между организмами и средой, в ко юрой они обитают. Изначаль-
но экология развивалась как составная часть биологической науки,
в тесной связи с другими естественными науками — химией, физикой,
геологией, географией, почвоведением, математикой.
Предметом экологии является совокупность, или структура, свя-
зей между организмами и средой. Тлавный объект изучения в эколо-
гии — экосистемы, т.е. единые природные комплексы, образованные
живыми организмами и средой обитания. Кроме того, в область ее
компетенции входит изучение отдельных видов организмов (организ-
менный уровень), их популяций, т.е. совокупностей особей одного вида
(популяционно-видовой уровень), и биосферы в целом (биосферный
уровень).
Основная, традиционная часть экологии как биологической нау-
ки — общая экология, которая изучает общие закономерности взаимо-
отношений любых живых организмов, включая человека как биологи-
ческое существо, и среды.
В составе общей экологии выделяют следующие основные разделы:
— аутэкологию, исследующую индивидуальные связи отдельного
организма (виды, особи) с окружающей его средой;
— популяционную экологию (демоэкологию), в задачу которой вхо-
дит изучение структуры и динамики популяций отдельных ви-
дов. Популяционную экологию рассматривают и как специаль-
ный раздел аутэкологии;
— синэкологию (биоценологию), изучающую взаимоотношение по-
пуляций, сообществ и экосистем со средой
Для всех этих направлений главным является изучение выживания
живых существ в окружающей среде, и задачи здесь стоят преимуще-
ственно биологического свойства — изучить закономерности адапта-
ции ор1анизмов и их сообществ к окружающей среде, саморегуляцию,
устойчивость экосистем и биосферы и т.д. В изложенном понимании
экология классифицируется по конкретным объектам и средам иссле-
дования, т.е. различают экологию животных, экологию растений и эко-
логию микроорганизмов.
В последнее время непрерывно возрастают роль и значение био-
сферы как объекта экологического анализа. Большое значение в со-
Введение • 11
временной экологии уделяется проблемам взаимодействия человека
с окружающей средой, в особенности с ее природной компонентой.
Выдвижение на первый план этих разделов в экологической науке свя-
зано с резко негативными последствиями научно-технического про-
гресса, противоречиями между экономикой и экологией.
Таким образом, современная экология не ограничивается только
рамками биологической дисциплины, она превращается в междисци-
плинарную науку, изучающую сложнейшие проблемы взаимодействия
человека с окружающей средой. Актуальность и мноылранность згой
проблемы, вызванной обострением экологической обстановки в мас-
штабах всей планеты, привели к «экологизации» многих естествен-
ных, технических и гуманитарных наук. Например, на стыке эколо-
гии с другими отраслями знаний продолжается развитие таких новых
направлений, как инженерная экология, геоэкология, математическая
экология, се гьскохозяйстеенная экология, космическая экология и т.д.
Соответственно более широкое толкование получил и сам термин
«экология», а экологический подход при изучении взаимодействия че-
ловеческого общества и природы был признан основополагающим.
Экологическими проблемами Земли как планеты занимается гло-
бальная экология, основным объектом изучения которой является
биосфера как глобальная экосистема. В настоящее время возникли
и такие специальные дисциплины, как социальная экология, изучаю-
щая взаимоотношения в системе «человеческое общество — природа»,
и экология человека (антропоэкология) как ее часть, в которой рас-
сматривается взаимодействие человека как биосоциального существа
с окружающим миром.
Современная экология тесно связана с политикой, экономикой,
правом (включая международное право), психологией и педагогикой,
так как только в союзе с ними возможно преодолеть технократическую
парадигму мышления и выработать новый тип экологического созна-
ния, коренным образом меняющий поведение людей по отношению
к природе.
Комплекс перечисленных научных дисциплин и направлений,
указанных выше, и ряд других, с которыми читатель познакомится
по мере изучения материала, можно объединить единым понятием —
теоретическая экология, которая вскрывает общие закономерности
организации жизни.
Прикладная экология изучает механизмы разрушения биосферы че-
ловеком, способы предотвращения этого процесса и разрабатывает
принципы рационального использования природных ресурсов. Науч-
12 • ВВЕДЕНИЕ
ную основу прикладной экологии составляет система общеэкологиче-
ских законов, правил и принципов.
Из сказанного следует, что задачи экологии весьма многообразны,
и, как будет видно из дальнейшего изучения материала, в общетеоре-
тическом плане к ним относятся:
— разработка общей теории устойчивости экологических систем;
— изучение:
• экологических механизмов адаптации к среде:
• регуляции численности популяций;
• биологического разнообразия и механизмов его поддержания;
• продукционных процессов;
• процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее
устойчивости;
— моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных
процессов.
Стратегической задачей экологии считается развитие теории взаи-
модействия природы и общества на основе нового взгляда, рассматри-
вающего человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.
ЧАСТЬ I
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ
ЭКОЛОГИЯ
ГЛАВА 1
ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ
Первое появление жизни при создании
биосферы должно было произойти не в виде
появления одного какого-нибудь вида орга-
низма. а в виде их совокупности, отвечаю-
щей геохимическим функциям жизни.
В. И. Вернадский
1.1. ОРГАНИЗМ КАК ЖИВАЯ
ЦЕЛОСТНАЯ СИСТЕМА
1.1.1. Уровни биологической организации и экология
Ген, клетка, орган, организм, популяция, сообщество (биоце-
ноз) — главные уровни организации жизни. Экология изучает уровни
биологической организации от организма до экосистем. В ее основе,
как и всей биологии, лежит теория эволюционного развития органиче-
ского мира Ч. Дарвина, базирующаяся на представлениях о естествен-
ном отборе. В упрощенном виде его можно представить так: в резуль-
тате борьбы за существование выживают наиболее приспособленные
организмы, которые передают выгодные признаки, обеспечивающие
выживание, своему потомству, которое может их развить дальше, обе-
спечив стабильное существование данному типу организмов в кон-
кретных условиях среды. Если эти условия изменятся, то выживают
организмы с более благоприятными для новых условий признаками,
переданными им по наследству, и т.д.
Материалистические представления о происхождении жизни
и эволюционную теорию Ч. Дарвина можно объяснить лишь с пози-
ций экологической науки. Поэтому не случайно, что вслед за откры-
тием Дарвина (1859) появился термин «экология» Э. Геккеля (1866).
Роль среды, т.е. физических факторов, в эволюции и существовании
организмов не вызывает сомнений. Эта среда была названа абиотиче-
ской, а составляющие ее отдельные части (воздух, вода и др.) и фак-
торы (температура и др.) — абиотическими компонентами, в отличие
от биотических компонентов, представленных живым веществом. Взаи-
Глава 1. Общая экология «15
модействуя с абиотической средой, т.е. с абиотическими компонента-
ми, они образуют определенные функциональные системы, где живые
компоненты и среда — «единый цельный организм»
На рисунке 1.1 указанные выше компоненты представлены в виде
уровней биологической организации биологических систем, которые
различаются по принципам организации и масштабам явлений. Они
отражают иерархию природных систем, при которой меньшие подси-
стемы составляют большие системы, сами являюшиеся подсистемами
более крупных систем.
Биотические
Абиотические
Гены—Клетки—Органы—Организмы—Популяции—Сообщества
it it it Т и________и
Вещество Энергия
it it it it if it
Биосистемы
Рис. 1.1. Спектр уровней биологической организации (по Ю. Одуму, 1975)
Свойства каждого отдельного уровня значительно сложнее и мно-
гообразнее предыдущего. Но нельзя предсказать свойства каждого
последующего биологического уровня исходя из свойств отдельных
составляющих его более низких уровней, подобно тому, как нельзя
предсказать свойства воды исходя из свойств кислорода и водорода.
Такое явление называют эмерджентностью — наличием у системного
целого особых свойств, не присущих его подсистемам и блокам, а так-
же сумме других элементов, не объединенных системообразующими
связями.
Экология изучает правую часть «спектра», изображенного
на рис. 1.1. т.е. уровни биологической организации от организмов
до экосистем. В экологии организм рассматривается как целостная си-
стема, взаимодействующая с внешней средой, как абиотической, так
и биотической. В этом случае в наше поле зрения попадает такая со-
вокупность, как биологический вид, состоящий из сходных особей, ко-
торые тем не менее как индивидуумы отличаются дру> от друга. Но всех
их объединяет единый для всех генофонд, т.е. способность размножать-
16 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
ся. Не может быть потомства от особей различных видов, даже близ-
кородственных. Поскольку каждый отдельный индивид (особь) имеет
свои специфические особенности, то и отношение их к состоянию
среды, воздействию ее факторов различное. Например, часть особей
может не выдержать повышение температуры и погибнуть, но попу-
ляция всего вида выживет за счет других, более приспособленных, т.е.
вид как таковой нельзя отождествлять с одной особью.
Популяция — это совокупность особей одного вида. Генетики обыч-
но добавляю! как обязательный момент способность этой совокупности
к самовоспроизведению. Экологи же. учитывая обе эти особенности,
подчеркивают некую изолированность в пространстве и во времени ана-
логичных совокупностей одного и того же вида (Гиляров, 1990).
Изолированность в пространстве и во времени аналогичных по-
пуляций отражает реальную природную структуру биоты. Некоторые
из группировок достаточно хорошо приспосабливаются к местным
условиям, образуя так называемый мсотип. Эта даже небольшая груп-
па особей, связанных между собой генетически, может дать начало
большой популяции, причем весьма устойчивой достаточно длитель-
ное время.
Однако настоящих одновидовых группировок и поселений в при-
роде не существует, и мы обычно имеем делос группировками, состоя-
щими из многих видов. Такие группировки называются биологически-
ми сообществами, или биоценозами.
Биоценоз — совокупность совместно обитающих популяций раз-
ных видов микроорганизмов, растений и животных. Термин «био-
ценоз» впервые применил Мебиус (1877), изучая группу организмов
устричной банки, т.е. с самого начала это сообщество организмов
было ограничено неким «географическим» пространством, в данном
случае границами отмели. В дальнейшем это пространство было на-
звано биотопом, под которым понимаются условия окружающей сре-
ды на определенной территории: воздух, вода, почвы и подстилающие
их горные породы. Именно в эгой окружающей среде существуют
растительность, животный мир и микроорганизмы, составляющие
биоценоз. Понятно, что компоненты биотопа не просто существуют
рядом, а активно взаимодействуют между собой, создавая определен-
ную биологическую систему, которую академик В.Н. Сукачев назвал
биогеоценозом. В этой системе совокупность абиотических и биотиче-
ских компонентов имеет «...свою, особую специфику взаимодействий»
и «определенный тип обмена веществом и энергией их между собой
и другими явлениями природы и представляющее собой внутреннее
Глава 1. Общая экология • 17
противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоян-
ном движении, развитии» (Сукачев, 1971). Схема биогеоценоза пока-
зана на рис. 1.2. Эта известная схема В.Н. Сукачева скорректирована
Г.А. Новиковым (1979).
Биогеоценоз
Биотип
4 ~Г~
[микроклимат| |Почва, i
| Растительность | | Животный мир | 1 Микроорганизмы
4 + _ *
Биоценоз
Рис. 1.2. Схема биогеоценоза (по Г.А Новикову, 1979)
Однако несколько ранее, в 1935 г., английским ботаником А. Тенсли
был введен термин «экосистема». Экосистема, по А. Тенсли, — «сово-
купность комплексов организмов с комплексом физических факторов
его окружения, т.е. факторов местообитания в широком смысле». По-
добные определения есть и у других известных экологов — Ю. Одума,
К. Вилли, Р. Уитеккера, К. Уатта и многих других.
Ряд сторонников экосистемного подхода на Западе, в частности
Ю. Одум (1975, 1986), считает термины «биогеоценоз» и «экосистема»
синонимами.
Особое значение для выделения экосистем имеют трофические, т.е.
пищевые взаимоотношения организмов, регулирующие всю энергети-
ку биотических сообществ и всей экосистемы в целом.
Прежде всего все организмы делятся на две большие группы — ав-
тотрофы и гетеротрофы.
Автотрофные организмы используют неорганические источники
для своего существования, тем самым создавая ор!аническую материю
из неорганической. К таким организмам относятся фотосинтезирую-
щие зеленые растения суши и водной среды, синезеленые водоросли,
некоторые бактерии за счет хемосинтеза и др.
Гетеротрофные организмы потребляю! только готовые органиче-
ские вещества. К ним относятся все животные и человек, грибы и др.
Гетеротрофы, потребляющие мертвую органику, называются сапро-
18 ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
трофики (например, грибы), а способные жить и развиваться в живых
организмах за счет живых тканей — паразитами (например, клеши).
Поскольку организмы достаточно разнообразны по видам и фор-
мам питания, то одни из них производят продукцию, другие потре-
бляют, третьи преобразуют ее в неорганическую форму. Их называют
соответственно: продуценты, консументы и редуценты.
Продуценты — производители продукции, которой потом питаются
все остальные организмы Это наземные зеленые растения, микроско-
пические морские и пресноводные водоросли, производящие органи-
ческие вещества из неорганических соединений.
Консументы — потребители органических веществ. Среди них есть
животные, употребляющие только растительную пишу — травоядные
(корова), или питающиеся только мясом других животных — плотояд-
ные (хищники), а также употребляющие и то и другое — «всеядные» —
(человек, медведь).
Редуценты (деструкторы) — восстановители. Они возвращают ве-
щества из отмерших организмов снова в неживую природу, разлагая
органику до простых неорганических соединений и элементов (напри-
мер, на СО2, NO2 и Н2О). Это делают в основном бактерии, большин-
ство других микроорганизмов и грибы.
Продуценты — эю авютрофные организмы, консументы и реду-
центы — гетеротрофные. Редуценты функционально это те же самые
консументы, поэтому их часто называют микроконсументами.
А.Г. Банников (1977) полагает, что насекомые играют важнейшую
роль в биоценозах — они активно участвуют в процессах разложения
мертвой органики и почвообразовательных процессах.
Микроорганизмы, бактерии и другие более сложные формы в за-
висимости от среды обитания подразделяют на аэробные, т.е. живущие
при наличии кислорода, и анаэробные — живущие в бескислородной
среде.
1.1.2. Развитие организма как живой
целостной системы
Любое живое существо представляет собой организм. Он отличает-
ся от неживой природы определенной совокупностью свойств, при-
сущих только живой материи: клеточная организация, обмен веществ
при ведущей роли белков и нуклеиновых кислот, обеспечивающий го-
меостаз организма — самовозобновление и поддержание постоянства
его внутренней среды. Живым организмам присуши движение, раз-
Глава 1. Общая экология • 19
дражимость, рост, развитие, размножение и наследственность, а также
приспособляемость к условиям существования — адаптация.
Взаимодействуя с абиотической средой, организм выступает как це-
лостная система, включающая все более низкие уровни биологиче-
ской организации (левая часть «спектра», см. рис. 1.1). Еще Ж. Кювье
в связи с этим сформулировал закон анатомической (или структурной)
корреляции, который в современной интерпретации звучит так: в орга-
низме как в целостной системе все его части соответствуют друг другу
как но с।роению (закон соподчинении органов), так и по функциям
(закон соподчинения функций). Изменение организма или отдельной
функции неизбежно влечет за собой изменение других частей и функ-
ций (Реймерс, 1994)
Все эти части организма являются системами и компонентами до-
орган изменного уровня.
Гены — это единицы наследственности. Гены входят в хромосомы
(открыты Т. Морганом в 1911 г.) — органоиды клеточного ядра, со-
вокупность которых определяет основные наследственные свойства
клеток и организмов. Ген представляет собой молекулу дезоксирибо-
нуклеиновой кислоты, сокращенно ДНК, являющейся главным но-
сителем генетической информации, которая передается при делении
клетки в дочернюю клетку, в ее PH К (молекулы рибонуклеиновой кис-
лоты), доносящую информацию до рибосом — субмикроскопических
структур клетки, где синтезируются ферменты.
Генная теория основана на законах Менделя, открытых им
еще во второй половине XIX в. (закон расщепления и закон независи-
мого распределения генов), и хромосомной теории наследственности.
Клетка — простейшая частица живого вещества, способная суще-
ствовать самостоятельно. Для всех клеток характерно очень большое
сходство в химическом составе и характере обмена веществ. Размно-
жаются клетки простым делением. От внешней среды они отделяются
плазматической мембраной, внутри которой находятся протоплазма
и ядро, ядро отделяется от остального вещества особой ядерной оболоч-
кой. Ядро играет очень важную роль в регулировании функций клетки.
Клеточные ткани — клеточные системы в телах высших растений
и животных, имеющие различные свойства и выполняющие различ-
ные функции в отдельных органах и организме в целом. Из клеточных
тканей формируются органы.
Орган — часть тела животного или растительного организма, вы-
полняющая одну или чаще всего несколько специфических функций
(ЬСЭ. Т. 18. 1978). Примером могут служить мозг, сердце, желудок.
20 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
глаза, печень у животных, или корень, стебель, лист, цветок у расте-
ний. Все органы взаимосвязаны и взаимообусловлены в едином орга-
низме и образуют определенные функциональные системы — органы
движения, пищеварения, дыхания, кровообращения и др.
В изменяющихся условиях существования в результате естествен-
ного отбора те или иные органы получают приоритетное развитие. На-
пример, мощная корневая система у растений засушливой зоны (ко-
выль) или «слепота» в результате редукции глаз у ночных животных,
существующих в темноте (крот).
Для живых организмов свойствен обмен веществ, или метаболизм,
при котором происходит множество химических реакций. Приме-
ром таких реакций могут служить дыхание или фотосинтез, посред-
ством которого зелеными растениями связывается солнечная энергия,
а в результате дальнейших процессов метаболизма используется всем
растением.
Как известно, в процессе фотосинтеза кроме солнечной энергии
используется двуокись углерода и вода. Суммарно химическое уравне-
ние фотосинтеза выглядит так:
6СО2 +12Н,О—******* ->С.Н„О.+6О. + 6Н,О,
где С6Н|зО6 — богатая энергией молекула гиокозы.
Практически вся двуокись углерода (СО2) поступает из атмосферы,
и днем ее движение направлено вниз — к растениям, где осуществля-
ется фотосинтез и при этом выделяется кислород. Дыхание — процесс
обратный, и движение СО2 ночью направлено вверх — идет поглоще-
ние кислорода.
Некоторые организмы, бактерии способны создавать органические
соединения за счет других компонентов, например за счет соединений
серы. Такие процессы называются хемосинтезом.
Обмен веществ в организме происходит только при участии особых
макромолекулярных белковых веществ — ферментов, выполняющих
роль катализаторов. Каждая биохимическая реакция в процессе жизни
организма контролируется особым ферментом, который в свою оче-
редь контролируется единичным геном. Изменение гена, называемое
мутацией, приводит к изменению биохимической реакции вследствие
изменения фермента, а в случае нехватки последнего и к выпадению
соответствующей ступени метаболической реакции.
Однако не только ферменты регулируют процессы метаболизма. Им
помогают коферменты - крупные молекулы, частью которых являются
Глава 1. Общая экология • 21
витамины. Витамины — особые вещества, которые необходимы для об-
мена веществ всех организмов: бактерий, зеленых растений, животных
и человека. Отсутствие витаминов ведет к болезням, так как не форми-
руются необходимые коферменты и нарушается обмен веществ.
Наконец, для ряда метаболических процессов необходимы особые
химические вещества — гормоны, которые вырабатываются в различ-
ных местах (органах) организма и доставляются в другие места кровью
или посредством диффузии. Гормоны осуществляют в любом организ-
ме общую химическую координацию метаболизма и помогаю! в этом,
например, нервной системе животных и человека.
Метаболические процессы протекают с различной интенсивностью
на протяжении всей жизни организма, всего пути его индивидуального
развития — в онтогенезе. Онтогенез представляет собой совокупность
последовательных морфологических, физиологических и биохими-
ческих преобразований, претерпеваемых организмом за весь период
жизни. Онтогенез включает рост организма, т.е. увеличение массы
и размеров тела, и дифференциацию - возникновение различий между
однородными клетками и тканями, приводящее их к специализации
по выполнению различных функций в организме.
Каждый организм в онтогенезе проходит ряд стадий развития.
Для организмов, размножающихся половым путем, различают <а-
родышевую (эмбриональную), нослезародышевую (постэмбриональ-
ную) и стадию развития взрослого организма. Зародышевой период
заканчивается выходом зародыша из яй новых оболочек, а у живородя-
щих — рождением. Важное экологическое значение для животных име-
ет первоначальный этап послезародышевого развития, протекающий
по типу или прямого развития, или метаморфоза, проходя личиноч-
ную стадию. В первом случае идет постепенное развитие во взрослую
форму (цыпленок — курица и т.д.), во втором — развитие происходит
вначале в виде личинки, которая существует и питается самостоятель-
но, прежде чем превратиться во взрослую особь (головастик — лягуш-
ка). У ряда насекомых личиночная стадия позволяет пережить небла-
гоприятное время года (низкие температуры, засуху и т.д.).
В онтогенезе растений различают рост, развитие (формируется
взрослый организм) и старение (ослабление биосинтеза всех физио-
логических функций и смерть). Основной особенностью онтогенеза
высших грибов и большинства водорослей является чередование бес-
полого (спорафит) и полового (гематофит) поколений.
Современный онтогенез организмов сложился в течение длитель-
ной эволюции, в результате их исторического развития - филогенеза.
22 • ЧАСТЫ. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Не случайно этот термин ввел Э. Геккель в 1866 г., так как для целей
экологии необходима реконструкция эволюционных преобразований
животных, растений и микроорганизмов. Этим занимается филогене-
тика — наука, которая базируется на данных трех наук — морфологии,
эмбриологии и палеонтологии.
Взаимосвязь между развитием живого организма в историко-
эволюционном плане и его индивидуальным развитием сформули-
рована Э. Геккелем в виде биогенетического закона: онтогенез всякого
организма есть краткое и сжатое повторение филогенеза данного вида.
Иными словами, вначале в утробе матери (у млекопитающих и др.),
а затем, появившись на свет, индивид в своем развитии повторяет в со-
кращенном виде историческое развитие своего вида
1.1.3. Системы организмов и биотв Земли
В насюящее время на Земле насчитывается более 2,2 млн видов ор-
ганизмов. Систематика их все более усложняется, хотя основной ске-
лет остается почти неизменным со времени ее создания выдающимся
шведским ученым Карлом Линнеем в середине XVIII в.
Известно, что издавна органический мир делится на два царства —
животных и растений. Однако в наше время его уже следует делить
на две империи — доклеточные (вирусы и фаги) и клеточные (все
остальные организмы). Империя доклеточных состоит из единствен-
ного царства — вирусов (фаги тоже вирусы-паразиты). Империя кле-
точных включает уже два надцарства, четыре царства и еще семь под-
царств (табл. 1.1).
Таблица 1.1
Высшие таксоны систематики империи клеточных организмов
Надцарство Царство Подцарство
А. Доядерные организмы (Procaryota) Дробянок (Mycota) 1. Бактерии (Bacteriobionta) 2. Цианеи, или синезеленые водоросли (Cyanobionta)
В. Ядерные организмы (Eucarvota) 1. Животные (Animailia) 1. Одноклеточные животные (простейшие) (Protozoa). 2. Многоклеточные животные (Metazoa)
II. 1рибы (Myceratalia или Mycota) 1. Низшие грибы (Mexobionta). 2. Высшие грибы (Mycobionta)
III Растения (Vegetabtlia или Plantae) 1. Багрянки (Rhodobiota) 2. Настоящие водоросли (Phycobionta). 3 Высшие растения (Embryobionta)
Глава 1. Общая экология • 23
Оказалось, что на Земле существуют две большие группы организ-
мов. различия между которыми намного глубже, чем между высшими
растениями и высшими животными (см. габл. 1.1), и, следовательно,
они по праву должны занять более высокое место в иерархии биоло-
гической классификации. Поэтому и были выделены два надцарства:
прокариотов — низкоорганизованных доядерных, и эукариотов — вы-
сокоорганизованных ядерных. Прокариоты (Procaryota) представле-
ны царством так называемых дробянок, к которым относятся бактерии
и синезеленые водоросли; в их клетках нет ядра, и ДНК в них не от-
деляется от цитоплазмы мембраной. Эукариоты (Eucaryota) представ-
лены тремя царствами: животных, грибов и растении, клетки которых
содержат ядро, а ДНК отделена от цитоплазмы ядерной мембраной,
поскольку находится в самом ядре. Грибы выделены в отдельное цар-
ство. так как оказалось, что они не только не относятся к растениям,
но и имеют, вероятно, происхождение от амебоидных двужгутиковых
простейших, т.е. у них более тесная связь с животным миром.
Однако такое деление живых организмов на четыре царства
еше не легло в основу справочной и учебной литературы, поэтому
при дальнейшем изложении материала мы придерживаемся традици-
онных классификаций, по которым бактерии, синезеленые водоросли
и грибы являются отделами низших растений.
Всю совокупность растительных организмов данной территории
планеты любой детальности (региона, района и т.д.) называют флорой,
а совокупность животных организмов — фауной.
Флора и фауна данной территории в совокупности составляют
биоту. Но эти термины имеют и гораздо более широкое применение.
Например, говорят «флора цветковых растений», «микрофлора почв»
и т.п. Аналогично используется термин «фауна»: фауна млекопитаю-
щих, микрофауна и т.п. Термин «биота» используют, когда хотят оце-
нить взаимодействие всех живых организмов и среды или, скажем,
влияние «почвенной биоты» на процессы почвообразования и др.
Ниже приводится общая характеристика фауны и флоры в соответ-
ствии с классификацией (см. табл. 1.1)
Прокариоты — древнейшие организмы в истории Земли, следы
их жизнедеятельности выявлены в отложениях докембрия, г.е. около
миллиарда лет назад. В настоящее время их известно около 5000 ви-
дов.
Самыми распространенными среди дробянок и в биосфере в це-
лом являются бактерии. Их размеры составляют от десятых долей
до 2—3 мкм.
24 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Некоторые из бактерий являются автотрофами, например, серобак-
терии. которые образуют органическое вешество за счет хемосинтеза
на основе серы. Большинство же бактерий — гетеротрофы, редуценты,
среди которых преобладают сапротрофы. Но есть и формы, паразити-
рующие на других организмах
Бактерии распространены повсеместно, но больше всего их в по-
чвах — сотни миллионов на 1 г почвы, а в черноземах более 2 млрд.
Здесь бактерии выполняют различные функции и подразделяются
на следующие физиологические груцпы: бактерии гниения, нитро-
фицируюшие, азотофиксирующие, серобактерии и др. Среди них есть
аэробные и анаэробные формы.
В результате эрозии почв бактерии попадают в водоемы. В при-
брежной части их до 300 тыс. в 1 мл, с удалением от берега и с глубиной
их количество снижается до 100—200 особей на 1 мл.
В атмосфере воздуха бактерий значительно меньше.
Широко распространены бактерии в литосфере ниже почвен-
ного горизонта. Под почвенным слоем их всего на порядок меньше,
чем в почве. Бактерии распространяются на сотни метров в глубину
земной коры и даже встречаются на глубине 2000 м и более.
CuiieieteHbie водоросли, сходные по строению с бактериальными
клетками, являются фотосинтезирующими автотрофами Обитают
преимущественно в поверхностном слое пресноводных водоемов,
хотя есть и в морях. Продукт их метаболизма — азотистые соедине-
ния, способствующие развитию других планктонных водорослей,
что при определенных условиях может привести к «цветению» воды
и ее загрязнению, в том числе и в водопроводных системах.
Эукариоты — все остальные организмы Земли. Самые распростра-
ненные среди них — растения, которых около 300 тыс. видов.
Растения — это практически единственные организмы, которые
создают органическое вешество за счет физических (неживых) ресур-
сов — солнечной инсоляции и химических элементов, извлекаемых
из почв (комплекс биогенных элементов). Все остальные питаются уже
готовой органической пищей. Поэтому растения как бы создают, про-
дуцируют пишу для всего остального животного мира. т.е. являются
продуцентами.
Водоросш — большая группа растений, живущих в воде, где они
могут либо свободно плавать, либо прикрепляться к субстрату. Водо-
росли — первые на Земле фотосинтезирующие организмы, которым
мы обязаны появлением кислорода в атмосфере. Кроме того, они спо-
Глава 1. Общая экология • 25
собны усваивать азот, серу, фосфор, калий и другие компоненты непо-
средствен но из воды, а не из почвы.
Остальные, более организованные растения, — обитатели суши.
Они посредством корневой системы получают из почвы питательные
элементы, которые транспортируются через стебель в листья, где берут
начало процессы фотосинтеза. Лишайники, мхи, папоротникообраз-
ные, голосеменные и покрытосеменные (цветковые) — важнейшие
элементы географического ландшафта; доминируют здесь цветковые,
которых более 250 гыс. видов. Растительность суши — главный гене-
ратор кислорода в атмосферу, и ее бездум ное уничтожение оставит жи-
вотных и человека не только без пищи, но и без кислорода.
Грибы — низшие организмы, не содержат хлорофилла, размеры
их от микроскопических до крупных, типа дождевиков; насчитывается
их более 100 тыс. видов. Тело гриба состоит из нитчатых образований,
которые формируют грибницу, или мицелий. Все грибы — гетеротроф-
ные организмы, среди которых сапрофиты и паразиты. Около 3/4 всех
грибов — сапрофиты, питающиеся гниющими растениями; некоторые
грибы паразитируют на растениях и единичные — на животных. Боль-
шую пользу растениям приносят грибы симбиотиты, которые органи-
чески связаны с растениями: они помогают усваивать труднодоступ-
ные вещества гумуса, помогают своими ферментами в обмене веществ,
связывают свободный азот и тд.
Животные представлены большим разнообразием форм и разме-
ров, их более 1.7 млн видов. Все царство животных — это гетеротроф-
ные организмы, консументы
Наибольшее количество видов и наибольшая численность особей
у членистоногих. Насекомых, например, столько, что на каждого чело-
века их приходится более 200 млн особей. На втором месте по коли-
честву видов стоит класс моллюсков, но их численность значительно
меньше, чем насекомых. На третьем месте по числу видов выступают
позвоночные, среди которых млекопитающие занимают примерно де-
сятую часть, а половина всех видов приходится на рыб.
Значит, большая часть видов позвоночных формировалась в во-
дных условиях, а насекомые — это сугубо животные суши.
Насекомые развивались на суше в тесной связи с цветковыми рас-
тениями, являясь их опылителями. Видообразование в этих двух клас-
сах организмов находилось и находится сейчас в тесной взаимосвязи.
Если сравнить количество видов сухопутных и водных организ-
мов, то это соотношение будет примерно одинаково и для растений,
и для животных: количество видов на суше — 92—93*5, в воде — 7—8%.
26 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Значит выход организмов на сушу дал мощный толчок эволюционно-
му процессу в направлении увеличения видового разнообразия, что ве-
дет к повышению устойчивости природных сообществ организмов
и экосистем в целом.
1.2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ОРГАНИЗМА И СРЕДЫ
1.2.1. Понятие о среде обитания
и экологических факторах
Среда обитания организма — это совокупность абиотических и био-
тических уровней его жизни. Земной биотой освоены три основные
среды обитания: водная, наземно-воздушная и почвенная вместе с горны-
ми породами приповерхностной части литосферы. Биологи еще часто
выделяю! четвертую среду жизни — сами живые организмы, заселен-
ные паразитами и симбионтами.
Воздействие среды воспринимается организмами через посредство
факторов среды, называемых экологическими.
Экологические факторы — определенные условия и элементы среды,
которые оказывают специфическое воздействие на организм. Они под-
разделяются на абиотические, биотические и антропогенные (рис. 1.3).
Абиотическими факторами называют всю совокупность факторов
неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение жи-
вотных и растений. Среди них различают физические, химические
и эдафические.
Физические факторы — это те, источником которых служит физи-
ческое состояние или явление (механическое, волновое и др.). Напри-
мер, температура: если она высокая — будет ожог, если очень низкая —
обморожение.
Но есть и физические факторы глобального воздействия на орга-
низмы, к коюрым относятся естественные геофизические поля Земли
(Трофимов, Зилинг, 2002). Хорошо известно, например, экологиче-
ское воздействие на организмы магнитного, электромагнитного, ра-
диоактивного и других полей нашей планеты.
Химические факторы — это те, которые происходят от химическо-
го состава среды. Например, соленость воды: если она высокая, жизнь
в водоеме может вовсе отсутствовать (Мертвое море), но в пресной воде
не могут жить большинство морских организмов. От достаточности со-
держания кислорода зависит жизнь животных на суше и в воде.
Глава 1. Общая экология • 27
Абиотические факторы / Природная \ Биотические факторы -|
X, среда /
Температура / Факторы \ Групповой и массовый эффекты
| между особями 1 \ одного и того же 1
- Свет Внутривидовая конкуренция -
Вода Нейтрализм -
Температура плюс влажность 1 Физические \ Межвидовая конкуренция
* 1 и химические 1
Биогенные вещества \ факторы / Мутуализм
Атмосферные / Факторы \ Симбиоз
Течения и ветры 1 между особями 1 \ различных / \ видов / Комменсализм
Пожары Аменсализм
Почвы 1 Эдафические Паразитизм
Экологические факторы почв факторы / Хищничество
Рис. 1.3. Классификация экологических факторов
(по Ю. Одуму. 1975, с изменениями)
28 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Эдафические факторы, т.е. почвенные, — совокупность химических,
физических и механических свойств почв и горных пород, оказываю-
щих воздействие как на организмы, для которых они являются средой
обитания, таки на корневую систему растений. Хорошо известны вли-
яния биогенных элементов, температуры, влажности, структуры почв,
содержания гумуса и т.п. на рост и развитие растений.
Организмы образуют сообщества, где им приходится бороться
за пищевые ресурсы, обладание определенными пастбищами или тер-
риторией для охоты, т.е. вступать в конкурентную борьбу между собой
как на внутривидовом, гак и особенно на межвидовом уровне. Это уже
действуют факторы живой природы, или биотические.
Биотические факторы — совокупность влияний жизнедеятельности
одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую
среду обитания. В последнем случае речь идет о способности самих
организмов в определенной степени влиять на условия обитания. На-
пример, в лесу под влиянием растительного покрова создается особый
микроклимат или микросреда: зимой здесь на несколько градусов те-
плее, летом — более прохладно и влажно.
Особо следует отметить условия микросреды под снежным покро-
вом, которая имеет чисто абиотическую природу. В результате отепля-
ющего действия снега при его толщине не менее 50—70 см зимой в его
основании живут мелкие грызуны, так как температурные условия
для них здесь благоприятны (от 0 до —2 °C). Благодаря этому же эффек-
ту под снегом сохраняются всходы озимых злаков — ржи, пшеницы.
Внутривидовые взаимодействия между особями одного и того же
вида складываются из группового и массового эффектов и внутривидо-
вой конкуренции. Групповой и массовый эффекты — термины, пред-
ложенные Грассе (1944), — обозначают объединение животных одного
вида в группы по две или более особей и эффект, вызванный перенасе-
лением среды. В настоящее время чаше всего эти эффекты называются
демографическими факторами, в основе которых лежит внутривидовая
конкуренция, в корне отличающаяся от межвидовой. Она проявляется
в основном в территориальном поведении животных, которые защи-
щают места своих гнездовий и известную площадь в округе. Таковы
многие птицы и рыбы.
Межвидовые взаимоотношения значительно более разнообразны
(см. рис. 1.3). Два живущих рядом вида могут вообще никак не вли-
ять друг на друга, могут влиять благоприятно или неблагоприятно.
Возможные типы комбинаций отражают различные виды взаимоот-
ношений:
Глава 1. Общая экология • 29
— нейтрализм — оба вида независимы и не оказывают никакого
действия друг на друга;
конкуренция — каждый из видов оказывает на другой неблаго-
приятное воздействие;
— мутуализм — виды не могут существовать друг без друга;
— протокооперация (содружество) — оба вида образуют сообще-
ство, но могут существовать и раздельно, хотя сообщество приносит
им обоим пользу;
— комменсализм — один вид, комменсал, извлекает пользу ог со-
жительства, а другой вид, хозяин, не имеет никакой выгоды (взаимная
терпимость);
аменсализм один вид, аменсал, испытывает от другого угнете-
ние роста и размножения;
паразитизм - паразитический вид тормозит рост и размножение
своего хозяина и даже может вызвать его гибель;
хищничество - хищный вид питается своей жертвой.
Межвидовые отношения лежат в основе существования биотиче-
ских сообществ (биоценозов).
Антропогенные факторы — факторы, порожденные человеком
и воздействующие на окружающую среду (загрязнение, эрозия почв,
уничтожение лесов и тд.), рассматриваются в прикладной экологии
(см. «Часть II» настоящего учебного пособия).
Среди абиотических факторов довольно часто выделяют климати-
ческие (температура, влажность воздуха, ветер и др.) и гидрографиче-
ские — факторы водной среды (вода, течение, соленость и др.).
Факторы, изменение которых во времени повторяется регулярно,
называют периодическими. К ним относятся не только климатические,
но и некоторые гидрографические — приливы и отливы, некоторые
океанские течения.
Факторы, возникающие неожиданно (извержение вулкана, напа-
дение хищника и т.п.), называются непериодическими.
Подразделение факторов на периодические и непериодические
(Мончадский, 1958) имеет очень важное значение при изучении при-
способленности организмов к условиям жизни.
1.2.2. Основные представления
об адаптациях организмов
Адаптация (лат. adaptatio — «приспособление») — приспособление
организмов к среде. Этот процесс охватывает строение и функции ор-
30 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
ганизмов (особей, видов, популяций) и их органов. Адаптация всегда
развивается под воздействием трех основных факторов — изменчиво-
сти, наследственности и естественного отбора (равно как и искусствен-
ного, осуществляемого человеком).
Основные адаптации организмов к факторам внешней среды на-
следственно обусловлены. Организмы адаптированы к постоянно дей-
ствующим периодическим факторам, но среди них важно различать
первичные и вторичные.
Первичные периодические - - эго те факторы, которые существовали
на Земле еще до возникновения жизни: температура, освещенность,
приливы, отливы и др. Адаптация организмов к этим факторам наи-
более древняя и наиболее совершенная.
Вт оричные периодические факторы являются следствием изменения
первичных: влажность воздуха, зависящая от температуры; раститель-
ная пища, зависящая от цикличности в развитии растений; ряд биоти-
ческих факторов внутривидового влияния и др. Они возникли позднее
первичных, и адаптация к ним не всегда четко выражена.
В нормальных условиях в местообитании должны действовать толь-
ко периодические факторы, а непериодические — отсутствовать.
Непериодические факторы обычно воздействуют катастрофически:
могут вызвать болезн и или даже смерть живого организма Человек ис-
пользовал это в своих интересах, искусственно вводя непериодические
факторы. Например, введение химической отравы уничтожает вред-
ные для него организмы: паразитов, вредителей сельскохозяйствен-
ных культур, болезнетворные бактерии, вирусы и т.п. Ни оказалось,
что длительное воздействие этого фактора также может вызвать адап-
тацию к нему: насекомые адаптировались к ДДТ, бактерии и вирусы —
к антибиотикам и т.д.
Источником адаптации являются генетические изменения в ор-
ганизме — мутации, возникающие как под влиянием естественных
факторов на историко-эволюционном этапе, так и в результате искус-
ственного влияния на организм. Мутации разнообразны, но благода-
ря их отбору и комбинированию он и приобретают значение «ведущего
творческого фактора адаптивной организации живых форм» (БСЭ.
Т. 1. 1970)
Прекрасный пример успешной адаптации — эволюция лоша-
ди в течение примерно 60 млн лет от низкорослого предка до совре-
менного и красивейшего быстроногого животного с высотой в холке
до 1,6 м. Противоположный этому пример — сравнительно недавнее
(десятки тысяч лет назад) вымирание мамонтов. Высокоаридный, суб-
Глава 1. Общая экология • 31
арктический климат последнего оледенения привел к исчезновению
растительности, которой питались эти животные, кстати, хорошо при-
способленные к низким температурам (Величко, 1970).
В приведенном примере с мамонтами растительная пища находи-
лась в минимальных количествах и тем самым ограничивала количе-
ство мамонтов, а ее исчезновение привело к их гибели. Растительная
пища выступала здесь в роли лимитирующего фактора. Лимитирую-
щие факторы играют важнейшую роль в выживании и адаптации ор-
ганизмов.
1.2.3. Лимитирующие экологические факторы
Впервые на значение лимитирующих факторов указал немецкий
агрохимик Ю. Либих в середине XIX в. Он установил закон минимума:
урожай (продукция) зависит от фактора, находящегося в минимуме.
Если, например, в почве фосфор содержится в количествах, близких
к минимуму, то это может снизить урожай. Но оказалось, что даже
те же самые вещества, полезные при их оптимальном содержании
в почве, снижают урожай, если они в избытке.
Таким образом, лимитирующими экологическими факторами следует
называть такие факторы, которые ограничивают развитие организмов
из-за их недостатка или избытка по сравнению с потребностью (опти-
мальным содержанием). Их иногда называют ограничивающими фак-
торами.
Что касается закона минимума Ю. Либиха, то он имеет ограничен-
ное действие, и только на уровне химических веществ. Р. Митчерлих
показал, что урожай зависит от совокупного действия всех факторов
жизни растений, включая температуру, влажность, освещенность и т.д.
Различия в совокупном и изолированном действиях о i носятся
и к другим факторам. Например, действие отрицательных температур
усиливается ветром и высокой влажностью воздуха, однако высокая
влажность ослабляет действие высоких температур, и т.д. Но несмотря
на взаимовлияние факторов, они все-таки не могут заменить друг друга,
что и нашло отражение в законе независимости факторов В.Р. Вильям-
са: условия жизни равнозначны, ни один из факторов жизни не может
быть заменен другим. Например, нельзя действие влажности (воды)
заменить действием углекислого газа или солнечного света и т.д.
Наиболее полно и в наиболее общем виде всю сложность влияния
экологических факторов на организм отражает закон толерантности
В. Шелфорда: отсутствие или невозможность процветания определя-
ется недостатком (в качественном или количественном смысле) или.
32 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
наоборот, избытком любого из ряда факторов, уровень которых может
оказаться близким к пределам переносимого данным организмом. Эти
два предела называют пределами толерантности.
Относительно действия одного фактора можно проиллюстрировать
этот закон так: некий организм способен существовать при температу-
ре от —5 °C до +25 °C, т.е. диапазон его толерантности лежит в пределах
этих температур. Организмы, для жизни которых требуются условия,
ограниченные узким диапазоном толерантности по величине темпера-
туры, называют стенотермными («стене» — узкий), а способных жить
в широком диапазоне температур — эвритермными («эври» — широ-
кий) (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Сравнение относительных пределов толерантности
стенотермных и эвритермных организмов (по Ф Руттнеру, 1953)
Подобно температуре действуют и другие лимитирующие факто-
ры, а организмы по отношению к характеру их воздействия называют
соответственно стенобионтами и зврибионтами. Например, говорят:
организм стенобионтен по отношению к влажности или эврибионтен
к климатическим факторам и т.п. Организмы, эврибионтные к основ-
ным климатическим факторам, наиболее широко распространены
на Земле.
Диапазон толерантности организма не остается постоянным: он,
например, сужается, если какой-либо из факторов близок к какому-
либо пределу, или при размножении организма, когда многие факторы
становятся лимитирующими. Организмы исами способны снизить ли-
митирующее действие факторов, сознав определенный микроклимат
Глава 1. Общая экология • 33
(микросреду). Здесь возникает своеобразная компенсация факторов,
которая наиболее эффективна на уровне сообществ, реже — на видо-
вом уровне.
Такая компенсация факторов обычно создает условия для физио-
логическом акклиматизации вида-эврибиота, который, акклиматизи-
руясь в данном конкретном месте, создает своеобразную популяцию,
которую называют экотипом и пределы толерантности которой соот-
ветствуют местным условиям.
Итак, в природных условиях организмы зависят от состояния кри-
тических физических факторов, содержания необходимых веществ и диа-
пазона толерантности самих организмов к этим и другим компонентам
среды.
1.2.4. Значение физических и химических
факторов среды в жизни организмов
1.2.4.1. Влияние температуры на организмы
Температура — важнейший из ограничивающих (лимитирующих)
факторов. Пределами толерантности для любого вида являются мак-
симальная и минимальная летальные температуры, за пределами ко-
торых вид смертельно поражают жара или холод (рис. 1.5). Все живые
существа способны жить при температуре между 0 и 50 °C, что обу-
словлено свойствами протоплазмы клеток.
Минимальный Максимальный
Рис. 1.5. Общий закон биологической стойкости (по М Ламотту)
34 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
На рисунке 1.5 показаны температурные пределы жизни видовой
группы, популяции. В «оптимальном интервале» организмы чувству-
ют себя комфортно, активно размножаются и численность популяции
растет. В крайних участках этого интервала — «пониженной жинедея-
тельности» — организмы чувствуют себя угнетенно. При дальнейшем
похолодании в пределах «нижней границы стойкости» или увеличении
жары в пределах «верхней границы стойкости» организмы попадают
в «зону смерти» и погибают.
Этим примером иллюстрируется общий закон биологической стой-
кости (по Ламотту), применимый клюбому из важных лимитирующих
факторов. Величина «оптимального интервала» характеризует «вели-
чину» стойкости организмов, т.е. величину его толерантности к этому
фактору, или «эко югическую валентность».
Адаптационные процессы у животных по отношению к температу-
ре привели к появлению пойкилотерм ных и гомойотермных живот-
ных. Подавляющее большинство животных являются пойкилотерм-
ными, т.е. температура их собственного тела меняется с изменением
температуры окружающей среды: земноводные, пресмыкающиеся,
насекомые и др. Значительно меньшая часть животных — гомойотерм-
ные, т.е. имеющие постоянную температуру тела, которая не зависит
от температуры внешней среды: млекопитающие (в том числе и чело-
век) с температурой тела 36—37 °C и птицы с температурой тела 40 °C.
Активную жизнь при температуре ниже нуля могут вести толь-
ко гомойотермные животные. Пойкилотермные. хотя и выдержи-
вают t ем перату ру значительно ниже нуля, при эюм теряют под-
вижность. Температура порядка +40 °C для большинства животных
предельна.
Не меньшее значение температура играет в жизни растений.
При повышении температуры на 10 °C интенсивность фотосинтеза
увеличивается в 2 раза, но лишь до +30—35 °C, затем его интенсив-
ность падает, и при +40—45 °C фотосинтез прекращается. При +50 °C
большинство наземных растений погибает, что связано с прекращени-
ем дыхания при этой температуре
Известны морфологические приспособления растений к низким
температурам, так называемые жишейные формы растений, наибо-
лее известная классификация которых разработана Раункером. Она
основана на положении почек возобновления растительных видов
по отношению к поверхности почвы и защите, которую они получают
от снежного покрова, лесной подстилки, слоя почвы и т.п.:
эпифиты растут на других растениях и не имеют корней в почве;
Глава 1. Общая экология • 35
фанерофиты (деревья, кустарники, лианы) оказываются зимой
над поверхностью снега; их почки нуждаются в защите покровными
чешуйками;
хамефиты существуют в виде ползучих или несколько припод-
нятых стеблей; их почки зимой прикрывает снег;
хемикриптофиты сохраняют немного почек у самой поверхности
почвы среди высохшей прошлогодней растительности, зимой их при-
крывает снег;
криптофиты, или геофиты, теряют всю видимую растительную
массу и прячут свои почки в клубнях, луковицах или корневищах,
скрытых в почве и хорошо защищенных;
терофиты — однолетние растения, у них выживают л ишь семена
или споры, которые прорастают, как только восстанавливаются благо-
приятные условия;
гидрофиты объединяют все водные растения, образующие весь-
ма разнородную группу
Морфологические адаптации к климатическим условиям жизни на-
блюдаются также у животных. Например, жизненные формы животных
одного вида могут сформироваться под воздействием низких темпера-
тур, от —20 °C до —40 °C, при которых они вынуждены накапливать пи-
тательные вещества и увеличивать вес тела. Так, самый крупный из всех
тигров — амурский тигр — живет в наиболее северных и суровых усло-
виях. Эта закономерность именуется правилом Бергмана: у теплокров-
ных животных размер тела особей в среднем больше у популяций, жи-
вущих в более холодных частях ареала распространения вида.
Но в жизни животных гораздо большее значение имеют физиологи-
ческие адаптации, простейшей из которых является акклиматизация
физиологическое приспособление к перенесению жары или холода.
Например, борьба с перегревом путем увеличения испарения, борьба
с охлаждением у пойкилотермных животных путем частичного обезво-
живания своего тела, а у гомойототермных — за счет изменения обме-
на веществ.
Существуют и более радикальные формы защиты от холода: мигра-
ции в более теплые края (перелеты птиц и др.), зимовки — впадение
в спячку на зимний период (бурый медведь, летучие мыши и другие,
которые способны понижать температуру своего тела почти до нуля,
замедляя метаболизм и тем самым трату питательных веществ).
Большинство животных зимой находится в неактивном состоянии,
а насекомые — вообще в неподвижном, остановившись в своем разви-
тии. Это явление называют диапаузой, она может наступать на разных
36 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
стадиях развития насекомых — яйца, личинки, куколки и даже на ста-
дии взрослой особи (бабочки, например).
Таким образом, температура, являясь важнейшим лимитирующим
фактором, оказывает весьма существенное влияние на адаптационные
процессы в организмах и популяциях наземно-воздушной среды.
1.2.4.2. Свет и его роль в жизни организмов
Свет — первичный источник энергии, без которого невозможна
жизнь на Земле. Он участвует в фотосинтезе, и в этом его важнейшая
энергетическая функция. Но в фотосинтезе участвуетлишьчастьспек-
тра в пределах от 380 до 760 нм, которую называют областью физиоло-
гически активной радиации (ФАР).
Однако свет — не только энергетический ресурс, но и важней-
ший экологический фактор. За пределами видимого спектра и ФАР
остаются области инфракрасного (ИК) и ультрафиолетового (УФ)
излучений. УФ-излучение несет много энергии и обладает фотохи-
мическим воздействием, организмы к нему очень чувствительны.
У ИК-излучения значительно меньше энергии, но некоторые сухо-
путные организмы используют его для поднятия температуры тела
выше окружающей.
Важное значение для организмов имеет интенсивность освещения.
Растения по отношению к освещенности подразделяются на светолю-
бивые (гелиофиты), тенелюбивые (суциофиты) и теневыносливые. Яр-
кий солнечный свет оптимален для гелиофитов, они не выносят тени
(луговые травы, хлебные злаки и др.), слабая освещенность — опти-
мальна для тенелюбивых, они не выносят яркого света (растения таеж-
ных ельников, лесостепных дубрав, тропических лесов). Теневыносли-
вые растения имеют широкий диапазон толерантности к свету и могут
развиваться как при яркой освещенности, так и в тени.
Свет имеет большое сигнальное значение и вызывает регуляторные
адаптации организмов. Одним из самых надежных сигналов является
длина дня — фотопериод.
Фотопериодизм как явление — это реакция организма на сезонные
изменения длины дня. Длина дня в данном месте, в данное время года
всегда одинакова, что позволяет растению и животному определиться
на данной широте со временем года, т.е. временем начала цветения,
созревания и т.п. Иными словами, фотопериод — это некое «реле вре-
мени» или «пусковой механизм», включающий последовательность
физиологических процессов в живом организме.
Фотопериодизм нельзя отождествлять с обычными внешними су-
точными ритмами, обусловленными просто сменой дня и ночи. Одна-
Глава 1. Общая экология • 37
ко суточная цикличность жизнедеятельности у животных и человека
становится внутренними (эндогенными) ритмами. Но в отличие от изна-
чально внутренних ритмов их продолжительность может отличаться
от точной цифры — 24 ч — на 15—20 мин, поэтому их называют цир-
кадными (в переводе — «близкие к суткам»).
Эти ритмы помогают организму чувствовать время, и эту спо-
собность называют «биологическими часами». Они помогают птицам
при перелетах ориентироваться по солнцу, и вообше ориентируют ор-
ганизмы в более сложных ритмах природы.
Фотопериодизм проявляется лишь в сочетании с другими фактора-
ми, например температурой: если вдень X холодно, то растение зацве-
тает позже, или в случае с вызреванием: если холод наступает раньше
дня X, то, скажем, картофель дает низкий урожай, и т.п. В субтропи-
ческой и тропической зонах, где длина дня по сезонам года меняется
мало, на смену фотопериодизму приходит чередование засушливых
и дождливых сезонов, а в высокогорье — температура, где она приоб-
ретает главное сигнальное значение.
Так же как на растениях, погодные условия отражаются на поики-
лотермных животных, а гомойотермные отвечают на это изменениями
в своем поведении: нарушаются сроки гнездования, миграции и др.
Развитие живой природы по сезонам года происходит в соответ-
ствии с биоклиматическим законом, который носит имя Хопкинса:
сроки наступления различных сезонных явлений (фенодат) зависят
от широты, долготы местности и ее высоты над уровнем моря. Значит,
чем севернее, восточнее и выше местность, тем позже приходит вес-
на и раньше — осень. Для Европы на каждом градусе широты сроки
сезонных событий наступают через три дня, в Северной Америке —
в среднем через четыре дня на каждый градус широты, на пять градусов
долготы и на 120 м высоты над уровнем моря.
1.2.4.3. Вода в жизни организмов
Вода физиологически необходима любой протоплазме и с экологи-
ческой точки зрения является лимитирующим фактором как в назем-
ных, так и в водных местообитаниях, если там ее количество подвер-
жено резким изменениям (приливы, отливы).
В наземно-воздушной среде этот абиотический фактор характери-
зуется количеством осадков, влажностью, иссушающими свойствами
воздуха и доступной площадью водного запаса.
Количество атмосферных осадков обусловлено физико-географи-
ческими условиями и неравномерно распределено на земном шаре.
38 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Но для организмов важнейшим лимитирующим фактором является
распределение осадков по сезонам года. В умеренных широтах их нерав-
номерное распределение может привести к гибели растений от засухи
или, наоборот, от переувлажнения. В тропической зоне организмам
приходится переживать влажные и сухие сезоны, при том что темпера-
тура круглый год почти постоянна.
Влажность воздушной среды измеряется обычно в показателях от-
носительной влажности. Отсюда способность влажности изменять эф-
фекты температуры: понижение влажности ниже некоторого предела
при данной температуре ведет к иссушающему действию воздуха.
Иссушающее действие воздуха > i меет наиболее важное экологическое
значение для растений. Иссушение почвы затрудняет всасывание из нее
воды растениями. Адаптация растений к этим условиям — увеличение
всасывающей силы и активной поверхности корней. Как только кор-
ни выбрали доступную воду в данном объеме, они растут далее вглубь
и в стороны, и корневая система может достигнуть, например, у злаков
длины 13 км на 1000 см1 почвы (без корневых волосков) (рис. 1.6).
Вода расходуется на фотосинтез, всего около 0,5%, всасывается
клетками, а 97—99% ее уходит на транспирацию — испарение через ли-
стья. Рост растений пропорционален транспирации. Эффективность
транспирации — это отношение прироста вещества (чистой продукции)
к количеству транспирированной воды. Измеряется в граммах сухого
вещества на 1000 см3 воды. Для большинства растений она равна двум,
т.е. на получение каждого грамма живого вещества тратится 500 г воды.
Основная форма адаптации — не снижение транспирации, а прекра-
щение роста в период засухи.
В зависимости от способов адаптации растений к влажности вы-
деляют несколько экологических групп:
— гидатофиты водные растения, поглощающие воду и минераль-
ные вещества всей поверхностью своего тела (цветковые — рдесты),
гидрофиты — наземно-водные растения, частично погруженные
в воду, растущие по берегам рек и водоемов (тростник и др.);
гигрофиты — наземные растения, живущие в очень влажных по-
чвах и в условиях повышенной влажности (рис, папирус);
мезофиты — растения, переносящие незначительную засуху (дре-
весные растения, травянистые растения дубрав, большинство культур-
ных растений и др.);
ксерофиты растения сухих степей и пустынь, способные на-
капливать влагу в мясистых листьях и стеблях — суккуленты (алоэ, как-
тусы и др.), и с большой всасывающей силой корней, способные сни-
жать транспирацию с помощью узких мелких листьев — склерофиты.
Глава 1. Общая экология • 39
Рис. 1.6. Корневые системы растений в разных условиях водоснабжения
(по М.С Шалыту, 1950, Б.А Тихомирову, 1963).
а — Festuca sulcata: б— Euphorbia gerardiana (на черноземах Аскании-Нова,
Южная Украина), в — Eriophorum sclieuchzeri,
г — Hierocliloe alpioa (в тундре Таймыра)
У животных по отношению к воде также выделяются свои эко-
логические группы: гигрофилы (влаголюбивые), ксерофилы (сухолю-
бивые) и промежуточная группа — мезофилы. Способы регуляции
водного баланса у них поведенческие, морфологические и физио-
логические.
К поведенческим способам относятся перемещение в более влаж-
ные места, периодическое посещение водопоя, переход к ночному об-
разу жизни и др. Особенностью морфологических адаптаций является
формирование приспособлений, задерживающих воду в теле: ракови-
ны наземных улиток, роговые покровы у рептилий и др. Физиологиче-
40 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
ские приспособления направлены на образование метаболической воды,
являющейся результатом обмена веществ и позволяющей обходиться
без питьевой воды. Она широко используется насекомыми и часто та-
кими животными, как верблюд, овца, собака, которые могут выдер-
жать потери воды соответственно 27, 23 и 17%. Человек погибает уже
при 10% потери воды. Пойкилотермные животные более выносливы,
так как им не приходится использовать воду на охлаждение, как тепло-
кровным.
Доступный запас виды, т.е. такой воды, которую способна погло-
щать корневая система растений, зависит прежде всего от количества
осадков в данном районе и водопроницаемости поверхностных отло-
жений. Даже при большом количестве осадков, высокая проницае-
мость песчаных и песчано-гравийных отложений приведет к быстрой
фильтрации воды в глубину, осушению почвы.
1.2.4.4. Совместное действие температуры и влажности
Температура и влажность, действуя в непрерывном единстве,
определяют «качество» климата: высокая влажность в течение года
сглаживает сезонные колебания температур — это морской климат;
высокая сухость воздуха приводит к резким колебаниям темпера-
тур — континентальный климат. Разнообразие климата на про-
сторах России создает неодинаковые экологические условия,
и как следствие — флора и фауна нашей страны отличаются широ-
ким видовым разнообразием и пока еше остаются одними из бога-
тейших в мире.
Температура и влажность достаточно надежно оцениваются коли-
чественно, и поскольку они являются определяющими из всех внеш-
них лимитирующих факторов, то с их воздействием легко коррелиру-
ется большинство экологических явлений в животном и растительном
мире.
На рисунке 1.7 приведена экограмма продолжительности жизни
куколки насекомого — яблоневой плодожорки. Кривые соединяют
точки с одинаковой продолжительностью жизни или соответствуют
равным смертностям. Как видно из рисунка, смертность ничтож-
на при температуре 24 °C и 70% относительной влажности. Такие
экограммы можно построить для любых вредных насекомых в дан-
ной местности, например комаров, хлопкового долгоносика и т.п.
По этим данным можно прогнозировать их активность и направле-
ние борьбы с ними.
Глава 1. Общая экология • 41
Рис. 1.7. Продолжительность жизни куколки яблоневой
плодожорки Carpocapsa pomonella в зависимости
от влажности и температуры (по В. Шелфорду)
1.2.4.5. Водная среда
Здесь основные экологические факторы — течения и волнения
в реках, морях, океанах, действующие практически постоянно. Они
могут косвенно влиять на организм, изменяя ионный состав и ми-
нерализацию воды, тем самым изменяя состав и концентрацию пи-
тательных веществ, а также оказывать прямое действие, вызываю-
щее адаптации животных и растений к течению. Например, рыбы
в спокойных реках имеют сплюснутое с боков тело (лещ, плотва),
а в быстрых — округлое в сечении (форель), водоросли также мор-
фологически приспособлены к течениям и прикрепляются к суб-
страту и т.п.
Вода — достаточно плотная среда, оказывающая ощутимое со-
противление движению животных. Поэтому для них характерна об-
текаемая форма тела как для рыб (акула), так и для млекопитающих
(дельфин) и даже моллюсков (головоногие моллюски: осьминоги, ка-
ракатицы И др.).
42 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
1.2.4.6. Атмосферные газы как экологический фактор
Воздушная среда имеет малые плотности и подъемную силу, незна-
чительную спорность, поэтому в ней нет постоянно живущих организ-
мов и все ее обитатели связаны с поверхностью Земли. Но воздушная
среда оказывает на организмы не только физическое, но и химическое
воздействие, обеспечивая их дыхание и фотосинтез.
1.2.4.7. Физические факторы воздушной среды
К этим факторам относятся движение воздушных масс и атмосфер-
ное давление.
Движение воздушных масс может быть в виде их пассиеного переме-
щения конвективной природы или в виде ветра — вследствие цикло-
нической деятельности атмосферы Земли. В первом случае обеспечи-
вается расселение спор, пыльцы, семян, микроорганизмов и мелких
животных, которые имеют для этого специальные приспособления —
анемохоры: очень мелких размеров парашютовидные придатки и др.
(рис. 1.8). Всю эту массу организмов называют аэропланктоном.
Во втором случае ветер также переносит аэропланктон, но на значи-
тельно большие расстояния, при этом может перенести в новые зоны
и загрязняющие вещества и т.п.
Ветер, подобно течениям в реках, может оказыва1ь и прямое воз-
действие на растения, например на их рост (рис. 1.9), угнетающее дей-
ствие на активность животных, например птиц
Низкая сопротивляемость воздуха была использована в ходе эволю-
ции для перемещения многими животными, вплоть до рептилий. Сей-
час около 75% наземных видов растений различными способами (му-
скульные усилия, планирование) приспособлены к полету. Для птиц,
летучих мышей и др. полет — это поиск добычи.
Атмосферное давление оказывает весьма существенное экологиче-
ское воздействие на животных, в особенности на позвоночных, кото-
рые из-за этого не могут жить выше 6000 м над уровнем моря.
1.2.4.8. Химические факторы воздушной среды
Химический состав атмосферы весьма однороден: азота — 78,8%,
кислорода — 21, аргона — 0,9, углекислого газа — 0,03% по объему.
По современным данным, концентрации двуокиси углерода (СО2)
и кислорода (О2) — в значительной степени лимитирующие факторы
даже в наземных условиях: содержание СО2 находится где-то в мини-
муме, а кислорода — в максимуме толерантности растений по этим
факторам (Ю. Одум, 1986).
Глава 1. Общая экология • 43
Рис. 1.8. Плоды, рассеивающиеся с помощью ветра — анемохоры
(Культиасов М В. Ботаника .* учебник. М. .* Сов. наука, 1953)'
а — плоды с летучками из волосков: 1 — плод ломоноса, 2— плод
мать-и-мачехи, 3 — одуванчика, 4 — семя ивы, 5 — семя кипрея;
б — плоды с крыльями: 6 — плод вяза, 7— березы. 8— клена (двойной
орешек), 9 — граба* крылатка из остающегося прицветника, 10— липа
с крылаткой из приросшего к цветоножке прицветника
Рис. 1.9. Флаговая форма сосны на побережье
Балтийского моря близ Ростока (по Н Wachs)
44 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
В почвах и подстилающих их породах, вплоть до уровня грунтовых
вод (в зоне аэрации), углекислого газа уже 10°&, а кислород становится
лимитирующим фактором для аэробов-редуцентов, что приводит к за-
медлению разложения отмершей органики.
В воде кислорода в 20 раз меньше, чем в атмосфере, и здесь он явля-
ется лимитирующим фактором. Источниками его являются диффузия
из атмосферного воздуха и фотосинтез водных растений (водорослей),
а растворению способствуют понижение температуры, ветер и волне-
ния воды.
При растворении СО2 в воде образуется слабая угольная кислота
H2COj, легко образующая карбонаты и бикарбонаты. Карбонаты — ис-
точник питательных веществ для построения раковин и костной ткани
и хороший буфер для поддержания водородного показателя (pH) во-
дной среды на нейтральном уровне.
Важность последнего обстоятельства состоит в том, что для ги-
дробионтов интервал толерантности по pH столь узок, что даже
незначительные отклонения от оптимума приводят организм к ги-
бели.
Поскольку величина pH пропорциональна количеству СО2 в воде,
то ее измерение позволяет судить о скорости общего метаболизма во-
дной экосистемы (гидроэкосистемы).
1.2.4.9. Биогенные вещества как экологические факторы
Биогенные соли и элементы являются лимитирующими факторами
и ресурсами среды для организмов. Одни из элементов требуются ор-
ганизмам в относительно больших количествах, поэтому их называют
макроэлементами, другие тоже жизненно необходимы организмам,
но в очень малых количествах — их называют биогенными микро-
элементами. Растения получают их, как правило, из почвы, реже —
из воды, а животные и человек — с пишей.
1.2.4.10. Биогенные макроэлементы
Первостепенное значение среди биогенных макроэлементов име-
ют фосфор и азот в доступной для организмов форме. Фосфор это
важнейший и необходимый элемент протоплазмы, а азот входит во все
белковые молекулы.
Основной источник азота — атмосферный воздух, а фосфора —
лишь горные породы и отмершие организмы. Азот фиксируется боль-
шинством растительных и гетеротрофных организмов и включается
в биологический круговорот. Фосфора в организме содержится в про-
Глава 1. Общая экология • 45
центном отношении больше, чем в исходных природных источниках,
и именно поэтому так велика его лимитирующая роль. Ю. Одум (1975)
приводит пример с желтком яйца утки, в 1 г которого фосфора содер-
жится больше в 9 х I06 раз, чем в 1 мл воды реки Колумбии, из которой
птица получает пишу.
Недостаток фосфора по своему влиянию на продуктивность биоты
стоит на втором месте после воды.
Этим элементам лишь немного по своему значению уступают ка-
лий. кальций, сера и магний. Калий входит в состав клеток, играет
важнейшую роль в осмотических процессах, в работе нервной систе-
мы животных и человека, способствует росту растений и тд. Кальций
является составной частью раковин и костей животных, необходим
растениям и тд. Сера включена в состав некоторых аминокислот, ко-
ферментов, витаминов, обеспечивает хемосинтез и др. Магний, необ-
ходимая часть молекул хлорофилла, входит в состав рибосом растений
и животных и др.
1.2.4.11. Биогенные микроэлементы
Биогенные микроэлементы входят в состав ферментов и неред-
ко бывают лимитирующими факторами. Для растений в первую
очередь необходимы железо, марганец, медь, цинк, бор, кремний,
молибден, хлор, ванадий и кобальт. Если в этом наборе, например,
будет нехватка Мп, Fe, Cl, Zn и V, то не будет полноценным процесс
фотосинтеза, а если не будет Мо, В, Со и Fe, то нарушится азотный
обмен, и т.п. Эти же микроэлементы необходимы животным и че-
ловеку. Их недостаток (или избыток при загрязнении) вызывает бо-
лезни.
1.2.5. Эдафические факторы и их роль в жизни
растений и почвенной биоты
Эдафические (греч. edaphos — «почва») факторы — почвенные усло-
вия произрастания растений. Они делятся на химические (реакция
среды, солевой режим, элементарный химический состав, обменная
способность и состав обменных катионов), физические (водный, воз-
душный и тепловой режимы, плотность и мощность почвы, ее гра-
нулометрический состав, структура и др.) и биологические факторы
(растительные и животные организмы почвы). Из них важнейшими
экологическими факторами являются влажность, температура, структура
и пористость, реакция почвенной среды, засоленность.
46 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
1.2.5.1. Состав и структура почв
Почва — особое естественно-историческое образование, геологи-
ческое тело, возникшее в результате изменения поверхностного слоя
литосферы совместным воздействием волы, воздуха и живых организ-
мов. отличающееся от всех похожих на нее глинистых и песчаных об-
разований тем, что обладает плодородием: дает жизнь растениям, пищу
животным и человеку. Порода, из которой образовалась почва путем
разрушения ее минералов и структуры, называется материнской.
Плодородие почвы — ее способность удовлетворять потребность
растений в питательных веществах, воздухе, биотической и физико-
химической среде, включая тепловой режим, и на этой основе обе-
спечивать урожай сельскохозяйственных культур, а также биогенную
продуктивность диких форм растительности.
Различают искусственное и естественное плодородие. Искусствен-
ное плодородие — результат агрономического воздействия на почву,
а естественное плодородие, или просто почвенное плодородие, обу-
словлено естественными экологическими факторами почвы.
Почва состоит из твердой, жидкой и газообразной компонент и со-
держит живые макро- и микроорганизмы (растительные и животные).
Твердая компонента преобладает в почве и представлена минераль-
ной и органической частями. Больше всего минералов первичных,
оставшихся от материнской породы, меньше — вторичных, образо-
вавшихся в результате разложения первичных, — это глинистые ми-
нералы коллоидных размеров, а также минералы-соли: карбонаты,
сульфаты, галоиды и др. Процентное содержание в почве способных
легко растворяться в воде минералов-солей характеризует ее степень
засоления. Органическая часть представлена гумусом — сложным орга-
ническим веществом, появившимся в результате физико-химического
разложения отмершей органики. Он играет ключевую роль в плодоро-
дии почвы благодаря питательным веществам, которые он содержиз,
в том числе и биогенные элементы. Содержание гумуса в почвах коле-
блется от десятых долей процента до 20—22%. Самые богатые гумусом
почвы — черноземы, они же и самые плодородные.
Почвенная биота представлена фауной и флорой. Фауна: дождевые
черви, мокрицы, нематоды и другие, перераспределяют гумус и био-
генные элементы, повышая ее плодородие. Черви, по мнению Ч. Дар-
вина, пропускают через свой кишечник за несколько лет весь пахотный
слой. Флора — это грибы, бактерии, водоросли и другие деструкторы.
Жидкая компонента почв — вода — может быть свободной, свя-
занной, капиллярной и парообразной. Свободная вода перемещается
Глава 1. Общая экология • 47
по порам под действием силы тяжести, связанная адсорбируется по-
верхностью частиц и образует на них пленку, капиллярная удержива-
ется в тонких порах под действием менисковых сил, а парообразная
находится в той части пор, которая свободна от воды. Отношение мас-
сы всей воды в почве к массе ее твердой компоненты, обычно выра-
женное в процентах, называют величиной (показателем) влажности,
влажностью почвы.
Жидкую компоненту почв называют почвенным раствором. Он мо-
жет содержаib нитраты, бикарбонаты, фосфа! ы, сульфаты и другие
соли, а также водорастворимые органические кислоты, их соли. В свя-
занной воде вещества трудно растворимы. Концентрация раствора за-
висит от влажности почвы.
Состав и концентрация почвенного раствора определяют реакцию
среды, показателем которой является величина pH. Наиболее благопри-
ятна для растений и почвенных животных нейтральная среда (pH = 7).
Структура и пористость определяют доступность для растений и жи-
вотных питательных веществ. Частицы почв, связанные между собой
силами молекулярной природы, образуют структуру почвы. Между
ними возникают пустоты, называемые порами. Величина пористости,
или пористость, — это доля объема пор в объеме почвы, которая может
достигать 50*? и более.
1.2.5.2. Строение почв в вертикальном разрезе
Почвообразование происходит сверху вниз, с постепенным за-
туханием интенсивности процесса. В умеренной зоне он затухает
на глубинах 1,5—2,0 м. Этой величиной и определяются мощность
(толщина) почв в умеренной зоне. Но изменяется не только интенсив-
ность, но и характер почвообразовательного процесса, что и отража-
ется в почвенном профиле (рис. 1.10), в нем выделяются три горизонта:
перегнойно-аккумулятивный, или гумусовый (А), смывания (В) и мате-
ринская порода (С).
Горизонт «А» определяет плодородие почв. Мощность его от не-
скольких до десятков сантиметров В горизонте А) аккумулированы
питательные вещества для корневой системы растений и почвенная
биота, но уже в горизонте А2 происходит выщелачивание и вымывание
солей, органических коллоидов и т.п., которые вмываются в горизонт
В - иллювиальный. Здесь органические вещества перерабатываются
редуцентами в минеральные формы и происходит накопление карбо-
натов, гипса, глинистых минералов и др. Этот горизонт постепенно
переходит в материнскую породу (С).
48 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Дернина, лесная подстилка,
луговой или степной войлок
Рис. 1.10. Обобщенный почвенный профиль
1.2.5.3. Важнейшие экологические факторы почв
Эти факторы можно разделить на физические и химические. К фи-
зическим относятся влажность, температура, структура и пористость.
Влажность, а точнее доступная влажность для растений зависит
от сосущей силы их корневой системы и физического состояния самой
воды. Практически недоступна часть пленочной воды, прочно связан-
ная с поверхностью минеральной частицы. Легко доступна свободная
вода, но она довольно быстро уходит в глубокие горизонты и прежде
всего из крупных пор — быстро движущаяся вода, а затем из мелких —
медленно движущаяся вода, связанная и капиллярная влага удержива-
ется в почве длительное время.
Иными словами, доступность влаги зависит от водоудерживающей
способности почв. Сила удерживающей способности тем выше, чем по-
чва ।линис।ее и суше. При очень низкой влажности, если и остается,
то только недоступная для растений прочно связанная вода, и расте-
ние погибает, а гигрофильные животные (дождевые черви и др.) пере-
бираются в более влажные глубокие горизонты и там впадают в «спяч-
ку» до выпадения дождей.
Температура почвы зависит от внешней температуры, но благода-
ря низкой теплопроводности почвы температурный режим довольно
Глава 1. Общая экология • 49
стабилен и уже на глубине 0,3 м флуктуации температуры менее 2 °C
(Новиков, 1979). что важно для почвенных животных. Суточные коле-
бания ощутимы до глубины 1 м. Летом температура почвы ниже, а зи-
мой — выше, чем в воздухе.
Структура и пористость почвы обеспечивают ее хорошую аэрацию.
В плотных почвах затрудняется аэрация, и кислород может стать ли-
митирующим фактором, однако большинство почвенных организмов
способны жить и в плотных глинистых почвах.
Почвенные горизонты также служат средой оби 1ания млекопит аю-
щих. например грызунов. Они живут на большой глубине в норах.
Важнейшими экологическими факторами являются и химические,
такие как реакция среды и засоленность.
Реакция среды — очень важный фактор для многих животных и рас-
тений. В сухом климате преобладают нейтральные и щелочные почвы,
во влажных районах — кислые. Многие злаки дают лучший урожай
на нейтральных и слабощелочных почвах (ячмень, пшеница), каковы-
ми обычно являются черноземы
Засоленными называют почвы с избыточным содержанием водо-
растворимых солей (хлоридов, сульфатов, карбонатов). Они возни-
кают вследствие вторичного засоления почв при испарении грунтовых
вод, уровень которых поднялся до почвенных горизонтов. Среди засо-
ленных почв выделяют солончаки и солонцы, в последних преобладают
карбонаты натрия. Почвы эти щелочные — pH 7—9.
Флора и фауна засоленных почв весьма специфичны. Растения здесь
дос1аточно устойчивы не только к концентрации, но и к составу солей.
Солеустойчивые растения — это галлофиты. Один из галлофитов так
и называется солерос и может выдерживать концентрацию солей свыше
20^. Засоление почв приводит к падению урожайности сельхозкультур.
1.2.5.4. Экологические индикаторы
Организмы, адаптируясь к засолению, приобретают определенные
морфологические признаки, по которым можно определить, засолена
или данная почва и даже примерную степень засоления. Организмы,
по которым можно установить тот тип физической среды, где он рос
и развивался, являются индикаторами среды
Это касается не только галлофитов. но и жизненных форм растений
относительно влаги (гидрофиты, ксерофиты и т.д.), по которым мож-
но оценить влияние этих условий на пастбищный потенциал. Широко
известно применение геоботанических методов для поисков полезных
ископаемых по растениям-индикаторам.
50 • ЧАСТЫ. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
По организмам-индикаторам можно судить, например, о загрязне-
нии среды: исчезновение лишайников на стволах деревьев свидетель-
ствует об увеличении содержания сернистого газа в воздухе, по каче-
ственному и количественному составу фитопланктона можно судить
о степени загрязнения водной среды и т.д.
1.2.6. Ресурсы живых существ
как экологические факторы
«Ресурсы живых существ это по преимуществу вещества, из ко-
торых состоят их тела, энергия, вовлекаемая в процессы их жизнедея-
тельности, а также места, где протекают те или иные фазы их жизнен-
ных циклов» (Бигон и др., 1989).
Зеленое растение создается из неорганических молекул и ионов:
воды, углекислого газа, кислорода, биогенных веществ — и солнеч-
ной радиации в результате фотосинтеза. Неорганические компонен-
ты здесь можно рассматривать как пищевой ресурс, а свет — как ресурс
энергетический. Сами растения являются пищевым ресурсом травояд-
ных животных, травоядные — ресурс для хищников, те и другие — пи-
щевой ресурс для паразитов, а после гибели — для деструкторов.
Охраняемые животными месга охоты, а также территории, где ор-
ганизмы размножаются, проходят стадии своего развития по типу ме-
таморфоза, относят к ресурсам среды для определенного вида организ-
мов, популяций и биоценозов
1.2.6.1. Классификация ресурсов
Ресурсы живых существ можно разделить на незаменимые и взаи-
мозаменяемые. Незаменимые ресурсы — это когда один не в состоянии
заменить другой, который в свою очередь становится жестким лимити-
рующим фактором.
Ресурсы могут выступать лимитирующим фактором. Здесь в пол-
ной мере, в особенности относительно высших растений, действует
закон независимости факторов В.Р. Вильямса, причем каждый из ре-
сурсов (СОэ, Н2О, К, S, Р, N и др.) добывается независимо от других
и зачастую своим особым способом.
При высокой ресурсной обеспеченности незаменимые ресурсы
вызывают явление ингибирования — они становятся токсичными, пре-
вращаясь в лимитирующие факторы, выходящие за верхний предел то-
лерантности к ним организмов. Например, в результате загрязнения
почв создается избыток калия, кадмия и других веществ для растений,
при вырубке леса — избыток света для тенелюбивых растений и др.
Глава 1. Общая экология • 51
Взаимозаменяемые ресурсы — это когда любой из двух ресурсов
можно заменить другим, при этом они могут быть различного каче-
ства, т.е. взаимозаменяемость еще не означает равноданность.
У плотоядных животных практически любую поедаемую ими
пишу, т.е. добычу, можно заменить другой в том же объеме: одну
косулю — несколькими зайцами, зайца — десятками мелких гры-
зунов и т.п. Но взаимозаменяемые ресурсы могут быть взаимо-
дополняющими, так как при совместном потреблении обоих ре-
сурсов в совокупности их требуется меньше, чем при раздельном
потреблении. Например, чтобы получить одни и те же калории
при питании, можно съесть отдельно определенный объем риса
или определенный объем бобов. Но если их употреблять совмест-
но, то совмещенный объем съеденного риса и бобов будет меньше
при тех же калориях.
Однако может быть и наоборот: при совместном потреблении ре-
сурсов для поддержания жизни организмов обоих ресурсов расходу-
ется больше, чем при раздельном потреблении. Эти ресурсы называ-
ются антагонистическими. Такое бывает, если, например, один ресурс
содержит одно токсичное соединение, а второй — другое, поедание
обоих ресурсов неблагоприятнее сказывается на росте организмов,
чем если бы они питались одним из ресурсов.
1.2.6.2. Экологическое значение незаменимых ресурсов
В результате морфологических и физиологических адаптаций воз-
никает некое соответствие между организмом и средой, но оно еше
не гарантирует выживание организма в сложной цепи биологических
взаимодействий. Первое испытание — конкуренция на внутривидовом
уровне за ресурсы.
Единственным ресурсом энергии для зеленых растений является
свет. Лучистая солнечная энергия — единственный из ресурсов, кото-
рый действует в одном направлении, а остальные (вода, углекислый
газ, биогенные вещества) используются многократно. Важнейшее
значение для популяций растений имеет ее распределение, где первей-
шую роль играет листовой полог леса или посевов полей сельхозкуль-
тур, состоящий из ярусов свето- и тенелюбивых растений. Количество
солнечной энергии, которое используется растением на фотосинтез,
должно быть пропорционально освещенной площади листьев. А эта
площадь — величина переменная, зависящая от формы и расположе-
ния листьев, а также высоты солнца над горизонтом и интенсивности
солнечного излучения.
52 • ЧАСТЫ. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Максимальные же тначения эффективного использования лучи-
стой энергии растениями составляет 3—4,5% у морских микроскопиче-
ских водорослей, 1—Ъ°с — у растений тропических лесов, 0,6—1,2% —
у растений лесов умеренного пояса и 0,6% — у посевов сельхозкультур.
На таких значениях эффективности использования световых ресурсов
и держится вся энергетика экосистемы.
Двуокись углерода — также незаменимый ресурс в фотосинтезе,
но проблем с его недостатком не возникает. Более того, избыток СО2
может интенсифицировать фотосинтез даже при некоторой недоста-
точной освещенности, например в нижних ярусах густого леса, где его
содержание несколько повышенное.
Вода — не только компонент фотосинтеза, но и незаменимая со-
ставляющая клеточной протоплазмы- Для подавляющего большин-
ства растений основной источник воды — почва. Во многих случаях
вода становится лимитирующим фактором из-за ограниченных ее
количеств в почве или при максимальном водонасыщении почвы.
Большинство растений гибнет при подтоплении вследствие от-
сутствия аэрации корневой системы. Однако ряд высших растений
с корневой системой в виде трубчатых корней способен жить в этих
почвах, так как по этой трубчатой системе осуществляется доступ
воздуха к корням.
Минеральные ресурсы — извлекаемые растением из почвы биоген-
ные микро- и макроэлементы. Минеральные ресурсы «добываются»
корневой системой растений, их доступность неразрывно связана
с дос1упнос|Ью воды, а наличие и количественный состав зависят
от содержания биогенных веществ в почве.
Кис юрод в наземных сообществах не является пока лимитирующим
ресурсом, но растворимость в воде у него низкая, поэтому в водной
среде кислород является лимитирующим ресурсом. Для всех существ,
кроме анаэробов, кислород — незаменимый ресурс.
1.2.6.3. Экологическое значение пищевых ресурсов
Пищевые ресурсы — это сами организмы. Автотрофные (фото- и хе-
мосинтезирующие) организмы становятся ресурсами для гетеротро-
фов, принимая участие в пищевой цепи, где каждый предшествующий
потребитель превращается в пищевой ресурс для следующего потре-
бителя.
Питательная ценность растений и животных различна. Важнейшее
отличие растительной пиши в том, что растительные клетки окруже-
ны стенками, состоящими из целлюлозы, лигнина и других веществ.
Глава 1. Общая экология • 53
представляющих собой волокна, неусвояемые многими животными-
консументами, но содержащими много углерода — мощного источни-
ка энергии. Эта энергия доступна лишь животным, обладающим цел-
люлазами, способными расщеплять целлюлозу и лигнин: некоторые
бактерии, многие грибы, улитки и др.
Травоядные животные для того, чтобы переварить растительную
пишу, тщательно ее пережевывают (жвачные животные), а птицы пе-
ретирают в своем мускулистом желудке. Плотоядным же вообще же-
вать ничего не нужно, так как в мясе жертвы все компоненты, необхо-
димые им для жизни, содержатся в готовом к усвоению виде, поэтому
этот корм можно и целиком заглотнуть.
В пищеварительном тракте травоядных животных, рубце, посе-
ляются организмы, обладающие целлюлазой, они-то и помогают им
переварить растительный корм. Кроме того, при разложении растений
многие микробы извлекают из них питательные вещества (азот и др.),
а уже микробную клетку животному легче усвоить.
Различные ткани и органы растений отличаются по своей питатель-
ной ценности. Поэтому мелкие фитофаги (насекомые и др.) специали-
зируются по поеданию мелких частей растения, обычно это семена,
вегетативные почки и листья.
1.2.6.4. Ограждение пищевых ресурсов
Любой организм стремится оградить себя от своего потребителя.
Эти «средства зашиты» есть и у растений, и у животных. Они под-
разделяются на физические (механические), химические, морфологи-
ческие и поведенческие. Однако эти средства оказывают воздействие
и на организмы-потребители — наиболее приспособленные «пожира-
тели» выживают в большем количестве, разрабатывая все более изо-
щренные средства нападения, а «пожираемые» разрабатывают все
более новые и новые средства защиты. В результате возникает эволю-
ционное давление одного организма на другой, и эволюция каждого
частично зависит от эволюции другого. Такие явления называют со-
пряженной эволюцией, или коэволюцией.
Сопряженной эволюции между растениями не бывает, так как они
«питаются» одинаковыми атомами, не может ее быть и между деструк-
турам и и мертвой органикой, а вот от внешних врагов у растений хо-
рошо развита физическая (механическая) защита — колючки, шипы,
скорлупа ореха и др.
Наиболее уязвимы семена растений, когда они находятся на мате-
ринском растении, но если они рассыплются — сохранность резко уве-
54 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
личивается, что используется вдикой природе. Однако это противоре-
чит требованиям человека к сельхозкультурам, поэтому человек путем
селекции отобрал те злаки, которые способны удерживать семена, поэ-
тому культурные злаки для семеноядных птиц просто находка.
Кроме описанной физической защиты организмы способны соз-
давать и химическую в виде ядовитых веществ, которые предохраня-
ют их от поедания. Таких веществ великое множество в растительном
царстве: щавелевая и синильная кислоты, глюкозиты.алколоиды и др.
Они являются как бы побочным продуктом метаболизма и могут дей-
ствовать как токсиканты, или препятствовать пищеварению, или от-
пугивать животных, особенно насекомых.
Прибегают к химической защите и некоторые животные. Хоро-
шо известно отпугивающее действие «чернильного облака», выбра-
сываемого в водную среду некоторыми головоногими моллюсками-
каракатицами, осми ногами.
Многие насекомые-фитофаги специализируются на растени-
ях одного или нескольких видов — тех, чью химическую защиту они
преодолели Это очень важный шаг в коэволюции растений и фито-
фагов — возникновение устойчивости к химическим средствам за-
щиты растений. Такие процессы наблюдаются и при искусственной
химической защите растений от «вредных» насекомых, которая доста-
точно быстро теряет свою эффективность (известна адаптированность
их к ДДТ и т.п.).
Для животных наиболее характерны морфологические виды защи-
ты. Они базируются на различного рода «обманах»: (криптицизм. ми-
микрия и т.п.). Достаточно разнообразна у них поведенческая защита-.
прячутся в норы, раковины, панцири, притворяются мертвыми, сво-
рачиваются в клубок, угрожающе ведут себя и т.д. Но самая обычная
поведенческая реакция животного — бегство от хищника, что прино-
сит и наибольший успех жертве. Среди животных распространена и ме-
ханическая зашита: иглы у ежа, гребни и шипы у мелких беспозвоноч-
ных — коловраток, дафний, раковина моллюска и др.
1.2.6.5. Пространство как ресурс
Растения и животные конкурируют в занимаемом ими пространстве
прежде всего за ресурсы, а не за некую площадь, где они могут раз-
множаться. Пространство может стать и лимитирующим ресурсом, если
несмотря на избыток пиши оно не сможет вместить в свои геометриче-
ские размеры все организмы, которые могли бы успешно жить в этом
пространстве. Например, скальная поверхность может быть настолько
Глава 1. Общая экология • 55
плотно заселена мидиями, что другим моллюскам, потенциально спо-
собным еще прокормиться на этой площади, места уже не осталось.
Ряд животных стремится к «захвату» определенной территории, где
они смогут обеспечить себя пишей, и таким образом она становится
ресурсом.
Кроме того, потенциальными ресурсами для животных являются
гнездовые участки и убежища.
Таким образом, пищевой ресурс — это «любой потребленный ком-
понент среды, который может быть «отнят» одним организмом у дру-
гого» (Гиляров, 1990), что может вызвать внутривидовую конкуренцию.
Регулируются эти явления уже на популяционном уровне.
1.3. ПОПУЛЯЦИИ
«Популяция — любая, способная к самовоспроизведению совокуп-
ность особей одного вида, более или менее изолированная в простран-
стве и времени от других аналогичных совокупностей одного и того же
вида» (Гиляров, 1990).
Популяция — именно та «ячейка» биоты, которая служит основой
ее существования: в ней происходит самовоспроизводство живого
вещества, она обеспечивает выживание вида, дает начало новым по-
пуляциям и процессам видообразования, т.е. является элементарной
единицей эволюционного процесса, тогда как вид есть его качествен-
ный этап.
Известно, что важнейшими считаются количественные показатели,
которые позволяют решить большинство проблем качественного ха-
рактера. Выделяют две группы количественных показателей — стати-
ческие и динамические.
1.3.1. Статические показатели популяций
Статические показатели характеризуют состояние популяции
на данный момент времени. К ним относятся численность, плотность
и показатели структуры популяции.
Численность — поголовье животных или количество растений, на-
пример деревьев, в пределах некоторой пространственной единицы —
ареала, бассейна реки, акватории моря, области, района и т.д. Плот-
ность — число особей, приходящихся на единицу площади, например,
плотность населения — количество человек, приходящееся на 1 км2.
56 • ЧАСТЫ. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
или для гидробионтов — количество особей на единицу объема, литр
или кубометр. Показатели структуры в популяции: половой — соотно-
шение полов, размерный — соотношение количества особей разных
размеров, возрастной — соотношение количества особей различного
возраста.
Численность тех или иных животных определяется различными
методами. Например, подсчетом с самолета или вертолета при обле-
тах территории. Численность гидробионтов устанавливают путем от-
лавливания их сыями (рыбы), для микроскопических (фи юиланктон,
зоопланктон) применяют специальные мерные емкости (можно бато-
метр).
Численность человеческой популяции определяется путем перепи-
си населения всего государства, его административных подразделений
и т.п. Знание численности и структуры населения (этнической, про-
фессиональной. возрастной, половой и т.п.) имеет большое экономи-
ческое и экологическое значение.
Плотность популяции определяется без учета неравномерности рас-
пределения особей на площади или в объеме, т.е. получается средняя
плотность животных, деревьев, людей на единицу площади или микро-
скопических водорослей на единицу объема.
Средняя плотность популяции зависит еще и от размера животных.
Мышь полевка весит всего 27 г и съедает в сутки 2,4 г сухого корма,
а слон в 4 т съедает 42,6 кг. Можно себе представить сколько полевок
может прокормиться на площади, занимаемой только одним слоном!
Но каждое животное соблюдает баланс энергии, получаемой от съе-
дания пищи. При недостаточности корма животные расширяют свою
территорию. Такое поведение животных называют территориальным
поведением. Чем крупнее животное, тем большая площадь для добычи
пиши ему нужна, поэтому чем больше размеры тела особи, тем мень-
ше плотность популяции.
Территориальные границы могут быть весьма подвижны. Достаточ-
но надежно определяются границы у немигрирующих животных (гры-
зуны, моллюски), которые создают так называемые локальные популя-
ции. У подвижных животных границы трудно определить, например
у лося, а тем более у птиц. Столь же подвижны и водные животные,
например нерестовая миграция лососевых рыб и т.д.
Ограничивают возможность расселения как биотические, так
и абиотические факторы. Из биотических прежде всего назовем пресс
хищников и конкурентов, нехватку пищевых ресурсов, а из абиотиче-
ских — толерантность к факторам среды.
Глава 1. Общая экология • 57
Пресс хищников особенно силен, когда в коэволюции хищник —
жертва равновесие смещается в сторону хищника и ареал жертвы су-
жается. Конкурентная борьба тесно связана с нехваткой пищевых ресур-
сов, она может быть и прямой борьбой хищников за ресурс, но чаше
всего это просто вытеснение вида, которому на данной территории
пиши не хватает, видом, которому этого же количества пиши вполне
достаточно. Это уже межвидовая конкуренция.
Важнейшим условием существования популяции или ее экотипа
является толерантность к факторам (условиям) среды. Толерантность
у разных особей и к разным частям спектра разная, поэтому толе-
рантность популяции значительно шире, чем у отдельных особей (см.
рис. 1.5).
Итак, свойства популяции значительно отличаются от свойств от-
дельных особей, что особенно наглядно проявляется в динамике по-
пуляций.
1.3.2. Динамические показатели популяций
Динамические показатели характеризуют процессы, протекающие
в популяции за какой-io промежуток (интервал) времени. Основными
динамическими показателями (характеристиками) популяций явля-
ются рождаемость, смертность и скорость роста популяций.
Рождаемость, или скорость рождаемости, — число особей, рождаю-
щихся в популяции за единицу времени.
Смертность, или скорость смертности, — число особей, погибших
в популяции в единицу времени. Но убыль или прибыль организмов
в популяции зависит еще и от скорости их иммиграции и эмиграции, т.е.
соответственно от количества прибывших и убывших особей в едини-
цу времени.
Увеличение численности, прибыль зависят от количества отрож-
денных (рожденных за какой-то период времени) и иммигрировавших
особей, а уменьшение, убыль численности — от гибели (смертности
в широком смысле) и эмиграции особей.
Явления иммиграции и эмиграции на численность влияют несуще-
ственно, поэтому при расчетах ими можно пренебречь. Рождаемость,
или скорость рождаемости, выражают отношением:
IxNn/lxt,
где bNn — число особей (яиц, семян и т.п.), родившихся ^отложенных, про-
дуцированных и т.д.) за некоторый промежуток времени — А/.
58 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Но для сравнения рождамости в различных популяциях пользуются
величиной удельной рождаемости: отношением скорости рождаемости
к исходной численности (Л):
ДАя/АДг.
За бесконечно малый промежуток времени (Д/ -> 0) мы получим
мгновенную удельную рождаемость, которую обозначают латинской
буквой «Ь». Эта величина имеет размерность «единица времени _|»
и зависит от интенсивности размножения особей: для бактерий —
час, для фитопланктона — сутки, для насекомых — неделя или месяц,
для крупных млекопитающих — год.
Смертность — величина, обратная рождаемости, но измеряется
в тех же единицах и вычисляется по аналогичной формуле. Если при-
нять, что Д№и — число погибших особей (независимо от причины)
за время Д/, то удельная смертность
Д№я/ЛД/.
При Д/ -> 0 имеем мгновенную удельную смертность, которую обо-
значают буквой «d».
Величины рождаемости и смертности по определению могут иметь
только положительное значение либо равное нулю.
Скорость изменения численности популяции, т.е. ее чистое уве-
личение и уменьшение, можно представить и как изменение ДА за Л/,
а при Д/ ♦ О можно определить ее как мгновенную скорость изменения
численности, которая может быть рассчитана как
r=b-d.
Анализ уравнения показывает, что если b = d, то г — 0, и популя-
ция находится в стационарном состоянии, если же b * d, то г может быть
величиной положительной (b > d), и мы имеем численный рост попу-
ляции, или отрицательной (b < d), что говорит о снижении численно-
сти на данном отрезке времени. Эта формула важна для определения
смертности, которую трудно измерить непосредственно, а определить/*
достаточно просто непосредственными наблюдениями, тогда d — Ь — г.
1.3.3. Продолжительность жизни
Продолжительность жизни вида зависит от условий (факторов) жиз-
ни. Различают физиологическую и максимальную продолжительность
жизни.
Глава 1. Общая экология • 59
Физиологическая продолжительность жизни определяется только
физиологическими возможностями организма. Теоретически она воз-
можна, если допустить, что в период всей жизни организма на него
не оказывают влияние лимитирующие факторы.
Максимальная продолжительность жизни — это такая продолжи-
тельность жизни, до которой может дожить лишь малая доля осо-
бей в реальных условиях среды. Эта величина варьирует в широких
пределах: от нескольких минут у бактерий до нескольких тысячеле-
тий у древесных растений (секвойя). Обычно, чем крупнее растение
или животное, тем больше их продолжительность жизни, хотя бывают
и исключения (летучие мыши).
Смертность и рождаемость у организмов весьма существенно
изменяются с возрастом. Только увязав смертность и рождаемость
с возрастной структурой популяции, можно вскрыть механизмы об-
шей смертности и определить структуру продолжительности жиз-
ни. Такую информацию можно получить с помощью таблиц выжи-
вания.
Таблицы выживания, или еще их называют демографическими та-
блицами, содержат сведения о характере распределения смертности
по возрастам. Демография изучает размещение, численность, состав
и динамику народонаселения, а эти таблицы используются для опре-
деления ожидаемой продолжительности жизни человека. Таблицы вы-
живания бывают динамические и статические.
Динамические таблицы строятся по данным прямых наблюдений
за жизнью когорты, т.е. большой группы особей, оз рожденных в по-
пуляции за короткий промежуток времени, и регистрации возраста на-
ступления смерти всех членов данной когорты. Такие таблицы требуют
длительного наблюдения, и практически невозможно такую таблицу
сделать для долго живущих животных, человека — для этого может по-
требоваться более 100 лет. Поэтому используют другие таблицы — ста-
тические.
Статические таблицы выживания составляются по данным на-
блюдений за относительно короткий промежуток времени за смер-
тностью в отдельных возрастных группах. Зная численность этих
групп, можно рассчитать смертность для каждого возраста (табл. 1.2,
Гиляров,1990)
Данные таблиц выживания позволяют построить кривые выжи-
вания. Выделяют три типа основных кривых выживания (рис. 1.11),
к которым в той или иной мере приближаются все известные кри-
вые.
60 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Таблица 1.2
Статическая демографическая таблица женского
населения Канады на 1980 г. (no Krebs, 1985)
Возрастная группа Количество чело- век в каждой воз- растной группе Число умерших в каждой воз- растной группе Смертность в расчете на 1000 человек
0-1 173400 1651 9,52
1-4 685 900 340 0,50
5-9 876 600 218 0,25
10-14 980 300 234 0,24
15-19 1 164 100 619 0,54
25-29 1 029 300 578 0,56
30-34 933 000 662 0,71
35-39 739 200 818 1,11
40-44 627 000 1 039 1,66
45-49 622 400 1 644 1,66
50-54 615 100 2 574 4,18
55-59 596 000 3 878 6,51
60-64 481 200 4 853 10,09
65-69 413400 6803 16,07
70-74 325 600 8421 25,86
75-79 235 100 10029 42,66
80-84 149 300 10824 72,50
85 и больше 199 200 18085 151,70
Рис. 1.11. Различные типы кривых выживания (Deevey, 1950)
Глава 1. Общая экология • 61
Кривая Iтипа, когда на протяжении всей жизни смертность ни-
чтожно мала и резко возрастает в конце нее, характерна для насеко-
мых, которые обычно гибнут после кладки яиц (ее так и называют
«кривой дрозофилы»). К ней приближаются кривые выживания че-
ловека в развитых странах, а также некоторых крупных млекопи-
тающих.
Кривая II типа (диагональная) характерна для видов, у которых
смертность остается примерно постоянной в течение всей жизни. Та-
кое распределение смертност встречается среди рыб, пресмыкаю-
щихся, птиц, многолетних травянистых растений.
Кривая IIIтипа — это случаи массовой гибели особей в начальный
период жизни. Гидробионты и некоторые другие организмы, не за-
ботящиеся о потомстве, выживают за счет огромного числа личинок,
икринок, семян и т.п.
Моллюски, прежде чем закрепиться на дне, проходят личиночную
стадию в планктоне, где личинки гибнут в огромных количествах, по-
этому кривую III называют еще «кривой устрицы»
Реальные кривые выживания часто представляют собой некоторую
комбинацию указанных выше основных типов. Например, у крупных
млекопитающих, да и у людей, живущих в отсталых странах, кривая I
в начале круто падает за счет повышенной смертности сразу после
рождения.
1.3.4. Динамика роста численности популяции
Еще в в конце XVIII в. Томас Мальтус (1766—1834) выдвинул свою
известную теорию о росте народонаселения в геометрической прогрес-
сии. На современном математическом языке эта кривая (рис. 1.12, а)
отражает экспоненциальный рост численности организмов и описыва-
ется уравнением
М = Nuen,
где Nt — численность популяции в момент времени г, ND — численность по-
пуляции в начальный момент времени /0; е — основание натурального лога-
рифма (2,7182); г — показатель, характеризующий темп размножения особей
в данной популяции.
Экспоненциальный рост возможен только тогда, когда г имеет по-
стоянное численное значение, так как скорость роста популяции про-
порциональна самой численности:
ЛN/Nt ~ rN, ar — const.
62 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Рис. 1.12. Экспоненциальный рост гипотетической
популяции одноклеточного организма, делящегося каждые 2 ч
(по А.М. Гилярову, 1990).
а — арифметическая шкала: б — логарифмическая шкала
Если численность отложить в логарифмическом масштабе, то кри-
вая приобретает вид прямой линии (рис. 1.12, б).
Таким образом, экспоненциальный рост численности популяции
это рост численности ее особей в неизменяющихся условиях
Однако такого в природе не происходит, так как существует
множество ограничивающих факторов. Но есть примеры, когда
при замедлении роста, т.е. при снижении г, экспоненциальный рост
сохраняется, может он возникать и на коротких отрезках жизни по-
пуляций.
Чтобы иметь полную картину динамики численности популяции,
а также рассчитать скорость ее роста, необходимо знать величину так
называемой чистой скорости воспроизводства (/?„), которая показывает,
во сколько раз увеличивается численность популяции за одно поколе-
ние, за время его жизни — Т:
Ъ = М/Ло.
где Nt — численность нового поколения; No — численность особей предше-
ствующего поколения; /?,, — чистая скорость воспроизводства, показываю-
щая, сколько вновь родившихся особей приходится на одну особь поколения
родителей.
Если Ro = 1, то популяция стационарная, численность ее сохраня-
ется постоянной.
Глава 1. Общая экология • 63
Скорость роста популяции обратно пропорциональна длительно-
сти жизни поколения:
г=1пЯо/7’.
Отсюда ясно, что чем раньше происходит размножение организ-
мов. тем больше скорость роста популяции. Это в равной степени от-
носится и к популяции человека, отсюда — важность значения этой
закономерности в демографической политике любого государства.
В природных условиях воздействие экологических факторов на ско-
рость роста популяции может довести численность популяции до ста-
бильной (г= 0) либо ее уменьшить, т.е. экспоненциальный рост замед-
ляется или останавливается полностью ограничивающими факторами,
и J-образная кривая экспоненциального роста как бы останавливается
и выполаживается, превращаясь в так называемую S-образную кривую
(рис. 1.13, а). Дальнейшее развитие популяции идет по логистической
модели, что и описывается 5-образной, или логистической, кривой ро-
ста популяции.
Рис. 1.13. Логистическая модель роста популяции (по А.М. Гилярову. 1990)*
а — кривая роста численности (7V); б — зависимость удельной скорости
роста (г) от численности (Д'); в — зависимость рождаемости (/’)
и смертности (</) от численности, К— предельная численность
В основе логистической модели (рис. 1.13) лежит простое допуще-
ние, что скорость роста популяции (г„) линейно снижается по мере
роста численности вплоть до нуля при некой численности К. Итак,
при начальной численности (близкой к нулю) скорость роста имеет
максимальное значение — а при N — К, га = 0. В результате реше-
ния уравнения логистической кривой получаем зависимость
^ = лг/(1+О')
где Nt — численность популяции в момент времени г; е — основание натураль-
ного зогарифма; а — постоянная интегрирования.
64 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Величину К называют еще емкостью среды в отношении особей дан-
ной популяции. Здесь речь идете биологической емкости среды — степе-
ни способности природного или природно-антропогенного окружения
обеспечивать нормальную жизнедеятельность (дыхание, питание, раз-
множение, отдых и т.п.) определенному числу организмов и их сооб-
ществ без заметного нарушения самого окружения (Реймерс, 1990).
Колебания численности происходят постоянно, что отражается
в виде колебаний кривой вокруг асимптоты К (рис. 1.14). Эти коле-
бания называются флуктуациями численности и могут быть сезонными
и годовыми. Первые обусловлены внешними абиотическими фактора-
ми, вюрые плюс к этому еше и внутренними, биотическими. Колеба-
ния, вызванные биотическими факторами, называются осцилляциями
(рис. 1.15), отличающимися высокой регуляцией — даже называют ци-
клами. Введя в формулу поправочные коэффициенты на воздействие
любого экологического фактора, можно прогнозировать реальный
рост популяции животных и подобные процессы в демографии люд-
Рнс. 1.14. Преобразование J-образной кривой роста численности
популяции в S-образную кривую при ограничивающем
воздействии лимитирующих факторов (по Т. Миллеру, 1993)
В настоящее время уже достаточно моделей, подтверждающих ло-
гистическую модель как на чисто природных объектах, так и на при-
родно-антропогенных. Например, А.М. Гиляров (1990) приводит
сведения о размножении северных оленей, интродуцированных (все-
ленных в места обитания, где они раньше не проживали) на острове
Берингова моря. С небольших когорт, состоящих из нескольких десят-
ков особей, в течение ряда лет рост численности по экспоненциально-
му закону приводил к возникновению популяции оленей, состоящей
Глава 1. Общая экология • 65
из нескольких тысяч голов. Затем наблюдалось резкое падение числен-
ности тоже до нескольких десятков голов за короткое время, один-три
года, — происходил «крах» популяции (см. рис. 1.14). Причина — пол-
ный расход пищевых ресурсов, которыми обладали эти острова.
Рис. 1.15. Изменение численности рыси и зайца — классический
пример циклических колебаний популяции (из Дажо. 1975)
1.3.5. Экологические стратегии выживания
Экологическая стратегия выживания стремление организмов
к выживанию. Экологических стратегий выживания множество,
но все многообразие экологических стратегий заключено между двумя
типами эволюционного отбора, которые обозначаются константами
логистического уравнения: r-стратегия и ^-стратегия. Тип г-стратегия.
или г-отбор, определяется отбором, направленным прежде всего на по-
вышение скорости роста популяции и, следовательно, таких качеств,
как высокая плодовитость, ранняя половозрелость, короткий жиз-
ненный цикл, способность быстро распространяться на новые места
обитания и пережить неблагоприятное время в покоящейся стадии.
Тип /^-стратегия, или Х-отбор, направлен на повышение выживае-
мости в условиях уже стабилизировавшейся численности. Это отбор
на конкурентоспособность, повышение защищенности от хищников
и паразитов, а также на вероятность выживаемости каждого потомка,
на развитие более совершенных внутривидовых механизмов числен-
ности (Гиляров, 1990).
Очевидно, что каждый организм испытывает на себе комбинацию
г- и ЯГ-отбора, но r-отбор преобладает на ранней стадии развития по-
пуляции. а ЯГ-отбор характерен для стабилизированных систем.
66 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
1.3.6. Регуляция плотности популяции
Логистическая модель роста популяции предиола|ает наличие не-
кой равновесной (асимтотической) численности и плотности. В этом
случае рождаемость и смертность должны быть равны, т.е. если b * d,
то должны действовать факторы, изменяющие либо рождаемость,
либо смертность.
Факторы, регулирующие плотность популяции, делятся на зависи-
мые и независимые crt плотности. Зависимые изменяются с изменением
плотности, а независимые остаются постоянными при ее изменении.
Практически первые — это биотические, а вторые — абиотические
факторы.
Влияние независимых от плотности популяции факторов хорошо
прослеживается на сезонных колебаниях численности планктонных
водорослей. Например, в системе Манычских водохранилищ (Север-
ное Предкавказье) диатомовые водоросли дают два «пика» численно-
сти — весной (конец апреля) и осенью (конец сентября), а в остальное
время действуют (точнее, преобладают) зависимые от плотности фак-
торы — конкурентная борьба на выживание с бурно развивающимися
летом зелеными и синезелеными водорослями.
Непосредственно от плотности может зависеть и смертность в по-
пуляции. Такое явление происходит с семенами растений, когда за-
висимая от плотности (т.е. регулирующая) смертность происходит
на стадии проростков.
Помимо описанной регуляции существует еще саморегуляция, при
которой на численности популяции сказывается изменение качества
особей. Различают саморегуляцию фен- и генотипическую.
Фенотипы — совокупность всех признаков и свойств организма,
сформировавшихся в процессе онтогенеза на основе данного геноти-
па. Дело в том, что при большой скученности (плотности) образуются
разные фенотипы за счет того, что в организмах происходят физио-
логические изменения в результате так называемой стресс-реакции
(дистресс), вызываемой неестественно большим скоплением особей.
Например, нехватка пищи заставляет особей эмигрировать на новые
участки, что приводит к большой их гибели в пути и на новых участ-
ках, в новых условиях, т.е. повышается смертность и сокращается чис-
ленность.
Генотипические причины саморегуляции плотности популяций
связаны с наличием в ней по крайней мере двух разных генотипов,
возникших в результате рекомбинации генов.
Глава 1. Общая экология • 67
При этом возникаю! особи, способные размножаться с более
раннего возраста и более часто, и особи, с поздней половозрелостью
и значительно меньшей плодовитостью. Первый генотип менее устой-
чив к стрессу при высокой плотности и доминирует в период подъема
пика численности, а второй — более устойчив к высокой скученности
и доминирует в период депрессии.
Примером, подтверждающим воздействие генетических изме-
нений, является саранча. У саранчевых имеются две разнокаче-
ственные группы — одиночная и стадная формы. В благоприятные
по влажности года преобладают особи одиночной формы и попу-
ляция находится в равновесии. В результате же нескольких подряд
засушливых лет создаются условия для развития особей стадной
фазы.
У стадной формы молодые особи (нимфы) быстро двигаются,
и за счет лучшей выживаемости, более быстрого развития и ярко выра-
женной способности собираться в группы процесс размножения идет
очень быстро и с нарастающей скоростью.
Образовавшиеся огромные стаи переносятся ветром на громадные
расстояния. Так, очень быстро мигрирующие стаи красной саранчи
в Центральной Африке могут занимать площадь в 1500 раз превыша-
ющую области обитания одиночной фазы, размер стаи может увели-
читься до невероятных значений. Так, стая красной саранчи, совер-
шившая налет в Сомали в 1957 г., состояла из 1,6 х 10*° особей, и масса
ее достигала 50 тыс. т. Если учесть, что за день одна саранча съедает
столько, сколько весит сама, то нетрудно представить колоссальные
размеры бедствий. Именно такие нашествия насекомых рассматрива-
лись как одно из стихийных бедствий на Международном экологиче-
ском конгрессе в Иокогаме (1994).
Циклические колебания можно также объяснить саморегуляцией.
Климатические ритмы и связанные с ними изменения в пищевых ре-
сурсах заставляют популяцию вырабатывать какие-то механизмы вну-
тренней регуляции.
Так, у мышевидных грызунов Евразии и Северной Америки один
период колебаний, состоящий из стадии подъема численности, пика,
спада и депрессии, длится три-четыре года, иногда пять-шесть лет,
а у зайцев — около десяти лет. Одной из известных гипотез такой ци-
кличности является так называемая трофическая (пищевая), которая
утверждает, что эти циклы зависят не столько от количества пиши,
сколько от ее качества (см. рис. 1.15).
6S • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Таким образом, саморегуляция обеспечивается механизмами тор-
можения роста численности. Это свидетельствует о важнейшей роли
популяции как элементарной единицы эволюционного процесса
и в генетико-эволюционном, и в чисто экологическом смысле, а так-
же об исключительной важности событий, протекающих на этом
уровне биологической организации, для понимания как существу-
ющих опасностей, «так и возможностей управления процессами,
определяющими само существование видов в биосфере» (Яблоков.
Остроумов, 1983).
1.4. БИОТИЧЕСКИЕ СООБЩЕСТВА
В экологической литературе, когда речь идет об экосистемах,
под биотическим сообществом понимается биоценоз, поскольку сооб-
щество представляет собой население биотопа, а биотоп — это место
жизни биоценоза.
Биоценоз — надорганизменная система, состоящая из трех ком-
понентов: растительности, животных и микроорганизмов. В такой
системе отдельные виды популяции и группы видов могут заменять-
ся соответственно другими, а сама система существует за счет уравно-
вешивания сил антогонизма между видами. Стабильность сообщества
определяется количественной регуляцией численности одних видов
другими, а его размеры зависят от внешних причин, в частности от ве-
личины территории биотопа. Функционируя в непрерывном единстве,
биоценоз и биоюп образуют биогеоценоз, или экосистему. Границы
биоценоза совпадают с границами биотопа и, следовательно, с гра-
ницами экосистемы. Биотическое сообщество (биоценоз) — это более
высокий уровень организации, чем популяция, которая является его
составной частью.
1.4.1. Видоввя структура биоценоза
Для существования сообщества важна не столько величина чис-
ленности организмов, сколько видовое разнообразие, которое являет-
ся основой биологического разнообразия в живой природе. Соглас-
но Конвенции о биологическом разнообразии Конференции ООН
по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992) под биораз-
нообразием понимается разнообразие в рамках вида, между видами и раз-
нообразие экосистем.
Глава 1. Общая экология • 69
Разнообразие в рамках вида — основа стабильности в развитии
популяций, разнообразие между видами и, следовательно, популя-
циями — основа существования биоценоза как основной части эко-
системы.
Видовая структура биоценоза характеризуется видовым разноо-
бразием и количественным соотношением видов, зависящих от ряда
факторов. Главными лимитирующими факторами являются темпера-
тура, влажность и недостаток пищевых ресурсов. Поэтому биоценозы
(сообщества) экосистем высоких широт, пустынь и высокогорий наи-
более бедны видами. Богатые видами биоценозы — тропические леса
с разнообразным животным миром, где трудно найти даже два рядом
стоящих дерева одного вида.
Обычно бедными видами природные биоценозы считаются, если
они содержат десятки и сотни видов растений и животных, богатые
биоценозы содержат несколько тысяч или десятки тысяч видов. Богат-
ство видового состава биоценозов определяется либо относительным,
либо абсолютным числом видов и зависит от возраста сообщества: мо-
лодые, только начинающие развиваться бедны видами по сравнению
со зрелыми или климаксными сообществами.
Видовое разнообразие— это число видов в данном сообществе или ре-
гионе, т.е. оно имеет более конкретное содержание и является одной
из важнейших характеристик как качественной, так и количествен-
ной устойчивости экосистемы. Видовое разнообразие взаимосвязано
с разнообразием условий среды обитания. Чем больше организмов най-
дут в данном биотопе подходящие для себя условия по экологическим
требованиям, тем больше видов в нем поселится.
Видовое разнообразие в данном местообитании называют а-разно-
образием, а сумму всех видов, обитающих во всех местообитаниях
в пределах данного региона — p-разнообразием. Показателями для ко-
личественной оценки видового разнообразия, индексами разнообра-
зия обычно является количественное соотношение числа видов между
собой. Одно дело, когда среди ста особей содержится пять видов в соот-
ношении 96:1:1:1:1, и другое, если они соотносятся как 20:20:20:20:20.
Последнее соотношение явно предпочтительнее, так как первая груп-
пировка значительно однообразнее.
Наиболее благоприятные условия для существования множества
видов характерны для переходных зон между сообществами — экато-
нами, а тенденцию к увеличению здесь видового разнообразия называ-
ют краевым эффектом.
70 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Экатон богат видами прежде всего потому, что они попадают сюда
из всех приграничных сообществ. И он сам содержит свои характер-
ные виды. Ярким примером этого является лесная опушка, на которой
богаче растительность, гнездится значительно больше птиц, чем в глу-
бине леса.
Виды, которые преобладают по численности, называют доми-
нантными, или доминантами данного сообщества. Но и среди них
есть такие, без которых другие виды существовать не могут. Их на-
зывают ^ификаторами (лат. aedificator — «строители»). Они опреде-
ляют микросреду (микроклимат) всего сообщества, и их удаление
грозит полным разрушением биоценоза. Как правило, эдификато-
рами выступают растения: ель, сосна, кедр, ковыль и лишь изредка
животные (сурки).
- Второстепенные» виды — малочисленные и даже редкие — тоже
очень важны в сообществе. Их преобладание — это гарантия устой-
чивого развития сообщества, но чем беднее видовой состав, тем больше
видов доминант. При определенных условиях могут быть вспышки чис-
ленности отдельных доминант
Для оценки разнообразия используют и другие показатели, которые
значительно дополняют вышеуказанные. Обилие вида — число особей
данного вида на единицу площади или объема занимаемого ими про-
странства. Степень доминирования — отношение (обычно в процентах)
числа особей данного вида к общему числу всех особей рассматривае-
мой группировки.
Однако при оценке биоразнообразия биоценоза необходимо
учитывать размеры организмов. Поэтому следует организмы объеди-
нять в группировки, близкие по размерам. Здесь можно подходить
с точки 1рения систематики (птицы, насекомые, сложноцветные
и т.п.), или экологоморфологии (деревья, травы, мхи и т.п.). или во-
обще по размерам (микрофауна, мезофауна и макрофауна почв или
илов и т.п.). Кроме того, внутри биоценоза существуют еще и особые
структурные объединения — консорции. Консорция — группа разно-
родных организмов, поселяющихся на теле или в теле особи какого-
либо определенного вида центрального члена консорции, способ-
ного создавать вокруг себя определенную микросреду. Другие члены
консорции могут создавать более мелкие консорции и т.д., т.е. можно
выделить консорции первого, второго, третьего и т.д. порядка. Отсю-
да ясно, что биоценоз — это система связанных между собой консорций
(рис. 1.16).
Глава 1. Общая экология «71
Рис. 1.16. Схема консорции дерева (липа)
(по П. Дювиньо и М. Тангу, 1968, с изменениями Г.А Воронова. 1987):
I — микориза на корнях липы; 2— личинка хруща — потребителя
корней: 3 — жук-короед, 4 — гусеница шелкопряда, питающаяся
листвой дерева, 5— жук-листоед: 6 — пчела — опылитель цветков:
7— гнездо дрозда, свитое на ветви липы; 8— олени — потребители
веточного корма; 9—лесная мышь — потребитель семян липы
1.4.2. Пространственная структура биоценоза
Виды в биоценозе образуют и определенную пространственную
структуру, особенно в его растительной части, — вертикальное ярус-
ное строение в лесах умеренного и тропического поясов. Например,
в широколиственных лесах можно выделить пять-шесть ярусов: пер-
вый — деревья первой величины (дуб и др.); второй — деревья вто-
рой величины (рябина, черемуха и др.); третий — подлесок кустар-
никовый (жимолость, бересклет и др.); четвертый — высокие травы,
а пятый и шестой соответственно из более низких трав (рис. 1.17).
Ярусность выражена и в травянистых сообществах, но не столь явно.
как в лесах.
72 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Рис. 1.17. Ярусы лесного биогеоценоза (по И Н. Пономаревой. 1978)
В вертикальном направлении под воздействием растительности из-
меняется микросреда, включая выравненность и повышение темпера-
туры, изменение газового состава и т.п., что способствует образованию
и определенной ярусности фауны — от насекомых и птиц до млекопи-
тающих (см. рис. 1.17).
В пространственной структуре биоценоза наблюдается также мо-
заичность — изменение растительности и животного мира по гори-
зонтали Площадная мозаичность гависиз оз разнообразия видов,
количественного их взаимоотношения, изменчивости ландшафтных
и почвенных условий и вырубки лесов человеком.
1.4.3. Экологическая ниша. Взаимоотношения
организмов в биоценозе
Экологическая ниша • место вида в природе, преимуществен-
но в биоценозе, включающее как положение его в пространстве, так
и функциональную его роль в сообществе, отношении к абиотическим
условиям существования. Ю. Одум (1975) образно представил экологи-
ческую нишу как занятие, «профессию» организма в той системе видов,
к которой он принадлежит, а его местообитание — это адрес вида.
Модель экологической ниши, предложенная Г.Е. Хатчинсоном,
довольно проста: достаточно на ортогональных проекциях отложить
значения интенсивности различных факторов, а из точек пределов то-
Глава 1. Общая экология • 73
лерантности восстановить перпендикуляры, и ограниченное ими про-
странство будет соответствовать экологической нише данного вида
(рис. 1.18). Экологическая ниша — это область комбинаций таких зна-
чений факторов среды, в пределах которой данный вид может суще-
ствовать неограниченно долго.
Зона толерантности по Fi
Рис. 1.18. Модель экологической ниши (по Г Е. Хатчинсону)
По осям — отдельные факторы
Например, для существования наземного растения достаточно
определенного сочетания температуры и влажности, и в этом случае
можно говорить о двумерной нише. Для морского животного кроме
температуры необходимы еще как минимум два фактора — соленость
и концентрация кислорода; тогда уже следует говорить о трехмерной
нише (см. рис. 1.18) и т.д.
Экологическую нишу, определяемую только физиологическими
особенностями организмов, называют фундаментальной, а ту, в преде-
лах которой вид реально встречается в природе, — реализованной.
Реализованная ниша—это та часть фундаментальной ниши, которую
данный вид. популяция в состоянии «отстоять» в конкурентной борь-
бе. Конкуренция, по Ю. Одуму (1875, 1986), — отрицательные взаимо-
действия двух организмов, стремящихся к одному и тому же (табл. 1.3).
Межвидовая конкуренция — это любое взаимодействие между популя-
циями, которое вредно сказывается на их росте и выживании. Конку-
ренция проявляется в виде борьбы видов за экологические ниши.
Не существует двух видов, занимающих одинаковые экологические
ниши, но есть близкородственные виды, которым требуется по суще-
ству одна и та же ниша. В этом случае возникает особо жесткая конку-
ренция, но в конечном счете нишу занимает один вид. Явление эколо-
гического разобщения близкородственных видов получило название
принципа конкурентного исключения, или принципа Гаузе, в честь рус-
ского ученого Гаузе, доказавшего его существование эксперименталь-
но в 1934 г.
74 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Таблица 1.3
Классификация биотических взаимодействий
популяций двух видов (по Ю. Одуму, 1986)
Тип взаимодействия Виды Общий харктер взаимодействия
] 2
1. Нейтрализм 0 0 Ни одна популяция не влияет на другую
2. Конкуренция, непосред- ственное взаимодействие - - Прямое взаимное подавление обоих видов
3. Конкуренция, взаимо- действие из-за ресурсов - - Непрямое подавление при дефиците внешнего ресурса
4. Аменсализм - 0 Популяция 2 подавляет популяцию 1, но сама не испытывает отрицательного воздействия
5. Паразитизм + - Популяция-паразит 1 состоит из мень- ших по величине особей, чем полуля-
6. Хищничество + - Особи хищника 1 обычно крупнеее, чем особи жертвы 2
7. Комменсализм + 0 Популяция 1, комменсал, получает пользу от объединения; популяции 2 это объединение безразлично
8. Протокооперация + + Взаимодействие благоприятно для обо- их видов, но не обязательно
9- Мутуализм + + Взаимодействие благоприятно для обо- их видов и обязательно
Межвидовая конкуренция за ресурсы может касаться пространства,
пиши, биогенных веществ и т.п. Результатом межвидовой конкурен-
ции может быть либо взаимное приспособление двух видов, либо за-
мещение популяции одного вида популяцией другого вида, а первый
вынужден переселиться на другое место или перейти на другую пищу
Если виды живут в разных местах, то говорят, что они занимают разные
экологические ниши, если же они живут в одном месте, но потребля-
ют разную пищу, то говорят об их несколько различающихся экологи-
ческих нишах. Процесс разделения популяциями видов пространства
и ресурсов называется дифференциацией экологических ниш (рис. 1.19).
На рисунке 1.17 также видна дифференциация ниш (ярусов) по ресур-
сам леса.
Главный результат дифференциации ниш — снижение конкуренции.
Например, тенелюбивые растения не конкурируют со светолюбивы-
Глава 1. Общая экология • 75
ми, менее остра конкуренция за ресурсы, численность доминирую-
щего вида, например, регулируется хищником и т.п. Иными словами,
есть множество обстоятельств, при которых разные виды-антоганисты
могут сосуществовать.
Рис. 1.19. Распределение копытных зверей по ярусам питания в африканской
саванне 1 — жираф; 2 — антилопа геренук, 3 — антилопа дик-дик, 4 — носорог;
5 — слоц, 6 — зебра; 7— антилопа гну, 8 — газель Гранта; 9 — антилопа бубал
(поде ла Фуэнте, 1972)
Нейтрализм — такая форма биотических взаимоотношений, ког-
да сожительство двух видов на одной территории не влечет за собой
ни положительных, ни отрицательных последствий для них. В этом
случае виды не связаны непосредственно друг с другом и даже не кон-
тактируют между собой. Например, белки и лоси, обезьяны и слоны
и т.п. Отношения нейтрализма характерны для богатых видами со-
обществ.
Аменсализм — такие биотические отношения, при которых про-
исходит торможение роста одного вида (амексала) продуктами вы-
деления другого. Эти отношения обычно относят к прямой кон-
куренции и называют антибиозом. Наиболее хорошо они изучены
у растений, которые применяю! различные ядовитые вещества
в борьбе с конкурентами за ресурсы, и это явление называют ал-
лелопатия.
Аменсализм весьма распространен в водной среде. Например, си-
незеленые водоросли, вызывая цветение воды, 1ем самым отравляют
водную фауну, а иногда даже скот на водопое. Такие «способности»
проявляют и другие водоросли. Они выделяют зктокринные вещества,
которые ядовиты даже в малых дозах
Хищничество и паразитизм: отношения хищник — жертва и пара-
зит — хозяин являются результатом прямых пищевых связей, которые
для одного из партнеров имеют отрицательные последствия, а для дру-
76 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
того — положительные. Любой гетеротрофный организм в сообществе
существует за счет поедания другого гетеротрофа или автотрофа (коро-
ва, поедающая траву).
Хищниками называют животных, питающихся другими животны-
ми, которых они ловят и умертвляют. Для хищников характерно охот-
ничье поведение. Изобилие насекомых, их малые размеры и легкодо-
ступность превращают деятельность плотоядных хищников, обычно
птиц, в простое «собирательство» добычи, подобно собиранию семян
Насекомоядные хищники по способу овладения пищей приближают-
ся к пастьбе травоядных животных.
Паразитизм — такая форма пишевои связи между видами, когда
организм-потребитель (консумент) использует тело живого хозяина
не только как источник пиши, но и как место своего обитания. Па-
разиты намного мельче своего хозяина. Паразитические отношения
имеют насекомые-вредители и растения, кровососущие насекомые
и животные и т.п. Насекомые-паразиты часто бывают разносчиками
эпидемий: вши — тифа, клеши — энцефалита и др
Хищничество и паразитизм — это пример взаимодействия двух
популяций, отрицательно сказывающегося на росте и выживании
одной из них (см. табл. 1.3, п. 5, 6). Подобные популяции разви-
ваются, т.е. эволюционируют, синхронно, и по мере длительности
их взаимодействия коэволюция может привести к снижению степени
отрицательного взаимодействия или устранить его вообще, посколь-
ку сильное подавление популяции жертвы или хозяина популяцией
хищника или паразита может привести к уничтожению одной из них
или обеих.
Наиболее жесткая конкуренция проявляется тогда, когда контакт
между популяциями установлен недавно, например вследствие из-
менений, произошедших в экосистеме под влиянием деятельности
человека. Именно поэтому непродуманное вмешательство человека
в структуру биоценоза нередко приводит к эпидемическим вспыш-
кам.
Таким образом, при длительном контакте паразитов и хищников
с их жертвами влияние на них весьма умеренно, нейтрально или даже
благоприятно, а наиболее повреждающее действие оказывают новые
паразиты и хищники. Отсюда вывод: «необходимо избегать создания
новых отрицательных взаимодействий, а если они возникли, стараться
по возможности сдерживать их» (Ю. Одум, 1975).
К положительным видам взаимодействия Ю. Одум относит коммен-
сализм, кооперацию и мутуализм (см. табл. 1.3). Их можно рассматри-
Глава 1. Общая экология • 77
вать как стадии последовательного совершенствования положительных
взаимодействий входе эволюции.
Комменсализм — это наиболее простой тип положительных взаи-
модействий (см. табл. 1.3). Комменсалы — организмы, которые по-
селяются в жилищах других организмов, не принося вреда. В океа-
нах и морях в каждой раковине есть организмы, которые получают
здесь укрытие, но не причиняют «владельцу» этой раковины ника-
кого зла.
Протокооперация — следующий шаг к более тесной интеграции,
когда оба организма получают преимущества от объединения, хотя
их сосуществование не обязательно для их выживания. Например,
крабы и кишечнополостные животные: краб «сажает» себе на спину
кишечнополостное, которое маскирует и защищает его (имеет стре-
кательные клетки), но в свою очередь оно получает от краба кусочки
пищи и использует его как транспортное средство.
Мутуализм {симбиоз) — следующий этап развития зависимости
двух популяций друг от друга. Объединение происходит между весь-
ма разными организмами, и наиболее важные мутуалистические
системы возникают между автотрофами и гетеротрофами. Широ-
ко известным примером мутуализма является симбиоз водоросли
и гриба — лишайники, которые практически составляют единый ор-
ганизм. Ю. Одум (1975), образно говоря, призывает к тому, чтобы
«модель лишайника», прошедшая путь к гармоническому взаимо-
действию двух различных видов через паразитизм водоросли, стала
символичной для человека, который должен установить мутуали-
стические отношения с природой, поскольку он является гетеротро-
фом. зависящим от имеющихся ресурсов. В противном случае, «он,
подобно „неразумному" и „неприспособленному" паразиту, может
довести эксплуатацию своего „хозяина" до такой степени, что по-
губит себя».
К сказанному о межвидовой борьбе в биоценозе следует добавить,
что в 90-х п. XX в. английские и канадские ученые пришли к выводу:
в лесах деревья и кустарники, наоборот, помогают друг другу благодаря
действию законов всеобщей поддержки. Информация, которая обеспе-
чивает такое взаимодействие, передается под землей благодаря грибку
микориза, имеющегося на корнях всех растений.
Из приведенной характеристики биоценозов ясно, что их устойчи-
вость (гомеостаз) зависит прежде всего от изменений в структуре со-
обществ. уменьшения видового разнообразия, изменений в трофиче-
ской цепи и др.
78 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
1.5. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
1.5.1. Концепция экосистемы
«Любая единица (биосистема), включающая все совместно функци-
онирующие организмы (биотическое сообщество) на данном участке
и взаимодействующая с физической средой таким образом, что поток
энергии создает четко определенные биотические структуры и круго-
ворот веществ между живой и неживой частями, представляют собой
экологическую систему, или экосистему» (Ю. Одум, 1986).
Главным предметом исследования при экосистемном подходе
в экологии становятся процессы трансформации вещества и энергии
между биотой и физической средой, т.е. возникающий биогеохими-
ческий круговорот веществ в экосистеме в целом (рис. 1.20). Это по-
зволяет дать обобщенную интегрированную оценку результатов жиз-
недеятельности сразу многих отдельных организмов многих видов, так
как по биогеохимическим функциям, т.е. по характеру осуществляе-
мых в природе процессов превращения вещества и энергии организ-
мы более однообразны, чем по своим морфологическим признакам
и строению. Например, все высшие растения потребляют одни и те же
вещества, все они используют свет и благодаря фотосинтезу образуют
близкие по составу органические вещества и выделяют кислород.
Рис. 1.20. Схема переноса вещества (сплошная линия) и энергии
(пунктирная линия) в природных экосистемах (по В А. Вронскому, 1996)
Глава 1. Общая экология • 79
В настоящее время концепция экосистемы как одно из наиболее
важных обобщений биологии играет весьма важную роль в эколо-
гии. Во многом этому способствовали два обстоятельства (Г.А. Но-
виков, 1979): во-первых, экология как научная дисииплина созрела
для такого рода обобщений, а во-вторых, сейчас как никогда остро
встали вопросы охраны биосферы и теоретического обоснования
природоохранных мероприятий, которые опираются на концепцию
экосистем. Кроме того, как считает Г.А. Новиков, распростране-
нию идеи экосистемы способеi вовала гибкость самого понятия, так
как к экосистемам можно относить биотические сообщества любо-
го масштаба с их средой обитания — от пруда до Мирового океана
и от пня в лесу до тайги. В связи с этим выделяют: микроэкосисте-
мы (подушка лишайника и т.п.); мезоэкосистемы (пруд, озеро, степь
и др.); макроэкосистемы (континент, океан) и, наконец, глобальную
экосистему (биосферу Земли), или экосферу. — интеграцию всех
экосистем мира.
Типичным примером экосистемы может быть подушка лишайни-
ка на стволе дерева. Продуценты здесь — симбиотические водоросли,
консументы — различные мелкие членистоногие и др. Гйфы грибов
и микроорганизмы выступают в этом случае и в роли редуцентов, жи-
вущих за счет тканей отмерших водорослей.
Границы этой экосистемы очерчены границами лишайника, но ее
существование будет достаточно стабильным, если вынос продуктов
распада, например, дождевыми водами, будет компенсироваться по-
ступлением вещества. Даже биосфера Земли часть веществ отдает
в космос и получает вещества из космоса.
Таким образом, природные экосистемы — это открытые системы:
они должны получать и отдавать вещества и энергию.
Запасы веществ, усвояемые организмами, и прежде всего проду-
центами. в природе небезграничны. Если бы эти вещества не исполь-
зовались многократно, а точнее не были бы вовлечены в этот вечный
круговорот, то жизнь на Земле была бы вообще невозможна. Такой
«бесконечный» круговорот (см рис 1.20) биогенных компонентов
возможен лишь при наличии функционально различных групп орга-
низмов, способных осуществлять и поддерживать поток веществ, из-
влекаемых ими из окружающей среды.
С точки зрения пищевых взаимодействий организмов трофическая
структура экосистемы делится на два яруса: 1) верхний автотрофный
ярус, или «зеленый пояс», включающий фотосинтезирующие организ-
мы, создающие сложные органические молекулы из неорганически
80 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
простых соединений, и 2) нижний гетеротрофный ярус, или «корич-
невый пояс» почв и осадков, в котором преобладает разложение от-
мерших органических веществ до простых минеральных образований.
Однако, чтобы разобраться в сложных биологических взаимодействи-
ях, в экосистеме следует выделить ряд компонентов, об экологической
роли которых мы уже говорили выше: 1) неорганические вещества (С,
N, СО2, Н2О, Р, О и др.), участвующие в круговоротах; 2) органические
соединения (белки, углеводы, липиды, гумусовые вещества и др.), свя-
зывающие биотическую и абиотическую части; 3) воздушную, водную
и субстратную среду, включающую абиотические факторы; 4) про-
дуценты — автотрофные организмы, в основном зеленые растения,
способные производить пищу из простых неорганических веществ; 5)
консументы, или фаготрофы (пожиратели), — гетеротрофы, в основ-
ном, животные, питающиеся друшми организмами или частицами
органического вещества; 6) редуценты, или сапротрофы (питающиеся
гнилью), — гетеротрофные организмы, в основном бактерии и грибы,
получающие энергию путем разложения отмершей или поглощения
растворенной органики. Сапротрофы высвобождают неорганические
элементы питания для продуцентов и, кроме того, являются пищей
для консументов
1.5.2. Продуцирование и разложение в природе
Фотосинтезирующие организмы и лишь отчасти хемосинтезирую-
щие создают органические вещества на Земле — продукцию — в коли-
честве 100 млрдт/год и примерно такое же количество веществ должно
превращаться в результате дыхания растений в углекислый газ и воду.
Однако этот баланс неточен, так как известно, что в прошлые геологи-
ческие эпохи создавался избыюк органическою вещества, в особен-
ности 300 млн лет тому назад, что выразилось в накоплении в осадоч-
ных породах угля. Человечество использует это энергетическое сырье.
Этот избыток образовался вследствие того, что в соотношении О?/
СО2 баланс сдвинулся в сторону СО2 и заметная часть продуцирован-
ного вещества, хотя и очень небольшая, не расходовалась на дыхание
и не разлагалась, а фоссилизировалась (окаменевала) и сохранялась
в осадках. Сдвижение баланса в сторону повышения содержания кис-
лорода около 100 млн лет назад сделало возможным эволюцию и суще-
ствование высших форм жизни.
Без процессов дыхания и разложения так же, как и без фотосинте-
за, жизнь на Земле была бы невозможна.
Глава 1. Общая экология • 81
Дыхание — это процесс окисления. Благодаря дыханию как бы
«сгорает» накопленное при фотосинтезе органическое вещество. Ды-
хание — процесс гетеротрофный, приблизительно уравновешиваю-
щий автотрофное накопление органического вещества. Различают
аэробное, анаэробное дыхание и брожение.
Аэробное дыхание — процесс, обратный фотосинтезу, где окислитель,
газообразный кислород, присоединяет водород. Анаэробное дыхание
происходит обычно в бескислородной среде и в качестве окислителя
служа! другие неорганические вещества, например сера. И наконец,
брожение — такой анаэробный процесс, где окислителем становится
само органическое вещество.
Посредством процесса аэробного дыхания организмы получают
энергию для поддержания жизнедеятельности и построения клеток.
Бескислородное дыхание — основа жизнедеятельности сапрофагов
(бактерии, дрожжи, плесневые грибы, простейшие). Аэробное дыха-
ние значительно превосходит анаэробное в скорости.
Если поступление детрита (частичек отмершей органики) в почву
или в донный осадок происходит в больших количествах, то бактерии,
грибы, простейшие быстро расходуют кислород на его разложение,
которое резко замедляется, но не останавливается вследствие «рабо-
ты» организмов с анаэробным метаболизмом.
Итак, в целом можно утверждать, что происходит некоторое отста-
вание гетеротрофного разложения от продуцирования во времени, что яв-
ляется, по Ю. Одуму (1975), одним из важнейших свойств экосистемы.
Однако в результате деятельности человека эю свойство находится
под угрозой из-за непомерного потребления кислорода огромными
двигателями и другими аппаратами, что может привести к снижению
продукции.
Разложение детрита путем его физического измельчения и био-
логического воздействия и доведение его сапрофагами до об-
разования гумуса идет относительно быстро. Однако последний
этап - минерализация гумуса — процесс медленный, и именно он
обусловливает запаздывание разложения по сравнению с продуци-
рованием.
Кроме биотических факторов в разложении принимают участие
и абиотические (пожары, которые можно считать «агентами разложе-
ния»). Но если бы мертвые организмы не разлагались гетеротрофными
микроорганизмами и сапрофагами, для которых они служат пишей,
все питательные вещества оказались бы в мертвых телах и никакая но-
вая жизнь не могла бы возникнуть.
82 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
1.5.3. Гомеостаз экосистемы
Гомеостаз — способность биологических систем: организма, по-
пуляции и экосистем, противостоять изменениям и сохранять равно-
весие. Исходя из кибернетической природы экосистем, гомеостати-
ческий механизм — это обратная связь. Например, у пойкилотермных
животных изменение температуры тела регулируется специальным
центром в мозгу, куда постоянно поступает сигнал обратной связи,
содержащий данные об отклонении от нормы, а от центра поступает
сигнал, возвращающий температуру к норме.
Экосистема — это саморегулирующаяся система. Одним из многих
управляющих механизмов на экосистемном уровне является субси-
стема «хищник — жертва» (рис. 1.21). Между условно выделенными
кибернетическими блоками управление осуществляется посредством
положительных и отрицательных связей. Положительная обратная
связь «усиливает отклонение», например чрезмерно увеличивает по-
пуляцию жертвы. Отрицательная обратная связь «уменьшает отклоне-
ние», например ограничивает рост популяции жертвы за счет увели-
чения численности популяции хищников. Эта кибернетическая схема
(рис. 1.21. а) отлично иллюстрирует процесс коэволюции в системе
«хищник — жертва». Если в эту систему не вмешивается, например,
человек, уничтожив хищника, то результат саморегуляции будет опи-
сываться гомеостатическим плато (рис. 1.21, б) — областью отрица-
тельных связей, а при нарушении системы начинают преобладать об-
ратные положительные связи, что может привести к гибели системы.
Наиболее устойчивы крупные экосистемы и самая стабильная
из них — биосфера за счет взаимодействия круговоротов веществ и по-
токов энергии (Ю. Одум, 1975).
1.5.4. Энергия экосистемы
1.5.4.1. Энергетические потоки
Вся жизнь на Земле существует за счет солнечной энергии. Свет рож-
дает процесс фотосинтеза, а фотосинтезирующие растения создают
органическое вещество и «кормят» весь остальной живой мир, т.е. сол-
нечная энергия через растения как бы передается всем организмам.
Энергия передается от организма к организму, создающих нише-
вую, или трофическую, цепь: от автотрофов, продуцентов (создателей)
к гетеротрофам, консументам (пожирателям), и так четыре — шесть
раз с одного трофического уровня на другой.
Глава 1. Общая экология • 83
Рис. 1.21. Элементы кибернетики (по Ю Одуму, 1975, с изменениями):
а — взаимодействие положительной (+) и отрицательной (—)
обратных связей в системе «хищник — жертва»; б — представление
о гомеостатическом плато, в пределах которого поддерживается
относительное постоянство вопреки условиям, вызывающим отклонения
Трофический уровень — это место каждого звена в пищевом цепи.
Первый трофический уровень — продуценты, все остальные — кон-
сументы. Второй трофический уровень — растительные консументы;
третий — плотоядные консументы, питающиеся растительнояд-
ными формами; четвертый — консументы, потребляющие других
плотоядных и т.д. Следовательно, можно и консументов разделить
по уровням: консументы первого, второго, третьего и т.д. порядков
(рис. 1.22).
Четко рас переделяются по уровням лишь консументы, специали-
зирующиеся на определенном виде пищи. Однако есть виды, которые
питаются мясом и растительной пищей (человек, медведь и др.), кото-
рые могут включаться в пищевые цепи на любом уровне.
84 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Рис. 1.22. Нишевые взаимосвязи организмов в биогеоценозе
(по И Н. Пономаревой, 1978)
Пиша, поглощаемая консументом, усваивается не полностью —
от 12 до 20% у некоторых растительноядных, до 75% и более у пло-
тоядных. Энергетические затраты (рис. 1.23) связаны прежде всего
с поддержанием метаболических процессов, которые называют тра-
той на дыхание и оцениваются общим количеством СО2, выделенно-
го организмом. Значительно меньшая часть идет на рост. Остальная
часть пищи выделяется в виде экскрементов и в виде тепла при хи-
мических реакциях в организме, особенно при активной мышечной
работе.
Таким образом, большая часть энергии, примерно 90%, при пере-
ходе с одного трофического уровня на другой, более высокий, теряет-
ся, и на каждый следующий уровень передается не более 10% энергии
от предыдущего уровня.
Однако такая строгая картина перехода энергии с уровня на уро-
вень не совсем реальна, поскольку трофические цепи экосистем слож-
но переплетаются, образуя трофические сети. Конечный итог — рас-
сеивание и потеря энергии, которая, чтобы существовала жизнь, должна
возобновляться
Нельзя забывать еще и мертвую органику, которой питается значи-
тельная часть гетеротрофов. Среди них есть и сапрофаги, и сапрофи-
ты (грибы), использующие энергию, заключенную в детрите. Поэтому
различают два вида трофических цепей: цепи выедания, или пастбищ-
ные, которые начинаются с поедания фотосинтезирующих организ-
мов, и детритные цепи раножеиия, которые начинаются с остатков
отмерших растений, трупов и экскрементов животных.
Глава 1. Общая экология • 85
Рис. 1.23. Схема потока энергии в сообществе (по М. Бигону и др., 1989)
Рп — продукция трофического уровня п, R,, — потери на дыхание
на трофическом уровне и; F„ — потери энергии с фекалиями на трофическом
уровне я; /„ — поступление энергии на трофический уровень я;
Р„ , —доступная для потребителя продукция трофического уровня я — 1
Таким образом, входя в экосистему, поток лучистой энергии рас-
пространяется по двум видам трофических сетей, но источник энер-
гии обший — солнечный свет.
1.5.4.2. Принцип биологического накопления
В круговорот веществ в экосистеме часто добавляются вещества,
попадающие сюда извне. Эти вещества концентрируются в трофиче-
ских цепях и накапливаются в них, т.е. происходит их биологическое
накопление. Это явление наглядно видно на примере концентрирова-
ния радионуклидов и пестицидов в трофических цепях.
Наиболее известна способность к биологическому накоплению
у ДДТ — вещества, ранее широко используемого для борьбы с вред-
ными насекомыми и запрещенного к применению в настоящее время.
В6 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Ю. Одум (1975) приводит пример того, как опыление комаров на боло-
тах Лонг-Айленда (п-ов Флорида) привело к гибели рыбоядных, хотя
давали концентрацию ДДТ значительно ниже смертельной для птиц.
Он объясняет это тем. что ядовитые осадки адсорбировались на детри-
те, концентрировались в тканях редуцентов (детритофагов) и мелкой
рыбы, а дальше — в хищниках, рыбоядных птицах. Благодаря много-
кратному поглощению с начала детритной цепи яд накапливался в жи-
ровых отложениях рыб и птиц. И даже если птицы не погибали сами,
то ДДТ препятствовал образованию яичной скорлупы: тонкая скорлу-
па лопается еще до того, как разовьется птенец.
Таким образом, принципы биологического накопления надо учитывать
при любых поступлениях загрязнений во внешнюю среду.
1.5.5. Биологическая продуктивность экосистем
Продуктивность экологической системы — скорость, с которой про-
дуценты усваивают лучистую энергию в процессе фото- и хемосинте-
за, образуя органическое вещество, которое затем может быть исполь-
зовано в качестве пищи.
1.5.5.1. Уровни производства органического вещества
Различают разные уровни продуцирования, на которых создается
первичная и вторичная продукция. Органическая масса, создаваемая
продуцентами в единицу времени, называется первичной продукцией.
а прирост за единицу времени массы консументов — вторичной про-
дукцией.
Первичная продукция подразделяется на валовую и чистую продук-
цию. Валовая первичная продукция — это общая масса валового органи-
ческого вещества, создаваемая растением в единицу времени при дан-
ной скорости фотосинтеза, включая и траты на дыхание.
Растения тратят на дыхание от 40 до 70% от валовой продукции. Та
часть валовой продукции, которая не израсходована на дыхание, на-
зывается чистой первичкой продукцией: она представляет собой вели-
чину прироста растений, и именно эта продукция потребляется консу-
ментами и редуцентами.
Вторичная продукция не делится на валовую и чистую, так как кон-
сументы и редуценты, т.е. все гетеротрофы, увеличивают свою массу
за счет первичной продукции.
Рассчитывают вторичную продукцию отдельно для каждого трофи-
ческого уровня, так как она формируется за счет энергии, поступаю-
щей с предшествующего уровня.
Глава 1. Общая экология • 87
Все живые компоненты экосистемы* продуценты, консументы
и редуценты — составляют общую биомассу (живой вес) сообщества
в целом или его отдельных частей, тех или иных групп организмов.
Биомассу обычно выражают через сырой и сухой вес, но можно выра-
жать и в энергетических единицах — калориях, джоулях, что позволяет
выявить связь между величиной поступающей энергии и, например,
средней биомассой.
На образование биомассы расходуется не вся энергия, а лишь та,
которая используется, создает первичную продукцию. Скорость ее
изъятия консументами разная: если она отстает от скорости прироста
растений, то это ведет к приросту биомассы продуцентов и возникает
избыток мертвого органического вещества (происходит заторфовыва-
ние болот, зарастание мелких водоемов и т.п.).
В стабильных сообществах практически вся продукция тратится в тро-
фических сетях и биомасса остается постоянной.
1.5.5.2. Экологические пирамиды
Функциональные взаимосвязи, т.е. (рофическую структуру, мож-
но изобразить графически, в виде так называемых экологических
пирамид. Основанием пирамиды служит уровень продуцентов, а по-
следующие уровни питания образуют этажи и вершину пирамиды.
Известны три основных типа экологических пирамид: пирамида чи-
сел (пирамида Элтона), пирамида биомассы и пирамида продукции
(или энергии).
Пирамида чисел отображает отчетливую закономерность, обна-
руженную Элтоном: количество особей, составляющих последо-
вательный ряд звеньев от продуцентов к консументам, неуклонно
уменьшается (рис. 1.24). В основе этой закономерности лежит, во-
первых, тот факт, что для уравновешивания массы большого тела
необходимо много маленьких тел; во-вторых, от низших трофиче-
ских уровней к высшим теряется количество энергии (доходит ее
до последующего уровня лишь 10%) и. в-третьих, обратная зависи-
мость метаболизма от размера особей (чем мельче организм, тем ин-
тенсивнее обмен веществ, тем выше скорость роста их численности
и биомассы).
Однако пирамиды численности будут сильно различаться по форме
в разных экосистемах, в отличие от биомассы, которая четко указывает
на количество всего живого вещества на данном трофическом уровне,
например в единицах массы на единицу площади (г/м2) или на объем
(г/м3) И Т.Д.
88 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Рис. 1.24. Опрошенная схема пирамиды Элтона (по ГА. Новикову, 1979)
В наземных экосистемах действует следующее правило пирамиды
биомасс: суммарная масса растений превышает массу всех травоядных,
а их масса превышает всю биомассу хищников. Это правило соблю-
дается, и биомасса всей цепочки изменяется с изменением величины
чистой продукции, отношение годового прироста которой к биомассе
экосистемы невелико (от 2 до 6%).
На рисунке 1.25 показаны пирамиды биомасс некоторых биоцено-
зов. Как видно из рис. 1.25, приведенное выше правило пирамиды био-
масс для океана недействительно, поскольку такая пирамида для него
имеет перевернутый (обращенный) вид вследствие того, что для океана
характерно накапливание биомассы на высоких уровнях у хищников.
Хищники живут долго и скорость оборота их генераций мала, но у про-
дуцентов — фиюпланктонных водорослей — оборачиваемос ть в сотни
раз превышает запас биомассы, т.е. чистая продукция и здесь превы-
шает продукцию, поглощенную консументами.
Отсюда понятно, что еще более совершенным отражением влияния
трофических отношений на экосистему должно быть правило пирамиды
продукции (или энергии)', на каждом предыдущем трофическом уровне
количество биомассы, создаваемой за единицу времени (или энергии),
больше, чем на последующем. Пирамида продукции отражает законы
расходования энергии в трофических цепях. На рисунке 1.26 показана
пирамида энергий (Ю. Одум, 1986).
Глава 1. Общая экология • 89
Рис. 1.25. Пирамиды биомассы некоторых биоценозов (по Ф Дре, 1976).
П — продуценты, РК — растительноядные консументы;
ПК — плотоядные консументы, Ф — фитопланктон, 3 — зоопланктон
(крайняя справа пирамида биомассы имеет перевернутый вид)
Рис. 1.26. Пирамида энергий для Силвер-Спринге, ккал/м2 - год (по Ю Одуму)
(заштрихованные части прямоугольника и цифры в скобках — энергия,
аккумулированная в биомассе):
Р — продуценты, Н — травоядные: С — плотоядные:
ТС — хищные рыбы, D — деструкторы
В конечном счете пирамида продукции (энергии) имеет универ-
сальный характер.
В природе, в стабильных системах биомасса изменяется незна-
чительно, т.е. природа стремится полностью использовать валовую
продукцию. Знание энергетики экосистемы и количественные ее по-
казатели позволяют точно учесть возможность изъятия из природной
экосистемы того или иного количества растительной и животной био-
масссы без подрыва ее продуктивности.
Человек получает достаточно много продукции от природных си-
стем, тем не менее основным источником пиши для него является
90 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
сельское хозяйство. Соадав агроэкосистемы, человек стремится по-
лучить как можно больше чистой продукции растительности, но ему
необходимо тратить ее на выкармливание домашних животных, вслед-
ствие чего тоже теряется около 90°с чистой продукции.
1.5.6. Динамика экосистемы
Экосистема испытывает те же динамические процессы, что и в ее
популяциях и сообществах: цикличность, смену популяций и биоце-
нозов и др.
1.5.6.1. Цикличность
Суточная, сезонная и многолетняя периодичность внешних усло-
вий и проявление внутренних (эндогенных) ритмов организмов, флук-
туации популяций достаточно синхронно отражаются в цикличности
всего сообщества — биоценоза.
Суточные циклы наиболее четко выражены в условиях резко конти-
нентального климата, где значительна разница между дневными и ноч-
ными температурами. Например, в песчаных пустынях Средней Азии
в жаркий полдень многие животные прячутся в норы или ведут ночной
образ жизни летом. Однако суточные ритмы наблюдаются во всех гео-
графических зонах, и даже в тундре в полярный день растения закры-
вают и открывают свои цветки в соответствии с этими ритмами.
Сезонная цикличность выражается в том. что на определенный пе-
риод из биоценоза «выпадают» группы животных и даже целые попу-
ляции, впадающие в спячку в период диапауз или оцепенений при ис-
чезновении однолетних трав, опадании листвы и т.п
Многолетняя цикличность проявляется благодаря флуктуациям
климага. Многолетняя периодичность в изменении численности био-
ценоза, вызванная резко неравномерным выпадением осадков по го-
дам, с периодическим повторением засух, хорошо иллюстрируется по-
вторением массовых размножений животных, например саранчевых
(налеты саранчи).
1.5.6.2. Экологическая сукцессия
По определению академика Н.Ф. Реймерса (1990), «сукцессия —
последовательная смена биоценозов, преемственно возникающая
на одной и той же территории (биотопе) под влиянием природных
факторов (в том числе и внутренних противоречий самих биоценозов)
или воздействия человека».
Глава 1. Общая экология «91
Экологическая сукцессия происходит в определенный отре-
зок времени, за который изменяется видовая структура сообщества
и его абиотическая среда существования вплоть до возникновения
стабилизированной системы, которую называют климаксом. В этом
состоянии в системе на единицу энергии приходится максимальная
биомасса и максимальное количество симбиотических связей между
организмами (Ю. Одум, 1975). Однако на пути к этому состоянию си-
стема проходит ряд стадий развития, первые из которых часто назы-
вают стадией первых поселенцев. Поэтому в более узком смысле сук-
цессия — это последовательность сообществ, сменяющих друг друга
в данном районе.
Для возникновения сукцессии необходимо свободное простран-
ство. В зависимости от первоначального состояния субстрата различа-
ют первичную и вторичную сукцессии. Первичная сукцессия — это если
формирование сообществ начинается на первоначально свободном
субстрате, а вторичная сукцессия — это последовательная смена одного
сообщества, существовавшего на данном субстрате, другим, более со-
вершенным для данных абиотических условий.
Первичная сукцессия позволяет проследить формирование сооб-
ществ с самого начала. Она может возникнуть на склоне после опол-
зания или обвала, на образовавшейся отмели при отступлении моря
и изменении русла реки, на обнаженных эоловых песках пустыни,
не говоря уже об антропогенных нарушениях: свежая лесосека, на-
мывная полоса морского побережья, искусственные водохранилища.
Первыми, как правило, на свободное прос1ранство начинают вне-
дряться растения посредством перенесенных ветром спор и семян.
В качестве примера первичной сукцессии обычно приводят зараста-
ние еловым лесом новых территорий на севере нашей страны.
Ельник — это уже последняя, климаксная, стадия развития эко-
системы в климатических условиях севера, т.е. коренной биоценоз.
Вначале же здесь развиваются березняки, ольховники, осинники,
под пологом которых растут ели. Постепенно они перерастают бе-
резу и вытесняют ее, захватывая пространство (рис. 1.27) Семена
обеих древесных пород легко переносятся ветром, но если даже они
прорастут одновременно, береза растет намного быстрее (примерно
в 10 раз), и под уже сомкнутыми кронами берез возникает свой микро-
климат, особые почвы, травянистый покров, создаются консорции
березы с окружающей средой. А ель продолжает расти в столь благо-
приятной обстановке и, наконец, береза не выдерживает конкуренции
с ней за пространство и свет и вытесняется елью.
92 • ЧАСТЫ. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
75-80 лет Р 80-120 лет
Рис. 1.27. Смена березняка ельником
(по И Н. Пономаревой. 1978)
Классическим примером природной сукцессии является «старе-
ние» озерных экосистем — эвтрофирование. Оно выражается в зарас-
тании озер растениями от берегов к центру. Здесь наблюдается ряд
стадий зарастания — от начальных — дальние от берега, до достигну-
тых — у берега. Эти стадии показаны и описаны на рис. 1.28. В ко-
нечном счете озеро превращается в торфяное болото, представляющее
устойчивую экосистему климаксного типа. Но и она не вечна — на ее
месте постепенно может возникнуть лесная экосистема уже благода-
ря наземной сукцессионной серии в соответствии с климатическими
условиями местности.
Глава 1. Общая экология • 93
Рис. 1.28. Зарастание эвтрофного водоема с непроточной или слабопроточнои
водой (пунктиром показан нижний уровень воды) (по Соловьеву, 1983)*
зоны, О — свободнойлаваюшие растения; 1 — низкие (придонные)
погруженные растения; 2— высокие погруженные растения; 3 — растения
с плавающими листьями, 4 — высокие надводные растения, 5 — низкие
и средневысокие надводные растения; 6 — черноольховая топь. Отложения:
7 — сапропелит; 2—3 — сапропелитовый торф, 4— тростниковый
и камышовый торф, 5 — осоковый торф: 6 — лесной торф
Вторичная сукцессия является, как правило, следствием деятель-
ности человека. В частности, описанная выше смена растительности
при формировании ельника чаще происходит в результате вторичной
сукцессии, возникающей на вырубках ранее существовавшего леса
(ельника). Вторичная сукцессия заканчивается стабильной стадией
сообщества через 150—250 лет. а первичная длится 1000 лет.
Вторичная, антропогенная сукцессия проявляется также и в эв-
трофикации. Бурное «цветение» водоемов, особенно искусственных
водохранилищ, есть результат их обогащения такими биогенами,
как фосфор, реже — азот, иногда углерод и кремний, обусловленного
деятельностью человека. Ключевую роль обычно играет фосфор.
При поступлении биогенов резко возрастает продуктивность водо-
емов за счет роста численности и биомассы синезеленых водорослей
из царства дробянок, которые могут фиксировать молекулярный азот
из атмосферы, тем самым снижая лимитирующее действие азота. Об-
ладая этим и рядом других подобных качеств, они захватывают водоем
и доминируют в биоценозе.
Биоценоз практически полностью перерождается. Наблюдаются
массовые заморы рыб. «В особо тяжелых случаях вода приобретает
цвет и консистенцию горохового супа, неприятный гнилостный запах:
жизнь аэробных организмов исключена» (Соловьев, 1987).
94 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Последовательный ряд постепенно и закономерно сменяющих
друг друга в сукцессии сообществ называется сукцессионной сери-
ей. Она наблюдается в природе не только в лесах, болотах и озерах,
но и на стволах отмирающих деревьев и пнях, где происходит зако-
номерная смена сапрофитов и сапрофагов, в лужах и прудах и т.д.
Иными словами, сукцессии разномасштабны и иерархичны, также
как и сами экосистемы.
1.5.6.3. Сукцессионные процессы и климакс
Первые переселенцы, которые приживаются на новом участке, —
это организмы, которые толерантны к абиотическим условиям ново-
го для них местообитания. Не встречая особого сопротивления среды,
они чрезвычайно быстро размножаются (саранча, эфимерная расти-
тельность и т.п.), т.е. на ранних этапах в эволюции экосистемы пре-
обладает r-стратегия (рост численности). Но постепенно возрастает
видовое разнообразие за счет достаточно быстрой смены и увеличе-
ния количества популяций и начинает возрастать значение К-фактора
(ограничитель роста). Наконец, дейс1вия г- и К-факюров уравнове-
шиваются и сообщество развивающейся серии становится стабиль-
ным. или климакеным, — «это самоподдерживающееся сообщество,
находящееся в равновесии с физическим местообитанием» (Ю. Одум,
1975). Развивающееся сообщество преобразует и само местообитание.
Увеличение разнообразия влечет за собой появление более круп-
ных форм с длительными и более сложными циклами развития. Так же
и с общей биомассой сообщества, которая в климаксной системе не-
сколько снижается и стабилизируется.
На первых этапах для растительных форм первостепенное значе-
ние имеют почвенные биогенные элементы. Но черпать их из запасов
почв до бесконечности невозможно. Поэтому разложение отмершей
органики становится основным источником питания минеральными
веществами биогеохимического круговорота.
Однако такой круговорот возможен лишь в автотрофной системе,
черпающей энергию от Солнца. Другое дело — гетеротрофная сукцес-
сия, koi да приток мертвого органического вещества не восполняет за-
пасы, т.е. первичная продукция равна нулю, и участвуют в сукцессии
только гетеротрофные организмы. В этом случае количество энергии
не добавляется, а уменьшается и система прекращает свое существо-
вание — все организмы погибают или в лучшем случае переходят
в покоящиеся стадии. Хорошим примером такой сукцессии является
сукцессия в гниющих стволах деревьев, трупах животных, фекалиях
Глава 1. Общая экология • 95
и на вторичных стадиях обработки сточных вод. Такая модель сукцес-
сии должна ассоциироваться, по мнению Ю. Одума (1975), с эксплуа-
тацией залежей горючих полезных ископаемых человеком.
На ранних стадиях сукцессионной серии чистой продукции по-
лучается значительно больше, и при ее изымании человеком основа
продуктивности не подрывается. Другое дело в климаксных сери-
ях — здесь чистая продуктивность снижается и в принципе становится
константой, величину которой важно знать с тем, чтобы четко пред-
ставлять себе ту величину чистой продукции, которую можно изъять
из системы, сохранив ее способность к самовозобновлению.
Так, вырубку лесов надо вести на локальных участках с оставлени-
ем части территории с коренными типами пород, что сократит до не-
скольких десятилетий (30—50 лет) сукцессионный цикл восстановле-
ния лесов. Сплошная рубка приведет к разрушению всей экосистемы,
включая почвы. Восстановление лишь почв потребует тысячелетия.
Более того, сукцессионная серия может пойти и не по пути формиро-
вания прежнего лесного сообщества, а по пути формирования пусты-
ни и болот или других малопродуктивных экосистем.
Полнота сукцессий и видовое разнообразие возможны в случае
надежной «работы» круговорота питательных веществ. Только в этом
случае можно говорить о стабильности экосистемы. Полным биологи-
ческим разнообразием обладает биосфера, которая и является самой
стабильной глобальной экосистемой — экосферой.
ГЛАВА 2
УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ
Биосфера — это среда нашей жизни, это
та природа, которая нас окружает, о кото-
рой мы говорим в разговорном языке. Че-
ловек — прежде всего — своим дыханием,
проявлением своих функций, неразрывно
связан с этой «природой», хотя бы он жил
в городе или в уединенном домике.
В. И. Вернадский
2.1. БИОСФЕРА - ГЛОБАЛЬНАЯ
ЭКОСИСТЕМА ЗЕМЛИ
2.1.1. Биосфера как одна из оболочек Земли
Биосфера («сфера жизни») — сложная наружная оболочка Земли,
населенная организмами, составляющими в совокупности живое ве-
щество планеты. Это одна из важнейших геосфер Земли, являющаяся
основным компонентом природной среды, окружающей человека.
Впервые термин «биосфера» был введен в науку геологом из Ав-
стрии Э. Зюссом в 1875 г. Он понимал под биосферой тонкую пленку
жизни на земной поверхности. Роль и значение биосферы для раз-
вития жизни на нашей планете оказались настолько велики, что уже
в первой трети XX в. возникло новое фундаментальное научное на-
правление в естествознании — учение о биосфере, основоположником
которого является великии русский ученый В.И. Вернадский.
Земля и окружающая ее среда сформировались в результате за-
кономерного развития всей Солнечной системы. Около 4,7 млрд
лет назад из рассеяного в протосолнечной системе газопылеватого
вещества образовалась планета Земля. Как и другие планеты. Зем-
ля получает от Солнца энергию, достигающую земной поверхно-
сти в виде электромагнитного излучения. Солнечное тепло — одно
из главных слагаемых климата Земли, основа для развития мно-
гих геологических процессов. Огромный тепловой поток исходит
из глубины Земли.
Глава 2. Учение о биосфере • 97
По новейшим данным, масса Земли составляет 6 - 1021 т, объем —
1,083 - 10*2 км3, плошадь поверхности — 510,2 млн км2. Размеры,
а следовательно, и все природные ресурсы нашей планеты ограни-
чены.
Наша планета имеет неоднородное строение и состоит из концен-
трических оболочек (геосфер) — внутренних и внешних. К внутрен-
ним относятся ядро, мантия, литосфера (земная кора) — верхняя сфе-
ра «твердой Земли», а к внешним — гидросфера, атмосфера и сложная
оболочка Земли — биосфера
Литосфера (греч. lithos — «камень») — каменная оболочка Земли,
включающая земную кору мощностью (толщиной) от 6 (под океана-
ми) до 80 км (под горными системами) (рис. 2.1). Земная кора сложе-
на горными породами. Доля различных горных пород в земной коре
неодинакова: более 70% приходится на магматические породы (грани-
ты, базальты и др.), около 17% — на метаморфические, т.е. преобразо-
ванные давлением и высокой температурой породы (гнесы, мраморы,
кварциты и др.), и лишь чуть больше 12% — на осадочные (песчаники,
известняки и др.).
Рис. 2.1. Схема строения литосферы
98 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Земная кора — важнейший ресурс для человечества. Она содержит
горючие полезные ископаемые (уголь, нефть, газ, горючие сланцы),
рудные (железо, алюминий, медь, олово и др.) и нерудные (фосфори-
ты, апатиты и др.) полезные ископаемые, естественные строительные
материалы (известняки, пески, гравий и др.).
Гйдросфера (греч hydro — «вода») — водная оболочка Земли. Ее
подразделяют на поверхностную и подземную.
Поверхностная гидросфера — водная оболочка поверхностной части
Земли. В ее состав входят воды океанов, морей, озер, водохранилищ,
болот, ледников, снежных покровов и др. Все эти воды постоянно
или временно располагаются на земной поверхности и носят название
поверхностных. Поверхностная гидросфера покрывает земную по-
верхность на 70,8%.
Подземная гидросфера включает воды, находящиеся в верхней части
земной коры. Их называют подземными. Сверху подземная гидросфе-
ра ограничена поверхностью Земли, нижнюю ее границу проследить
невозможно, так как гидросфера очень глубоко проникает в толщу
земной коры.
По отношению к объему земного шара общий объем гидросферы
не превышает 0,13%. Основную часть гидросферы (96,53%) составля-
ет Мировой океан. На долю подземных вод приходится 23,4 млн км3,
или 1,69% от общего объема гидросферы, остальное — воды рек, озер
и ледников.
Более 98% всех водных ресурсов Земли составляют соленые воды
океанов, морей и др. Общий объем пресных вод на Земле равен
28,25 млн км3, или около 2% общего объема гидросферы. Основная
часть пресных вод сосредоточена в ледниках. На долю остальной части
пресных вод, пригодных для водоснабжения, приходится 4,2 млн км3
воды, или всего лишь 0,3% объема гидросферы
Гидросфера играет огромную роль в формировании природной сре-
ды нашей планеты. Весьма активно она влияет и на атмосферные про-
цессы (нагревание и охлаждение воздушных масс, насыщение их вла-
гой и тд.)
Атмосфера (греч. atrnos — «пар») — газовая оболочка Земли, состоя-
щая из смеси различных газов, водяных паров и пыли. Общая масса
атмосферы — 5,15 - W15 т. На высоте от 10 до 50 км, с максимумом кон-
центрации на высоте 20—25 км, расположен слой озона, защищаю-
щий Землю от чрезмерного ультрафиолетового облучения, гибельного
для организмов.
Глава 2. Учение о биосфере • 99
Атмосфера физически, химически и механически воздействует
на литосферу, регулируя распределение тепла и влаги. Погода и климат
на Земле зависят от распределения тепла, давления и содержания во-
дяного пара в атмосфере. Водяной пар является источником всех осад-
ков. Атмосфера поддерживает различные формы жизни на Земле.
В формировании природной среды Земли велика роль тропосферы
(нижнего слоя агмосферы до высоты 8—10 км в полярных, 10—12 км
в умеренных и 16—18 км в тропических широтах) и в меньшей степени
стратосферы, области холодного разреженного сухого воздуха толщи-
ной примерно 20 км. Сквозь стратосферу непрерывно падает метео-
ритная пыль, в нее выбрасывается вулканическая пыль, а в прошлом
и продукты ядерных взрывов в атмосфере.
В тропосфере происходят глобальные вертикальные и горизонталь-
ные перемещения воздушных масс, во многом определяющие круго-
ворот воды, теплообмен, трансграничный перенос пылевых частиц
и загрязнений.
К атмосферным явлениям относят: осадки, облака, туман, грозу,
гололед, пыльную (песчаную) бурю, шквал, метель, изморозь, росу,
иней, обледенение, полярное сияние и др.
Атмосфера, гидросфера и литосфера тесно взаимодействуют между
собой. Практически все экзогенные геологические процессы обуслов-
лены этим взаимодействием и проходят, как правило, в биосфере.
Биосфера — сложная внешняя оболочка Земли, в которую входят
часть атмосферы до высоты 25—30 км (до озонового слоя), практиче-
ски вся гидросфера и верхняя часть литосферы примерно до глубины
3 км. Особенностью Э1их частей является то, что они населены жи-
выми организмами, составляющими живое вещество планеты. Взаи-
модействие абиотической части биосферы: воздуха, воды и горных
пород, и органического вещества — биоты, обусловило формирова-
ние почв и осадочных пород. Последние, по В.И. Вернадскому, несут
на себе следы деятельности древних биосфер, существовавших в про-
шлые геологические эпохи
2.1.2. Состав и границы биосферы
Биосфера, являясь глобальной экосистемой (экосферой), как и лю-
бая экосистема, состоит из абиотической и биотической частей.
Абиотическая часть представлена: 1) почвой и подстилающими ее по-
родами до глубины, где в них еще есть живые организмы, вступающие
в обмен с веществом этих пород и физической средой порового про-
100 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
странства; 2) атмосферным воздухом до высот, на которых возможны
еше проявления жизни; 3) водной средой океанов, рек, озер и т.п.
Биотическая часть состоит из живых организмов всех таксонов, осу-
ществляющих важнейшую функцию биосферы, без которой не может
существовать сама жизнь, — биогенный ток атомов. Живые организмы
осуществляют этот ток атомов благодаря своему дыханию, питанию
и размножению, обеспечивая обмен веществом между всеми частями
биосферы (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Взаимосвязи живых организмов с компонентами биосферы
(по В А. Вронскому, I996)
В основе биогенной миграции в биосфере лежат два биохимических
принципа:
— стремление к максимальному проявлению, по словам В.И. Вер-
надского, к «всюдности» жизни;
— обеспечение выживания организмов, что увеличивает саму био-
генную миграцию.
Эти закономерности проявляются прежде всего в стремлении
живых организмов «захватить» все мало-мальски приспособленные
к их жизни пространства, создавая экосистему или ее часть. Но любая
экосистема имеет границы, имеет свои границы в планетарном мас-
штабе и биосфера.
При общем рассмотрении биосферы как планетарной экосисте-
мы особое значение приобретает представление о ее живом веществе
как некой обшей живой массе планеты.
Глава 2. Учение о биосфере «101
Под живым веществом В.И. Вернадский понимал все количество
живых организмов планеты как единое иелое. Его химический состав
подтверждает единство природы — живое вещество состоит из тех же
элементов, что и неживая природа (рис. 2.3), только соотношение этих
элементов различное и строение молекул иное.
Литосфера
Рис. 2.3. Участие различных химических элементов в построении живого
вещества атмосферы, гидросферы и литосферы (относительные числа атомов)
(по В Лархеру, 1478) Выделены самые распространенные элементы
Живое вещество образует ничтожно тонкий слои в общей массе
геосфер Земли.
По подсчетам ученых его масса составляет 2420 млрд т, что более
чем в 2000 раз меньше массы самой легкой оболочки Земли — атмос-
феры. Но эта ничтожная масса живого вещества встречается практиче-
ски повсюду — в настоящее время живые существа отсутствуют лишь
в области обширных оледенений и кратерах действующих вулканов.
«Всюдность» жизни в биосфере обусловлена потенциальными воз-
можностями и масштабом приспособляемости организмов, которые
102 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
постепенно, захватив моря и океаны, вышли на сушу и обосновались
на ней. В. И. Вернадский считает, что этот захват продолжается. На ри-
сунке 2.4 наглядно показаны границы биосферы — от высот атмосферы,
где царят холод и низкое давление, до глубин океана, где давление до-
стигает 12 тыс. атм. Это стало возможным потому, что пределы толерант-
ности температур у различных организмов практически от абсолютного
нуля до + ISO °C, а некоторые бактерии могут существовать в вакууме.
Широк диапазон химических условий среды обитания для ряда орга-
низмов — от жизни в уксусе до жизни под действием ионизирующей
радиации (бактерии в котлах ядерных реакторов). Более того, выносли-
вость некоторых живых существ по отношению к отдельным факторам
выходит даже за пределы биосферы, т.е. у них есть еще определенный
«запас пряности» и потенциальные возможности к распространению.
Рис. 2.4. Распределение живых организмов в биосфере (по В А. Вронском}'. 2002):
I — озоновый слой; 2 — граница снегов; 3 — почва. 4 — животные, обитающие
в пещерах, 5— бактерии в нефтяных водах (высота и глубина даны в метрах)
Глава 2. Учение о биосфере «103
Однако все организмы, во всяком случае в наземных условиях, вы-
живают еще и потому, что благодаря почвам везде существует биоген-
ный ток атомов.
Почвы — важнейший компонент биосферы, оказывающий, наряду
с Мировым океаном, решающее влияние на всю глобальную экоси-
стему в целом. Именно почвы обеспечивают биогенными веществами
растения, которые кормят весь мир гетеротрофов.
Плодородие почв зависит от количества в ней гумуса, а его нако-
пление — от климатических условий и рельефа местности. Наиболее
богаты гумусом степные почвы, где гумификация идет быстро, а ми-
нерализация — медленно. Меньше всего гумуса в лесных почвах, где
минерализация по скорости опережает гумификацию.
По различным признакам выделяют множество типов почв.
Под типом почв понимается большая группа почв, формирующихся
в однородных условиях и характеризующихся определенным почвен-
ным профилем и направленностью почвообразования
Поскольку важнейшим почвообразующим фактором является
климат, то в значительной мере генетические типы почв совпадают
с географической зональностью: арктические и тундровые почвы, под-
золистые почвы, черноземы, каштановые, серо-бурые почвы и сероземы,
красноземы и желтоземы.
Время формирования почв зависит от интенсивности гумифика-
ции. Скорость накопления гумуса измеряют отношением мощности
(толщины) гумусового слоя к времени формирования почв, например,
в мм/год (табл. 2.1).
Таблица 2.1
Скорость формирования гумусового горизонта почв
Русской равнины (поА.Н. Геннадиев}'и др., 1987)
Группа почв Скорость, мм/год
Горно-луговые, горные зесо-луговые 0,80-1,00
Торфяно-глеевые, болотно-подзолистые 0,50-0,80
Дерново-карбонатные, оползневые 0,45-0,50
Черноземы оподзоленные, типичные 0,40-0,45
Серые лесные, черноземы обыкновенные 0,35-0,40
Черноземы южные, темно-каштановые, дерново- подзолистые 0,20-0,30
Подзолы и типичные подзолистые 0,10-0,20
Солонцы, светло-каштановые Менее 0,10
104 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Зная скорость накопления гумуса и мощность гумусового горизон-
та, можно рассчитать возраст различных типов почв (Геннадиев, 1987).
На Русской равнине черноземы образовались за 2500—3000 лет, серые
и бурые лесные почвы — за 800—1000 лет, подзолистые — примерно
за 1500 лет. Скорость образования почв зависит и от типа материнской
породы — на гранитах во влажном тропическом климате для образова-
ния настоящей почвы потребуется 20 1ыс. лет.
Эти данные позволяют количественно оценивать допустимый смыв
при интенсивном антропогенном воздействии. Одновременно они
свидетельствуют о том, как легко можно разрушить эту тонкую «ко-
ричневую пленку» и сколько нужно времени, не считая затрат, чтобы
воссганови гь утраченное.
Почва — граничный слой между атмосферой и биосферной частью
литосферы, в котором наблюдается взаимодействие живого и неживо-
го в рамках почвенной экосистемы, которая обеспечивает круговорот
веществ в биосфере.
2.1.3. Круговорот веществ в природе
Основных кру говори iob веществ в природе два: большой (геологи-
ческий) и малый (биогеохимический).
Большой круговорот веществ в природе, геологическим, обусловлен
взаимодействием солнечной энергии с глубинной энергией Земли
и осуществляет перераспределение вещества между биосферой и более
глубокими горизонтами Земли.
Осадочные горные породы, образованные за счет выветривания
магматических пород, в подвижных зонах земной коры вновь погру-
жаются в зону высоких температур и давлений. Там они переплавля-
ются и образуют магму — источник новых магматических пород. По-
сле поднятия этих пород на земную поверхность и действия процессов
выветривания вновь происходит трансформация их в новые осадоч-
ные породы (рис. 2.5). Символом круговорота веществ является спи-
раль, а не круг. Это означает, что новый цикл круговорота не повторяет
в точности старый, а вносит что-то новое, что со временем приводит
к весьма значительным изменениям.
Большой круговорот — это и круговорот воды между сушей и океа-
ном через атмосферу. Влага, испарившаяся с поверхности Мирового
океана (на что затрачивается почти половина поступающей к поверх-
ности Земли солнечной энергии), переносится на сушу, где выпадает
в виде осадков, которые вновь возвращаются в океан в виде поверх-
Глава 2. Учение о биосфере «105
ностного и подземного стоков. Круговорот воды происходит и по бо-
лее простой схеме: испарение влаги с поверхности океана — конденса-
ция водяного пара — выпадение осадков на эту же водную поверхность
океана.
Подсчитано, что в круговороте воды на Земле ежегодно участвует
более 500 тыс. км3 воды.
Круговорот воды в целом играет основную роль в формировании
природных условий на нашей планете. С учетом транспирации воды
растениями и поглощения ее в биогеохимическом цикле весь запас
воды на Земле распадается и восстанавливается за 2 млн лет.
Малый круговорот веществ в биосфере, биогеохимический, в отличие
от большого, совершается лишь в пределах биосферы. Сущность его
состоит в образовании живого вещества из неорганических соедине-
ний в процессе фотосинтеза и превращении органического вещества
при разложении вновь в неорганические соединения.
Этот круговорот для жизни биосферы — главный, и он является
порождением жизни. Изменяясь, рождаясь и умирая, живое вещество
поддерживает жизнь на нашей планете, обеспечивая биогеохимиче-
ский круговорот веществ.
Главный источник энергии круговорота — солнечная радиация,
которая порождает фотосинтез. Эта энергия довольно неравномерно
распределяется по поверхности земного шара. Например, на экваторе
количество тепла, приходящееся на единицу площади, в 3 раза боль-
106 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
ше, чем на архипелаге Шпицберген (80" с. ш). Кроме того, она теряет-
ся путем отражения, поглощается почвой, идет на транспирацию воды
и т.д., а как мы уже отмечали, на фотосинтез тратится не более 5^ всей
энергии, но чаще всего 2—3*?.
В ряде экосистем перенос вещества и энергии осуществляется пре-
имущественно посредством трофических цепей.
Такой круговорот обычно называют биологическим (см. рис. 1.20).
Он предполагает замкнутый никл веществ, многократно используе-
мый трофической цепью. Безусловно, он может иметь место в водных
экосистемах, особенно в планктоне с его интенсивным метаболизмом,
но не в наземных экосистемах, за исключением дождевых тропиче-
ских лесов, где может быть обеспечена передача питательных веществ
«от растения к растению», корни которых находятся на поверхности
почвы.
Однако в масштабах всей биосферы такой круговорот невозмо-
жен. Здесь действует биогеохимический круговорот, представляю-
щий собой обмен макро- и микроэлементов и простых неоргани-
ческих веществ (СО2, Н2О) с веществом атмосферы, гидросферы
и литосферы. Круговорот отдельных веществ В. И. Вернадский на-
звал биогеохимическими циклами. Суть цикла в следующем: химиче-
ские элементы, поглощенные организмом, впоследствии его поки-
дают, уходя в абиотическую среду, затем через какое-то время снова
попадают в живой организм и т.д. Такие элементы называют био-
фильными. Этими циклами и круговоротом в целом обеспечиваются
важнейшие функции живого вещества в биосфере. В.И. Вернадский
выделял пять таких функций:
1) газовая — основные газы атмосферы Земли, азот и кислород,
биогенного происхождения, как и все подземные газы — продукт раз-
ложения отмершей органики;
2) концентрационная организмы накапливают в своих телах
многие химические элементы, среди которых на первом месте стоит
углерод, среди металлов первый кальций, концентраторами кремния
являются диатомовые водоросли, йода — водоросли ламинария, фос-
фора — скелеты позвоночных животных;
3) окислительно-восстановительная — организмы, обитающие в во-
доемах, регулируют кислородный режим и создают условия для рас-
творения или осаждения ряда металлов (V, Мп, Fe) и неметаллов (S)
с переменной валентностью;
4) биохимическая — размножение, рост и перемещение в простран-
стве («расползание») живого вещества;
Глава 2. Учение о биосфере «107
5) биогеохимическая деятельность человека охватывает все разрас-
тающееся количество вещества земной коры, в том числе таких кон-
центраторов углерода, как уголь, нефть, газ и др., для хозяйственных
и бытовых нужд человека.
В биогеохимических круговоротах следует различать две части,
или как бы два среза: 1) резервный фонд — огромная масса движущихся
веществ, не связанных с организмами, 2) обменный фонд — значитель-
но меньший, но весьма активный, обусловленный прямым обменом
биогенным веществом между организмами и их непосредственным
окружением. Если же рассматривать биосферу в целом, то в ней мож-
но выделить: 1) круговорот газообразных веществе резервным фондом
в атмосфере и гидросфере (океан); 2) осадочный цикл с резервным
фондом в земной коре (в геологическом круговороте).
В связи с этим следует отметить лишь один-единственный на Земле
процесс, который не тратит, а, наоборот, связывает солнечную энер-
гию и даже накапливает ее — это создание органического вещества
в результате фотосинтеза.
В связывании и запасании солнечной энергии и заключается основная
планетарная функция живого вещества на Земле.
2.1.4. Биогеохимические циклы наиболее
жизненно важных биогенных веществ
Наиболее жизненно важными можно считать вещества, из кото-
рых в основном состоят белковые молекулы. К ним относятся углерод,
азот, кислород, фосфор, сера.
Биогеохимические циклы углерода, азога и кислорода (рис. 2.6) наибо-
лее совершенны. Благодаря большим атмосферным резервам они спо-
собны к быстрой саморегуляции. В круговороте углерода, а точнее наи-
более подвижной его формы — СО2, четко прослеживается трофическая
цепь: продуценты, улавливающие углерод из атмосферы при фотосинте-
зе, консументы — поглощающие углерод вместе с телами продуцентов
и консументов низших порядков, редуценты — возвращающие углерод
вновь в круговорот. Скорость оборота СО2 составляет порядка 300 лет
(полная его замена в атмосфере и других элементов цикла) (рис. 2.7).
В Мировом океане трофическая цепь: продуценты (фитоплан-
ктон) — консументы (зоопланктон, рыбы) — редуценты (микроорга-
низмы), осложняется тем, что некоторая часть углерода мертвого орга-
низма, опускаясь на дно, «уходит» в осадочные породы и участвует уже
не в биологическом, а в геологическом круговороте вещества.
108 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Рис. 2.6. Схема биогеохимического круговорота веществ на суше
(no Р. Кашанову, 1984)
Атмосфера
гмосфсрныи
«11(1 пет
ZUUU гет
Литосфера
? ООО (ХЮ тот
Гидросфера
Рис. 2.7. Темпы циркуляции веществ (по П. Клауду и А. Джибору. 1972)
Глава 2. Учение о биосфере «109
Главным резервуаром биологически связанного углерода являются
леса, они содержат до 500 млрд т этого элемента, что составляет 2/j его
запаса в атмосфере. Вмешательство человека в круговорот этого эле-
мента приводит к возрастанию содержания СО2 в атмосфере.
Скорость круговорота кис юрода — 2000 лет (см. рис. 2.7), именно
за это время весь кислород атмосферы проходит через живое веше-
ство. Основной поставщик кислорода на Земле — зеленые растения.
Ежегодно они производят на суше 53 - 109 т кислорода, а в океанах —
414- 109т.
Главный потребитель кислорода — животные, почвенные организ-
мы и растения, использующие его в процессе дыхания. Процесс кру-
говорота кислорода в биосфере весьма сложен, так как он содержится
в очень многих химических соединениях.
Подсчитано, что на промышленные и бытовые нужды ежегодно
расходуется 23Чо кислорода, который освобождается в процессе фото-
синтеза.
Биогеохимический круговорот азота не менее сложен, чем углеро-
да и кислорода, и охватывает все области биосферы. Поглощение его
растениями ограничено, так как они усваивают азот только в форме
соединения его с водородом и кислородом. И это при том, что запасы
азота в атмосфере неисчерпаемы (78*? от ее объема). Редуценты (де-
структоры). а конкретно почвенные бактерии, постепенно разлагают
белковые вещества отмерших организмов и превращают их в аммо-
нийные соединения, нитраты и нитриты. Часть нитратов попадает
в процессе круювирота в подземные воды и загрязняет их.
Опасность заключается также в том, что азот в виде нитратов и ни-
тритов усваивается растениями и может передаваться по пищевым
(трофическим) цепям.
Азот вновь возвращается в атмосферу с выделенными при гние-
нии газами. Роль бактерий в цикле азота такова, что. если будет уни-
чтожено только 12 их видов, участвующих в круговороте азота, жизнь
на Земле прекратится.
Биогеохимический круговорот в биосфере помимо кислорода,
углерода и азота совершают и многие другие элементы, входящие в со-
став органических веществ: сера, фосфор, железо и др.
Биогеохимические циклы фосфора и серы, важнейших биогенных эле-
ментов, значительно менее совершенны, так как основная их масса со-
держится в резервном фонде земной коры — в «недоступном» фонде.
Круговорот серы и фосфора — типичный осадочный биогеохимический
цикл. Такие циклы легко нарушаются от различного рода воздействий.
110» ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
и часть обмениваемого материала выходит из круговорота. Возвратить-
ся в круговорот она может лишь в результате геологических процессов
или путем извлечения живым веществом биофильных компонентов.
Фосфор содержится в горных породах, образовавшихся в прошлые
геологические эпохи. В биогеохимический круговорот (рис. 2.8) он
может попасть в случае подъема этих пород из глубины земной коры
на поверхность суши, в зону выветривания. Эрозионными процессами
он выносится в море в виде широко известного минерала — апатита.
Рис. 2.8. Круговорот фосфора в биосфере (по П. Дювиньо,
М. Тангу, 1973; с изменениями)
Глава 2. Учение о биосфере • 111
Общий круговорот фосфора можно разделить на две части — во-
дную и наземную. В водных экосистемах он усваивается фитопланкто-
ном и передается по трофической цепи вплоть до консументов третье-
го порядка — морских птиц. Их экскременты (гуано) снова попадают
в море и вступают в круговорот либо накапливаются на берегу и смы-
ваются в море.
Из отмирающих морских животных, особенно рыб, фосфор снова
попадает в море и в круговорот, но часть скелетов рыб достигает боль-
ших глубин и заключенный в них фосфор переходит в осадочные по-
роды.
В наземных экосистемах фосфор извлекают растения из почв,
и далее он распространяется по трофической цепи. Возвращается
в почву после отмирания животных и растений и с экскрементами.
Теряется фосфор из почв в результате их водной эрозии. Повышенное
содержащие фосфора на водных путях его переноса вызывает бурное
увеличение биомассы водных растений, «цветение» водоемов и их эв-
трофикацию. Большая же часть фосфора уносится в море и там теря-
ется безвозратно.
Последнее обстоятельство может привести к истощению запасов
фосфорсодержащих руд (фосфоритов, апатитов и др.). Следовательно,
надо стремиться избежать этих потерь.
Сера также имеет основной резервный фонд в отложениях и по-
чве, но в отличие от фосфора у нее есть резервный фонд и в атмосфере
(рис. 2.9). В обменном фонде главная роль принадлежит микроорга-
низмам. Одни из них восстановители, другие — окислители.
В горных породах сера встречается в виде сульфидов (FeS2 и др.),
в растворах — в форме иона SO^-, в газообразной фазе — в виде се-
роводорода (H2S) или сернистого газа (SO2). В некоторых организмах
сера накапливается в чистом виде (S2), и при их отмирании на дне мо-
рей образуются залежи самородной серы.
В морской среде сульфат-ион занимает второе место по содер-
жанию после хлора и является основной доступной формой серы,
которая восстанавливается автотрофами и включается в состав ами-
нокислот.
Круговорот серы, хотя ее требуется организмам в небольших ко-
личествах, является ключевым в общем процессе продукции и раз-
ложения (Ю. Одум, 1986). Например, при образовании сульфидов
железа фосфор переходит в растворимую форму, доступную для ор-
ганизмов.
112 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Рис. Z.9. Круговорот серы (по Ю. Одуму, 1975). «Кольцо» в центре схемы
иллюстрирует процессы окисления (О) и восстановления (R), благодаря
которым происходит обмен серы между фондом доступного сульфата (SO4)
и фондом сульфидов железа, находящихся глубоко в почве и в осадках
В наземных экосистемах сера возвращается в почву при О1мирании
растений, захватывается микроорганизмами, которые восстанавли-
вают ее до H2S. Другие организмы и воздействие кислорода приводят
к окислению этих продуктов. Образовавшиеся сульфаты растворяются
и поглощаются растениями из поровых растворов почвы — так про-
должается круговорот.
Однако круговорот серы так же, как и азота, может быть нару-
шен вмешательством человека (см. рис. 2.9). Виной тому прежде
всего сжигание ископаемого топлива, а особенно угля. Сернистый
газ (SO;?) нарушает процессы фотосинтеза и приводит к гибели рас-
тительности.
Биогеохимические циклы легко нарушаю ich человеком. Так, до-
бывая минеральные удобрения, он загрязняет воду и воздушную среду.
В воду попадает фосфор, вызывая эвтрофикацию, образуя азотистые
высокотоксичные соединения и др. Иными словами, круговорот ста-
новится не циклическим, а ациклическим. Охрана природных ресурсов
должна быть направлена на то, чтобы ациклические процессы превратить
в циклические.
Таким образом, всеобщий гомеостаз биосферы зависит от стабиль-
ности биогеохимического круговорота веществ в природе, и первооче-
редное значение для гомеостаза имеют ее целостность и устойчивость
природных экосистем
Глава 2. Учение о биосфере «113
2.2. ПРИРОДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ
ЗЕМЛИ КАК ХОРОЛОГИЧЕСКИЕ
ЕДИНИЦЫ БИОСФЕРЫ
2.2.1. Классификация природных экосистем
биосферы на ландшафтной основе
Классификации природных экосистем биосферы базируются
на ландшафтном подходе, так как границы экосистем, как правило,
совпадают с границами географических ландшафтов.
Ландшафт — природный географический комплекс, в котором все
основные компоненты (рельеф, климат, воды, почвы, растительность,
животный мир) находятся в сложном взаимодействии, образуя одно-
родную по условиям развития единую систему.
Ландшафтный подход в экологии имеет прежде всего большое зна-
чение для целей природопользования, что получило свое отражение
в самой классификации ландшафтов в зависимости от их происхожде-
ния. Выделяют два основных типа ландшафта — природный и антро-
погенный.
Природный ландшафт формируется исключительно под влиянием
природных факторов, он не преобразован хозяйственной деятельно-
стью человека.
Среди природных ландшафтов изначально отличаются следующие:
— геохимический — участок, выделенный на основе единства соста-
ва и количества химических элементов и соединений. Интенсивность
их накопления в ландшафте или, напротив, скорость еамоочишения
ландшафта могут служить показателями его устойчивости по отноше-
нию к антропогенным воздействиям;
— мементарный — участок, сложенный определенными порода-
ми, находящимися на одном элементе рельефа, в равных условиях за-
легания грунтовых вод, с одинаковым характером растительных ассо-
циаций и одним типом почв;
— охраняемый — учасгок, на котором в усыновленном порядке ре-
гламентированы или запрещены все или отдельные виды хозяйствен-
ной деятельности.
Антропогенный ландшафт — это настолько преобразованный хо-
зяйственной деятельностью человека бывший природный ландшафт,
что изменена связь природных компонентов. Сюда относятся ланд-
шафты:
114» ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
— агрокультурный (сельскохояйственный) — его растительность
в значительной степени заменена посевами и посадками сельскохо-
зяйственных и садовых культур;
— техногенный — структура этого ландшафта обусловлена техно-
генной деятельностью человека, связанной с использованием мощных
технических средств (нарушение земель, загрязнение промышленны-
ми выбросами и т.п.); сюда же входит ландшафт индустриальный, об-
разующийся в результате воздействия на среду крупных промышлен-
ных комплексов;
— городской {урбанистический) — с постройками, улицами и парками.
Границы географической (ландшафтной) оболочки Земли совпа-
дают с границами биосферы. Фактически это неразрывное единство,
о чем свидетельствует и ландшафтный подход при выделении типов
природных экосистем.
Главный источник энергии для ландшафтной оболочки — солнеч-
ная радиация, как, понятно, и для биосферы. Для биосферы солнечная
энергия — это прежде всего «движитель» биогеохимических циклов
биофильных элементов и главный компонент фотосинтеза — источ-
ника первичной продукции.
Но энергия Солнца, обеспечивая эту продуктивность, составляет
лишь 2—3*5 от всей энергии, достигшей поверхности Земли. Осталь-
ная солнечная энергия расходуется на абиотическую среду. Но абио-
тические факторы вместе с биотическими определяют эволюционное
развитие организмов и гомеостаз экосистем. В свою очередь расти-
тельный и животный мир может влиять на окружающую среду, созда-
вая определенную микросреду (микроклимат). Все это свидетельству-
ет о том, что живая природа существует в едином энергетическом поле
всего ландшафта. Об этом говорит и распределение первичной про-
дукции на суше и в океане (рис. 2. ГО, Бигон и др., 1989).
Как видно из рис. 2.10, продуктивность различных типов экосистем
далеко не одинакова. Большая часть земного шара покрыта малопро-
дуктивными системами океана и пустынь, а высокопродуктивные на-
блюдаются лишь в некоторых районах.
Различия в продуктивности связаны с климатической зональностью,
характером среды обитания (суша, вода), влиянием экологических
факторов локального порядка и иных факторов, сведения о которых
излагаются ниже при характеристике природных экосистем как хоро-
логических единиц биосферы, классифицированных на принципах так
называемого биомного подхода. По ГО. Одуму (1986), биом — «крупная
региональная и субконтинентальная экосистема, характеризующаяся
Глава 2. Учение о биосфере «115
каким-либо основным типом растительности или другой характерной
особенностью ландшафта». Опираясь на эти представления, Ю. Одум
предложил следующую классификацию природных экосистем био-
сферы (рис. 2.11):
1. Наземные биомы:
тундра: арктическая и альпийская;
бореальные хвойные леса :
листопадный лес умеренной зоны'
степь умеренной зоны',
тропические степи и саванны'
чапарраль — районы с дождливой зимой и засушливым летом;
пустыня: травянистая и кустарниковая;
Рис. 2.10. Пространственное распределение чистой первичной
продукции, г С/м2 в год а — суши (no D Reichle, 1970);
б — в Мировом океане (по Кобленцу-Мишке и др., 1970)
116* ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
полу вечно зеленый сезонный тропический лес: выраженные влажный
и сухой сезоны;
вечнозелный тропический дождевой лес.
2. Типы пресноводных экосистем:
лентические (стоячие воды): озера, пруды и т.д.;
лотические (омывающие): реки, ручьи, родники;
заболоченные угодья: болота и болотистые леса.
3. Типы морских экосистем:
открытый океан (пелагическая зона)'
воды континентального шельфа (прибрежные воды);
районы апве пинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством)'
эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, соленые марши
и тд.).
Рис. 2.11. Мировое распределение основных видов биомов
для растительного покрова (Ю. Одум, 1986).*
низкоширотные леса: I — тропический дождевой лес; 2— осветленный тропический
лес (полулистопадный), 4— кустарники и колючие леса, среднеширотные
леса. 3—средиземноморский кустарниковый лес, 5— широколиственный
и смешанный широколиственно-хвойные леса; 6 — хвойные леса, злаковые
сообщества* 7— саванна; 8— прерия, 9—степь (тропические и средние
широты), пустыни: 10—кустарниковая и полная; И— тундра, /2—ледяной
покров; 13 — недифференцированные высокогорья (по Воронову, 1963)
Как ясно из вышесказанного, биом — это экосистема, которая со-
впадает своими границами с ландшафтами регионального уровня (см.
рис 2.11). Он состоит из тех же компонентов, что и ландшафт, но глав-
ная его составляющая — биота, и основное внимание здесь уделяется
процессам, создающим органическое вещество, и биохимическому
круговороту веществ.
Глава 2. Учение о биосфере «117
2.2.2. Наземные биомы (экосистемы)
Стабильная экосистема характеризуется равновесным сосюянием
взаимосвязей между живыми организмами и окружающей физической
средой. Всеобщий гомеостаз такой системы позволяет ей противосто-
ять внешнему воздействию в довольно широком диапазоне толерант-
ности по отношению, например, к климатическим факторам, в этом
случае говорят об экосистеме климатического климакса.
Климатический климакс является результатом длительной сук-
цессионной серии экосистемы в данных климатических условиях.
Но как известно, для Земли характерна климатическая зональность,
а отсюда и зональность наземных экосистем, климаксная стадия кото-
рых будет определяться конкретными климатическими факторами со-
ответствующей зоны. Известно, что кроме горизонтальной зонально-
сти (см. рис. 2.11) климата в масштабе всего земного шара наблюдается
еще и вертикальная, или высотная, зональность в горных системах.
У подножия горных систем климат соответствует данной общегео-
графической зональности, при движении вверх в горы пояса будут
меняться, как при движении с юга на север. «Югом» будет являться
климаг подножия горной системы (рис. 2.12).
Рис. 2.12. Схема, показывающая соответствие между последовательными
вертикальными и горизонтальными растительными зонами
(по Ю. Одуму, 1985). с изменениями автора’
/ — тропическая зона — зона тропических лесов, 2 — умеренная зона — зона
лиственных и хвойных лесов: 3 — альпийская зона — зона травянистой
растительности, мхов и лишайников; 4 — полярная зона — зона снегов и льдов
118» ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Тундры характеризуются суровыми условиями для произрастания:
вегетационный период длится всего 2—2,5 месяца, осадков мало —
200—300 мм, сильные ветры, ночью температура падает ниже 0 °C даже
летом, плюс к этому вечная мерзлота на глубине в несколько десят-
ков сантиметров летом, а зимой оттаивающий летом слой промерзает
полностью. Недлительный фотопериод и низкая испаряемость значи-
тельно снижают лимитирующее действие влажности и света.
В тундре отсутствуют деревья и преобладают мхи и лишайники
Произрастают многолетние зимнезеленые кусгарники для более пол-
ного использования светлой части года (брусника, вероника и др.)
и карликовые растения с опадающими листьями (черника, карликовая
береза и т.п.).
Продуктивность наземных экосистем тундры значительно ниже
ряда других систем, но вместе с океаном они способны прокормить
перелетных птиц, северных оленей, медведей, волков и др.
Выше границы леса, в высоких горах есть небольшие тундровые
зоны, которые являются экологически сходными районами с вышео-
писанной тундрой.
Бореальные хвойные леса распространены в северной части умерен-
ного пояса Северного полушария (см. рис. 2.11) — это тайга. Таежные со-
общества представлены темнохвойными породами деревьев: ель, пихта,
сибирская кедровая сосна (сибирский кедр) и светлохвойными: листвен-
ницей и сосной (преимущественно на песчаных и супесчаных почвах).
Строение сообществ тем нохвойн ых лесов довольно простое: два-три
древесн ых яруса, ярусы моховой, травяной или травяно-кустарн иковый.
Затенение значительно, лесная подстилка разлагается медленно.
Темнохвойные леса отличаются особой микросредой: нет ветра,
температура выше, чем на открытом месте, много снега зимой, что по-
могает выживать животным в суровом климате этой зоны.
Самые крупные животные в тайге: из хищников — медведь, волк;
из травоядных — лось. Большое значение в хвойных лесах имеют се-
менной фонд и хвоя, семенами питаются птицы, белки, бурундуки
и другие мелкие грызуны, а хвоей — насекомые.
Хвойные леса — самые крупные в мире поставщики лесоматериа-
лов. Они весьма продуктивны несмотря на низкую температуру в тече-
ние полугода, так как сплошной зеленый покров, содержащий хлоро-
фил, сохраняется круглый год (см. рис. 2.10).
Листопадные леса умеренной зоны (широколиственные леса), распо-
ложенные южнее тайги, в отличие от нее не имеют сплошного распро-
странения (см. рис. 2.11). Произрастают они в условиях более мягкого
Глава 2. Учение о биосфере «119
климата, с осадками от 700 до 1500 мм/год, с умеренными температу-
рами и четко выраженными сезонами. В листопадных лесах домини-
руют бук и дуб.
Среди насекомых много вредителей лесов, наносящих им большой
вред.
Крупные животные в листопадных лесах в принципе те же, что
и в тайге: лоси, медведи, рыси, лисицы и др., разнообразна и богата
орнитофауна.
Листопадные леса — это те районы суши, где человеческая циви-
лизация получила наибольшее развитие. Поэтому трудно сейчас найти
широколиственные нетронутые леса. Большая их часть заменена куль-
турными сообществами.
Биомасса широколиственных лесов близка к биомассе южной тай-
ги (см. рис. 2.11).
Степи умеренной зоны — открытые пространства между лесами
и пустынями с количеством осадков от 250 до 750 мм/год. Они зани-
мают обширные пространства в Евразии, Северной Америке (прерии),
на юге Южной Америки (пампасы), в Австралии, Новой Зеландии
(туссоки) (см. рис. 2.11)
Растительность в степях преимущественно ксерофильного облика.
Преобладают дерновинные злаки. Много в степи эфимеров. после от-
мирания наземных частей которых остаются клубни, луковицы, под-
земные корневища. И наконец, для степей характерны кустарники,
которые поедаются животными
Среди животных в степях распространен парный образ жизни
(суслики, сурки, полевки и др.) и реже — колониальный. Животные,
которые живут не в парах, образуют стада. Главную роль в биоценозе
степей играют копытные — сайгаки. При умеренном выпасе живот-
ные копытами разбивают скопления мертвой листвы на поверхности
почвы, что способствует дальнейшему росту трав. При перевыпасе
происходит деградация степной растительности и в конечном сче-
те возникает так называемый толок, когда практически исчезают все
многолетние травы, а следом за «толоком» наступает опустынивание
степей: растительность сменяется плохосъедобными полынями и дру-
гими еще более ксерофильными формами.
Почвы степей достаточно резко отличаются от лесных почв прежде
всего высоким содержанием гумуса — в 5—10 раз выше. Большая часть
степей в настоящее время занята под посевы зерновых культур, куль-
турными пастбищами или древесной растительностью, сохраненной
или культивированной человеком.
120 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Пустыня травянистая и кустарниковая занимает наибольшие площа-
ди в Азии, Африке, Австралии, Северной и Южной Америке, встре-
чаются они и в Европе (чаше полупустыни) (см. рис. 2.11). Главный
критерий пустыни — выпадение осадков менее 200—250 мм/год, а ис-
парение с открытой водной поверхности более 1000 мм/год.
Почвы пустынь — сероземы и светло-бурые. Пустыни обычно под-
разделяются по породам, на которых они сформировались: глинистые,
солончаковые, песчаные, каменистые.
Растения в пуоынях представлены весьма ксерофильными травами
и полукустарниками. В пустынях тропического пояса много суккулен-
тов, в том числе деревьев саксаула с чешуйчатыми сочными листьями.
Множество эфимеров, которые используют только влажные периоды.
Для обитающих в пустынях животных характерен парный образ
жизни. Растительность разрежена, из-за чего травоядные животные су-
ществуют небольшими группами, парами и в одиночку. Стада образуют
лишь быстро перемещающиеся животные, способные без промедления
находить новые участки с кормами (антилопы, некоторые птицы).
Животные пустыни по-разному адаптированы к нехватке воды: об-
ладают особыми покровами, выделяют сухие экскременты и тщ. Они
могут образовывать и сохранять метаболическую воду. Например, вер-
блюды приспособлены к повышенной температуре тела, высокой сте-
пени дегидратации тканей, смертельной для других животных.
Чапарраль территории с мягким умеренным климатом. Коли-
чество осадков здесь 500—700 мм, но они выпадают в период теплой
зимы. Обильные зимние дожди сменяются засушливым летом. Со-
общества чапарраля состоят из деревьев (лавр, вечнозеленые дубы)
и кустарников с жесткими толстыми вечнозелеными листьями. Они
широко распространены в Средиземноморье, адоль южного берега
Австралии, в Калифорнии и Мексике (см. рис. 2.11). В Австралии в ле-
сах доминируют эвкалиптовые деревья и кустарники.
Тропические степи и саванны - этим территориям обычно присущ
древесно-кустарниковый тип растительности. Они расположены в те-
плых областях — в Центральной и Восточной Африке, в Южной Аме-
рике и Австралии, осадки выпадают от 900 до 1500 мм/год. Темпера-
тура здесь круглый год достаточно высокая, сезонность определяется
только распределением осадков — сезоны влажные (дождливые) и су-
хие (засушливые). Это создает своеобразные условия для существова-
ния фауны и флоры
Деревья имеют часто толстую кору с мощным слоем пробки: баоба-
бы, акании, пальмы, древовидные молочаи (экологические экви вален-
Глава 2. Учение о биосфере «121
ты кактусов) и др Травы представлены высокими труднопроходимыми
для человека густыми злаками. В период засухи надземная часть злаков
высыхает, листья деревьев опадают. Цветут деревья в конце сухого се-
зона, а с началом дождей распускается листва. Саванна, в особености
африканская, не имеет себе равных по разнообразию и численности
популяций копытных — антилопы, зебры, жирафы и др. На них охо-
тятся такие хищники, как львы, гепарды и др.
Разнообразны птииы. среди которых есть самая крупная из птиц —
африканский страус
Полувечнозеленые сезонные (листопадные) тропические леса с про-
должительным сухим периодом в четыре — шесть месяцев в году
распространены в областях с осадками 800—1300 мм/год. Такие леса
характерны для тропической части Азии и Центральной Америки
(см. рис. 2.11). Характерно, что в них доминируют деревья верхнего
яруса, которые сбрасывают листья в сухой сезон, соответствующий
зимнему периоду.
Вечнозеленые тропические дождевые леса расположены вдоль эква-
тора, в зоне, где 2000—2500 мм/год осадков при достаточно равномер-
ном распределении их по месяцам. Дождевые леса расположены в трех
основных областях:
1) крупнейший сплошной массив в бассейне рек Амазонка и Ори-
ноко в Южной Америке;
2) в бассейнах рек Конго, Нигера и Замбези в Африке и на острове
Мадагаскар;
3) Индо-Малайской и островов Борнео — Новая Гвинея
(см. рис. 2.11).
В дождевых тропических лесах деревья образуют три яруса:
1) верхний ярус над общим уровнем полога состоит из редких высо-
ких деревьев;
2) полог — это сплошной вечнозеленый покров на высоте 25—
35 м;
3) нижний ярус четко проявляется как густой лес лишь в местах
просвета в пологе.
Травянистая растительность и кустарники практически отсутству-
ют. Но зато большое количество лиан и эпифитов. Видовое разнообра-
зие растений очень велико — на наскольких гектарах можно встретить
столько видов, сколько нет во флоре всей Европы (Ю. Одум, 1986).
Число видов деревьев свыше 170, хотя трав — не более 20 видов. Ко-
личество видов межъярусных растений (лианы, эпифиты и др.) вместе
с травами насчитывает 200—300 и более.
122 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Влажные тропические леса—достаточно древние климаксные эко-
системы, в которых круговорот питательных веществ доведен до со-
вершенства. Они мало теряются и немедленно поступают в биологи-
ческий круговорот, осуществляемый мутуалистическими организмами
и неглубокими, большей частью воздушными, с мощной микоризой,
корнями деревьев. Именно благодаря этому на скудных почвах так
пышно растут леса.
Не менее разнообразен, чем растительный, и животный мир этих
лесов. Большая часть животных, в юм числе и млекопит ающих, суще-
ствуют в верхних ярусах растительности.
Из крупных животных тропических лесов назовем лишь некото-
рых: обезьяны, ягуары, муравьед, пума, человекообразные обезьяны,
буйвол, индийский слон, павлин, попугаи и многие другие
Для тропического леса характерна высокая скорость эволюции
и видообразования. Многие виды вошли в состав более северных со-
обществ, поэтому очень важно сохранить эти леса как «ресурс генов».
2.2.3. Пресноводные экосистемы
2.2.3.1. Особенности и факторы пресноводных местообитаний
Пресные воды на поверхности континентов образуют реки, озера,
болота. Человек для своих нужд создает искусственные пруды и круп-
ные водохранилища. Значит, пресные воды могут находиться в текучем
и относительно неподвижном стоячем состоянии. Некоторые водоемы
могут переходить из одного состояния в другое. В связи с этим пресно-
водные местообитания подразделяются на:
— лентические (лат. lentes — «спокойный») экосистемы — озера
и пруды — стоячие воды;
— лотические (лат. lotus — «омывающий») экосистемы — родни-
ки, ручьи, реки — текучие воды;
— заболоченные участки с колеблющимся уровнем вод по сезонам
и годам — марши и болота.
Составляя весьма малую часть от всех экосистем биосферы, пре-
сноводные экосистемы имеют для человека непреходящее значение
вследствие следующих особенностей: I) пресные воды — практически
единственный источник для бытовых и промышленных нужд; 2) пре-
сноводные экосистемы представляют собой самую удобную и дешевую
систему переработки отходов; 3) уникальность термодинамических
свойств воды способствует уменьшению температурных колебаний
среды.
Глава 2. Учение о биосфере «123
Лимитирующие факторы водной среды — температура, прозрач-
ность, течение, соленность и др. Многие животные, живущие в воде,
стенотермны, вследствие чего опасно даже небольшое тепловое за-
грязнение среды. Для жизни водоема очень важна прозрачность воды,
мерой для которой служит глубина зоны, до которой возможен фото-
синтез при проникновении солнечного света. Прозрачность может
быть разная — от нескольких сантиметров в очень мутных водоемах
до 30—40 м в чистых горных озерах. Течение как важный лимитирую-
щий фактор в лотических экосистемах 1акже влияет на распростране-
ние организмов и содержание газов и солей.
Важнейшим фактором, лимитирующим в «минимуме», в водных
экосистемах, является концентрация кислорода, чего нельзя сказать
о концентрации двуокиси углерода, которая часто бывает даже в избыт-
ке за счет антропогенного влияния, лимитируя в «максимуме». Лими-
тирующими из биогенных солей обычно бывают нитраты и фосфаты,
иногда ощущается недостаток кальция и других элементов.
На численности и расселении водных организмов сказывается про-
странственное разделение пресных водоемов. Это особенно заметно
на рыбах — в разных водоемах одни и те же экологичекие ниши зани-
мают рыбы разных видов.
Весьма существенна разница в концентрации солей у гидробионта
и в окружающей водной среде, приводящая к осмотическим явлениям
на границе организм — вода. В зависимости от различий в концентра-
ции солей в рыбе и воде жидкость в рыбе может быть гипертонична
или гипотонична (повышающая или понижающая давление в теле
рыбы), и то и другое ведет к гибели животного. Это главная причина,
почему пресноводные рыбы не могут жить в море, а морские — в реке
или пресном озере. Но есть рыбы, способные жить в обеих средах (ло-
сось и др.), потому что у этих животных есть специальные механизмы
осмотической регуляции
Пищевые цепи в водоемах хорошо развиты и представлены орга-
низмами всех трофических уровней. Продуценты представлены авто-
трофами: фото- и хемосинтезирующими микроорганизмами и водны-
ми растениями. Консументы — полным набором от растительноядных
хищников различных порядков до паразитов и т.д. И наконец,редуцен-
ты (сапротрофы) отличаются значительным разнообразием, которое
связано с природой субстрата.
Водные организмы можно классифицировать и по местообита-
нию в водоеме. Бентос — организмы, прикрепленные к дну, живущие
в илистых осадках и просто покоящиеся на дне. Перифитон — живот-
124 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
ные и растения, прикрепленные к листьям и стеблям водных растений
или к другим выступам над дном водоема. Планктон — организмы,
плавают, зоопланктон даже активно может перемещаться сам, но в це-
лом они перемещаются с помощью течения. Нектон — свободно пере-
мещающиеся в воде организмы — рыбы, амфибии тщ.
Особое значение имеет распределение организмов по трем зонам
водоема (рис. 2.13). Литоральная зона — толща воды, где солнечный
свет доходит до дна. Лнмннческая зона — толща воды до глубины, куда
проникает всего 1% солнечного света и где затухает фотосинтез. Эйфо-
тической зоной называют всю освещенную толщу воды в литоральной
и лимнической зонах. Профундальная зона — дно и толща воды, куда
не проникает солнечный свет.
Рис. 2.13. Три главные зоны в озере
В проточных водоемах эти три зоны не выражены, хотя их элемен-
ты встречаются. Перекаты — мелководные участки с быстрым тече-
нием; дно без ила, преимущественно прекрепленные формы перифи-
тона и бентоса. Плесы — глубоководные участки, течение медленное,
на дне мягкий илистый субстрат и роющие животные.
2.2.3.2. Характеристика пресноводных экосистем
Лентические экосистемы в сообществах литоральной зоны содержат
два типа продуцентов: укрепившиеся в дне цветковые растения и пла-
вающие зеленые растения — водоросли, некоторые высшие (рдесты)
(рис. 2.14). Растения, укрепившиеся в дне, образуют три концентри-
Глава 2. Учение о биосфере «125
ческие зоны: 1) зона надводной вегетации - фотосинтезирующая часть
растений находится над водой (камыши, рогозы и др.), а биогенные
элементы извлекаются из донных осадков; 2) зона укрепленных в дне
растений с плавающими по воде листьями (кувшинки) — у них та же
роль, что и у растений первой зоны, но они могут затенять нижние тол-
щи воды; 3) зона подводной вегетации — укорененные и прикреплен-
ные растения, полностью находящиеся под водой и осуществляющие
фотосинтез и минеральный обмен в водной среде (рдесты и прикре-
пленные водоросли — харовые).
Рис. Z.14. Некоторые продуценты лентических сообществ, прибрежные
растения, укореняющиеся в дне водоема ( /—7), нитчатые водоросли
{8—9} и фитопланктон {10—20} (по Ю Одуму, 1975)
Животные, консументы, более разнообразны в литорали, чем в дру-
гих зонах водоема. Перифитон представлен моллюсками, коловратка-
ми, мшанками, личинками насекомых и др., зоопланктон - ракообраз-
ными, имеющими большое значение для питания рыб (дафнии и др.).
Многие животные нектона дышат кислородом атмосферного воздуха
(лягушки, саламандры, черепахи и др.). Рыбы большую часть жизни
проводят в литорали и здесь же размножаются.
126 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
В сообществах лимнической зоны продуцентом является фитоплан-
ктон. В водоемах умеренного пояса плотность его популяции заметно
изменяется по сезонам. Зоопланктон составляют растительноядные
ракоообразные и коловратки, все другие — хищники. Нектон лимни-
ческой зоны — это только рыбы.
Сообщества профундальной зоны существуют без света. Фауна
и флора здесь — в зоне поверхностного раздела вода — ил, где накапли-
вается органический материал, — представлена бактериями и грибами
(редуценты), а также бентосными формами — личинками насекомых,
моллюсками, кольчатыми червями (консументами).
Количество красных кольчатых червей возрастает с ростом загряз-
нения водоема сточными водами, т.е. по этому показателю можно су-
дить о степени загрязнения водоема.
Действие на сообщества стоячих водоемов таких лимитирующих
факторов, как содержание кислорода, температуры и освещенности,
зависит от специфических особенностей этих водоемов — озер, пру-
дов, искусственных водохранилищ.
Озера — естественные пресноводные водоемы, образовались гео-
логически сравнительно недавно — за последние несколько десятков
тысяч лет, и лишь возраст некоторых из них, например Байкала, исчис-
ляется миллионами лет. Наличие у большинства озер профундальной
зоны сказывается на температурном режиме водной толщи, на ее « пере-
мешивании» и распределении кислорода в ней. Эти процессы сезонны,
как и стратификация озера по температурному режиму (рис. 2.15).
Рис. 2.15. Температурная стратификация в озере умеренной зоны Северного
полушария (оз Динели, Коннектикут, США, по Ю Одуму, 1975)
Глава 2. Учение о биосфере «127
В озерах умеренного пояса в летнее время можно выделить в верти-
кальном разрезе три зоны: эпилимнион — до глубины, где происходит
конвекция (циркуляция) воды; термоклина — промежуточная зона,
где вода не смешивается с водой верхней зоны; гиполимнион — область
холодной воды, где нет циркуляции.
Термоклина обычно расположена ниже границы проникновения
света, и запасы кислорода в отрезанном от его источников гипо-
лимнионе истощаются. Наступает летний период стагнации. Осе-
нью вследствие выравнивания температур происходит общее пере-
мешивание воды и обогащение гиполимниона кислородом. Зимой
температура воды подо льдом становится ниже +4 °C, что снижа-
ет ее плотность и снова приводит к стратификации озера и зимней
стагнации. Весной после таяния льда температура воды достигает
+4 °C, она тяжелеет и снова происходит весеннее перемешивание.
Это классическая схема для водоемов Евразии и Северной Амери-
ки. В полярных областях и субтропиках общее перемешивание воды
в водоемах бывает только один раз в году в первом случае — летом,
во втором — зимой. В водоемах тропиков перемешивание воды идет
постоянно, но медленно, а общее ее перемешивание происходит
редко и нерегулярно.
Цветение фитопланктона обычно приурочено к перемешиванию,
когда в фотической зоне появляются воды, обогащенные природными
биогенами.
С точки зрения продуктивности озера подразделяются на две груп-
пы: 1) олиготрофные (малокормные) и 2) эвтрофные (кормные). Про-
дуктивность лентических экосистем зависит также от поступающих
веществ с окружающей суши и от глубины озера (наиболее продуктив-
ны мелкие озера).
Пруды обладают хорошо развитой литоралью и практически от-
сутствием стратификации, образуются они в различных понижени-
ях, часто временно пересыхают летом или в засушливые годы. Фауна
прудов способна переживать сухие периоды в покоющемся состоянии
или перебираться в другие водоемы (земноводные). Естественные пру-
ды высокопродуктивны. В искусственных прудах в основном человек
сам подкармливает рыб.
Водохранилища создаются человеком при возведении гидро-
энергетических и гидромелиоративных комплексов. Это уже не при-
родная экосистема, а природно-техническая система. Распределение
тепла и биогенов в ней зависит от типа плотины. Если вода сбрасыва-
ется придонная, то в этом случае водоохранилище аккумулирует тепло
128 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
и экспортирует биогенные вещества, если сброс идет поверх плотины,
то экспортируется тепло и аккумулируются биогены. В первом случае
спускается вода гиполимниона, во втором — эпилимниона. Через глу-
боководные шлюзы в реку поступает и более соленая вода, а биогены
вызывают эвтрофикацию участка реки.
Логические экосистемы реки — отличаются от стоячих водоемов
тремя основными условиями:
1) течения — важный лимитирующий и контролирующий фактор;
2) обмен между водой и сушей значительно более активен;
3) распределение кислорода более равномерно, так как практически
отсутствует стратификация.
Скорость течения влияет на распределение рыб в реках — они могут
жить и под камнями, и в заводях, под перекатами, но это будут раз-
ные виды, адаптированные к конкретным условиям. Река — открытая
экосистема, в которую поступает с прилегающих пространств большое
количество органических веществ.
Детритное питание - основа трофических цепей логических эко-
систем: более 60% энергии консументы получают от привнесенного
материала. Зато кислорода в реках достаточно и содержание его в воде
постоянно, что обусловило узкую толерантность организмов по отно-
шению к кислороду.
Выделяют логические сообщества перекатов и плесов. На перекатах
поселяются организмы, способные прикрепиться к субстрату (нитча-
тые водоросли) или хорошие пловцы (форель). На участках плеса со-
общества напоминают прудовые.
В больших реках прослеживается продольная зональность: в верхо-
вьях — сообщества перекатов, в низовьях и дельте — плесов, между
ними местами могут возникать и те и другие. Продольная зональность
подчеркивается изменениями видового состава рыб. К низовьям видо-
вой состав обедняется, но увеличиваются размеры рыб.
Заболоченные пресноводные участки, обычно это собственно боло-
та — низинные и верховые. Низинные имеют, как правило, питание
подземными водами, а верховые — атмосферными осадками. Верхо-
вые могут встречаться в любом понижении или даже на склонах гор,
низинные возникают вследствие зарастания озер и речных стариц.
Они покрыты водными макрофитами, болотными растениями и ку-
старниками.
Болотные почвы и торфяники содержат много углерода (14—20%),
их сельскохозяйственная отработка приводит к выделению в атмо-
сферу большого количества углекислого газа, что усугубляет <СО2-
проблему».
Глава 2. Учение о биосфере «129
2.2.4. Морские экосистемы
2.2.4.1. Особенности и факторы морской среды
Морская среда занимает более 70сс поверхности земного шара. В от-
личие от суши и пресных вод она непрерывна. Глубина океана огромна.
Жизнь в океане есть во всех его уголках, но наиболее богата она вбли-
зи материков и островов. В океане практически отсутствуют абиотиче-
ские зоны, несмотря на то, что барьерами для передвижения животных
являются температура, соленость, глубина.
Благодаря постоянно действующим ветрам — пассатам, в океанах
и морях происходит непрерывная циркуляция воды за счет мощных
течений (1ольфстрим — теплое. Калифорнийское — холодное и др.),
что исключает дефицит кислорода в глубинах океана.
Наиболее продуктивны в Мировом океане области апвеллинга. Ап-
веллинг - это процесс подъема холодных вод с глубины океана там,
где ветры постоянно перемешают воду прочь от крутого материково-
го склона, а взамен из глубины поднимается вода, обогащенная био-
генами. Высокопродуктивны и богаты биогенами за счет привноси
их с суши также воды эстуариев. Ю. Одум (1975) называет это явление
аутвеллингом (см. рис. 2.10).
В прибрежной зоне весьма велика рол ь приливов, вызванных притя-
жением Луны и Солнца. Они обусловливают заметную периодичность
в жизни сообществ («биологические часы»).
Средняя соленость океана 35 г/л. Около 25% в ней приходится
на долю хлористого натрия, остальные соли — кальция, магния и ка-
лия (сульфаты, карбонаты, бромиды и др.), десяток других элементов
составляет менее 1%.
Для морских водоемов характерна устойчивая щелочная среда —
pH 8,2, но соотношение солей и сама соленость изменяются. В воде
солоноватых заливов устьев рек прибрежной зоны, в целом снижаясь,
величина солености значительно колеблется по сезонам года. Поэтому
организмы в прибрежной зоне эвригалинны, в то время как в откры-
том океане — стеногалинны.
Биогенные элементы — важный лимитирующий фактор в мор-
ской среде, где их содержится несколько частей на миллиард частей
воды. Биогенные элементы быстро перехватываются организмами,
попадая в их трофические цепи, практически не достигнув гетеро-
трофной зоны (биологический круговорот). Значит, низкая кон-
центрация биогенных элементов еще не говорит об их всеобщем
дефиците.
130 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Главным фактором, который дифферинцирует морскую биоту, яв-
ляется глубина моря. На рисунке 2.16 схематически изображен профиль
дна и разрез водной толши океана.
Рис. 2.16. Горизонтальная и вертикальная зональности в море
(по Хизену, Трапу и Юнгу. 1959; поперечный разрез
в районе Западной Атлантики, с изменениями)
Материковый шельф резко сменяется материковым склоном, плав-
но переходит в материковое подножие, которое опускается ниже к ров-
ному ложу океана — абиссальной равнине Этим морфологическим
частям океана примерно соответствуют следующие юны: нерити-
ческая — шельфу (в пределах которой есть литораль, соответствую-
щая приливно-отливной зоне), батиальная — материковому склону
и его подножию; абиссальная — область океанических глубин от 2000
до 5000 м. Абиссальная зона разрезается глубокими, до 6000 м, впади-
нами и ущельями. Область открытого океана за пределами шельфа на-
зывают океанической. Так же, как и в пресноводных лентических эко-
системах, все население океана делится на планктон, нектон, бентос.
Планктон и нектон, т.е. все, что живет в открытых водах, образует так
называемую пелагическую зону.
Самая верхняя часть океана, куда проникает свет и где создается
первичная продукция, называется лвфотической. Ее мощность в от-
крытом океане доходит до 200 м, а в прибрежной части — не более
30 м. По сравнению с километровыми глубинами эта зона достаточно
тонкая и отделяется компенсационной юной от значительно большей
водной толщи, вплоть до самого дна — афотической зоны.
Биотические сообщества каждой из указанных зон, кроме эвфоти-
ческой, разделяются на бентосные и пелагические. В них к первичным
Глава 2. Учение о биосфере «131
консументам относится зоопланктон, насекомых в море экологически
заменяют ракообразные. Подавляющее число крупных животных —
хищники. Для моря характерна очень важная группа животных, кото-
рую называютсессильными (прикрепленными). Их нет в пресноводных
системах. Многие из них напоминают растения и отсюда их названия,
например морские лилии. Все животные бентоса в своем жизненном
цикле проходят пелагическую стадию в виде личинок.
2.2.4.2. Характеристика морских экосистем
Область континентального шельфа, неритическая область, если ее
площадь ограничена глубиной до 200 м, составляет около 8*Ь площа-
ди океана (29 млн км2) и является самой богатой в фаунистическом
отношении. Прибрежная зона благоприятна по условиям питания,
даже в дождевых тропических лесах нет такого разнообразия жизни,
как здесь. Очень богат кормом планктон за счет личинок бентосной
фауны. Личинки, которые остаются несведенными, оседают на суб-
страт и образуют либо эпифауну (прикрепленную), либо инфауну (за-
капывающуюся).
Области апвеллинга расположены вдоль западных пустынных бере-
гов континентов. Они богаты рыбой и птицами, живущими на остро-
вах. Но при изменении направления ветра наступает спад «цветения»
планктона и наблюдается массовая гибель рыб вследствие развития
бескислородных условий (эвтрофикация).
Лиманы — это полузамкнутые прибрежные водоемы, они представ-
ляют собой экатоны между пресноводными и морскими экосистема-
ми. Лиманы обычно входят в литоральную зону и подвержены при-
ливам и отливам.
Лиманы высокопродуктивны. Они являются ловушками био-
генных веществ. Лиманы служат для откорма молоди, богаты пелым
комплексом морепродуктов (рыба, крабы, креветки, устрицы и т.п.).
Попадая в сферу хозяйственной деятельности человека, они могут по-
терять свою продуктивность вследствие загрязнения водной среды.
Океанические области, эвфотическая зона открытого океана, бедны
биогенными элемен|ами И в известной степени можно считать эти
воды «пустынями» по сравнению с прибрежными. Арктические и ан-
тарктические зоны намного продуктивнее, так как плотность план-
ктона растет при переходе от теплых морей к холодным и фауна рыб
и китообразных здесь значительно богаче.
Фитопланктон является первичным источником энергии в пище-
вых пепях пелагической области — продуцентом. Рыбы здесь — пре-
132 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
имущественно вторичные консументы, питающиеся зоопланктоном,
продуцентом для которого служит планктон.
Видовое разнообразие фауны снижается с глубиной, и тем не менее
разнообразие рыб в абиссальной зоне велико, что связано со стабиль-
ностью условий в данной зоне в течение длительного геологического
времени, это замедлило эволюцию и сохранило многие виды из дале-
ких геологических эпох.
Экосистемы глубоководных рифтовых зон океана находятся на глу-
бине около 3000 м и более, в сплошной темноте, где невозможен фото-
синтез, преобладает сероводородное загрязнение, есть выходы горя-
чих подземных вод, высокие концентрации ядовитых металлов; живые
организмы здесь представлены гигантскими червями (погонофорами),
живущими в трубках, крупными двустворчатыми моллюсками, кревет-
ками, крабами и отдельными экземплярами рыб. Продуцентами здесь
выступают сероводородные бактерии, живущие в симбиозе с моллю-
сками. Хищники представлены крабами, брюхоногими моллюсками
и некоторыми рыбами.
Океан — колыбель жизни на планете, и еще множество загадок хра-
нят его водные толщи и океаническое ложе. Появление жизни в океане
более 3 млрд лет тому назад положило начало формированию биосфе-
ры. И сейчас, занимая более 70^ поверхности Земли, он определяет —
во многом в сочетании с материковыми экосистемами — целостность
современной биосферы Земли.
2.2.5. Целостность биосферы
как глобальной экосистемы
Целостность любой сложной системы, например организма, попу-
ляции, биотических сообществ, есть обобщенная характеристика этой
системы или объекта (см. 1.5).
Закон целостности биосферы можно сформулировать так: биоген-
ный ток атомов между компонентами биосферы связывает их в еди-
ную материальную систему; в которой изменение даже одного звена
влечет за собой сопряженное изменение всех остальных. Следователь-
но, целостность биосферы обусловлена непрерывным обменом веще-
ства и энергии между ее составными частями.
Характеристика природных экосистем, приведенная выше, пока-
зывает, что экосистемы и ландшафты представляют в целом единое
энергетическое поле, а это значит: целостность биосферы это и це-
лостность ландшафтной оболочки Земли и соответственно наоборот.
Глава 2. Учение о биосфере «133
целостность ландшафтной оболочки обеспечивает и целостность био-
сферы.
Изменения в общей энергетике ландшафта, например изменение
количества осадков и температуры, влекут за собой и сопряженные
изменения всех звеньев в его биосферной части — возникает цепная
реакция
Примером действия закона целостности являются процессы, про-
исходящие в экосистемах пустыни Атакама и прилегающей к ней ча-
сти океана.
Пустыня Атакама находится на западном побережье Южной Аме-
рики, и пустынность ее обусловлена холодным Перуанским течени-
ем (количество осадков 10—50 мм/год). Холодные же океанские воды
(зона апвеллинга) богаты фито- и зоопланктоном и, конечно, рыбой,
но примерно раз в 8 —12 лет от экватора начинает распространяться
теплое течение Эль-Ниньо. Приход этих бедных кислородом мало-
продуктивных вод приводит к катастрофическому изменению экоси-
стемы: рыба (анчоусы), которую здесь вылавливают до 12 млнт/год,
практически исчезает (улов падает до 1,8 млн т), морские птицы,
питающиеся рыбой, гибнут или улетают. Особенно отрицательное
влияние на морских животных оказало Эль-Ниньо в 1982 г.: в райо-
не Галапагосских островов на 30—40% сократилось количество птиц,
на 78% — галапагосских пингвинов, почти полностью погибли мор-
ские котики.
В этот же период над пустыней Атакама разражаются тропические
ливни, вызывающие мощные наводнения, появляются растения-
эфимеры и масса насекомых. Пустыня «цветет». Такое состояние мо-
жет продолжаться три-четыре и даже до пяти-шести месяцев, но затем
снова теплое течение Эль-Ниньо отодвигается к экватору, в район Га-
лапагосских островов, а холодное Перуанское занимает свое обычное
место. И все природные процессы развиваются в обратном направле-
нии.
Изучение этого явления в течение многих десятилетии показа-
ло, что оно влияет на значительно большую часть биосферы — вы-
падение осадков в Атакаме приводит к засухе, например, в Судане.
Эфиопии.
Все это показывает, что при решении практических задач ра-
ционального природопользования необходимо учитывать закон
целостности Наиболее ярким примером несоблюдения закона
целостности служит деградация экосистемы Приаралья. Нов отли-
134 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
чие от приведенного примера опустынивание Приаралья и обмеле-
ние Аральского моря — процессы не циклические и не природные,
а практически необратимые антропогенные (ациклические). Такие
примеры глобального воздействия на биосферу человека далеко
не единичны, и в результате антропогенные ландшафты, по различ-
ным данным, занимают от 46% или даже более половины террито-
рии суши.
Ландшафтная оболочка Земли эволюционировала вместе с эволю-
цией земной коры, но вместе с тем ее облик — это результат эволюции
биосферы в целом. Именно эволюции биосферы мы обязаны богатей-
шим разнообразием живой природы и самому существованию челове-
чества.
2.3. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ
ЭВОЛЮЦИИ БИОСФЕРЫ
2.3.1. Учение В. И. Вернадского о биосфере
По представлениям В. И. Вернадского, биосфера включает живое
вещество (т.е. все живые организмы), биогенное (уголь, известняки,
нефть и др.), косное (в его образовании живое не участвует, напри-
мер магматические горные породы), биокосное (создается с помо-
щью живых организмов), а также радиоактивное вещество, вещество
космического происхождения (метеориты и др.) и рассеянные атомы.
Все эти семь различных типов веществ геологически связаны между
собой.
Сущность учения В.И. Вернадского заключена в признании ис-
ключительной роли живого вещества, воедино связывающего все
три оболочки Земли и преобразующего облик планеты. Суммарный
результат деятельности за геологический период времени огромен.
По словам В.И. Вернадского, «на земной поверхности нет химиче-
ской силы более постоянно действующей, а потому более могуще-
ственной по своим конечным последствиям, чем живые организмы,
взятые в целом». Именно живые организмы улавливают и преобразу-
ют лучистую энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие
нашего мира.
Еще один главнейший аспект учения В.И. Вернадского — разра-
ботанное им представление об организованности биосферы, которая
проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого.
Глава 2. Учение о биосфере «135
взаимной приспособляемости организма и среды «Организм, — пи-
сал В.И. Вернадский, — имеет дело со средой, к которой он не только
приспособлен, но которая приспособлена и к нему».
Важнейшей частью учения о биосфере В.И. Вернадского можно
назвать его представления о ее возникновении и развитии. Совре-
менная биосфера возникла не сразу, а в результате длительной эво-
люции (табл. 2.2) в процессе постоянного взаимодействия абиотиче-
ских и биотических факторов. Первые формы жизни, по-видимому,
были представлены анаэробными бактериями. Однако созидательная
и преобразующая роль живого вещества стала осуществляться лишь
с появлением в биосфере фотосинтезирующих автотрофов — циа-
нобактерий и синезеленых водорослей (прокариотов), а затем и на-
стоящих водорослей и наземных растений (эукариотов), что имело
решающее значение для формирования современной биосферы.
Деятельность этих организмов привела к накоплению в биосфере
свободного кислорода, что рассматривается как один из важнейших
этапов эволюции.
Параллельно развивались и гетеротрофы, прежде всего животные,
[лавными датами их развития являются выход на сушу и заселение
материков (к началу третичного периода) и, наконец, появление че-
ловека.
В сжатом виде идеи В.И. Вернадского об эволюции биосферы мо-
гут быть сформулированы следующим образом
1. Вначале сформировалась литосфера — предвестник окружаю-
щей среды, а затем, после появления жизни на суше, — биосфера.
2. В течение всей геологической истории Земли никогда не наблю-
дались азойные геологические эпохи (т.е. лишенные жизни). Следо-
вательно, современное живое вещество генетически связано с живым
веществом прошлых геологических эпох.
3. Живые организмы — главный фактор миграции химических
элементов в земной коре, «по крайней мере 90% по весу массы ее ве-
щества в своих существенных чертах обусловлено жизнью» (В.И. Вер-
надский, 1934)
4. Грандиозный геологический эффект деятельности организмов
обусловлен тем, что их количество бесконечно велико и действуют
они практически в течение бесконечно большого промежутка вре-
мени.
5. Основным движущим фактором развития процессов в биосфере
является биохимическая энергия живого вещества.
Таблица 2.2
Эволюция биосферы и ее основных составляющих (по Ф. Рамаду. 1981)
Время, число лет (еслогиче- ская эпоха Биосфера Литосфера Гидросфера Атмосфера
5х 10’ Ранний архей Формирование Солнечной си- стемы. Наиболее древние породы Конденсация океана Свободный кислород отсутствует
Зх 10’ Докембрий Первые бактерии Появление кислоро- да из оксидов железа
2х 10’ Первые организмы, способные к фото- синтезу Вулканизм Содержание кислорода составляет 1% современ- ного значения
Быстрый рост фито- планктон а Докембрийское оледенение Образование озонового слоя
7х 10’ Палеозой- ская эра Появление многокле- точных Содержание кис- лорода составляет 3—10% современно- го значения
5х 10s- 2.25 х 10s Появление многокле- точных Содержание кислорода составляет 3—10% со- временного значения
Образование ка- менноугольных отложений Увеличение объема океана
10 s- 7 х 10’ Мезозой- ская эра Появление млекопи- тающих Вулканизм Содержание кислорода увеличивается
Появление покрыто- семенных растений Отложение мела и гипса посадоч- ных породах
5х 10’ Кайнозой- ская эра Эоцен
Олиноцен Появление злаковых Образование бурого угля. Вул- канизм
2 х 10’ Миоцен Увеличение видового разнообразия млеко- питающих П роце нтное содержание кислорода близко к со- временному значению
10’ Первый примат по ли- нии антропоидов
Плиоцен Первый из известных человекообразных
10А Четвер- тичный период Оледенение Уровень моря на 120 м ниже совре- менного значения Содержание кислорода соотв гтствует совре ме н ному значению
138 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
2.3.2. Биоразнообразие биосферы
как результат ее эволюции
В относительно короткие промежутки развития экосистем (сукцес-
сий), как и в долговременной эволюции таких экосистем, как биосфе-
ра, на протекающие в них процессы оказывают влияние: I) аллогенные
(внешние) факторы — геологические и климатические; 2) автогенные
(внутренние) процессы, обусловленные только живым компонен-
том. Благодаря действию и взаимодействию этих факторов сформи-
ровалось биологическое разнообразие на внутривидовом, межвидовом
и биосферном уровнях. Основа устойчивости биосферы (экосферы) —
разнообразие составляющих ее экосистем
Данные космохимии метеоритов и астероидов свидетельствуют
о том, что образование органических соединений в Солнечной систе-
ме на ранних стадиях ее развития было типичным и массовым явлени-
ем (Войткевич, Вронский, 1996).
Простейшие анаэробы, из которых состояли первые на Земле эко-
системы, образовались из этих органических веществ более 3,5 млрд
лет назад. Жизнь в это время в бескислородной атмосфере могла су-
ществовать только под защитой слоя воды от ультрафиолетового излу-
чения. Питались эти простейшие биофильными веществами, которые
для них создал космический синтез.
Таким образом, древнейшая биосфера возникла в гидросфере, су-
ществовала в ее пределах и носила гетеротрофный характер. Но закон
«всюдности» жизни диктовал свои условия, и размножающиеся орга-
низмы осуществляли экспансию в различные области обитания. Экс-
пансия и «давление» отбора, обусловленные еще и скудностью пищи,
в конечном счете привели к возникновению фотосинтеза 3,5 млрд лет
назад (см. табл. 2.2).
Первыми автотрофами стали прокариоты — синезеленые водорос-
ли и, возможно, цианобактерии. Затем 1,5—2 млрд лет тому назад поя-
вились первые одноклеточные эукариоты и в результате изначального
господства r-отбора произошел мощный популяционный взрыв авто-
трофных водорослей, что привело к избытку в воде кислорода и его вы-
делению в атмосферу. Совершился переход восстановительной атмос-
феры в кислородную, что способствовало развитию эукариотических
организмов и появлению многоклеточных около 1,4 млрд лет назад.
В начале кембрийского периода, примерно 600 млн лет назад,
содержание кислорода в атмосфере достигло 0,6%. а «атем про-
изошел новый эволюционный взрыв — появились новые формы
Глава 2. Учение о биосфере «139
жизни* губки, кораллы, черви, моллюски. Уже к середине палео-
зоя содержание кислорода впервые стало близко к современному,
и к этому времени жизнь не только заполнила все моря, но и вышла
на сушу. Растительный покров, достаточное количество кислорода
и питательных веществ в дальнейшем привели к возникновению
таких крупных животных, как динозавры, млекопитающие и, на-
конец, человека. Но несмотря на обилие автотрофов в конце палео-
зоя, примерно 300 млн лет назад, произошло паление содержания
кислорода в атмосфере до 5^ от современного уровня и повышение
содержания углекислого газа. Это привело к изменению климата,
снижению интенсивности процессов размножения и, как следствие,
к бурному накоплению массы отмерших органических веществ,
что создало запасы ископаемого топлива (каменный уголь, нефть).
Затем содержание кислорода стало снова повышаться, и с середины
мелового периода, примерно 100 млн лет назад, отношение О2/СО2
близко к современному, хотя и испытывало колебания в определен-
ных пределах.
Из истории развития атмосферы ясно, что человек абсолютно за-
висим от других организмов, населяющих среду, в которой он обитает.
Только от их жизнедеятельности и от их разнообразия зависит стабиль-
ность атмосферы и, следовательно, биосферы.
Ю. Одум (1975) считает, что «с экологической точки зрения эволю-
цию биосферы, по-видимому, можно сравнить с гетеротрофной сук-
цессией, за которой последовал автотрофный режим». Но до сих пор,
несмогря на 4 млрд ле1 эволюции, таксономический состав систем
еще не стабилизировался. Биоразнообразие экосферы продолжает со-
вершенствоваться за счет большого резерва в эволюции сообществ.
На этом уровне ведущая роль принадлежит сопряженной эволюции
и групповому отбору.
Сопряженная эволюция и групповой отбор повышают биоразноо-
бразие экосистем, устанавливают определенные взаимоотношения
между ними (как наземными, так и водными) и даже между обоими
типами. Все это в целом ведет к повышению устойчивости биосферы
в качестве глобальной экосистемы.
Человек, став мощным геологическим фактором, оказывает гло-
бальное воздействие на биосферу. Биосфера, со своей стороны, дикту-
ет ему экологические законы, которые он вынужден соблюдать, чтобы
выжить. Создаются условия, очень напоминающие сопряженную эво-
люцию или коэволюцию человек — биосфера. Продуктом такой коэ-
волюции может стать так называемая ноосфера, т.е. сфера разума.
140 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
2.3.3. Ноосфера как новая стадия эволюции биосферы
Венцом научного 1ворчества В.И. Вернадского стало учение о но-
осфере, т.е. сфере разума.
-Ноосфера („мыслящая оболочкас’, сфера разума) — высшая стадия
развития биосферы. Это сфера взаимодействия природы и общества,
в пределах которой разумная человеческая деятельность становится
главным, определяющим фактором развития» (БСЭ. Т. 18. С. ЮЗ).
Почему возникло понятие «ноосфера»? Оно появилось в связи
с оценкой роли человека в эволюции биосферы. Непреходящая цен-
ность учения В. И. Вернадского о ноосфере именно в том, что он выя-
вил геологическую роль жизни, живого вещества в планетарных про-
цессах, в создании и развитии биосферы и всего разнообразия живых
существ в ней. Среди этих существ он выделил человека, как мощную
геоюгическую силу. Эта сила способна оказывать влияние на ход био-
геохимических и других процессов в охваченной ее воздействием сре-
де Земли и околоземном пространстве (пока ближний космос). Вся эта
среда весьма существенно изменяется человеком благодаря его труду.
Он способен перестроить ее согласно своим представлениям и потреб-
ностям, фактически изменить ту биосферу, которая складывалась в те-
чение всей геологической истории Земли.
В. И. Вернадский писал, что становление ноосферы «есть не слу-
чайное явление на нашей планете», «создание свободного разума»,
«человеческого гения», а «природное явление, резко материально про-
являющееся в своих следствиях в окружающей человека среде» (Раз-
мышления натуралиста. Кн. I. 1975). Иными словами, ноосфера —
окружающая человека среда, в которой природные процессы обмена
веществ и энергии контролируются обществом.
Человек, по мнению В. И. Вернадского, является частью биосфе-
ры, ее «определенной функцией». Подчеркивая тесную связь человека
и природы, он допускал, что предпосылки возникновения человече-
ского разума имели место еще во времена животных предшественни-
ков Homo sapiens, и проявление его началось миллионы лет назад,
в конце третичного периода. Но как новая геологическая сила смог
проявить себя только человек.
Воздействие человеческого общества как единого целого на приро-
ду по своему характеру резко отличается от воздействий других форм
живого вещества. В.И. Вернадский писал: «Раньше организмы влияли
на историю тех атомов, которые были нужны им для роста, размноже-
ния, питания, дыхания. Человек расширил этот круг, влияя на элемен-
Глава 2. Учение о биосфере *141
ты, нужные для техники и создания цивилизованных форм жизни»,
что и изменило «вечный бег геохимических циклов» (Размышления
натуралиста. Кн. 2. 1977).
Эти гениальные мысли В.И. Вернадского позволили ряду ученых
допустить в дальнейшем и такой ход событий в эволюции биосферы,
как коэволюцию между человеческим обществом и природной сре-
дой, в результате чего и возникнет ноосфера, но это будет происходить
благодаря «новым формам действия живого вещества на обмен атомов
живою вещества с косной магерией».
Рост производительных сил резко ускорил темпы социально-
экономического развития, которые все более опережают темпы при-
родной эволюции биосферы, и по отношению к природе деятельность
человека стала неконтролируемой и неуправляемой. Если действия та-
кого рода будут продолжаться, то это приведет к деградации и гибели
современной биосферы. Поэтому, по В.И. Вернадскому, человечество
обязано перейти и перейдет от стихийного к планомерному разумно-
му управлению общественными и природными процессами на Зем-
ле — к ноосфере. Он считал, что «геологически мы переживаем сейчас
выделение в биосфере царства разума, меняющего коренным образом
и ее облик, и ее строение, — ноосферы».
По утверждению В.И. Вернадского, «в сфере разума — ноосфере —
должна господствовать гуманистическая идея», а это предполагает гу-
манизацию социальных отношений, разумное отношение к природе,
бережное отношение к ее ресурсам, ко всему живому.
Становление ноосферы, по В.И. Вернадскому, — процесс длитель-
ный, но ряд ученых полагает, что человечество уже вступило в период
ноосферы, хотя многие считают, что пока об этом говорить рано, так
как то, что сейчас происходит во взаимодействии человека и природы,
трудно увязать с наступлением эпохи разума. Тем не менее прогресс
человеческого разума и научной мысли ноосферы налицо: они уже
вышли за пределы биосферы Земли в космос и глубины литосферы
(сверхглубокая Кольская скважина). По мнению многих ученых, но-
осфера в будущем станет особой областью Солнечной системы. «Био-
сфера перейдет так или иначе, рано или поздно в ноосферу... На опреде-
ленном этапе развития человек вынужден взять на себя ответственность
за дальнейшую эволюцию планеты, иначе у него не будет будущего», —
утверждал В.И. Вернадский.
ГЛАВА 3
ЧЕЛОВЕК В БИОСФЕРЕ
Люди повинуются законам природы,
даже когда действуют против них
И. В. Гете
3.1. БИОСОЦИАЛЬНАЯ ПРИРОДА
ЧЕЛОВЕКА И ЭКОЛОГИЯ
Человек — высшая ступень развития живых организмов на Земле.
Он, по И.Т. Фролову (1985), «субъект обшественно-исторического
процесса, развития материальной и духовной культуры на Земле,
биосоциальное существо, генетически связанное с другими формами
жизни, но выделившееся из них благодаря способности производить
орудия труда, обладающее членораздельной речью и сознанием, твор-
ческой активностью и нравственным самосознанием».
Биосоциальная природа человека отражается в том, что его жизнь
определяется единой системой условий, в которую входят как биоло-
гические, так и социальные элементы. Это вызывает необходимость
не только его биологической, но и социальной адаптации, т.е. приведение
межиндивидуального и группового поведения в соответствие с господ-
ствующими в данном обществе, классе, социальной группе нормами
и ценностями в процессе социализации (путем усвоения знаний об этом
обществе, классе и т.д.). Эту область человеческой природы изучает
большая группа социальных дисциплин, с которыми экология весьма
тесно связана (социально-экономические науки и др.). Биологическая
адаптация человека весьма отличается от таковой в животном мире, так
как стремится сохранить не только его биологические, но и социальные
функции при возрастающем значении социального фактора. Последнее
обстоятельство имеет важное экологическое значение и нашло свое от-
ражение в экологическом подходе к определению понятия «человек».
Человек — один из видов животного царства со сложной социаль-
ной организацией и трудовой деятельностью, в значительной мере
«снимающими» (делающими малозаметными) биологические, в том
числе этологические (первично — поведенческие) свойства организма
(Реймерс, 1990).
Глава 3. Человек в биосфере «143
Общие иконы взаимоотношения человека (или группы людей)
и биосферы, влияние на человека (или группу людей) природной и со-
циальной среды изучает наука экология человека.
3.1.1. Человек как биологический вид и его эволюция
Человек — составная часть живого, он не может существовать
в естественных условиях вне биосферы и живого вещества определен-
ного эволюционного типа.
Семейство гоминид (гоминоидов). к которому относится человек,
возникло в экваториальной части Земли, а род Человек — в восточной
части Африки и Южной Азии. В ранние эпохи на Земле существова-
ло несколько видов гомид, относящихся к двум подсемействам: ав-
стралопитеки и просто люди, из которых сохранился лишь один вид —
Homo sapiens — человек разумный. Отголосками того, что еще недавно
на Земле одновременно жили неандертальцы и люди, являются со-
хранившиеся легенды о «снежном» человеке. Многие ученые считают,
что Homo sapiens подразделяется на два подвида — неандертальца и со-
временного человека (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Возникновение человека на Земле
144 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Первобытный человек вплоть до недавнего времени (до появления
сельского хозяйства) представлял собой обычного всеядного консумен-
та естественных экосистем. Занимаясь собирательством и охотой, он
создавал недолговременные небольшие поселения, перекочевывая
с места на место в поисках участков с более богатой растительностью
и другой пищей. В это и в еще более раннее время влияние челове-
ка на окружающую природу было невелико. Еще 1,5 млн лет назад
продолжительность жизни человека не превышала 20 лет, а числен-
ность всей его популяции на Земле составляла около 500 тыс. особей
(рис. 3.2).
Столь незначительная продолжительность жизни объяснялась тем,
что человек жил в еще практически нетронутой первозданной природ-
ной среде, где безраздельно господствовали силы саморегуляции, кото-
рым он противостоял теми же способами, которыми обладали и пред-
ставители других видов животного мира.
Однако, как и любой вид, человек не только зависит от среды,
но и воздействует на нее. Но в отличие от животных человек обладает
интеллектом. Интеллект и позволил ему найти «противоядие» против
одного из важнейших факторов — нехватки пищевых ресурсов. Он стал
заниматься сельским хозяйством — скотоводством и земледелием. Это
произошло примерно 10 тыс. лет назад. Человек стал строить свою
собственную экологическую систему.
Глава 3. Человек в биосфере • 145
Способность человека мыслить, создание необходимых орудий
труда позволили ему хотя бы временно преодолеть действие обычных
абиотических и биотических факторов. Б. Небел (1993. Т. 1) считает,
что преодолеть их действие человек смог:
«1) в изобилии производя продовольствие (хотя с его распределе-
нием все еше возникают проблемы);
2) создав водохранилища и подведя воду в населенные пункты
и на поля;
3) создав средства борьбы с хищниками и многими болезнетвор-
ными организмами;
4) построив жилища и научившись обогревать или охлаждать
их по собственному желанию;
5) выиграв в конкурентной борьбе с другими видами».
Человек, научившись преодолевать действие лимитирующих фак-
торов, тем не менее на 100% еще не одержал победу над ними. Как от-
мечает Ю. Одум (1975), он может снабдить кондиционированным воз-
духом свое жилье, свое рабочее место, но считать себя независимым
от климата он не может, иначе ему пришлось бы снабдить кондицио-
нированным воздухом свои посевы и домашних животных и г.п. Зна-
чит, человек остается зависимым от климатических явлений — от жары
и холода, засухи и дождей и других явлений.
Таким образом, хотя человек — существо социальное, собственно
природа всегда будет фактором существования человека, она будет со-
ставлять неотъемлемую часть окружающей человека среды, куда вхо-
дит и искусственно созданная им среда, и общественные отношения
и институты ^социум). Искусственная среда обитания также воздей-
ствует на человека, т.е. здесь возникает обратная связь, но она воздей-
ствует как на биологические, так и на социальные процессы, проте-
кающие в человеческих популяциях.
3.1.2. Популяционная характеристика человека
Популяция человека, т.е. популяция особого вида — Homo sapiens,
обладает теми же свойствами, что и популяция животных, но характер
и форма их проявлений значительно отличаются вследствие действия
таких факторов, как искусственная среда, социально-экономические
и иные условия, называемые единым термином — социум.
Все люди на Земле образуют популяционную систему — челове-
чество. Эта система ограничена доступными природными ресурсами
и ус швиями жизни, социально-экономическими и генетическими ме-
146 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
хаиизмами (Реймерс, 1994) Человек, зная уже достаточно о зна-
чении этих ограничивающих факторов, пока еще мало придает им
значения.
Рост численности населения Земли подчиняется экспоненциально-
му закону, при этом прирост не постоянный, а в последние десятиле-
тия шел с нарастающим итогом. Исходя из этого, экологи расценивают
последние тенденции как чрезвычайно опасные. Так. в 1970-е гг. насе-
ление планеты увеличилось на 680 млн человек, в 1980-е — на 750 млн.
в 1990-е гг. — на 840 млн человек. Ежегодный прирост к началу XXI в.
уже прогнозировался почти 100 млн человек, но, поданным ООН, уже
в 1995 г. только за один год население планеты увеличилось на 100 млн
человек, что всего на 15 млн меньше, чем население Франции и Ита-
лии вместе взятые.
Безусловно, такой прирост характеризует состояние «демогра-
фического взрыва» в человеческой популяции. Это наглядно видно
на рис. 3.2. где показано, что еще 1,5 млн лет назад на Земле проживало
примерно 500 тыс. человек. При продолжительности жизни в то время
всего 20 лет, количество особей могло удвоиться лишь по прошествии
200 тыс. лет. В настоящее же время для этого требуется всего 35 лет.
Примерно 9 тыс. лет тому назад на Земле проживало около 10 млн
человек, в начале нашей эры — порядка 200 млн, а в середине XVII в. —
500 млн. Уменьшая воздействие лимитирующих факторов вплоть
до практически полного «снятия» их воздействия, человек подошел
к миллиардному рубежу своей численности примерно лишь в середи-
не XIX в. Но и в XIX в., и сейчас возникали и возникаю! различного
рода локальные и региональные катастрофы, связанные с болезнями,
голодом (например, вследствие неурожаев), войнами и т.п. И несмотря
на это численность населения продолжает расти, так как люди с по-
мощью технологических, социальных и культурных перемен увеличи-
ли для себя емкость планеты, сделав обычно непригодные для жизни
районы Земли обитаемыми (Миллер. 1993).
Переходя на язык моделей динамики популяций в природе, мож-
но сказать, что регулирующая (ограничительная) роль Х-факторов
резко снизилась и в динамике человеческой популяции преобладает
/-стратегия. Не последнюю роль играют и особенности жизненных
циклов людей: каждая особь участвует в размножении многократно,
и само размножение возможно в любое время года. В связи с этим го-
сударства создают законы, ограничивающие минимально допустимый
возраст вступления в брак, разрабатывают мероприятия, поощряющие
деторождение только в определенном возрасте и т.д.
Глава 3. Человек в биосфере «147
Динамику роста народонаселения изучает наука демография. Де-
мографические расчеты позволяют оценить возрастную структуру на-
селения, причины изменения численности в прошлом и прогнозиро-
вать эти изменения на будущее.
На рисунке 3.3 данные по возрастному составу населения представ-
лены в виде возрастных пирамид.
Рис. 3.3. Возрастная структура народонаселения в 1970 г. в трех странах,
различающихся скоростью роста его численности*
а — Мексика (быстро растущая популяция); 6 — США (медленно растущая
популяция), в — Швеция (стационарная популяция) (Freedman, Berelson, 1974)
Возрастная пирамида отражает структуру населения данной местно-
сти или государства в целом и содержит информацию о численности
каждой возрастной категории людей, характере роста населения, по-
зитивном или негативном влиянии условий жизни и др.
Строятся пирамиды в координатах возраст — численность (см.
рис. 3.3). Каждый возрастной класс для различных животных в зави-
симости от продолжительности их жизни имеет различные интерва-
лы, а для человека — интервал в пять лет. Он изображается в виде го-
ризонтально лежащего столбика, длина которого равна численности
данного возрастного класса. Самый «младший» столбик укладывается
в основание пирамиды, самый «старший» — ее венчает.
Из рисунке 3.3 видно, что при экспоненциальном росте популяции
возрастная структура зависит от скорости роста — чем быстрее растет
популяция, тем длиннее «столбик» молодых особей и пирамида рас-
ширяется к основанию. Популяция может и не менять своей числен-
148 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
ности (г— О). Если во всех этих случаях соотношение возрастов сохра-
няется, то можно считать такие популяции стабильными.
Анализ возрастных пирамид позволяет человечеству с достаточной
надежностью прогнозировать свое будущее и принимать соответству-
ющие меры. В природе же эти процессы регулируются естественным
путем, под влиянием экологических факторов.
Возрастная пирамида развивающихся стран сужается к вершине
(рис. 3.4) вследствие того, что рождаемость высокая, а выживаемость
людей низкая. В противоположность ей пирамида населения разви-
тых стран имеет почти отвесную стенку вплоть до старших возрастов,
что свидетельствует о высокой выживаемости человека в более благо-
приятных условиях. Эти же пирамиды свидетельствуют о стремитель-
ном росте населения развивающихся стран, а также о нежелательном
росте (если он есть) населения в развитых странах.
Рис. 3.4. Общая численность и возрастной состав населения развивающихся
и развитых стран (соответственно заштрихованные и незаштрихованные
части диаграммы слева и справа) Верхняя диаграмма соответствует
состоянию на 1980 г. а нижняя — прогнозу ООН на 2000 г (по Мау. 1980)
По последним данным в развивающихся странах просматривается
снижение рождаемости, и тем не менее рост их численности к 2000 г.
достаточно велик (см. рис. 3.4) и не может не тревожить общество. Рост
этот будет происходить еше продолжительное время даже при сниже-
нии скорости роста (г) до нулевого значения. Это явление называют
Глава 3. Человек в биосфере «149
«инерцией роста численности», и оно связано с наличием большо-
го количества молодых людей, не достигших детородного возраста.
Поэтому если даже «г» достигло бы нулевого значения без всякой за-
держки, то и в этом случае развивающиеся страны были бы обречены
на увеличение обшей численности населения вдвое, и только после
этого могла бы наступить стабилизация (Бигон и др., 1989).
Тем не менее, по некоторым данным, есть уже слабая нвдежда
на то, что пик «демографического взрыва» позади, ибо среднегодовой
прирост населения в мире, составляющий 1,8% в 1970-е гг., понизился
до 1,7% в 1980-е гг. (Лавров, 1990). Однако потребуются огромные уси-
лия всего человечества для поддержания динамического равновесия
в природе, в том числе целенаправленная демографическая политика,
особенно в странах третьего мира, где достигнутая плотность населе-
ния превышает все допустимые пределы.
По мнению Н.Ф. Реймерса, при экономически благоприятных
условиях начнет реально действовать регулируемый механизм депо-
пуляции и через три поколения (75 лет) человечество бесконфликтно
сократится до 1,0—1,5 млрд.
Эти предположения Н.Ф. Реймерса не бесспорны, хотя доста-
точно оптимистичны. По прогнозам же демографов, если все будет
идти, как идет сейчас, уже к 40—50-м гг. XXI в. численность населе-
ния на Земле достигнет предельной биологической емкости человече-
ской популяции (12—15 млрд человек), ало чрева го ее «крахом» (см.
рис. 1.14).
Иными словами, в полную силу вступают в свои права факторы
естественной регуляции, и среди них важнейшим будет истощение до-
ступных человечеству ресурсов.
3.1.3. Природные ресурсы земли как лимитирующий
фактор выживания человека
В самом общем виде применительно к человеку можно сказать:
«Ресурсы — это нечто, извлекаемое из природной среды для удовлет-
ворения своих потребностей и желаний» (Миллер. Т. 1. 1993). По-
требности человека можно разделить на материальные и духовные
Природные ресурсы в прямом их применении в какой-то части удо-
влетворяют духовные потребности человека, например эстетические
(«красота природы»), рекреационные. Но главное их назначение —
удовлетворять материальные потребности, те. создание материаль-
ных благ.
150 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Итак, природные (естественные) ресурсы — это природные объек-
ты и явления, которые человек использует для создания материальных
благ, обеспечивающих не только поддержание существования челове-
чества. но и постепенное повышение качества жизни.
Человек, исходя из своих все возрастающих материальных потреб-
ностей. не может довольствоваться дарами природы только в той мере,
при которой не нарушается ее равновесие, т.е. около 1% от ресурсов
природной экосистемы, поэтому ему приходится использовать и те
природные ресурсы, которые накоплены за миллиарды и миллионы
лет в недрах Земли. Для создания материальных благ человеку необ-
ходимы металлы (железо, медь, алюминий и др.) и неметаллическое
сырье (глина, песок, минеральные удобрения и др.), а также лесная
продукция.
Классификация природных ресурсов. В основу классификации по-
ложены три признака: по источникам происхождения, использованию
в производстве и степени истощаемости ресурсов (Протасов, 1985).
По источникам происхождения ресурсы подразделяются на биоло-
гические, минеральные и энергетические.
Биологические ресурсы — это все живые средообразующие компо-
ненты биосферы: продуценты, консументы и редуценты с заключен-
ным в них генетическим материалом (Реймерс, 1990). Они являются
источниками получения людьми материальных и духовных благ, т.е.
сюда относятся растительные ресурсы, ресурсы животного мира и др.
Минеральные ресурсы — это все пригодные для употребления веще-
ственные составляющие литосферы, используемые вхозяйстве как ми-
неральное сырье или источники энергии. Минеральное сырье может
быть рудным, если из него извлекаются металлы, и нерудным, если из-
влекаются неметаллические компоненты (фосфор и тд.) или оно ис-
пользуется в качестве строительных материалов.
Если же минеральные богатства используются как топливо (уголь,
нефть, газ, горючие сланцы, торф, древесина, атомная энергия) и од-
новременно как источник энергии в двигателях, для получения пара
и электричества, то их называют топливно-энергетическими ресурсами.
Энергетическими ресурсами называют совокупность энергии Солн-
ца и космоса, атомно-энергетических, топливно-энергетических, тер-
мальных и других источников энергии
Второй признак, по которому классифицируют ресурсы, — исполь-
зование их в производстве. Сюда относятся следующие ресурсы:
— земельный фонд — все земли в пределах страны и мира, входящие
по своему назначению в следующие категории: сельскохозяйственные.
Глава 3. Человек в биосфере «151
населенных пунктов, несельскохозяйственного назначения (промыш-
ленность, транспорт, горные выработки и т.п.), мировой земельный
фонд — 13,4 млрд га;
— лесной фонд — часть земельного фонда, это земли, на которых
произрастает или может произрастать лес, выделенные для ведения
сельского хозяйства и организации природных особо охраняемых тер-
риторий; оп является частью биологических ресурсов;
— водные ресурсы — количество подземных и поверхностных вод,
которые могут быть использованы для различных целей в хозяйстве
(особое значение имеют ресурсы пресных вод, основным источником
которых являются речные воды);
гидре энергетические ресурсы, которые способна дать река, при-
ливно-отливная деятельность океана и т.п.;
— ресурсы фауны — количество обитателей вод, лесов, отмелей,
которые может использовать человек, не нарушая экологического
равновесия;
— полезные ископаемые (рудные, нерудные, топливно-энергетичес-
кие ресурсы) — природное скопление минералов в земной коре, ко-
торое может быть использовано в хозяйстве, скопление полезных ис-
копаемых образует их месторождения, запасы которых должны иметь
промышленное значение.
С природоохранной точки зрения важное значение имеет класси-
фикация ресурсов по третьему признаку — ио степени истошаемости
ресурсов. Истощение природных ресурсов с экологических позиций —
эю несоответствие между безопасными нормами изъятия природного
ресурса из природных систем и недр и потребностями человечества
(страны, региона, предприятия и т.д.). На рисунке 3.5 приводится схе-
ма классификации природных ресурсов по степени истошаемости.
Неисчерпаемые ресурсы — непосредственно солнечная энергия
и вызванные ею природные силы, например ветер и приливы суще-
ствуют вечно и в неограниченных количествах.
Исчерпаемые ресурсы имеют количественные ограничения. Одни
из них могут возобновляться, если к этому есть естественные возмож-
ности или даже с помощью человека (искусственная очистка воды,
воздуха, повышение плодородия почв, восстановление поголовья ди-
ких животных и т.п.), однако другие, очень важная группа ресурсов,
невозобновимы. К ним относятся такие реликты древних биосфер,
как топливо и железная руда, а также ряд руд металлов внутриземного
(эндогенного) происхождения. Все они имеют ограниченные запасы
в литосфере. Эти ресурсы конечны и не возобновляются.
152 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Конечно, у человека есть возможное!и заменить наиболее дефи-
цитные ресурсы на имеющие большее распространение и большие
запасы. Но, как правило, при замене одних экологических ресурсов
(например, пищевых) в экосистемах другими понижается качество.
Таким образом, одним из важнейших л имитирующих факторов вы-
живания человека как биологического вида (Homo sapiens) является
ограниченность и исчерпаемость важнейших для него природных ре-
сурсов.
3.2. АНТРОПОГЕННЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ
3.2.1. Человек и экосистемы
Человек в конкурентной борьбе за выживание в природной окру-
жающей среде начал строить искусственные антропогенные экоси-
стемы. Примерно 10 тыс. лет назад он перестал быть рядовым консу-
ментом, собирающим дары природы, и начал эти «дары» производить
сам, создав сельское хозяйство — растениеводство и животноводство.
Освоив сельскохозяйственную модель, человек исторически подо-
Глава 3. Человек в биосфере «153
шел к промышленном революции, которая началась всего 200 лет на-
зад, и современному комплексному взаимодействию с окружающей
средой по искусственной модели (рис. 3.6). На современном этапе
для удовлетворения своих все возрастающих потребностей он вы-
нужден изменять природные экосистемы и даже разрушать их, может,
и не желая этого.
3 Искусственная 2 Сельскохозяйст-
модсль венная молсль
1 Естественная
молсль
Рис. 3.6. Динамика экологической системы «человек —
окружающая среда» (по Тибору. 1979)
Энергия — изначальная движущая сила экосистем, причем всех —
и природных, и антропогенных. Энергетические ресурсы этих систем
могут быть неисчерпаемые — солнце, ветер, приливы и исчерпаемые —
топливно-энергетические ресурсы (уголь, нефть, газ и т.п.). Используя
топливо, человек может добавлять энергию в систему или даже пол-
ностью субсидировать ее энергией. Опираясь на эти энергетические
особенности существующих систем, Ю. Одум (1986), приняв энергию
за основу, предложил их классификацию и выделил «четыре фунда-
ментальных типа экосистем:
1) природные, движимые Солнцем, несубсидируемые;
2) природные, движимые Солнцем, субсидируемые другими есте-
ственными источниками;
3) движимые Солнцем и субсидируемые человеком;
4) индустриально-городские, движимые топливом (ископаемым,
другим органическим или ядерным)».
154 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Первые два типа — природные экосистемы, а третий и четвертый
следует отнести к антропогенным.
К первому типу экосистем относятся океаны, высокогорные леса,
являющиеся основой жизнеобеспечения на планете Земля.
Ко второму типу экосистем относят эстуарии в приливных морях,
речные экосистемы, дождевые леса, т.е. те. которые субсидируются
энергией приливных волн, течений и ветра.
Хотя экосистемы первого типа неспособны поддерживать высокую
плошость их флоры и фауны, но они занимаю! громадные площади —
одни океаны это 70*% территории земного шара. Ими движет энергия
только самого Солнца, и они являются основой, стабилизирующей
и поддерживающей жизнеобеспечивающие условия на планете.
Экосистемы второго типа обладают высокой естественной пло-
дородностью, поскольку организмы, проживающие здесь, напри-
мер, в эстуариях, приспособились использовать «дополнительную»
энергию приливов и течений, а в дождевых лесах — энергию ветра,
дождя и т.п Эти системы «производят» столько первичной биомас-
сы, что ее не только хватает на собственное содержание, но и часть
этой продукции может выноситься в другие системы или накапли-
ваться.
Таким образом, природные экосистемы работают без всяких забот
и затрат со стороны человека на поддержание своей жизнеспособ-
ности и собственного развития, более того, в них создается заметная
доля пищевых продуктов и других материалов, необходимых для жиз-
ни самою человека. Но главное, именно здесь очищаются большие
объемы воздуха, возвращается в оборот пресная вода, формируется
климат и др.
Совсем иначе работают антропогенные экосистемы. К ним уже
с полным правом можно отнести третий тип агроэкосистемы, аква-
культуры, производящие продукты питания и волокнистые материа-
лы, но уже не только за счет энергии Солнца, но и ее дотации в форме
горючего, поставляемого человеком.
Эти системы походят на природные, поскольку саморазвитие куль-
турных растений в период вегетации — процесс природный и вызван
к жизни природной солнечной энергией. Но подготовка почвы, сев,
уборка урожая и др. — это уже энергетические затраты человека. Более
того, человек практически целиком меняет природную экосистему,
что выражается прежде всего в их упрощении, т.е. снижении видового
разнообразия, вплоть до сильно упрощенной монокультурной систе-
мы (табл. 3.1).
Глава 3. Человек в биосфере «155
Таблица 3.1
Сравнение природной и упрошенной антропогенной
экосистем (по Миллеру, 1993)
Природная экосистема (болото, луг, лес) Антропогенная экосистема (поле, завод, дом)
Получает, преобразует, накапли- вает солнечную энергию Потребляет энергию ископаемого и ядер- ного топлива
Продуцирует кислород и потре- бляет диоксид углерода Потребляет кислород и продуцирует ди- оксид углерода при сгорании ископаемо- го топлива
Формирует плодородную почву Истощает и представляет угрозу для пло- дородных почв
Накапливает, очищает и посте- пенно расходует воду Расходует много воды, загрязняет ее
Создает места обитания различ- ных видов дикой природы Разрушает места обитания многих видов дикой природы
Бесплатно фильтрует и обеззара- живает загрязнители и отходы Производит загрязнители и отходы, ко- торые должны обеззараживаться за счет населения
Обладает способностью самосо- хранения и самовосстановления Требует больших затрат для постоянного поддержания и восстановления
Современное сельское хозяйство позволяет постоянно, из года
в год. удержи Bait экосистемы на ранних сщдиях сукцессий, добива-
ясь максимальной первичной продуктивности одного или нескольких
растений (например, кукурузы, пшеницы, гороха и т.п.). Крестьянам
удается добиваться высоких урожаев, но дорогой ценой, а цена эта
обусловлена затратами на борьб}' с сорняками, на минеральные удо-
брения, обработку почв и т.п.
Устойчивое появление новых видов, например, травянистых
растений — результат естественного сукцессионного процесса. То,
что мы называем сорняками, не что иное, как пионерные виды рас-
тений, вредителями — насекомые и другие животные, а возбудите-
лями болезней — микроорганизмы. Сорные растения, вредители
и болезни могут уничтожить весь урожай, если активно не бороться
с ними.
Животноводство — также путь к упрощению экосистемы. Охраняя
полезных ему сельскохозяйственных животных (коров, свиней, овец
и др.), человек уничтожает диких животных: травоядных как конку-
рентов в пищевых ресурсах и хищников, как уничтожающих домаш-
ний скот.
156 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Вылов ценных видов рыб упрощает экосистемы водоемов. Загряз-
нение воздушной и водной сред также ведет к гибели деревьев и рыб
и обедняет природные экосистемы.
В целом же нетрудно догадаться, что по мере роста народонасе-
ления люди будут вынуждены преобразовывать все новые зрелые
(климаксные) экосистемы в простые молодые продуктивные (напри-
мер, путем уничтожения тропических лесов, осушения болот и т.п.).
На поддержание этих систем в молодом возрасте используется больше
топливно-энергетических ресурсов. Кроме того, произойдет утрата
видового (генетического) разнообразия и природных ландшафтов (см.
табл. 3.1). Молодые, продуктивные экосистемы очень уязвимы из-
за монотипного видового состава, так как в результате какой-то эко-
логической катастрофы, например засухи, ее уже не восстановить из-
за разрушения генотипа.
Совсем по другому обстоит дело в экосистемах четвертого типа,
к которым относятся индустриально-городские системы — здесь энер-
гия топлива полностью заменяет солнечную энергию. По сравнению
с потоком энергии в природных экосистемах здесь ее расход на два-
три порядка выше. Годовая потребность человека в пище — около
1 млн ккал, но если подсчитать затраты энергии на душу населения,
существующие реально, то они окажутся в десятки раз больше (так,
в США они в 86 раз больше). В разных странах эти затраты отличают-
ся, но особенно большая разница между богатыми и развивающимися
странами — она может быть в странах третьего мира в нес кол ько десят-
ков (до сотни) раз меньше.
3.2.2. Сельскохозяйственные экосистемы
(агроэкосистемы)
Главная цель создаваемых сельхозсистем — рациональное исполь-
зование тех биологических ресурсов, которые непосредственно во-
влекаются в сферу деятельности человека. Агроэкосистемы создаются
человеком для получения высокого урожая — чистой продукции ав-
тотрофов. Обобщая все уже сказанное выше об агроэкосистемах, под-
черкнем следующие их основные отличия от природных (табл. 3.2).
1. В агроэкосистемах резко снижено разнообразие видов. Сниже-
ние видов культивируемых растений снижает и видовое разнообразие
животного населения биоценоза; видовое разнообразие разводимых
человеком животных ничтожно мало по сравнению с природным;
культурные пастбища (с подсевом трав) по видовому разнообразию
похожи на сельскохозяйственные поля.
Глава 3. Человек в биосфере «157
2. Виды растений и животных, культивируемые человеком, «эво-
люционируют» за счет искусственного отбора и неконкурентоспособ-
ны в борьбе с дикими видами без поддержки человека.
3. Агроэкосистемы получают дополнительную энергию, субсиди-
руемую человеком, кроме солнечной.
4. Чистая продукция (урожай) удаляется из экосистемы и не по-
ступает в цепи питания биоценоза.
5. Экосистемы полей, садов, пастбищ, огородов и других агроцено-
зов — это упрощенные системы, поддерживаемые человеком на ран-
них стадиях сукцессии, они столь же неустойчивы и неспособны к са-
морегуляции, как и природные пионерные сообщества, поэтому они
не могут существовать без поддержки человека.
Таблица 3.2
Сравнительная характеристика природных экосистем и агроэкосистем
Природные экосистемы Агроэкосистемы
Первичные естественные элементар- ные единицы биосферы, сформиро- вавшиеся в ходе эволюции Вторичные трансформированные человеком искусственные элемен- тарные единицы биосферы
Сложные системы со значительным количеством видов животных и расте- ний, в которых господствуют популя- ции нескольких видов. Им свойствен- но устойчивое динамическое равнове- сие, достигаемое саморегуляцией Упрошенные системы с господством популяций одного вида растения или животного. Они устойчивы и характеризуются непостоянством структуры своей биомассы
Продуктивность определяется уров- нем хозяйственной деятельности и зависит от экономических и техни- ческих возможностей
Первичная продукция используется животными и участвует в круговороте веществ. «Потребление» происходит почти одновременное «производ- ством» Урожай собирают для удовлетворе- ния потребностей человека и на корм скоту Живое вещество некоторое время накапливается, не расходуясь. Наиболее высокая продуктивность развивается лишь на короткое время
Упрощение природного окружения человека с экологических по-
зиций очень опасно. Поэтому нельзя превращать весь ландшафт в аг-
рохозяйственный, необходимо сохранять и умножать его многообра-
зие, оставляя нетронутые заповедные участки, которые могли бы быть
источником видов для восстанавливающихся в сукцессионных рядах
сообществ.
158 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
3.2.3. Индустриально-городские экосистемы
Урбанизация -- рост и развитие городов, увеличение доли городско-
го населения в стране за счет сельской местности, процесс повышения
роли городов в развитии общества.
Урбанистическая система (урбосистема) — «неустойчивая природно-
антропогенная система, состоящая из архитектурно-строительных объ-
ектов и резко нарушенных естественных экосистем» (Реймерс, 1990).
По мере развития города в нем все более дифференцируются его
функциональные зоны — промышленная, селитебная, лесопарковая.
Промышленные — это территории сосредоточения промышленных
объектов различных отраслей (металлургической, химической, маши-
ностроительной, электронной и др.). Они являются основными источ-
никами загрязнения окружающей среды.
Селитебная — это территория сосредоточения жилых домов, адми-
нистративных зданий, объектов культуры, просвещения и т.п.
Лесопарковая — это зеленая зона вокру! города, окультуренная
человеком, т.е. приспособленная для массового отдыха, спорта, раз-
влечения. Возможны ее участки и внутри городов, обычно городские
парки — древесные насаждения в городе, занимающие достаточно
обширные территории и тоже служащие горожанам для отдыха. В от-
личие от естественных лесов и даже лесопарков городские парки и по-
добные им более мелкие посадки в городе (скверы, бульвары) не явля-
ются самоподдерживаюшимися и саморегулируемыми системами.
3.2.4. Окружающая среда и здоровье человека
В Уставе Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) понятие
«здоровье» определяется следующим образом: «Здоровье — это состо-
яние полного физического, душевного и социального благополучия,
а не только отсутствие болезней и физических дефектов». Здоровье че-
ловека зависит от состояния окружающей среды, в которой действуют
природно-экологические, социально-экологические и другие факторы.
3-2.4.1. Влияние экологических факторов на здоровье человека
Природно-экологические факторы. Изначально Homo sapiens был
подвержен тем же факторам регуляции и саморегуляции экосистемы,
что и весь животный мир. Тлавными из ограничивающих факторов
были гипердинамия и недоедание. Среди причин смертности на первом
месте стояли патогенные (вызывающие болезни) воздействия природ-
ного характера. Особое значение среди них имели инфекционные болез-
ни, отличающиеся, как правило, природной очаговостью.
Глава 3. Человек в биосфере «159
Суть природной очаговости в том, что возбудители болезней, ее пере-
носчики и хранители существуют в данных природных условиях (оча-
гах) вне зависимости от того, обитает здесь человек или нет. и тесно
связаны с определенной территорией. Эти болезни являлись основной
причиной гибели людей вплоть до начала XX в. Наиболее страшной
из таких болезней была чума, возбудителем которой является чумной
микроб. Смертность от чумы во много раз превосходила гибель людей
в бесконечных войнах Средневековья и более позднего времени.
Заболевания, связанные с окружающей человека природной средой,
существуют и в настоящее время, хотя сними ведется постоянная борьба.
Это объясняется, в частности, причинами сугубо экологической природы,
например, ремапечтчостью (выработкой сопротивления к различным
факторам воздействия) носителей возбудителей и самих возбудителей
болезней. Характерным примером является борьба с малярией.
Высокая смертность людей от инфекционных болезней обусловила
достаточно медленный рост численности населения — первый мил-
лиард жителей на Земле появился лишь в 1860 г. Открытия Пастера
и других ученых в конце XIX в. дали мощный толчок развитию профи-
лактической медицины, что улучшило санитарно-гигиенические усло-
вия жизни и привело к резкому снижению заболеваемости природно-
очаговыми болезнями, а некоторые из них практически исчезли в XX в.
Социально-экологические факторы. Искусственной среда также
требует адаптации к себе, которая происходит через болезни. Причи-
ны возникновения болезней в этом случае следующие: гиподинамия,
переедание, информационное изобилие, психоэмоциональный стресс.
С медико-биологических позиций наибольшее влияние социально-
экологические факторы оказывают на следующие тенденции: I) про-
цесс акселерации; 2) нарушение биоритмов; 3)аллергизация населения;
4) рост онкологической заболеваемости и смертности; 5) отставание
физиологического возраста от календарного; 6) возврат инфекционной
патологии; 7) абиологическая тенденция в организации жизни и др.
Акселерация — это ускорение развития отдельных органов или ча-
стей организма по сравнению с некой биологической нормой. В нашем
случае — это увеличение размеров тела, вызванное хорошим питани-
ем, «снявшим» лимитирующее действие пищевых ресурсов, что спро-
воцировало процессы отбора, ставшие причиной акселерации.
Нарушение биологических ритмов в условиях городской жизни мо-
жет быть вызвано появлением новых экологических факторов, напри-
мер электроосвещение, продлившее световой день, вызывает у челове-
ка болезни вследствие нарушения фотопериодизма.
160 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Лялергизация населения — одна из основных новых черт в изме-
ненной структуре патологии людей в городской среде. Аллергия — из-
вращенная чувствительность или реактивность организма к тому или
иному веществу, так называемому аглергену. Причина аллергических
заболеваний (бронхиальная астма, крапивница, лекарственная аллер-
гия, волчанка красная и др.) в нарушении иммунной системы человека,
которая эволюционно находилась в равновесии с природной средой.
Городская же среда характеризуется резкой сменой факторов и появ-
лением новых веществ — загрязнителей, давление которых иммунная
система человека ранее не испытывала. Поэтому аллергия возникает
без сопротивления организма, и он не станет к ней резистентным.
Онкологическая забояеваемость и смертность - одна из наиболее
показательных медицинских тенденций неблагополучия в данном
городе или, например, в зараженной радиацией сельской местности
(Яблоков, 1989: и др.). Эти заболевания вызваны опухолями. Опухо-
ли (греч. onkos) — новообразования, избыточные патологические раз-
растания тканей Они могут быть доброкачественные (уплотняющие
или раздвигающие окружающие ткани) и злокачественные (прорас-
тающие в окружающие ткани и разрушающие их). Разрушая сосуды,
они попадают в кровь и разносятся по организму, образуя метастазы.
Доброкачественные опухоли метастазов не образуют.
Заболевание раком может возникнуть в результате длительного кон-
такта с определенными продуктами: рак легких — у рудокопов урано-
вых рудников, рак кожи — у трубочистов и т.п. Это заболевание вызы-
вается определенными веществами, называемыми канцерогенными.
Канцерогенные вещества (греч. — «рождающие рак»), или просто
канцерогены, — химические соединения, способные вызвать злокаче-
ственные и доброкачественные новообразования в организме при воз-
действии на него. Их известно несколько сот. По характеру действия
они разделяются натри группы: 1 }местногодействия;2) органотропные,
т.е. поражающие определенные органы; 3) множественного действия.
вызывающие опухоли в разных органах. Многие канцерогенные веще-
ства содержатся в загрязненном промышленными выбросами воздухе,
табачном дыме и т.п., оказывая мутагенное воздействие на организм.
Помимо канцерогенных веществ опухоли вызывают еще и опухолерод-
ные вирусы, а также действие некоторых излучений: ультрафиолетового,
рентгеновского, радиоактивного и др.
Кроме человека и животных опухоли поражают и растения. Они
могут быть вызваны грибами, бактериями, вирусами, насекомыми,
действием низких температур. Они образуются на всех частях и орга-
Глава 3. Человек в биосфере «161
нах растений. Рак корневой системы приводит к их преждевременной
гибели.
В экономически развитых странах смертность от рака стоит на вто-
ром месте после смертности от сердечно-сосудистых заболеваний. Ярко
выделяется зависимость между раковыми заболеваниями и экологиче-
ской обстановкой, т.е. качеством окружающей среды. Вообще рак надо
рассматривать как результат расбалансирования организма, и поэтому
вызвать его может любой фактор среды или их комплекс, способ-
ные привести организм в разбалансированное сосюяние. Например,
вследствие превышения верхней пороговой концентрации загрязнителей
воздуха, питьевой воды, токсичных химических элементов в рационе
питания и т.п.
Рождение на свет большого количества недоношенных детей, а значит,
физически незрелых— показатель крайне неблагоприятного состояния
среды обитания человека. Оно связано с нарушением в генетическом
аппарате и просто с ростом адаптируемости к изменениям среды.
Современное состояние человека как биологического вида характе-
ризуется еще целым рядом медико-биологических тенденций, связан-
ных с воздействием антропогенно-экологических факторов: рост бли-
зорукости и кариеса зубов у школьников, возрастание удельного веса
хронических заболеваний, появление ранее неизвестных болезней.
Инфекционные болезни тоже не искоренены в городах. Количество
людей, пораженных малярией и гепатитом, исчисляется огромны-
ми цифрами, поэтому скорее следует говорить не о «победе», а лишь
о временном успехе в борьбе с этими болезнями. «Возврат» инфекци-
онных агентов фиксируется среди вирусов, которые переходят в новую
стадию, способную жить в среде обитания человека, становясь возбу-
дителями гриппа, вирусной формы рака и других болезней. По своему
действию эти формы можно приравнять к природно-очаговым, но в го-
родской среде (туляремия и др.).
В наши дни вновь, как и сто лет назад, получило распространение
такое инфекционное габолевание, как туберкулез. Заболеваемость
возросла даже в развитых странах из-за возникшей устойчивости к ан-
тибиотикам. обеднения и большой плотности населения в городах.
Также и многие и другие известные инфекционные болезни получили
распространение, когда основная масса населения сосредоточилась
в городах. Например, для того чтобы возникла эпидемия кори, требу-
ется численность населения около 300 тыс. человек. Это так называе-
мый порог передачи, способствующий обострению эпидемиологиче-
ской обстановки. Но знание этого порога позволяет успешно бороться
162 • ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
против эпидемии — достаточно сделать прививки определенному ко-
личеству людей, чтобы не допустить распространение болезни.
Абиологические тенденции, под которыми понимаются такие черты
образа жизни человека, как гиподинамия, курение, наркомания и др.,
тоже являются причиной многих заболеваний: ожирение, рак, кардио-
логические болезни и др. К этому ряду относится и стерилизация сре-
ды — фронтальная борьба с вирусно-микробным окружением, когда
вместе с вредными уничтожаются и полезные формы живого окруже-
ния человека.
3.2.4.2. Сохранение здоровья человека
Сохранение здоровья или возникновение болезни — результат
сложных взаимодействий внутренних биосистем организма и внеш-
ней среды. Познание этих сложных взаимодействий явилось основой
для возникновения профилактической медицины и ее научной дисци-
плины — гигиены.
Гигиена — наука о здоровом образе жизни — начала интенсивно
развива гься более 100 лет назад благодаря работам Л. Пастера, Р. Коха,
И.И. Мечникова и др. Гигиенисты первыми увидели связь между сре-
дой и здоровьем человека, и за последние десятилетия эта наука полу-
чила мощное развитие, заложив основы современной науки об охране
окружающей среды. Однако у гигиены как отрасли медицинской нау-
ки есть и свои специфические задачи.
Гигиена изучает влияние разнообразных факторов среды на здо-
ровье человека, его работоспособность и продолжительность жиз-
ни. Это природные факторы, бытовые условия и общественно-
производственные отношения. Ее основная задача — разработка
научных основ санитарного надзора, обоснование санитарных меро-
приятий по оздоровлению населенных пунктов, охрана здоровья детей
и подростков, разработка санитарного законодательства, санитарная
экспертиза качества пищевых продуктов и предметов бытового обихо-
да. Важнейшей задачей этой науки является разработка гигиенических
нормативов для воздуха населенных мест и промпредприятий, воды,
продукюв питания и материалов для одежды и обуви человека с целью
сохранения его здоровья и предупреждения заболеваний.
Главное стратегическое направление в научно-практической дея-
тельности гигиенистов — научное обоснование того экологического
оптимума, которому должна соответствовать среда жизни человека.
Этот оптимум должен обеспечить человеку хорошее здоровье, высо-
кую трудоспособность и долголетие. От того, насколько верен этот
Глава 3. Человек в биосфере «163
«оптимум» в конкретном районе, городе, зависит очень многое, и пре-
жде всего правильность принимаемых решений по сохранению здоро-
вья человека, в том числе и по охране окружающей среды.
Лесопарковая зона, городские парки и другие участки территории,
отведенные и специально приспособленные для отдыха людей, назы-
вают рекреационными зонами (территориями, участками и т.п.).
Углубление процессов урбанизации ведет к усложнению инфра-
структуры города. Значительное место начинают занимать транспорт
и транспортные сооружения (автомобильные дороги, автозаправочные
станции, гаражи, станции обслуживания, железные дороги со своей
сложной инфраструктурой, в том числе подземные — метрополитен;
аэродромы с комплексом обслуживания и др.). Транспортные системы
пересекают все функциональные зоны города и оказывают влияние
на всю городскую среду (урбосреду).
Среда, окружающая человека в этих условиях, — это совокупность
абиотической и социальных сред, совместно и непосредственно ока-
зывающих влияние на людей и их хозяйство
В целом же среда городская и населенных пунктов городского
типа — это часть техносферы, т.е. биосферы, коренным образом пре-
образованной человеком в технические и техногенные объекты.
На городских территориях, в урбоэкосистемах можно выделить
группу систем, отражающую всю сложность взаимодействия зда-
ний и сооружений с окружающей средой. Такие системы называют
природно-техническими (Трофимов, Епишин, 1985). Они теснейшим
образом связаны с антропогенными ландшафтами, их геологическим
строением и рельефом.
Таким образом, урбосистемы — это средоточие населения, жилых
и промышленных зданий и сооружений, сушествоваиие которых зави-
сит от энергии горючих ископаемых и атомноэнергетического сырья,
искусственно регулируется и поддерживается человеком.
Среда урбосистем, как ее географическая и геологическая части,
наиболее сильно изменена и по сути дела стала искусственной, здесь воз-
никают проблемы утилизации и реутилизации вовлекаемых в оборот
природных ресурсов, загрязнения и очистки окружающей среды, здесь
происходит все большая изоляция хозяйственно-производственных
циклов от природного обмена веществ (биогеохимических оборотов)
и потока энергии в природных экосистемах. И наконец, именно здесь
наибольшая плотность населения и искусственная среда, которые
угрожают не только здоровью человека, но и выживанию всего челове-
чества. Здоровье человека — индикатор качества этой среды.
ЧАСТЬ II
ОХРАНА
ОКРУЖАЮЩЕЙ
СРЕДЫ
ГЛАВА 4
АНТРОПОГЕННЫЕ
ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОСФЕРУ
Экология стала самым громким словом
на Земле, громче войны и стихии... Звуча-
щее на всех языках одинаково, оно выража-
ет собой одно и то же понятие вселенской
беды, никогда прежде не существовавшей
в подобных масштабах и тяжести...
В. Г. Распутин (1989)
4.1. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ АНТРОПОГЕННЫХ
ВОЗДЕЙСТВИЙ НА БИОСФЕРУ
Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, свя-
занную с реализацией экономических, военных, рекреационных,
культурных и прочих интересов человека, вносящую физические, хи-
мические, биологические и другие изменения в окружающую природ-
ную среду.
Подавляющая часть антропогенных воздействий носит целена-
правленный характер, т.е. осуществляется человеком сознательно
во имя достижения конкретных целей. Существуют и антропогенные
воздействия — стихийные, непроизвольные, имеющие характер после-
действия (Котлов, 1978). Например, к этой категории воздействий от-
носятся процессы подтопления территории, возникающие после ее
застройки.
Нарушения основных систем жизнеобеспечения биосферы связа-
ны в первую очередь с целенаправленными антропогенными воздей-
ствиями. По своей природе, глубине и площади распространения, вре-
мени действия и характеру приложения они могут быть различными:
прямыми и косвенными, длительными и кратковременными, точеч-
ными и площадными и тщ.
Анализ экологических последствий антропогенных воздействий
позволяет разделить все их виды на положительные и отрицательные
(негативные). К положительным воздействиям человека на биосферу
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу «167
можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление
запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультива-
цию земель на месте разработок полезных ископаемых и некоторые
другие мероприятия.
Отрицательное (негативное) воздействие человека на биосферу
проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: вырубке
леса на больших площадях, истощении запасов пресных подземных
вод, засолении и опустынивании земель, резком сокращении числен-
ности, а также исчезновении видов животных и растений и iji.
Главнейший и наиболее распространенный вид отрицательно-
го воздействия человека на биосферу — загрязнение. Большинство
острейших экологических ситуаций в мире, и в частности в России,
так или иначе связаны с загрязнением окружающей среды (Черно-
быль, кислотные дожди, опасные отходы и тщ.). Поэтому понятие
«загрязнение» рассмотрим подробнее.
Загрязнением называют поступление в окружающую природную
среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорга-
низмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах,
вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и эко-
систем.
По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных
и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв
и т.д. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные
с загрязнением околоземного космического пространства.
Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасною
для популяций любых организмов, являются промышленные пред-
приятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные,
строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сель-
скохозяйственное производство и другие технологии. Под влиянием
урбанизации в наибольшей степени загрязнены территории круп-
ных городов и промышленных агломераций. Природными загрязни-
телями могут быть пыльные бури, вулканический пепел, селевые
потоки И Др.
По видам загрязнений выделяют химическое, физическое и биоло-
гическое загрязнение (рис. 4.1). По своим масштабам и распростра-
нению загрязнение может быть локальным (местным), региональным
и глобальным.
Количество загрязняющих веществ в мире огромно, и число
их по мере развития новых технологических процессов постоян-
но растет. В этом отношении «приоритет», как в локальном, так
168 • ЧАСТЬ IL ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
(по Н.Ф. Реймерсу, I990, с изменениями)
и в глобальном масштабе, ученые отдают следующим загрязняющим
веществам:
— диоксиду серы (с учетом аффекта вымывания диоксида серы из ат-
мосферы и попадания образующихся серной кислоты и сульфа-
тов на растительность, почву и в водоемы);
— тяжелым метал гам: в первую очередь свинцу, кадмию и особен-
но ртути (с учетом цепочек ее миграции и превращения в высо-
котоксичную метилртуть);
— некоторым канцерогенным веществам, в частности бензапи-
рену;
— нефти и нефтепродуктам в морях и океанах;
— хлорорганическим пестицидам (в сельских районах);
— окс иду углерода и окс идам азота (в городах).
Этот перечень, безусловно, должен быть дополнен радионуклида-
ми и другими радиоактивными веществами, пагубные последствия
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу «169
которых для человеческой популяции и экосистем в полной мере
проявились после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки
(Япония) и аварии на Чернобыльской АЭС. Следует упомянуть и ди-
оксин — весьма опасное загрязняющее вещество из класса хлоругле-
водородов.
23 мая 2001 г. в Стокгольме была принята Конвенция по стой-
ким органическим загрязнениям (СОЗ), которая обязывает пра-
вительства ликвидировать 12 стойких канцерогенных и токсичных
загрязнений, а именно: алдрин, гептахлор, ДДТ, диэлдрин, эндрин,
хлородан, мирекс, токсафен, гексахлорбензол, полихлорирован-
ные бифенилы, диоксины и фураны. Конвенцию подписали около
100 стран мира.
Под видами загрязнений понимают также любые нежелательные
для экосистем антропогенные изменения (рис. 4.2):
— ингредиентное (минеральное и органическое) загрязнение как
совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (напри-
мер, бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания и т.д.);
— параметрическое загрязнение, связанное с изменениями каче-
ственных параметров окружающей среды (тепловое, шумовое, радиа-
ционное, электромагнитное);
— биоценотическое загрязнение, вызывающее нарушение в соста-
ве и структуре популяций живых организмов (перепромысел, направ-
ленная интродукция и акклиматизация видов и т.д.);
— стациально-деструкционное загрязнение (лат. statw — «место
обитания популяции», destrucho — «разрушение»), связанное с нару-
шением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе при-
родопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка
лесных насаждений и пр.).
Без всякого преувеличения можно отметить, что воздействие чело-
века на биосферу в целом и на отдельные ее компоненты (атмосферу,
гидросферу, литосферу и биотические сообщества) достигло к настоя-
щему времени беспрецедентных размеров. Современное состояние
планеты Земля оценивается как глобальный экологический кризис.
Особенно возросли темпы роста ингредиентных и параметрических
загрязнителей, причем не только в количественном, но и в качествен-
ном отношении. Негативные тенденции этих воздействий на человека
и биоту носят не только выраженный локальный, но и глобальный ха-
рактер
Рис. 4.2. Классификация загрязнения экологических систем (по Г. В. Стадницкому и А. И Родионову, 1988)
170 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 171
4.2. АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
НА АТМОСФЕРУ
Вопрос о воздействии человека на атмосферу находится в центре
внимания специалистов и экологов всего мира. И это не случайно, так
как глобальные экологические проблемы современности: «парнико-
вый эффект», нарушение озонового слоя, выпадение кислотных дож-
дей — связаны именно с антропогенным загрязнением атмосферного
воздуха.
4.2.1. Загрязнение атмосферного воздуха
Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое
изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воз-
действие на здоровье человека и животных, состояние растений и эко-
систем.
Загрязнение атмосферы может быть естественным (природным)
и антропогенным (техногенным).
Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процес-
сами. К ним относятся вулканическая деятельность, выветривание
горных пород, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым
от лесных и степных пожаров и др. Антропогенное загрязнение связано
с выбросом различных загрязняющих веществ в процессе деятельно-
сти человека. По своим масштабам оно значительно превосходит при-
родное загрязнение атмосферного воздуха.
В зависимости от масштабов распространения выделяют различ-
ные типы загрязнения атмосферы: местное, региональное и глобаль-
ное. Местное загрязнение характеризуется повышенным содержанием
загрязняющих вешеств на небольших территориях (город, промыш-
ленный район, сельскохозяйственная зона и др.). При региональном
загрязнении в сферу негативного воздействия вовлекаются значитель-
ные пространства, но не вся планета. Глобальное загрязнение связано
с изменением состояния атмосферы в целом.
По агрегатному состоянию выбросы вредных вешеств в атмосферу
классифицируются на: 1) газообразные (диоксид серы, оксиды азота,
оксид углерода, углеводороды и др.); 2) жидкие (кислоты, щелочи,
растворы солей и др.); 3) твердые (канцерогенные вещества, свинец
и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смоли-
стые вещества и пр.).
172 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Главные антропогенные загрязнители (поллютанты) атмосферного
воздуха, образующиеся в процессе производственной и иной деятельно-
сти человека, — диоксид серы (SO2), оксиды азота (NOX), оксид углеро-
да (СО) и твердые частицы. На их долю приходится около 98*2* в общем
объеме выбросов вредных веществ. Помимо главных загрязнителей в ат-
мосфере городов и поселков наблюдается еще более 70 наименований
вредных веществ, среди которых формальдегид, фтористый водород,
соединения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и др. Однако
именно концентрации главных загрязнителей (диоксид серы и др.) наи-
более часто превышают допустимые уровни во многих городах России.
Кроме указанных главных загрязнителей в атмосферу попадает
много других очень опасных токсичных веществ: свинец, ртуть, кад-
мий и другие тяжелые металлы (источники выброса: автомобили,
плавильные заводы и др.); углеводороды (CnHm), среди них наиболее
опасен бенз(а)пирен, обладающий канцерогенным действием (вы-
хлопные газы, топка котлов и др.), альдегиды, и в первую очередь фор-
мальдегид, сероводород, токсичные летучие растворители (бензины,
спирты, эфиры).
Наиболее опасное загрязнение атмосферы — радиоактивное. В на-
стоящее время оно обусловлено в основном глобально распределен-
ными долгоживущими радиоактивными изотопами — продуктами ис-
пытаний ядерного оружия, проводившихся в атмосфере и под землей
Приземный слой атмосферы загрязняют также выбросы в атмосферу
радиоактивных веществ с действующих АЭС в процессе их нормаль-
ной эксплуатации и другие источники.
Особое место занимают выбросы радиоактивных веществ из чет-
вертого блока Чернобыльской АЭС в апреле-мае 1986 г. Если при взры-
ве атомной бомбы над Хиросимой (Япония) в атмосферу было выбро-
шено 740 г радионуклидов, то в результате аварии на Чернобыльской
АЭС в 1986 г. суммарный выброс радиоактивных веществ в атмосферу
составил 77 кг.
Еще одной формой загрязнения атмосферы является локальное
избыточное поступление тепла от антропогенных источников. При-
знаком теплового (термического) загрязнения атмосферы служат так
называемые термические зоны, например «остров тепла» в городах,
потепление водоемов и т.п.
В целом, если судить по официальным данным на 2008—2011 гг.,
уровень загрязнения атмосферного возуха в нашей стране, особенно
в городах России, остается высоким, несмотря на значительный спад
производства, что связывают прежде всего с увеличением количества
автомобилей.
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу «173
4.2.2. Основные источники загрязнения атмосферы
В насюящее время «основной вклад» в загрязнение ноосферно-
го воадуха на территории России вносят: теплоэнергетика (тепловые
и атомные электростанции, промышленные и городские котельные
и др.), предприятия черной металлургии, нефтедобычи и нефтехимии,
автотранспорт, предприятия цветной металлургии и производство
стройматериалов.
Тепловые и атомные электростанции. Котельные установки. В про-
цессе сжигания твердого или жидкого топлива в атмосферу выделя-
ется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары
воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды
и др.) сгорания. Объем энергетических выбросов очень велик. Так,
современная теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн кВт расходу-
ет в сутки до 20 тыс. т угля и выбрасывает в атмосферу за это время
680 т SO2 и SO3, 120—140 т твердых частиц (зола, пыль, сажа), 200 т
оксидов азота.
Источники загрязнения воздуха токсичными веществами на атом-
ных электростанциях (АЭС) — радиоактивный йод, радиоактивные
инертные газы и аэрозоли. Крупный источник энергетического за-
грязнения атмосферы — отопительная система жилищ (котельные
установки) — дает мало оксидов азота, но много продуктов непол-
ного сгорания. Из-за небольшой высоты дымовых труб токсичные
вещества в высоких концентрациях рассеиваются вблизи котельных
установок.
Черная и цветная металлургия. При выплавке I т стали в атмосферу
выбрасывается 0,04 т твердых частиц, 0,03 т оксидов серы и до 0,05 т
оксида углерода, а также в небольших количествах такие опасные за-
грязнители. как марганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути.
В процессе сталеплавильного производства в атмосферу выбрасыва-
ются парогазовые смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бен-
зола, аммиака и других токсичных веществ.
Значительные выбросы отходящих газов и пыли, содержащих ток-
сичные вещества, отмечаются на заводах цветной металлургии при пе-
реработке свин ново-цинковых, медных, сульфидных руд. при произ-
водстве алюминия и др.
Химическое производство. Выбросы этой отрасли, хотя и невелики
по объему (около всех промышленных выбросов), тем не менее
ввиду своей весьма высокой токсичности, значительного разнообра-
зия и концентрированности представляют серьезную угрозу для че-
174 • ЧАСТЬ IL ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ловека и всей биоты. На разнообразных химических производствах
атмосферный воздух загрязняют оксиды серы, соединения фтора, ам-
миак, нитрозные газы (смесь оксидов азота), хлористые соединения,
сероводород, неорганическая пыль и т.п.
Выбросы автотранспорта. В мире насчитывается несколько сот мил-
лионов автомобилей, которые сжигают огромное количество нефте-
продуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, прежде всего
в крупных городах. Так, в Москве на долю автотранспорта приходит-
ся 80% от общего количества выбросов в атмосферу. Выхлопные газы
двигателей внутреннего сгорания (особенно карбюраторных) содержат
огромное количество токсичных соединений — бенз(а)пирена, альде-
гидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца
(в случае применения этилированного бензина).
Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха отмечается также
при добыче и переработке минерального сырья, на нефте- и газопе-
рерабатывающих заводах (рис. 4.3), при выбросе пыли и газов из под-
земных горных выработок, при сжигании мусора и горении пород в от-
валах (терриконах) и т.д.
Рис. 4.3. Пути распространения выбросов соединений серы в районе
Астраханского газоперерабатывающего завода (АГПЗ) (по Ю А. Федорову, 1995)
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу «175
«Каждый житель Земли — это и потенциальная жертва стратеги-
ческих (трансграничных) загрязнений», — подчеркивает А. Гор в кни-
ге «Земля на чаше весов» (1993). Под трансграничными загрязнениями
понимаю! загрязнения, перенесенные с территории одной страны
на территорию другой. Только в 2006 г. на европейскую часть России
из-за невыгодного ее географического положения выпало 1242 тыс. т
соединений серы от Украины, Турции. Польши, Казахстана и других
стран. В то же время в других странах от российских источников за-
грязнения выпало серы значительно меньше.
4.2.3. Экологические последствия локального
(местного) загрязнения атмосферы
Загрязнение атмосферного воздуха воздействует на здоровье чело-
века и на окружающую природную среду различными способами —
от прямой и немедленной угрозы (смог и др.) до медленного и посте-
пенного разрушения различных систем жизнеобеспечения организма.
Во многих случаях загрязнение воздушной среды нарушает структур-
ные компоненты экосистемы до такой степени, что регуляторные про-
цессы не в состоянии вернуть их в первоначальное состояние и в ре-
зультате механизм гомеостаза не срабатывает.
Сначала рассмотрим, как влияет на окружающую природную среду
локальное (местное) загрязнение атмосферы, а затем глобальное.
Физиологическое воздействие на человеческий организм главных
загрязнителей (поллютантов) чревато самыми серьезными последстви-
ями. Так, диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту,
которая разрушает легочную ткань человека и животных. Особенно
опасен диоксид серы, когда он осаждается на пылинках и в этом виде
проникает глубоко в дыхательные пути.
Пыль, содержащая диоксид кремния (SiOj), вызывает тяжелое за-
болевание легких — силикоз. Оксиды азота раздражают, а в тяжелых
случаях и разъедают слизистые оболочки, например, глаз, легких, уча-
ствуют в образовании ядовитых туманов и тщ.
Широко известно действие на человеческий организм оксида угле-
рода (угарного газа). При остром отравлении возможен летальный ис-
ход (даже спустя 3—7 дней).
Среди взвешенных твердых частиц наиболее опасны частицы
размером менее 5 мкм, которые способны проникать в лимфати-
ческие узлы, задерживаться в альвеолах легких, засорять слизистые
оболочки.
176 • ЧАСТЬ IL ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Весьма неблагоприятные последствия, которые могут сказываться
на огромном интервале времени, связаны и с такими незначительны-
ми по объему выбросами, как свинец, бенз(а)пирен, фосфор, кадмий,
мышьяк, кобальт и др.
Последствия воздействия на организм человека вредных веществ,
содержащихся в выхлопных газах автомобилей, весьма серьезны
и имеют широчайший диапазон действия: от кашля до летального ис-
хода (табл. 4.1). Тяжелые последствия в организме живых существ вы-
зывает и ядовитая смесь дыма, тумана и пыли — смог.
Таблица 4.1
Влияние выхлопных газов автомобилей на здоровье
человека (по Х.Ф. Френчу, 1992)
Вредные вещества Последствия воздействия на организм человека
Оксид углерода Препятствует абсорбированию кровью кислорода, что ослабляет мыслительные способности, замедляет рефлек- сы, вызывает сонливость и может быть причиной потери сознания и смерти
Свинец Влияет на кровеносную, нервную и мочеполовую систе- мы; вызывает, вероятно, снижение умственных способ- ностей у детей, откладывается в костях и других тканях, поэтому опасен в течение длительного времени
Оксиды азота Могут увеличивать восприимчивость организма к вирус- ным заболеваниям (типа гриппа), раздражают легкие, вы- зывают бронхит и пневмонию
Раздражает слизистую оболочку органовдыхания, вызы- вает кашель, нарушает работу легких; снижает сопротив- ляемость к простудным заболеваниям; может обосторять хронические заболевания сердца, а также вызывать астму, бронхит
Токсические выбросы (тяже- лые металлы) Вызывают рак, нарушение функций половой системы и дефекты у новорожденных
Антропогенные выбросы загрязняющих веществ в больших кон-
центрациях и в течение длительного времени не только наносят боль-
шой вред человеку, но и отрицательно влияют на животных, состояние
растений и экосистем в целом.
В экологической литературе описаны случаи массового отравления
диких животных, птиц, насекомых при выбросах вредных загрязняю-
щих веществ большой концентрации (особенно залповых).
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу «177
Загрязняющие газообразные вещества по-разному влияют на со-
стояние растительности. Одни лишь слабо повреждают листья, хвоин-
ки, побеги (окись углерода, этилен и др.), другие действуют на расте-
ния губительно (диоксид серы. хлор, пары ртути, аммиак, цианистый
водород и др.) (табл. 4.2). Особенно опасен для растений диоксид серы
(SO?), под воздействием которого гибнут многие деревья, и в первую
очередь хвойные — сосны, ели, пихты, кедр.
Таблица 4.2
Токсичность загрязнителей воздуха для растений (Бондаренко, 1985)
Вредные вещества Характеристика
Диоксид серы Основной загрязнитель для ассимиляционных ор- ганов растений, действует на расстоянии до 30 км
Фтористый водород и че- тырехфтористый кремний Токсичны даже в небольших количествах, склонны к образованию аэрозолей, действуют на расстоянии до 5 км
Хлор, хлористый водород Повреждают в основном на близком расстоянии
Соединения свинца, угле- водороды, оксид углеро- да, оксиды азота Заражают растительность в районах высокой концентрации промышленности и транспорта
Сероводород Клеточный и ферментный яд
Аммиак Повреждает растения на близком расстоянии
Способна ли растительность восстановиться после снижения воз-
действия вредных загрязняющих веществ? Во многом это будет зависеть
от восстанавливающей способности оставшейся зеленой массы и общего
состояния природных экосистем. В то же время следует заметить, что не-
высокие концентрации отдельных загрязнителей не только не вредят
растениям, но и, например, как кадмиевая соль, стимулируют прорас-
тание семян, прирост древесины, рост некоторых органов растений.
4.2.4. Экологические последствия глобального
загрязнения атмосферы
К важнейшим экологическим последствиям глобального загрязне-
ния атмосферы относятся:
1) глобальное потепление климата («парниковый эффект»);
2) нарушение озонового слоя;
3) выпадение кислотных дождей.
Большинство ученых в мире рассматривают их как крупнейшие
экологические проблемы современности.
178 • ЧАСТЬ «.ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
4. 2.4.1. Глобальное потепление климата («парниковый эффект»)
Наблюдаемое в настоящее время изменение климата, которое вы-
ражается в постепенном повышении среднегодовой температуры на-
чиная со второй половины прошлого века, большинство ученых свя-
зывают с накоплением в атмосфере парниковых газов — диоксида
углерода (СО2), метана (СН4), хлорфторуглеродов (фреонов), озона
(О3), оксидов азота и др.
Парниковые газы, и в первую очередь СО2, препятствуют длин-
новолновому тепловому излучению с поверхности Земли. По Г. Хеф-
лингу (1990), атмосфера, насыщенная парниковыми газами, действует
как крыша теплицы. Она, с одной стороны, пропускает внутрь боль-
шую часть солнечного излучения, с другой — почти не пропускает на-
ружу тепло, переизлучаемое Землей.
В связи со сжиганием человеком все большего количества ископае-
мого топлива: нефти, газа, угля и др. (ежегодно более 9 млрд т услов-
ного топлива) концентрация СО2 в атмосфере постоянно увеличива-
ется. За счет выбросов в атмосферу при промышленном производстве
и в быту растет содержание фреонов (хлорфторуглеродов). На 1—1,5%
в год увеличивается содержание метана (выбросы из подземных гор-
ных выработок, сжигание биомассы, выделение крупным рогатым
скотом и пр.). В меньшей степени растет содержание в атмосфере ок-
сида азота (на 0.3% ежегодно).
Следствием увеличения концентраций этих газов, создающих
«парниковый эффект», является рост средней глобальной температу-
ры воздуха у земной поверхности. Моделирув экологические послед-
ствия возможного повышения уровня океана всего лишь на 0,5—2,0 м
к концу XXI в., ученые установили, что это неизбежно приведет к на-
рушению климатического равновесия, затоплению приморских рав-
нин в более чем 30 странах, деградации многолетнемерзлых пород,
заболачиванию обширных территорий и другим неблагоприятным по-
следствиям.
Однако ряд ученых видит в предполагаемом глобальном потепле-
нии климата и положительные экологические последствия. Повы-
шение концентрации СО2 в атмосфере и связанное с ним увеличение
фотосинтеза, а также возрастание влажности климата могут, по их мне-
нию, привести к росту продуктивности как естественных фитоценозов
(лесов, лугов, саванн и др.), так и агроценозов (культурных растений,
садов, виноградников и др.).
По вопросу о степени влияния парниковых газов на глобальное по-
тепление климата также нет единства во мнениях. Так, в отчете Меж-
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 179
правительственной группы экспертов по проблеме изменения климата
(1992) отмечается, что наблюдаемое в последнее столетие потепление
климата на 0,3—0,6 “Смогло быть обусловлено преимущественно при-
родной изменчивостью ряда климатических факторов.
В связи с этими данными академик К.Я. Кондратьев (1993) считает,
что нет никаких оснований для одностороннего увлечения стереоти-
пом «парникового» потепления и выдвижения задачи по сокращению
выбросов парниковых газов как центральной в проблеме предотвра-
щения нежелательных изменений глобального климата.
По его мнению, важнейшим фактором антропогенного воздействия
на глобальный климат является деградация биосферы, а следователь-
но, в первую очередь необходимо заботиться о сохранении биосферы
как основного фактора глобальной экологической безопасности.
На Конференции ООН в Киото (Япония) в 1997 г. правительствами
большинства стран мира подписан Киотский протокол — междуна-
родное соглашение о контроле за выбросами парниковых газов. Цель
протокола — создать новый экономический механизм снижения вы-
бросов — торговлю квотами и поддержку проектов совместного осу-
ществления программ. Торговля квотами заключается в том, что стра-
ны, подписавшие протокол, могут перераспределять между собой
(например, перепродавать) разрешенные им в течение определенно-
го срока объемы выбросов. К 2012 году предусматривается снизить
выброс основных типов газов, вызывающих «парниковый эффект»,
на 5.2% по сравнению с уровнем 1990 г.
Протокол уже ратифицирован 124 государеiвами, а после раги-
фикации его Российской Федерацией (в 2005 г.) автоматически всту-
пил в силу. На 15-й Конференции сторон Рамочной конвенции ООН
по изменению климата в Копенгагене (декабрь 2009 г.) обсуждалось
новое соглашение о сокращении выбросов парниковых газов, которое
должно прийти на смену Киотскому протоколу, срок действия кото-
рого истекает в 2012 г. Однако к согласованному решению участники
саммита в Копенгагене не пришли. Очевидно, что экономические ин-
тересы участников возобладали над экологическими.
4. 2.4.2. Нарушение озонового слоя
Озоновый слои (озоносфера) охватывает весь земной шар и распола-
гается на высотах от 10 до 50 км с максимальной концентрацией озона
на высоте 20—25 км.
В настоящее время зафиксировано истощение озонового слоя,
и это признано всеми как серьезная угроза глобальной экологической
180 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
безопасности Снижение концентрации озона ослабляет способность
атмосферы защищать все живое на Земле от жесткого ультрафиолето-
вого излучения (УФ-радиация).
Наука еще до конца не установила, каковы же основные процессы,
нарушающие озоновый слой. Предполагается как естественное, так
и антропогенное происхождение «озоновых дыр». Последнее, по мне-
нию большинства ученых, более вероятно и связано с повышенным
содержанием хлорфторуглеродов (фреонов).
На основании Федерального закона от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ
«Об охране окружающей среды» (далее — Закон об охране окружа-
ющей среды) охрана озонового слоя атмосферы от экологически опас-
ных изменений обеспечивается посредством регулирования норма-
тивными актами Правительства Российской Федерации производства
и использования вешеств, разрушающих озоновый слой атмосферы,
в соответствии с международными договорами Российской Феде-
рации общепризнанными принципами и нормами международного
права, а также законодательством Российской Федерации (статья 54).
В будущем необходимо продолжать решать проблему зашиты людей
от УФ-радиации, поскольку многие из хлорфторуглеродов могут со-
храняться в атмосфере сотни лет.
Ряд ученых продолжает настаивать на естес шейном происхожде-
нии «озоновых дыр» Причины ее возникновения одни видят в есте-
ственной изменчивости озоносферы, циклической активности Солн-
ца, другие связывают эти процессы с рифтогенезом и дегазацией
Земли, т.е. с прорывом глубинных газов (водород, метан, азот и др.)
через рифтовые разломы земной коры.
4. 2.4.3. Кислотные дожди
Одна из важнейших экологических проблем, с которой связыва-
ют окисление природной среды, — кислотные довди. Образуются они
при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов
азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную
и азотную кислоты (рис. 4.4). В результате дождь и снег оказываются
подкисленными (число pH ниже 5,6). В Баварии (ФРГ)вавгусте 1981 г.
выпадали дожди с кислотностью pH = 3,5. Максимальная зарегистри-
рованная кислотность осадков в Западной Европе pH = 2,3.
Суммарные мировые антропогенные выбросы двух главных загряз-
нителей воздуха — виновников подкисления атмосферной влаги —
SO2 и NO, составляют ежегодно многие миллионы тонн. На огромной
территории природная среда закисляется, что весьма негативно отра-
жается на состоянии всех экосистем.
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 181
Рис. 4.4. Кислотные дожди их причина и вредное влияние
Пятьдесят миллионов гектаров леса в 25 европейских странах стра-
дают от действия сложной смеси загрязняющих веществ, включающей
кислотные дожди, озон, токсичные металлы и др.
Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к за-
сухам, болезням, природным загрязнениям, что приводит к еще более
выраженной их деградации как природных экосистем.
Ярким примером негативного воздействия кислотных осадков
на природные экосистемы является закисление озер. Особенно интен-
сивно оно происходит в Канаде. Швеции. Норвегии и на юге Фин-
ляндии (табл. 4.3). Объясняется это тем, что значительная часть вы-
бросов серы в таких промышленно развитых странах, как США, ФРГ
и Великобритания, выпадает именно на их территории
Закисление озер не только опасно для популяций различных
видов рыб 1в том числе лососевых, сиговых и др.), но часто влечет
за собой постепенную гибель планктона, многочисленных видов во-
дорослей и других их обитателей. Озера становятся практически без-
жизненными.
В нашей стране площадь значительного закисления от выпадения
кислотных осадков достигает несколько десятков миллионов гектаров.
182 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Таблица 4.3
Закисление озер в мире
(по данным «XX век: последние 10 лет», 1992)
Страна Состояние озер
Канада Более 14 тыс. озер сильно закислены; каждому седьмому озеру на востоке страны нанесен биологический ущерб
Норвегия В водоемах общей площадью 13 тыс. км2 уничтожена рыба и еще 20 тыс. км2 — поражена
Швеция В 14 тыс озер уничтожены наиболее чувствительные к уровню кислотности виды: 2200 озер практически безжизненны
Финляндия 8‘У озер не обладают способностью к нейтрализации кислоты. Наиболее закисленные озера в южной части страны
США В стране около 1000 подкисленных озер и 3000 почти кислотных (данные Фонда охраны окружающей среды). Исследования АООС в 1984 г. показали, что 522 озера имеют сильную кислотную среду и 964 находятся на грани этого
Повышенная кислотность осадков наблюдается вдоль западной гра-
ницы (трансграничный перенос серы и других загрязняющих веществ)
и на терри горни ряда крупных промышленных районов, а <акже фраг-
ментарно на побережье Таймыра и в Якутии.
Влияние кислотности сказы ваетя и на состоянии техногенных объ-
ектов, памятников культуры и т.д.; разрушаются мрамор, известняк
и другие облицовочные камни, срок службы железобетонных кон-
струкций снижается в несколько раз.
4.3. АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
НА ГИДРОСФЕРУ
На нынешнем этапе развития техносферы, когда в мире еще в боль-
шей степени возрастает воздействие человека на биосферу, а природ-
ные системы в значительной степени утратили свои защитные свой-
ства, очевидно, необходимы новые подходы, «осознание реальностей
и тенденций, появившихся в мире в отношении природы в целом и ее
составляющих» (Лосев, 1989). В полной мере это относится к осозна-
нию такого страшного зла. каким является в наше время загрязнение
и истощение поверхностных и подземных вод.
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу «183
4.3.1. Загрязнение гидросферы
Под загрязнением водоемов понимают снижение их биосферных
функций и экологического значения в результате поступления в них
вредных вешеств.
Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органо-
лептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов,
вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, ток-
сичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кисло-
рода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных
бактерий и других загрязнителей.
Россия обладает одним из самых высоких водных потенциалов
в мире — на каждого жителя России приходится свыше 30000 м3/год
воды. По данным государственного водного кадастра, суммарный
забор воды из природных водных объекюв только в 2004 г. составил
79,4 км3. Однако в настоящее время из-за загрязнения или засорения
около 70^ рек и озер России утратили свои качества как источники
питьевого водоснабжения, в результате около половины населения
потребляют загрязненную недоброкачественную воду В последние
годы экстремально высокое загрязнение поверхностных вод в Рос-
сийской Федерации наблюдалось более чем на 100 водных объектах
Максимальную нагрузку от загрязнения испытывали реки Обь, Вол-
га, Амур, Енисей и Северная Двина (Государственный доклад «Вода
питьевая», 2004).
Нарушено исторически сложившееся равновесие в водной среде
Байкала — уникальнейшего озера нашей планеты, которое, по под-
счетам ученых, могло бы обеспечивать чистой водой все человечество
в течение почти 50 лет.
Главные загрязнители вод. Установлено, что более 400 видов веществ
могут вызвать загрязнение вод. В случае превышения допустимой
нормы хотя бы по одному из трех показателей вредности: санитарно-
токсикологическому, общесанитарному или органолептическому, вода
считается загрязненной.
Различают химические, биологические и физические загрязнители
(П. Бертоке, 19Я0). Среди химических загрязнителей к наиболее распро-
страненным относят нефть и нефтепродукты, СПАВ (синтетические
поверхностно-активные вещества), пестициды, тяжелые металлы, ди-
оксины и др. Очень опасно загрязняют воду биологические загрязните-
ли, например вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы, и фи-
зические — радиоактивные вещества, тепло и др.
184 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Основные виды загрязнения вод. Наиболее часто встречаются хими-
ческое и бактериальное загрязнения. Значительно реже наблюдаются
радиоактивное, механическое и тепловое загрязнения.
Химическое загрязнение — наиболее распространенное, стойкое
и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фено-
лы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли,
кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца,
кадмия и др.) и нетоксичным.
Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патоген-
ных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших, грибов и др. Этот
вид загрязнений носит временный характер
Весьма опасно содержание в воде, даже при очень малых концен-
трациях, радиоактивных веществ, вызывающих радиоактивное за-
грязнение. Наиболее вредны «долгоживущие» радиоактивные элемен-
ты, обладающие повышенной способностью к передвижению в воде
(стронций—90, уран, радий—226, цезий и др.). Радиоактивные элемен-
ты попадают в поверхностные водоемы при сбрасывании в них радио-
активных отходов, захоронении отходов на дне и пр.
Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду раз-
личных механических примесей (песок, шлам, ил и др.). Механиче-
ские примеси могут значительно ухудшать органолептические пока-
затели вод.
Применительно к поверхностным водам выделяют еще их загряз-
нение (а точнее, засорение) твердыми отходами (мусором), остатками
лесосплава, промышленными и бытовыми отходами, которые ухудша-
ют качество вод. отрицательно влияют на условия обитания рыб, со-
стояние экосистем.
Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод
в результате их смешивания с более нагретыми поверхностными
или технологическими водами. При повышении температуры про-
исходит изменение газового и химического состава вод, что ведет
к размножению анаэробных бактерий, росту количества гидроби-
онтов и выделению ядовитых газов — сероводорода, метана. Одно-
временно происходит «цветение» воды, а также ускоренное развитие
микрофлоры и микрофауны, что способствует развитию других ви-
дов загрязнения.
Основные источники загрязнения поверхностных и подземных вод.
Процессы гагрязнения поверхностных вод обусловлены различными
факторами. К основным из них относятся: 1) сброс в водоемы неочи-
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу «185
щенных сточных вод; 2) смыв ядохимикатов ливневыми осадками;
3) газодымовые выбросы; 4) утечки нефти и нефтепродуктов.
Наибольший вред водоемам и водотокам причиняет выпуск в них
неочищенных сточных вод — промышленных, коммунально-бытовых,
коллекторно-дренажн ых
Промышленные сточные воды загрязняют экосистемы самыми
разнообразными компонентами в зависимости от специфики отрас-
лей промышленности (нефтепродукты, фенолы, органические веще-
ства, СПАВ, смолы и др.).
Коммунально-бытовые сточные воды в больших количествах по-
ступают из жилых и общественных зданий, прачечных, столовых,
больниц и тщ. В сточных водах этого типа преобладают различные
органические вещества, а также микроорганизмы, что может вызвать
бакгериальное загрязнение.
Огромное количество таких опасных загрязняющих веществ, как
пестициды, аммонийный и нитратный азот, фосфор, калий и др., смы-
ваются с сельскохозяйственных территорий, включая площади, зани-
маемые животноводческими комплексами.
Значительную опасность представляют газодымовые соединения
(аэрозоли, пыль и тщ.), оседающие из атмосферы на поверхность водо-
сборных бассейнов и непосредственно на водные поверхности. Плот-
ность выпадения, например, аммонийного азота на европейской тер-
ритории России оценивается в среднем в 0,3 т/км2, а серы — от 0,25
до 2,0 т/км2.
Огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод.
Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресно-
водные экосистемы при авариях нефтеналивных судов, на нефте-
промыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод
И Т.Д.
Кроме поверхностных вод постоянно загрязняются и подзем-
ные воды, в первую очередь в районах крупных промышленных цен-
тров. Источники загрязнения подземных вод весьма разнообразны
(рис. 4.5).
Загрязняющие вещества могут проникать к подземным водам раз-
личными путями: при просачивании промышленных и хозяйственно-
бытовых стоков из хранилищ, прудов-накопителеи, отстойников,
по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощаю-
щие скважины, карстовые воронки и т.д.
1S6 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Рис. 4.5. Схема источников загрязнения подземных вод
(по В.А. Шемелиной, I989):
I — грунтовые воды, II — напорные пресные воды; III- напорные соленые воды.
1 — трубопроводы, 2 — хвостохранилише; 3 — дымовые и газовые
выбросы, 4— подземные захоронения промстоков, 5— шахтные
воды: 6 — терриконы; 7 — карьерные воды, 8— заправочные станции;
9 — бытовое загрязнение, 10 — водозабор, подтягивающий соленые воды;
II — объекты животноводства. 12 — внесение удобрений и пестицидов
4.3.2. Экологические последствия
загрязнения гидросферы
Загрязнение водных экосистем представляет огромную опасность
для всех живых организмов, и в частности для человека.
Пресноводные экосистемы. Установлено, что под влиянием загряз-
няющих вешеств в пресноводных экосистемах отмечается падение
их устойчивости вследствие нарушения пищевой пирамиды и ломки
сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения,
эвтрофирования и других крайне неблагоприятных процессов. Они
снижают темпы роста гидробионтов, их плодовит ость, а в ряде случаев
приводят к их гибели.
Наиболее изучен процесс атрофирования водоемов. Этот естествен-
ный процесс, характерный для всего геологического прошлого плане-
ты, обычно протекает очень медленно и постепенно, однако в послед-
ние десятилетия в связи с возросшим антропогенным воздействием
скорость его развития резко увеличилась.
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу «187
Ускоренная или так называемая антропогенная эвтрофикация свя-
зана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных
веществ: азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, мою-
щих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т.д-
В современных условиях эвтрофикация водоемов протекает в значи-
тельно меньшие по продолжительность сроки — несколько десятиле-
тий и менее.
Антропогенное эвтрофирование весьма отрицательно влияет
на пресноводные экосистемы, приводя к перестройке структуры
трофических связей гидробионтов, резкому возрастанию биомассы
фитопланктона благодаря массовому размножению синезеленых во-
дорослей, вызывающих «цветение» воды, ухудшающих ее качество
и условия жизни гидробионтов (к тому же выделяющих опасные
не только для гидробионтов, но и для человека токсины). Возрас-
тание массы фитопланктона сопровождается уменьшением разноо-
бразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда,
уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции
(Яблоков, 1983).
Процессы антропогенной эвтрофикации охватывают многие
крупные озера мира: Великие Американские озера, Балатон, Ла-
дожское, Женевское, а также водохранилища и речные экосистемы,
в первую очередь малые реки. На этих реках, кроме катастрофиче-
ски растущей биомассы синезеленых водорослей, с берегов проис-
ходит зарастание их высшей растительностью. Сами же синезеле-
ные водоросли в результате своей жизнедеятельности производят
сильнейшие токсины, представляющие опасность для гидробион-
тов и человека.
Помимо избытка биогенных веществ на пресноводные экосисте-
мы губительное воздействие оказывают и другие загрязняющие веще-
ства: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель, ртуть и др.), фенолы,
СПАВ и др.
Морские экосистемы. Скорость поступления загрязняющих ве-
ществ в Мировой океан в последнее время резко возросла. Ежегодно
в океан сбрасывается до 300 млрд м3 сточных вод, 90^ которых не про-
ходит предварительной очистки. Морские экосистемы подвергаются
все большему антропогенному воздействию посредством химических
токсикантов, которые, аккумулируясь гидробионтами по трофиче-
ской цепи, приводят к гибели консументов даже высоких порядков,
в том числе и наземных животных. Среди химических токсикантов
188 • ЧАСТЬ IL ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
наибольшую опасность для морской биоты и человека представляют
нефтяные углеводороды (особенно бенз(а)пирен), пестициды и тяже-
лые металлы.
По Ю.А. Израэлю (1985), экологические последствия загрязне-
ния морских экосистем выражаются во многих процессах и явлениях
(рис. 4.6).
До определенного предела морские экосистемы могут противо-
стоять вредным воздействиям химических токсикантов, используя
накопительную, окислительную и минерализующую функции гидро-
бионтов. Так, двустворчатые моллюски способны аккумулировать
один из самых токсичных пестицидов — ДДТ и при благоприятных
условиях выводить его из организма. (ДДТ, как известно, запрещен
в России, США и некоторых других странах, тем не менее он посту-
пает в Мировой океан в значительном количестве.) Ученые доказали
и существование в водах Мирового океана интенсивных процессов
биотрансформации опасного загрязнителя — бенз(а)пирена — бла-
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу «189
годаря наличию в открытых и полузакрытых акваториях гетеротроф-
ной микрофлоры.
В то же время в океан продолжают поступать все новые и новые
токсичные загрязняющие вещества. Все более острый характер при-
обретают проблемы эвтрофирования и микробиологического загряз-
нения прибрежных зон океана. В связи с этим важное значение имеет
определение допустимою антропогенного давления на морские эко-
системы, изучение их ассимиляционной емкости как интегральной
характеристики и способности биогеоценоза к динамическому нако-
плению и удалению загрязняющих веществ.
4.3.3. Истощение подземных и поверхностных вод
Истощение вод следует понимать как недопустимое сокращение
их запасов в пределах определенной территории (для подземных вод)
или уменьшение минимально допустимого стока (для поверхностных
вод). И то и другое приводит к неблагоприятным экологическим по-
следствиям, нарушает сложившиеся экологические связи в системе
«человек — биосфера».
Практически во всех крупных промышленных городах мира, в том
числе в Москве, Санкт-Петербурге, Киеве, Харькове, Донецке и дру-
гих городах, где подземные воды длительное время эксплуатировались
мощными водозаборами, возникли значительные депрессионные во-
ронки (понижения) с радиусами до 20 км и более. Например, усиление
водоотбора подземных вод в Москве привело к формированию огром-
ной районной депрессии с глубиной до 70—80 м, а в отдельных районах
города — до 110 м и более. Все это в конечном счете приводит к значи-
тельному истощению подземных вод
Длительная интенсификация подземных водозаборов в определен-
ных геолого-гидрогеологических условиях может вызвать медленное
оседание и деформацию земной поверхности. Последнее негативно
сказывается на состоянии экосистем, особенно прибрежных райо-
нов, где затапливаются пониженные участки и нарушается нормаль-
ное функционирование ес1ественных сообщес1в организмов и всей
среды обитания человека. Истощению подземных вод способствует
также длительный неконтролируемый самоизлив артезианских вод
из скважин.
Истощение поверхностных вод проявляется в прогрессирующем
снижении их минимально допустимого стока. На территории Рос-
сии поверхностный сток воды распределяется крайне неравномерно.
190 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Около 90*% общего годового стока с территории России выносится
в Северный Ледовитый и Тихий океаны, а на бассейны внутреннего
стока (Каспийское и Азовское моря), в районе которых проживает
свыше 65*% населения России, приходится менее 8% общего годо-
вого стока.
Именно здесь наблюдается истощение поверхностных водных
ресурсов, и дефицит пресной воды продолжает расти. Связано это
не только с неблагоприятными климатическими и гидрологическими
условиями, но и с активизацией хозяйственной деятельности челове-
ка, которая приводит ко все более возрастающему загрязнению вод,
снижению способности водоемов к самоочищению, истощению запа-
сов подземных вод, а следовательно, к снижению родникового стока,
подпитывающего водотоки и водоемы.
Серьезнейшая экологическая проблема — восстановление водно-
сти и чистоты малых рек (т.е. рек длиной не более 100 км), наиболее
уязвимого звена в речных экосистемах. Именно они оказались наи-
более восприимчивыми к антропогенному воздействию. Непродуман-
ное хозяйственное использование водных ресурсов и прилегающих
земельных угодий вызвало их истощение (а нередко и исчезновение),
обмеление и загрязнение.
В настоящее время состояние малых рек и озер, особенно в евро-
пейской части России, в результате резко возросшей антропогенной
нагрузки на них катастрофическое. Сток малых рек снизился более
чем наполовину, качество воды неудовлетворительное. Многие из них
полностью прекратили свое существование.
К очень серьезным негативным экологическим последствиям
приводит и изъятие на хозяйственные цели большого количества воды
из впадающих в водоемы рек. Так, уровень некогда многоводного
Аральского моря начиная с 1960-х гг. катастрофически понижает-
ся в связи с недопустимо высоким перезабором воды из Амударьи
и Сырдарьи. Приведенные данные свидетельствуют о нарушении за-
кона целостности биосферы (см. 2.2), когда изменение одного звена
влечет за собой сопряженное изменение всех остальных. В результате
объем Аральского моря сократился более чем наполовину, уровень
моря снизился на 13 м, а соленость воды (минерализация) увеличи-
лась в 2.5 раза.
К другим весьма значительным видам воздействия человека на ги-
дросферу, кроме истощения подземных и поверхностных вод, следует
отнести создание крупных водохранилищ, коренным образом преоб-
разующих природную среду на прилегающих территориях.
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 191
4.4. АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
НА ЛИТОСФЕРУ
Верхняя часть литосферы, которая непосредственно выступает
как минеральная основа биосферы, в настоящее время подвергается
все более возрастающему антропогенному воздействию.
Рассмотрим техногенные изменения следующих основных состав-
ляющих литосферы: 1) почв; 2) горных пород и их массивов; 3) недр.
4.4.1. Воздействия на почвы
Почва — один из важнейших компонентов окружающей среды.
Основные виды антропогенного воздействия на почвы:
1) эрозия (ветровая и водная);
2) загрязнение;
3) вторичное засоление и заболачивание;
4) опустынивание;
5) отчуждение земель для промышленного и коммунального стро-
ительства.
4. 4.1.1. Эрозия почв (земель)
Эрозия почв (лат. erosio — «разъедание») — разрушение и снос верх-
них наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром
(ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия). Земли, под-
вергшиеся разрушению в процессе эрозии, называют эродированными
К эрозионным процессам относят также промышленную эрозию
(разрушение сельскохозяйственных земель при строительстве и раз-
работке карьеров), военную эрозию (воронки, траншеи), пастбищную
эрозию (при интенсивной пастьбе скота), ирригационную (разруше-
ние почв при прокладке каналов и нарушении норм поливов) и др.
Однако настоящим бичом земледелия в России и в мире в целом
остаются ветровая эрозия (дефляция), активно действующая на 34*£
поверхности суши, и водная эрозия (ей подвержен 31*й суши).
Эрозия оказывает существенное негативное влияние на состояние
почвенного покрова и во многих случаях разрушает его полностью.
Падает биологическая продуктивность растений, снижаются урожаи
и качество зерновых культур, хлопка, чая и др.
Ветровая эрозия (дефляция) почв. Под ветровой эрозией понима-
ют выдувание, перенос и отложение мельчайших почвенных частиц
ветром.
192 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Интенсивность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, устой-
чивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей релье-
фа и других факторов. Огромное влияние на ее развитие оказывают
антропогенные факторы. Например, уничтожение растительности,
нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехниче-
ских мер резко активизируют эрозионные процессы.
Различают местную (повседневную) ветровую эрозию и пыльные
бури. Первая проявляется в виде поземок и столбов пыли при не-
больших скоростях ветра. Пыльные бури возникаю! при очень сильных
и продолжительных ветрах. Скорость ветра достигает 20—30 м/с и бо-
лее. Наиболее часто пыльные бури наблюдаются в засушливых райо-
нах (сухиестепи, полупустыни, пустыни). Пыльные бури безвозвратно
уносят самый плодородный верхний слой почв; они способны разве-
ять за несколько часов до 500 т почвы с I г пашни, негативно влияют
на все компоненты окружающей среды, загрязняют атмосферный воз-
дух, водоемы, отрицательно влияют на здоровье человека.
В нашей стране пыльные бури неоднократно возникали в Нижнем
Поволжье, на Северном Кавказе, в Башкирии и других районах.
Крупнейшим источником пыли является Арал. На космических
снимках видны шлейфы пыли, которые тянутся в стороны от Ара-
ла на многие сотни километров. Общая масса переносимой ветром
пыли в районе Арала достигает 90 млн т/год. Другой крупный пылевой
очаг — Черные земли Калмыкии.
Водная эрозия почв (земель). Под волной эрозией понимают разру-
шение почв под действием временных водных потоков. Различают сле-
дующие формы водной эрозии: плоскостную, струйчатую, овражную,
береговую. Как и в случае ветровой эрозии, условия для проявления
водной эрозии создают природные факторы, а основной причиной ее
развития является производственная и иная деятельность человека.
В частности, появление новой тяжелой почвообрабатывающей тех-
ники, разрушающей структуру почвы, — одна из причин активизации
водной эрозии в последние десятилетия. Другие негативные антропо-
генные факторы- уничтожение растительности и лесов, чрезмерный
выпас скота, отвальная обработка почв и др.
Среди различных форм проявления водной эрозии значитель-
ный вред окружающей среде, и в первую очередь почвам, приносит
овражная эрозия. Экологический ущерб от оврагов огромен. Овраги
уничтожают ценные сельскохозяйственные земли, способствуют ин-
тенсивному смыву почвенного покрова, заиливают малые реки и во-
дохранилища, создают густорасчлененный рельеф. Площадь оврагов
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу «193
только на территории Русской равнины составляет 5 млн га и про-
должает увеличиваться. Подсчитано, что ежедневные потери почв из-
за развития оврагов достигают 100—200 га.
4. 4.1.2. Загрязнение почв
Основные загрязнители почвы: I) пестициды (ядохимикаты);
2) минеральные удобрения; 3) отходы и отбросы производства; 4) газо-
дымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу; 5) нефть и не-
фтепродукты.
В мире ежегодно производится более 1 млн т пестицидов. Только
в России используется более 100 индивидуальных пестицидов при об-
щем годовом объеме их производства 100 тыс. т. Наиболее загрязнен-
ными пестицидами районами остаются Северный Кавказ, Примор-
ский край и Центрально-Черноземные области (в среднем около 20 кг
на 1 га). В России на одного жителя в год приходится около 1 кг пести-
цидов, во многих других развитых промышленных странах мира эта
величина существенно выше (Лосев и др., 1993). Мировое производ-
ство пестицидов посюянно растет. Увеличивается и число их типов.
Например, в США их количество достигло 900.
В настоящее время влияние пестицидов на здоровье населения мно-
гие ученые приравнивают к воздействию на человека радиоактивных
веществ. Достоверно установлено, что при применении пестицидов
наряду с некоторым увеличением урожайности отмечается рост видо-
вого состава вредителей, ухудшаются пищевые качества и сохранность
продукции, утрачиваегся естественное плодородие и т.д.
Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие
хлорорганические соединения (ДДТ, ГХБ, ГХЦГ), которые могут со-
храняться в почвах в течение многих лет, и даже малые их концентра-
ции в результате биологического накопления могут стать опасными
для жизни организмов. Но и в ничтожных концентрациях пестициды
подавляют иммунную систему организма, а в более высоких концен-
трациях обладают выраженными мутагенными и канцерогенными
свойствами. Попадая в организм человека, пестициды могут не только
вызвать быстрый рост злокачественных новообразований, но и пора-
жать организм генетически, что может представлять серьезную опас-
ность для здоровья будущих поколений. Вот почему применение наи-
более опасного из них — ДДТ — в нашей стране и в ряде других стран
запрещено.
Таким образом, можно с уверенностью констатировать, что общий
экологический вред от использования загрязняющих почву пестици-
194 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
дов многократно превышает пользу от их применения. Пестициды
весьма негативно воздействуют не только на человека, но и на всю
фауну и флору. Растительный покров оказался очень чувствительным
к действию пестицидов, причем не только в зонах его применения,
но и в местах, достаточно удаленных от них, из-за переноса загрязняю-
щих веществ ветром или поверхностным стоком воды (рис. 47).
Испарени.
Испарение или сублимация
Почвы загрязняются и минеральными удобрениями, если их исполь-
зуют в неумеренных количествах, если есть потери при производстве,
транспортировке и хранении. Из азотных, суперфосфатных и других
типов удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты,
сульфаты, хлориды и другие соединения.
К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы
проитодства. В нашей стране ежегодно образуется свыше 1 млрд т
промышленных отходов, из них более 50 млн т особо токсичных.
Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвосто-
хранилишами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, а их спо-
собность к самоочищению, как известно, ограничена.
Огромный вред для нормального функционирования почв пред-
ставляют гаюдымовые выбросы промышленных предприятий. По-
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу «195
чва обладает способностью накапливать весьма опасные для здоро-
вья человека загрязняющие вещества, например тяжелые металлы
(табл. 4.4).
Таблица 4.4
Последствия воздействия некоторых тяжелых металлов на здоровье человека
Элементы | Последствия воздействия элементов | Источники
Повышение концентрации
Ртуть (Hg) Нервно-паралитические расстрой- ства (болезнь Минамата), нарушение функций желудочно-кишечного трак- та, почек, изменение в хромосомах Загрязненные по- чвы, поверхностные и подземные воды
Мышьяк (As) Раковые заболевания кожи, интокси- кация, периферические невриты Загрязненные почвы, протравленное зерно
Свинец(РЬ) Разрушение костных тканей, задерж- ка синтеза протеина в крови, наруше- ние нервной системы и почек Загрязненные по- чвы, поверхностные и подземные воды
Медь (Св) Органические изменения в тканях, распад костной ткани, гепатит Загрязненные по- чвы, поверхностные и подземные воды
Кадмий (Cd) Цирроз печени, нарушение функций почек, протеинурия Загрязненные почвы
Одной из серьезных экологических проблем России становится
загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами в таких нефтедобы-
вающих районах, как Западная Сибирь, Поволжье и др. Причины
загрязнения — аварии на магистральных и внутрипромысловых не-
фтепроводах, несовершенство технологии нефтедобычи, аварийные
и технологические выбросы и тл. В результате, например, в отдель-
ных районах Тюменской и Томской областей концентрации нефтяных
углеводородов в почвах превышают фоновые значения в десятки раз.
4. 4.1.3. Вторичное засоление и заболачивание почв
В процессе хозяйственной деятельности человек может усиливать
природное засоление почв. Такое явление носит название вторичного
засоления и развивается при неумеренном поливе орошаемых земель
в засушливых районах.
Во всем мире процессам вторичного засоления и осолонцевания
подверженно около 30% орошаемых земель. Площадь засоленных
почв в России составляет 36 млн га (18% общей площади орошаемых
земель). Засоление почв ослабляет их вклад в поддержание биологиче-
196 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
ского круговорота веществ. Исчезают многие вады растительных орга-
низмов, появляются новые растения галофиты (солянка и др.). Умень-
шается генофонд наземных популяций в связи с ухудшением условий
жизни организмов, усиливаются миграционные процессы.
Заболачивание почв наблюдается в сильно переувлажненных райо-
нах, например в Нечерноземной зоне России, Западно-Сибирской
низменности, зонах вечной мерзлоты. Заболачивание почв сопро-
вождается деградационными процессами в биоценозах, появлением
признаков оглеения и накоплением на поверхности неразложивших-
ся остатков. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв
и снижает производительность лесов.
4. 4.1.4. Опустынивание
Одним из глобальных проявлений деградации почв, да и всей окру-
жающей среды в целом, является опустынивание. По Б.Г. Розанову
(1984), опустынивание — процесс необратимого изменения почвы
и растительности и снижения биологической продуктивности, кото-
рый в экстремальных случаях может привести к полному разрушению
биосферного потенциала и превращению территории в пустыню.
Всего в мире подвержено опустыниванию более 1 млрд га земель
практически на всех континентах (рис. 4.8). Причины и основные
факторы опустынивания различны. Как правило, к опустыниванию
приводит сочетание нескольких факторов, совместное действие кото-
рых резко ухудшает экологическую ситуацию.
(Конференция ООН по опустыниванию, 1977).
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу «197
На территории, подверженной опустыниванию, ухудшаются физи-
ческие свойства почв, гибнет растительность, засоляются грунтовые
воды, резко падает биологическая продуктивность, а следовательно,
подрывается и способность экосистем восстанавливаться. «И если
эрозию можно назвать недугом ландшафта, то опустынивание — это
его смерть» (доклад ФАО ООН). Процесс этот получил столь широкое
распространение, что явился предметом международной программы
«Опустынивание» В докладе ЮНЕП (организация ООН по окружаю-
щей среде) подчеркивается, что опустынивание — результат длитель-
ного исторического процесса, в ходе которого неблагоприятные явле-
ния природы и деятельность человека, усиливая друг друга, приводят
к изменению характеристик природной среды.
Многие экологи считают, что в списке преступлений против окру-
жающей среды на второе место после гибели лесов можно поставить
опустынивание. На территории СНГ опустыниванию подвержены
Приаралье, Прибалхашье, Черные Земли в Калмыкии и Астраханской
области, Дагестан и некоторые другие районы. Опустыниванием в той
или иной мере охвачены 27 субъектов Российской Федерации на пло-
щади более 100 млн га. Все они относятся к зонам экологического бед-
ствия, и их состояние продолжает ухудшаться.
4.4 .1.5. Отчуждение земель
Почвенный покров агроэкосистем необратимо нарушается при от-
чуждении гемель для нужд несельскохозяйственного пользования:
строительства промышленных объектов, городов, поселков, проклад-
ки линейно-протяженных систем (дорог, трубопроводов, линий свя-
зи), при открытой разработке месторождений полезных ископаемых
и тщ. По данным ООН, в мире только при строительстве городов и до-
рог ежегодно безвозвратно теряется более 300 тыс. га пахотных земель.
Конечно, эги потери в связи с развитием цивилизации неизбежны, од-
нако они должны быть сокращены до минимума.
4.4.2. Воздействия нв горные породы и их массивы
4.4.2.1. Горные породы
К числу основных антропогенных воздействии на горные породы
относятся: статические и динамические нагрузки, тепловое воздей-
ствие, электрические воздействия.
Статические нагрузки. Это наиболее распространенный вид антро-
погенного воздействия на горные породы. Под действием статических
198 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
нагрузок от зданий и сооружений, достигающих 2 МПа и более, обра-
зуется зона активного изменения горных пород, достигающая глубин
70—100 м. При этом наибольшие изменения наблюдаются: 1) в вечно-
мерзлых льдистых породах, на участках залегания которых часто на-
блюдаются оттаивание, пучение и другие процессы; 2) в сильносжи-
маемых породах, например заторфованных, илистых.
Динамические нагрузки. Вибрации, удары, толчки и другие динами-
ческие нагрузки типичны при работе транспорта, ударных и вибраци-
онных строительных машин, заводских механизмов и т.д. Наиболее
чувствительны к сотрясению рыхлые недоуплотненные породы (пе-
ски, водонасыщенные лессы, торф и др.).
Другим видом динамических нагрузок являются взрывы, действие
которых сходно с сейсмическими воздействиями. Горные породы раз-
рушают взрывным способом при строительстве автомобильных и же-
лезных дорог, гидротехнических плотин, добыче полезных ископаемых
и т.д. Очень часто взрывы сопровождаются нарушением природного
равновесия — возникают оползни, обвалы, особы и т.п.
Тепловое воздействие. Повышение температуры горных пород на-
блюдается при подземной газификации углей, в основании доменных
и мартеновских печей и др. В ряде случаев температура пород повы-
шается до 40—50 ’С, а иногда и до 100 ”С и более (в основании до-
менных печей). В зоне подземной газификации углей при температуре
1000—1600 ”С породы спекаются, «каменеют», теряют свои первона-
чальные свойства.
Как и другие виды воздействия, тепловой антропогенный поток
влияет не только на состояние горных пород, но и на другие компо-
ненты окружающей среды. Изменяются почвы, подземные воды, рас-
тительность.
Электрическое воздействие. Создаваемое в горных породах искус-
ственное электрическое поле (электрифицированный транспорт, ЛЭП
и др.) порождает блуждающие токи и поля. Наиболее заметно они про-
являются на городских территориях, где имеется наибольшая плот-
ность источников электроэнергии.
Динамическое, тепловое и электрическое воздействия на горные
породы создает физическое загрязнение окружающей среды.
4.4.2.2. Массивы горных пород
Массивы горных пород, и в первую очередь их поверхностные
тол ши, в ходе инженерно-хозяйстве иного освоения подвергаются
мощному антропогенному воздействию. При этом развиваются та-
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу «199
кие опасные ущербообразующие процессы, как оползни, карст, под-
топление.
Оползни представляют собой скольжение горных пород вниз
по склону под действием собственного веса грунта и нагрузки — филь-
трационной, сейсмической или вибрационной. Для оползней харак-
терно отсутствие вращения и опрокидывания смещающихся масс.
Оползни — частое явление на склонах долин рек. оврагов, берегов мо-
рей, искусственных выемок. Большой ущерб природной среде ежегод-
но нанося! оползневые процессы на берегах Черноморского побере-
жья Кавказа. Крыма, в долинах Волги, Днепра, Дона и многих других
рек и горных районов.
Оползни нарушают устойчивость массивов горных пород, не-
гативно влияют на многие другие компоненты окружающей среды
(нарушение поверхностного стока, истощение ресурсов подземных
вод при их вскрытии, образование заболоченностей, нарушение по-
чвенного покрова, гибель деревьев ит.д.). Известно немало примеров
оползневых явлений катастрофического характера, приводящих к зна-
чительным человеческим жертвам.
Карст — геологическое явление, связанное с растворением водой
горных пород (известняков, доломита, гипса, каменной соли), обра-
зованием при этом подземных пустот (пещер, каверн и др.) и сопрово-
ждаемое провалом земной поверхности. Массивы горных пород, в ко-
торых развивается карст, называются закарстованными. Карст широко
распространен в мире, в том числе и в России, в частности в Башки-
рии, центральной части Русской равнины, Приангарье, на Северном
Кавказе и во многих других местах, где имеются растворимые горные
породы.
Хозяйственное освоение закарстованных массивов горных по-
род ведет к существенному изменению природной среды. Карстовые
процессы заметно оживляются: образуются новые провалы, воронки,
колодцы и др. Образование провалов и воронок связывают с интен-
сификацией отбора подземных вод. Активизация карста отмечается
во многих районах России, в том числе и на территории Москвы и Мо-
сковской области.
Одним из важных направлений в сохранении окружающей приро-
ды является охрана карстовых пещер — уникальных памятников при-
роды.
Подтопление. В настоящее время под подтоплением понимают лю-
бое повышение уровня грунтовых вод до критических величин (менее
1—2 м от поверхности земли).
200 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Подтопление территорий весьма негативно влияет на природную
среду. Массивы горных пород переувлажняются и заболачиваются.
Активизируются оползни, карст и другие неблагоприятные процессы.
В лессовых глинистых грунтах возникают просадки, в глинах — набу-
хание.
На подтопленной территории возрастает сейсмическая балльность.
Кроме того, в результате вторичного засоления почв угнетается расти-
тельность, возможно химическое и бактериальное загрязнение грун-
товых вод, ухудшается санитарно-эпидемиологическая обстановка.
Причины подтопления разнообразны, но практически всегда свя-
заны с деятельностью человека. Это утечки воды из подземных водо-
несуших коммуникаций, засыпка естественных дрен — оврагов, ас-
фальтирование и застройка территории, нерациональный полив улиц,
садов, скверов, барраж подземных вод, т.е. задержка их движения
глубокими фундаментами, фильтрация из водохранилищ, прудов-
охладителей АЭС.
Сейчас в нашей стране подтопление территорий, особенно го-
родских, приняло массовый характер. В России подтоплено свыше
900 городов и поселков городского типа, в том числе такие города,
как Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону,
Волгоград. Новосибирск, Саратов и многие другие.
Многолетняя мерзлота. В ряде районов земного шара (например, се-
вер Европы и Америки) толши верхней части земной коры постоянно
находятся в мерзлом состоянии. Их температура всегда ниже 0 °C. Та-
кие породы называют многолетнемерзлыми, а территорию — областью
многолетней мерзлоты. На территории нашей страны многолетнемерз-
лые породы занимают около 64% всей площади. Происхождение мно-
голетней мерзлоты связывают с оледенением четвертичного периода.
В последние десятилетия в сферу строительного освоения в райо-
нах многолетней мерзлоты вовлекаются все новые и новые террито-
рии: север Западной Сибири, шельф арктических морей.
Вторжение человека не проходит бесследно для хрупких природ-
ных экосистем Севера: разрушается почвенно-растительный слой, из-
меняется рельеф, режим снегового покрова, возникают болота, нару-
шаются взаимосвязи и взаимодействия экосистем.
Проведенные исследования позволили выделить ряд основных
особенностей, обусловливающих хрупкость экосистем в области мно-
голетней мерзлоты. В первую очередь это очень небольшое видовое
разнообразие организмов, поскольку лишь немногочисленная группа
отдельных видов способна приспособиться к существованию вуслови-
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 201
ях вечного холода. Движение машин, тракторов и другого вида транс-
порта, особенно гусеничного, разрушает покров из мха. лишайников
и др., что также приводит к резкому снижению устойчивости экоси-
стем и их угнетению. Массовую гибель лишайников вызывает и ма-
лейшее загрязнение воздуха диоксидом серы.
Эндогенные геодинамические процессы — землетрясения и вулка-
низм — вызывают весьма значительные смешения в массивах горных
пород в земной коре, уничтожают животный и растительный мир,
приводят к многочисленным, а нередко к катастрофическим челове-
ческим жертвам и другим тяжелым экологическим последствиям (под-
робнее об этих процессах см. в 5.1).
4.4.3. Воздействия на недра
Недрами называют верхнюю часть земной коры, в пределах которой
возможна добыча полезных ископаемых Экологические и некоторые
другие функции недр как природного объекта достаточно многообраз-
ны. Являясь естественным фундаментом земной поверхности, недра
активно влияют на окружающую природную среду. В этом заключает-
ся их главная экологическая функция.
Основное природное богатство недр — минерально-сырьевые ресур-
сы, т.е. совокупное 1Ь полезных ископаемых, заключенных в них. До-
быча (извлечение) полезных ископаемых с целью их переработки —
главная цель пользования недрами.
Недра — источник не только минеральных ресурсов, но и огром-
ных энергетических запасов. По подсчетам ученых, в среднем из недр
к поверхности поступает 32,3 - 1012 Вт геотермальной энергии. В на-
шей стране сосредоточены огромные запасы полезных ископаемых,
в том числе и геотермального тепла.
Тем не менее непрерывный рост потребления минерального сырья
повышает значение научно обоснованного, эффективного использо-
вания полезных ископаемых, требует от всех организаций и граждан
бережного отношения к богатству недр. Иначе говоря, необходимы
рациональное использование недр и их охрана.
С одной стороны, недра нуждаются в постоянной экологической
защите, в первую очередь от истощения запасов полезных ископаемых,
а также загрязнения их вредными отходами, неочищенными сточны-
ми водами и тд. С другой стороны, разработка недр оказывает вредное
воздействие практически на все компоненты окружающей среды и ее
качество в целом. Нет в мире другой отрасли хозяйства, которую мож-
202 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
но было бы сравнить с горнодобывающей промышленностью по силе
негативного воздействия на природные экосистемы, исключая разве
что природные и техногенные катастрофы, подобные аварии на Чер-
нобыльской АЭС.
4.5. АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
НА БИОТИЧЕСКИЕ СООБЩЕСТВА
Нормальное состояние и функционирование биосферы, а следо-
вательно, и стабильность окружающей среды невозможны без обе-
спечения благоприятной среды обитания для всех биотических
сообщес1в во всем их многообразии. Утрата же биоразнообразия
ставит под угрозу не только благополучие человека, но и само его
существование.
Скорость уменьшения биоразнообразия как у нас в стране, так
и во всем мире за последние 30—40 лет резко увеличилась. Снижение
биоразнообразия отмечается на всех уровнях — генетическом, видовом
и экосистемном, что уже приводит к необратимым изменениям при-
родной среды. Происходит самое значительное за последние 65 млн
лет исчезновение видов растений и животных со скоростью, в 5000 раз
превышающей естественный ход эволюции на Земле.
Рассмотрим антропогенные воздействия на главнейшие компонен-
ты биотических сообществ — растительный (леса и другие сообщества)
и животный мир.
4.5.1. Значение леса в природе и жизни человека
Главенствующее значение в природе и жизни человека имеют леса.
Россия богата лесами. Более 1,2 млрд га, или 75% от площади земель-
ных угодий, занимают леса. Ни одна страна в мире не имеет больших
запасов древесины. Общая площадь лесов России составляет сегодня
значительную часть всех лесов Земли.
Леса в нашей стране расположены неравномерно, наибольшая
часть лесного массива находится в Западной и Восточной Сибири
и на Дальнем Востоке. Здесь произрастают сосна обыкновенная, ель,
лиственница, пихта, кедр сибирский, осина. Основные лесные бо-
гатства сосредоточены в Восточной Сибири (45% лесов всей страны)
и простираются от Енисея почти до Охотского моря. Этот богатейший
лесной край представлен такими ценными древесными породами.
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 203
как лиственница сибирская и даурская, сосна обыкновенная, кедр си-
бирский и др.
Леса — важная составная часть окружающей среды. Как экологиче-
ская система лес выполняет различные функции и одновременно явля-
ется незаменимым природным ресурсом. Многочисленные исследова-
ния как у нас в стране, так и за рубежом подтвердили исключительное
значение лесов в сохранении экологического равновесия в природной
среде. По мнению специалистов, значение средозашитной функции
леса, т.е. сохранность генофонда флоры и фауны, на порядок выше его
экономического значения как источника сырья и продуктов.
Влияние лесов на окружающую среду исключительно многообраз-
но. Оно проявляется, в частности, в том, что леса являются основным
поставщиком кислорода на планете; защищают почвы от водной и ве-
тровой эрозии, селей, оползней, разрушения берегов и других неблаго-
приятных геологических процессов; создают нормальные санитарно-
гигиенические условия; имеют огромное рекреационное значение.
Вместе с тем леса являются источником получения древесины
и многих других видов ценного сырья.
Подчеркнем еще раз, что значение леса беспредельно. Известный
русский писатель Л.М. Леонов назвал его Другом с большой буквы.
Леса — важное и наиболее эффективное средство поддержания есте-
ственного состояния биосферы и незаменимый фактор культурного
и социального значения.
По своему значению, местоположению и выполняемым функциям
все леса подразделяю) на гри группы.
1) леса, выполняющие защитные экологические функции (водоо-
хранные, полезащитные, санитарно-гигиенические, рекреационные).
Эти леса строго охраняются, особенно лесопарки, городские леса, осо-
бо ценные лесные массивы, национальные природные парки. В лесах
этой группы допускаются только рубки ухода за лесом и санитарные
рубки деревьев;
2) леса, имеющие защитное и ограниченное эксплуатационное зна-
чение. Распространены они в районах с высокой плотностью населения
и развитой сетью транспортных путей. Сырьевые ресурсы лесов этой
группы недостаточны, поэтому, чтобы сохранить их защитные и экс-
плуатационные функции, требуется строгий режим лесопользования;
3) эксплуатационные леса. Распространены они в многолесных
районах и являются основным поставщиком древесины. Заготовка
древесины должна осуществляться без изменения естественных био-
топов и нарушения естественного экологического равновесия.
204 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Принадлежность леса к той или иной группе определяет режим
лесопользования, который должен вестись с соблюдением основных
принципов максимального сбережения природных экосистем и ра-
ционального использования лесных ресурсов.
4.5.2. Антропогенные воздействия на леса
и другие растительные сообщества
Воздействие человека на леса и растительный мир в целом мо-
жет быть прямым и косвенным. К прямому воздействию относятся:
1) сплошная вырубка лесов; 2) лесные пожары и выжигание раститель-
ности; 3) уничтожение лесов и растительности при создании хозяй-
ственной инфраструктуры (затопление при создании водохранилищ,
уничтожение вблизи карьеров, промышленных комплексов); 4) уси-
ливающийся пресс туризма.
Косвенное воздействие — это изменение условий обитания в резуль-
тате антропогенного загрязнения воздуха, воды, применения пестици-
дов и минеральных удобрений. Определенное значение имеет также
проникновение в растительные сообщества чуждых видов растений
(и нтродуцентов).
Сведение (гибель) лесов в списке преступлений человека против
окружающей среды, по А. Гору (1993), стоит на первом месте. За не-
сколько столетий была уничтожена значительная часть всех лесных
массивов на планете. На современном этапе развития производитель-
ных сил лесные экосистемы становятся еще более уязвимыми, утра-
чивают свои защитные функции, их потенциальные средоустойчивые
возможности значительно ослабевают.
В XVII веке на Русской равнине площадь лесов достигала 5 млн км2,
к 2000 г. их оставалось не более 1,2 млн км2. В наши дни лес в России
вырубают примерно на 2 млн га ежегодно. В то же время масштабы
лесовосстановления с помощью посадок и посевов леса постоянно со-
кращаются. Для естественного восстановления после сплошной рубки
требуются многие десятки лет, а для достижения климаксной фазы, т.е.
высокой степени замыкания круговорота биогенов, и того больше —
первые сотни лет (Данилов-Данильян и др., 1994).
Аналогичное состояние, связанное с вырубкой леса, наблюдается
и в других странах мира.
В особо опасном положении находятся вечнозеленые влажные (до-
ждевые) тропические леса — древние климаксные экосистемы. Это
бесценное хранилище генетического многообразия исчезает с лица
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 205
Земли примерно со скоростью 17 млн га/год. Их выжигают ради рас-
чистки земли под пастбища, интенсивно вырубают как источник дре-
весного топлива, выкорчевывают при неправильных методах ведения
системы земледелия, затапливают при строительстве гидроэлектро-
станций и тл.
Пагубное влияние на лесные экосистемы оказывают лесные пожа-
ры. Возникают они в подавляющем большинстве случаев по вине лю-
дей как следствие неосторожного обращения с огнем. В зонах тропиче-
ских лесов пожары образуются в резулыа1е сознательного выжигания
лесных массивов под пастбища и для других сельскохозяйственных
целей. Сознательно выжигали леса и в ходе военных действий, напри-
мер во время войны во Вьетнаме, Лаосе, Кампучии (1961 — 1975).
Ранее в России лесные пожары возникали в каждый засушли-
вый год. Огромные массивы леса (около 15 млн га) горели, напри-
мер, в Восточной Сибири в 1915 г. В дальнейшем в связи с развитием
новых технических средств тушения пожаров и совершенствовани-
ем методов их обнаружения площади лесных пожаров сократились.
Однако и сегодня лесные пожары представляют серьезную угрозу
для лесного фонда не только России, но и всех стран мира. Подан-
ным Н.Ф. Реймерса (1990), крупнейшие лесные пожары в последние
годы зарегистрированы в 1972 г. (европейская часть России), в 1979
и 1987 гг. (Восточная Сибирь). Значительные лесные пожары наблю-
дались в 1990-х гг. в Якутии и Магаданской области, в центральной
и северо-западной частях Европейской России. В 2000—2011 годах
зарегистрировано более сотни тысяч пожаров, охвативших несколь-
ко миллионов гектаров лесной площади. Сгорело и повреждено леса
на корню более 300 млн м3. Наиболее сильные пожары имели место
в Республике Саха (Якутия), Хабаровском крае. Московской, Иркут-
ской, Читинской, Амурской и других областях.
Ранее (см. 4.2) уже рассматривалось весьма негативное влияние
атмосферных загрязнений, и в первую очередь диоксида серы, на со-
стояние лесных экосистем. В последние годы значительным фактором
деградации лесов становится радиоактивное загрязнение По подсче-
там ученых, общая площадь лесов, пораженных в результате аварии
на Чернобыльской АЭС, в зоне влияния ядерных испытаний на Се-
мипалатинском полигоне и в ряде других районов, составила более
3,5 млн га.
Возросшее негативное воздействие человеческой деятельности
проявляется в отношении остального растительного ценоза (сосуди-
стые растения, грибы, водоросли, лишайники, мохообразные и др.).
206 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
4.5.3. Экологические последствия воздействия
человека на растительный мир
Потребительское, а нередко и хищническое отношение человека
к растительным сообществам проявилось еще на начальном этапе раз-
вития земледелия и скотоводства. В дальнейшем, особенно с началом
бурного развития экономики, такой подход не только не был отвер-
гнут, но, по-видимому, еще больше закрепился в сознании людей.
Конечно, как справедливо отмечал В.Д. Бондаренко (1985), нельзя
видеть в сокращении лесов в историческом прошлом только негатив-
ный фактор, не учитывая объективный характер и необходимость это-
го процесса. Замена лесных площадей на пашни и луга в определенной
степени решала продовольственную проблему, а древесный уголь был
крайне необходим в начальный период развития металлургии. Суть
проблемы, однако, заключается в том, что во многих странах леса уни-
чтожались настолько быстро, что лесопосадки не успевали за темпами
вырубки деревьев.
Масштабное антропогенное воздействие на биотические сообще-
ства приводит к тяжелым экологическим последствиям как на эко-
системно-биосферном, так и на популяционно-видовом уровне.
На обезлесенных территориях возникают глубокие овраги, разру-
шительные оползни и сели, уничтожаеюя фотосинтезирующая фи-
томасса. выполняющая важные экологические функции, ухудшается
газовый состав атмосферы, меняется гидрологический режим водных
объектов, исчезают многие растительные и животные виды и т.д.
Еще одно негативное экологическое последствие сведения лесов —
изменение альбедо' земной поверхности. В настоящее время с помощью
космических снимков обнаружено крупномасштабное изменение аль-
бедо (так же, как и теплового баланса) всей поверхности Земли. Уче-
ные полагают, что это вызвано прежде всего уничтожением лесной
растительности и развитием антропогенного опустынивания на зна-
чительной части нашей планеты.
Огромный вред состоянию естественных лесных экосистем нано-
сят уже упомянутые лесные пожары, надолго, если не навсегда, замед-
ляя процесс восстановления леса на сгоревших площадях.
Кроме описанных выше прямых воздействий человека на биотиче-
ские сообщества важное значение имеют и косвенные, например за-
грязнение их промышленными выбросами.
1 Альбедо (лат. albedo — «белизна») — величина, характеризующая способность поверх-
ности отражать падающие на нее лучи
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 207
Различные токсиканты, и в первую очередь диоксид серы, окси-
ды азота и углерода, озон, тяжелые металлы, весьма негативно влияют
на хвойные и широколиственные деревья, а также кустарники, поле-
вые культуры и травы, мхи и лишайники, фруктовые и овощные куль-
туры, цветы.
Крайне отрицательно на жизнедеятельности растений сказываются
автомобильные выхлопные газы, содержащие 60% всех вредных вешеств
в городском воздухе, и среди них такие токсичные, как оксиды углеро-
да, альдегиды, неразложившиеся углеводороды топлива, соединения
свинца. Например, под их воздействием у дуба, липы, вяза сокраща-
ется продолжительность жизни, уменьшается размер хлоропластов,
число и размер листьев, размер и плотность устьиц, общее содержание
хлорофилла становится меньше в 1,5—2 раза (Яблоков, Остроумов,
1985).
На популяционно-видовом уровне негативное воздействие чело-
века на биотические сообщества проявляется в утрате биологического
разнообразия, сокращении численности и исчезновении отдельных
видов.
В результате разрушения естественных природных сообществ уже
перестали существовать некоторые растения. В недалеком будущем
множество видов растений, число которых сегодня катастрофически
уменьшается, также окажутся под угрозой. В общей сложности во всем
мире нуждаются в охране 25—30 тыс. видов растений, или 10% миро-
вой флоры. Доля вымерших видов растений во всех странах состав-
ляет более 0,5% общею числа видов флоры мира, а в таких регионах,
как Гавайские острова, более 11% (Малышев, 1981).
В настоящее время в России более 1000 видов растении находят-
ся на грани исчезновения и нуждаются в срочной охране. Из фло-
ры России навсегда исчезли незабудочник Чекановского, волчея-
годник баксанский, строгановия стрелолистная и многие другие
виды растений.
Сокращение числа видов сосудистых растений, а в ряде случаев
и их исчезновение ведут к изменению видового состава экосистем,
разрыву эволюционно сложившихся пищевых сетей и дестабилизации
экологической системы, что проявляется в ее разрушении и обедне-
нии. Напомним, что сокращение площадей, покрытых зеленой рас-
тительностью, или ее разреживание крайне нежелательны по двум
причинам: во-первых, нарушается глобальный круговорот углерода
в биосфере и. во-вторых, снижается интенсивность поглощения сол-
нечной энергии биосферой в процессе фотосинтеза.
208 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
4.5.4. Значение животного мира в биосфере
Животным мир — совокупность всех видов и особей диких живот-
ных (млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, земноводных, рыб,
а также насекомых, моллюсков и других беспозвоночных), населяю-
щих определенную территорию или среду и находящихся в состоянии
естественной свободы.
Согласно Федеральному закону от 24 апреля 1995 г. № 52-ФЗ «О жи-
вотном мире» (далее — Закон о животном мире), основные понятия,
связанные с охраной и использованием животного мира, формулиру-
ются следующим образом:
— объект животного мира — организмы животного происхождения
или их популяция;
— биологическое разнообразие животного мира — разнообразие
объектов животного мира в рамках одного вида, между видами
и в экосистемах,
— устойчивое состояние животного мира — существование объектов
животного мира в течение неопределенно длительного времени;
— устойчивое использование объектов животного мира — исполь-
зование объекюв животного мира, ко трое не приводит в долго-
срочной перс пективе к истощен ию биологического разнообразия
животного мира и при котором сохраняется способность живот-
ного мира к воспроизводству и устойчивому существованию.
Животный мир является неотъемлемым элементом окружающей
среды и биологического разнообразия Земли, возобновляющимся
природным ресурсом, важным регулирующим и стабилизирующим
компонентом биосферы.
Главнейшая экологическая функция животных — участие в биоти-
ческом круговороте веществ и энергии. Устойчивость экосистемы обе-
спечивается в первую очередь животными как наиболее мобильным
элементом.
4.5.5. Воздействие человека на животных
и причины их вымирания
Несмотря на огромную ценность животного мира, человек, овла-
дев огнем и оружием, еще в ранние периоды своей истории начал ис-
треблять животных (так называемый плейстоценовый перепромысел),
а сейчас, вооружившись современной техникой, развил стремительное
наступление на всю естественную биоту. Конечно, на Земле и в дале-
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 209
ком прошлом, в любые другие времена по самым разным причинам
происходила постоянная смена ее обитателей. Однако сейчас темпы
исчезновения видов резко возросли, и в эту орбиту вовлекаются все
новые и новые виды, которые до этого были вполне жизнеспособны.
Известные российские ученые-экологи А. В. Яблоков и С.А. Остроу-
мов подчеркивают, что в последнее столетие темпы испонтанного воз-
никновения видов в десятки (если не в сотни) раз ниже, чем темпы
их вымирания. Мы являемся свидетелями упрощения как отдельных
экосистем, гак и биосферы в целом.
Главные причины утраты биологического разнообразия, сокраще-
ния численности и вымирания животных следующие:
— нарушение среды обитания;
— добывание, промысел в запрещенных зонах;
— интродукция (акклиматизация) чуждых видов;
— прямое уничтожение с целью зашиты продукции;
— случайное (непреднамеренное) уничтожение;
— загрязнение среды.
Нарушение среды обитания вследствие вырубки лесов, распашки
степей и залежных земель, осушения болот, зарегулирования стока,
создания водохранилиш и других антропогенных воздействий ко-
ренным образом меняет условия размножения диких животных, пути
их миграции, что весьма негативно отражается на их численности
и выживании.
Например, прокладка газопровода в районе г. Норильска без учета
миграции оленей в тундре привела к тому, что животные стали сби-
ваться перед трубой в огромные стада, и ничто не могло их заставить
свернуть с векового пути. В результате погибли многие тысячи живот-
ных (1етов и др., 1986).
Под чрезмерным добыванием имеется в виду как прямое преследо-
вание и нарушение структуры популяции (охота), так и любое другое
изъятие животных и растений из природной среды для различных це-
лей (пищевых, хозяйственных, медицинских и др.).
В России отмечается снижение численности ряда охотничьих ви-
дов животных, что связано в первую очередь с нынешней социально-
экономической ситуацией и возросшей их незаконной добычей.
Чрезмерная добыча служит также главной причиной сокращения чис-
ленности крупных млекопитающих (слонов, носорогов и др.) в стра-
нах Африки и Азии.
Однако и мелкие животные уничтожаются в невообразимых мас-
штабах. По расчетам А.В. Яблокова и С.А. Остроумова, на птичьих
210 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
рынках больших городов европейской части России ежегодно про-
даются не менее нескольких сотен тысяч мелких певчих птиц. Объем
международной торговли дикими птицами превышает 7 млн экзем-
пляров, большая часть которых погибают либо в дороге, либо вскоре
после прибытия.
Негативные воздействия такого фактора снижения численности,
как чрезмерное добывание, проявляется и по отношению к другим
представителям животного мира. Например, запасы восточнобалтий-
ской трески в насюящее время находятся натаком низком уровне, ко-
торого не отмечалось за всю историю изучения этого вида на Балтике.
Общие уловы трески за последние два десятилетия неуклонно снижа-
лись, несмотря на возрастающие промысловые усилия.
Еше одной важной причиной сокращения численности и исчез-
новения видов животных является интродукция (акклиматизация)
чуждых видов. Многочисленны случаи вымирания аборигенных (ко-
ренных) видов из-за влияния на них завезенных видов животных
или растений. Есть еще больше примеров, когда местные виды в ре-
зультате вторжения «пришельцев» находятся на грани исчезновения.
Широко известны в нашей стране примеры негативного влияния аме-
риканской норки на местный вид — европейскую норку, канадского
бобра — на европейского, ондатры — на выхухоля и т.д.
Многие ученые считают, что лишь в обедненные антропогенные
экосистемы возможно введение новых видов для сбалансирования
экологической системы. Так, по мнению А.Г. Банникова, вполне до-
пустима интродукция растительноядных рыб — толстолобика, белого
амура — в искусственные каналы, где они будут препятствовать их за-
растанию.
Другие причины снижения численности и исчезновения живот-
ных — прямое их уничтожение для защиты сельскохозяйственной про-
дукции и промысловых объектов (гибель хищных птиц, сусликов, ла-
стоногих, койотов и др.); случайное (непреднамеренное) уничтожение
(на автомобильных дорогах, в ходе военных действий, при кошении
трав, на линиях электропередач, при зарегулировании водного стока
и т.д.); загрязнение среды (пестицидами, нефтью и нефтепродуктами,
атмосферными загрязнителями, свинцом и другими токсикантами).
Многочисленные наблюдения свидетельствуют о том, что в приро-
де, как правило, действуют одновременно несколько факторов, вы-
зывающих гибель особей, популяций и видов в целом. При взаимо-
действии они могут приводить к серьезным негативным последствиям
даже при малой степени выраженности каждого из них.
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу «211
4.6. ОСОБЫЕ ВИДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ
НА БИОСФЕРУ
К числу особых видов антропоген него воздействии на биосферу от-
носят:
1) загрязнение среды бытовыми, пром ышленными и опасными от-
ходами;
2) шумовое воздействие;
3) биологическое загрязнение;
4) воздействие электромагнитных полей и излучений и некоторые
другие виды воздействий.
4. 6.1. Загрязнение среды отходами
производства и потребления
Одной из наиболее острых экологических проблем в настоящее время
является загрязнение окружающей среды отходами производства и по-
требления, и в первую очередь опасными отходами. Сконцентрирован-
ные в отвалах, хвостохранилишах, терриконах, несанкционированных
свалках отходы служат источником загрязнения атмосферного воздуха,
подземных и поверхностных вод, почв и растительности. Все отходы
подразделяют на бытовые и промышленные (производственные).
Бытовые отходы могут находиться как в твердом, так и жидком
и реже — газообразном состояниях. Твердые бытовые отходы (ТБО) —
совокупность твердых веществ (пластмасса, бумага, стекло, кожа и др.)
и пищевых отбросов, образующихся в бытовых условиях. Жидкие быто-
вые отходы представлены в основном сточными водами хозяйственно-
бытового назначения. Газообразные — выбросами различных газов.
Промышленные (производственные) отходы (ПО) — остатки сырья,
материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производс!ве про-
дукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично
исходные потребительские свойства. Они бывают твердыми (отходы
металлов, пластмасс, древесина и т.д.), жидкими (производственные
сточные воды, отработанные органические растворители и т.д.) и газоо-
бразными (выбросы промышленных печей, автотранспорта и тщ.). Про-
мышленные отходы, так же как и бытовые, из-за недостатка полигонов
захоронения в основном вывозятся на несанкционированные свалки.
Кризисные экологические ситуации, периодически возникающие
в различных точках планеты, во многих случаях обусловлены негатив-
ным воздействием так называемых опасных отходов. Под опасными
212 • ЧАСТЬ IL ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
отходами понимают отходы, содержащие в своем составе вещества,
которые обладают одним из опасных свойств (токсичность, взрывча-
тость, инфекционность, пожароопасность и т.д.) и присутствуют в ко-
личестве, опасном для здоровья людей и окружающей среды.
В России к опасным отходам относят около 10*% от всей массы
твердых отходов. Среди них металлические и гальванические шламы,
отходы стекловолокна, асбестовые отходы и пыль, остатки от перера-
ботки кислых смол, дегтя и гудронов, отработанные радиотехнические
изделия и т.д.
Класс токсичности отходов определяют согласно Классификато-
ру токсичных промышленных отходов (1987). Наибольшую угрозу
для человека и всей биоты представляют опасные отходы, содержащие
химические вещества I и II класса токсичности. В первую очередь это
отходы, в составе которых присутствуют радиоактивные изотопы, ди-
оксины, пестициды, бенз (а) пирен и некоторые другие вещества.
Радиоактивные отходы (РАО) — твердые, жидкие или газообразные
продукты ядерной энергетики, военных производств, других отраслей
промышленности и систем здравоохранения, содержащие радиоактив-
ные изотопы в концентрации, превышающей утвержденные нормы.
Радиоактивные элементы, например стронций—90, передвигаясь
по пищевым (трофическим) цепям, вызывают стойкие нарушения
жизненных функций, вплоть до гибели клеток и всего организма. Не-
которые из радионуклидов могут сохранять смертоносную токсичность
в течение 10—100 млн лет. По удельной активности их подразделяют
на низкоактивные (менее 0,1 Ku/mj), среднеактивные (0,1—100 Км/м3)
и высокоактивные (свыше 1000 Ки/м3)
Во многих странах, особенно в тех, на территориях которых имеют-
ся атомные электростанции (АЭС) и заводы по переработке ядерного
топлива, в настоящее время накопились огромные количества РАО.
Подавляющее большинство радиоактивных отходов, хранящихся
на АЭС, — это низко- и среднеактивные отходы. Жидкие РАО в виде
концентрата хранятся в специальных емкостях, твердые — в спецхра-
нилищах.
По прогнозам МА1АТЭ, в начале XXI в. из-за превышения срока
работы (более ЗОлет) будут демонтированы (ликвидированы) 65 ядер-
ных реакторов АЭС и 260 других ядерных устройств. При их демонтаже
потребуется обезвредить огромное количество низкоактивных отходов
и обеспечить захоронение более 100 тыс. т высокоактивных. Актуаль-
ны и проблемы, связанные со списанием кораблей ВМФ с ядерными
силовыми установками. Накопление радиоактивных отходов на рос-
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 213
списком флоте неуклонно растет, особенно после запрещения в 1993 г.
сброса РАО в море.
Диоксинсодержащие отходы образуются при сжигании промыш-
ленного и городского мусора, бензина со свинцовыми присадка-
ми и как побочные продукты в химической, целлюлозно-бумажной
и электротехнической промышленности. Установлено, что диоксины
образуются также при обезвреживании воды хлорированием, в местах
хлорного производства, в особенности при производстве пестицидов.
Диоксины — синтетические органические вещества из класса хло-
руглеводородов. Диоксины 2, 3, 7, 8 — ТХДД и диоксиноподобные
соединения (более 200) — самые токсичные из полученных человеком
веществ. Они обладают мутагенным, канцерогенным, эмбриоток-
сическим действием: подавляют иммунную систему («диоксиновый
СПИД») и в случае получения человеком через продукты питания
или в виде аэрозолей достаточно высоких доз вызывают «синдром из-
нурения» — постепенное истощение и смерть без явно выраженных
патологических симптомов. Биологическое действие диоксинов про-
является уже в исключительно низких дозах.
Первое крупномасштабное диоксиновое загрязнение окружаю-
щей среды в России зарегистрировано в 1991 г. в районе г. Уфы. Со-
держание диоксинов в водах р. Уфы более чем в 50 тыс. раз превысило
их предельно допустимые концентрации (Голубчиков, 1994). Причина
загрязнения воды — поступление фильтрата из уфимской городской
свалки промышленных и бытовых отходов, где, по оценочным дан-
ным, было законсервировано более 40 кг диоксинов.
Серьезную экологическую опасность для человека и биоты пред-
ставляют также отходы, содержащие пестициды, бенз(а)пирен и дру-
гие токсиканты. Кроме того, следует учитывать, что за последние
десятилетия человек, качественно изменив химическую обстановку
на планете, включил в круговорот совершенно новые, весьма токсич-
ные вещества, экологические последствия от использования которых
еще не изучены.
4. 6.2. Шумовов воздействие
Шумовое воздействие — одна из форм вредного физического воз-
действия на окружающую природную среду. Загрязнение среды шумом
возникает в результате недопустимого превышения естественного
уровня звуковых колебаний. В урбанизированных зонах развитых
стран мира от действия шума страдают десятки миллионов людей.
214 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
В зависимости от слухового восприятия человека упругие коле-
бания в диапазоне частот от 16 до 20000 Гц называют звуком, менее
16 Гц — инфразвуком, от 20000 до 1 - 109 — ультразвуком и свыше
1-109 — гиперзвуком. Человек способен воспринять звуковые частоты
лишь в диапазоне 16—20000 Гц.
Единица измерения громкости звука, равная 0,1 логарифма отно-
шения данной силы звука к пороговой (воспринимаемой ухом челове-
ка) его интенсивности, называется децибелом (дБ). Диапазон слыши-
мых звуков для человека сое i авляет о i 0 до 170 дБ (рис. 4.9).
Естественные природные звуки на экологическом благополучии
человека, как правило, не отражаются. Звуковой дискомфорт создают
антропогенные источники шума, которые повышают утомляемость
человека, снижают его умственные возможности, значительно пони-
жают производительность труда, вызывают нервные перегрузки, шу-
мовые стрессы и тд. Высокие уровни шума (> 60 дБ) вызывают много-
численные жалобы, при 90 дБ органы слуха начинают деградировать,
110—120 дБ считается болевым порогом, а уровень антропогенного
шума свыше 130 дБ — разрушительный для органа слуха предел. Заме-
чено, что при силе шума в ISO дБ в металле могут появиться трещины.
Основные источники антропогенного шума — транспорт (автомо-
бильный, рельсовый и воздушный) и промышленные предприятия.
Наибольшее шумовое воздействие на окружающую среду оказывает
автотранспорт (80% от общего шума). В настоящее время на автомо-
бильных дорогах Москвы, Санкт-Петербурга и других крупных го-
родов России уровень шума от транспорта в дневное время достщает
90— 100 дБ и даже ночью в некоторых районах не опускается ниже 70 дБ
(предельно допустимый уровень шума для ночного времени — 40 дБ).
Официальные данные свидетельствуют, что в России примерно
35 млн человек (или 30% городского населения) подвержены суще-
ственному, превышающему нормативы, воздействию транспортного
шума. От авиационного шума страдают несколько миллионов чело-
век. При взлете самолетов некоторых типов авиационный шум с мак-
симальным уровнем 75 дБ фиксируется на расстоянии более 10 км
от аэропорта.
Шумовое антропогенное воздействие небезразлично и для жи-
вотных. Интенсивное звуковое воздействие ведет к снижению удоев
коров, яйценоскости кур, потере ориентирования у пчел и к гибели
их личинок, более ранней линьке у птиц, преждевременным родам
у зверей и т.д. Беспорядочный шум мощностью 100 дБ приводит к за-
паздыванию прорастания семян и другим негативным явлениям.
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 215
ШУМ
уровень шума. дБ
Рис. 4.9. Шкала силы звука, дБ
(по Н Ф. Реймерсу, 1992)
216 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
4. 6.3. Биологическое загрязнение
Биологическое загрязнение — привнесение в экосистемы в резуль-
тате антропогенного воздействия нехарактерных для них видов живых
организмов (бактерий, вирусов), ухудшающих условия существова-
ния естественных биотических сообществ или негативно влияющих
на здоровье человека.
Основными источниками биологического воздействия являются
сточные воды предприятий пишевои и кожевенной промышленности,
бытовые и промышленные свалки, кладбища, канализационная сеть,
поля орошения и др. Из этих источников разнообразные органические
соединения и патогенные микроорганизмы попадают в почву, горные
породы и подземные воды Поданным санэпидстанций, патогенные
кишечные палочки обнаруживаются в подземных водах на глубине
до 300 м от поверхности земли.
Особую опасность представляет биологическое загрязнение среды
возбудителями инфекционных и паразитарных болезней.
Увеличивается количество вспышек классической чумы свинеи,
оспы у овец, клещевого энцефалита и геморрагической лихорадки
среди людей.
Полученные в последние годы данные позволяют говорить об ак-
туальности и многогранности проблемы биобезопасности. Так, новая
экологическая опасность создается в связи с развитием биотехнологии
и генной инженерии. При несоблюдении санитарных норм возможно
попадание из лаборатории или завода в окружающую природную сре-
ду микроорганизмов и биологических веществ, оказывающих весьма
вредное воздействие на биотические сообщества, здоровье человека
и его генофонд.
Помимо генно-инженерных аспектов среди актуальных вопросов
биобезопасности, имеющих важное значение для сохранения биораз-
нообразия. также выделяют:
— перенос генетической информации от домашних форм к диким
видам;
— генетический обмен между дикими видами и подвидами, в том
числе риск генетического загрязнения генофонда редких и ис-
чезающих видов;
— генетические и экологические последствия преднамеренной
и непреднамеренной интродукции животных и растений.
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 217
4. 6.4. Воздействие электромагнитных
полей и излучений
Законом об охране окружающей среды предусмотрены меры
по предупреждению и устранению вредных физических воздействий,
включая и электромагнитные поля.
В ходе эволюционного развития структурно-функциональная ор-
ганизация экосистем адаптировалась к естественному фону магнитно-
го поля Земли. Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды
солнечной активности.
Возникающее при этом явление, получившее название магнит-
ных бурь, неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем,
включая и организм человека. В этот период отмечается ухудшение
состояния больных, страдающих сердечно-сосудистыми, нервно-
соматическими и другими заболеваниями. Влияет магнитное поле
и на животных, в особенности на птиц и насекомых.
На нынешнем этапе развития научно-технического прогресса че-
ловек вносит существенные изменения в естественное магнитное
поле, придавая геофизическим факторам новые направления и резко
повышая интенсивность своего воздействия. Основные источники
этого воздействия — электромагнитные поля от линий электропере-
дач (ЛЭП) и электромагнитные поля oi радиогелевизионных и радио-
локационных станций.
На территории СНГ общая протяженность только ЛЭП—500 кВ
превышает 20 000 км (помимо ЛЭП—150, ЛЭП—300иЛЭП-750).Линии
электропередач и некоторые другие энергетические установки созда-
ют электромагнитные поля промышленных частот (50 Гц) в сотни раз
выше среднего уровня естественных полей. Напряженность поля (Е)
под ЛЭП может достигать десятков тысяч вольт на метр.
Наибольшая напряженность поля наблюдается в месте макси-
мального провисания проводов, в точке проекции крайних проводов
на землю и в 5 м от нее кнаружи от продольной оси трассы: для ЛЭП—
330 кВ — 3,5—5,0 кВ/м, для ЛЭП—500 кВ — 7,6—8 кВ/м и для ЛЭП —
750 кВ — 10,0—15.0 кВ/м (Думанский и др., 1976).
Отрицательное воздействие электромагнитных полей на челове-
ка и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально
мощности поля и времени облучения. Неблагоприятное воздействие
электромагнитного поля, создаваемого ЛЭП, проявляется уже при на-
пряженности поля, равной 1000 В/м. У человека нарушаются эндо-
21В • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
крин пая система, обменные процессы, функции головного и спинно-
го мозга и др.
Итак, можно отметить, что неионизирующие электромагнитные
излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи,
радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нару-
шениям физиологических функций человека и животных. По мне-
нию профессора С. Нита (Япония), вредное воздействие на челове-
ческий организм невидимого, но очень опасного электромагнитного
загрязнения окружающей среды идет гораздо более быырыми тем-
пами, чем прогресс в электронике. Крайне необходимы дальнейшие
эколого-эпидемиологические исследования воздействия электромаг-
нитных полей и излучений на здоровье человека, состояние биоты
и экосистем в целом.
4.7. ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
НА БИОСФЕРУ
К экстремальным относятся такие воздействия, которые создают
крайне неустойчивые и неблагоприятные условия существования че-
ловека и естественных экосистем и нередко приводят к их гибели.
Экстремальные разрушительные воздействия на природную окру-
жающую среду могут иметь антропогенный (военные действия, аварии,
катастрофы) и природный характер (стихийные бедствия).
Территории, где в результате действия аварий, катастроф, военных
действий или стихийных бедствий происходят отрицательные измене-
ния окружающей среды, угрожающие здоровью человека, состоянию
естественных экологических систем, генетическому фонду растений
и животных, объявляют зонами чрезвычайной экологической ситуации.
Самым мощным разрушительным фактором из всех видов воздей-
ствия человека на окружающую среду считаются военные действия.
Война наносит неслыханный урон человеческой популяции и экоси-
стемам. Только в период Второй мировой войны военными действия-
ми была охвачена плошадь около 3.3 млн км2, в ходе войны погибли
55 млн человек.
Крупные техногенные аварии и катастрофы также оказывают па-
губное влияние на большое число природных экосистем, вызывают
необратимые изменения окружающей среды, нередко сопровождают-
ся значительными людскими и материальными потерями.
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 219
Мощным дестабилизатором экологической обстановки являются
и природные стихийные бедствия, в результате которых гибнет огром-
ное число людей, меняются рельеф и климат планеты, уничтожается
растительный покров, нарушаются основные системы жизнеобеспе-
чения Земли.
4.7.1. Воздействие оружия массового уничтожения
Любые военные действия наносят окружающей среде весьма ощу-
тимый ущерб, особенно если они ведутся на большой территории в те-
чение длительного времени. Преднамеренные воздействия человека
на природу и окружающую среду в военных целях получили названия
экоцида (биоцида, экологической войны).
В настоящее время наиболее разрушительным потенциалом обла-
дает оружие массового уничтожения — ядерное, химическое и бакте-
риологическое.
Ядерное оружие характеризуется большой мощностью и различ-
ным поражающим действием, которое определяется воздействиями
на окружающую среду ударной волны, светового излучения, прони-
кающей радиапии, радиоактивного заражения и электромагнитного
импульса.
Ударная волна при ядерном взрыве обладает колоссальной разру-
шительной силой, нанося незащищенным людям и животным тяже-
лые травмы, вплоть до их гибели. При избыточном давлении во фронте
ударной волны более 50 кПа наблюдается полное повреждение лесно-
го массива, деревья с корнем вырываются, а у людей разрываются вну-
тренние органы, переламываются кости.
Световое излучение вызывает сильнейшие ожоги открытых участ-
ков тела, в том числе сетчатки глаз. В Хиросиме и Нагасаки терми-
ческие поражения (ожоги) были основными последствиями ядерных
взрывов.
Под воздействием проникающей радиации, вызываемой смерто-
носными гамма-лучами и нейтронами, у людей и животных возникает
лучевая болезнь, которая в тяжелых случаях заканчивается летальным
исходом.
В 1970—1980-е гг. было введено понятие «ядерная зима» — модель-
но прогнозируемое резкое и длительное похолодание, которое может
возникнуть в случае войны с применением термоядерного оружия
(Н.Н. Моисеев, М.И. Будыко, Г.С. Голицын и др.). При этом среднее
понижение температуры воздуха над Северным полушарием прогно-
зируется более чем на 20 °C.
220 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Химическое оружие предназначено для отравления человека и био-
ты с помощью боевых отравляющих веществ — газов, жидкостей
или твердых веществ. Средства их применения: ракеты, мины, сна-
ряды, бомбы или распыление с самолетов. Химические отравляющие
вещества способны внедряться в трофические цепи и передвигаться
по ним, представляя высокую токсичную опасность для жизнедея-
тельности организмов.
В больших количествах химическое оружие применялось во время
Первой мировой войны и во Вьетнаме. В 1914—1918 гг. боевые отрав-
ляющие вещества, в основном иприт, вызвали гибель 10 тыс. человек
и 1.2 млн человек сделали инвалидами.
В настоящее время создан принципиально новый класс боевых от-
равляющих веществ нервно-паралитического действия (зарин, табун,
зоман и др.), а также отравляющие вещества психогенного, общеядо-
витого и удушающего действия. Все они оказывают крайне негативное
влияние на природные экосистемы, вызывая массовое поражение лю-
дей, гибель большой части популяций любых позвоночных животных
и растений.
Во Вьетнаме боевые отравляющие вещества применялись в основ-
ном в виде дефолиантов (гербицидов), что приводило к потере расте-
ниями листьев, нарушению роста, а впоследствии и к полной гибели
их на больших площадях. Это безусловно оказало отрицательное воз-
действие на все природные экосистемы. В результате распыления ар-
мией США свыше 100 тыс. т дефолиантов (гербицидов) во Вьетнаме
было уничтожено 12*^ лесов, 40^ мангров и более 5°i> сельхозугодий.
Из 150 видов птиц остались 18, почти полностью исчезли насекомые,
многие растения погибли как биологический вид. Непосредственный
ушерб здоровью был причинен 1,6 млн вьетнамцев. Более 7 млн чело-
век были вынуждены покинуть районы, где применялось химическое
оружие (Н.Ф. Реймерс, 1990). Авторы отчета Американской академии
наук считают, что растительность Вьетнама сумеет преодолеть послед-
ствия массированного применения дефолиантов только через десяти-
летия, если не через столетия.
Бактериологическое (биологическое) оружие — это бактериальные
средства (бактерии, вирусы и др.), яды (токсины), предназначенные
для массового поражения людей. Они используются с помощью живых
переносчиков заболеваний (грызунов, насекомых и др.) либо в виде
боеприпасов, начиненных зараженными порошками или жидкостью.
Бактериологическое оружие способно вызвать массовые инфек-
ционные заболевания людей и животных чумой, холерой, сибирской
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 221
язвой и другими болезнями, даже попадая в их организм в ничтожно
малых количествах.
Ликвидация всех видов оружия массового уничтожения — един-
ственно реальный путь предотвращения глобальной экологической
катастрофы, связанной с военными действиями.
4.7.2. Воздействие техногенных
экологических квтастроф
Техногенная экологическая катастрофа — авария техническо-
го устройства (атомной электростанции, танкера и т.д.), приводя-
щая к весьма неблагоприятным изменениям в окружающей среде и,
как правило, массовой гибели живых организмов и экономическому
ущербу (Реймерс, 1990). Аварии и катастрофы возникают внезапно,
имеют локальный характер, в то же время их экологические послед-
ствия могут распространяться на весьма значительные расстояния.
Самая крупная в истории человечества катастрофа техногенного ха-
рактера, приведшая к трагическим последствиям, произошла 26 апре-
ля 1986 г. на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС на Украине.
От острой лучевой болезни погибли 29 человек, эвакуировано более
120 тыс. человек, общее число пострадавших превысило 9 млн чело-
век. Следы чернобыльского «события» в генном аппарате человечества,
по свидетельству медиков, исчезнут лишь через 40 (сорок) поколений.
25 апреля 1986 г. на Чернобыльской АЭС готовились остановить
четвертый энергоблок на «планово-предупредительный» ремонт.
Во время остановки блока предполагалось провести испытания с пол-
ностью отключенной зашитой реактора в режиме полного обесточива-
ния оборудования АЭС. Это было большим риском, и могло привети
к непредсказуемым последствиям.
Сыграло свою роль и то, что в период испытаний была отключена
система аварийного охлаждения реактора (САОР). Это и многочислен-
ные ошибки персонала и руководства АЭС создали в Чернобыле ава-
рийную ситуацию, приведшую к страшным последствиям. К тому же
на АЭС были сооружены реакторы типа РБМК (реактор большой
мощности канальный) без надежной системы защиты рабочей зоны
в случае аварии.
Общая площадь радиоактивного загрязнения по изолинии 0,2 мР/ч
составила уже в первые дни аварии около 200 тыс. км2, охватив многие
районы Украины, Белоруссии, а также Брянскую, Калужскую, Туль-
скую и другие области Российской Федерации.
222 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
До Чернобыльской аварии в 1986 г. самой тяжелой в ядерной энерге-
тике считалась авария в 1979 г. на американской АЭС Тримайл-Айленд
близ г. Гаррисберга (штат Пенсильвания).
12 марта 2011 г. в г. Токио (Япония) в результате землетрясе-
ния магнитудой М 8.9 по шкале Рихтера произошла авария на АЭС
«Фукусима-!». По своим масштабам и трагическим последствиям она
сравнима с аварией на Чернобыльской АЭС.
Очень опасны и тяжелы по своим экологическим последствиям
крупные аварии и катастрофы на химических объектах. В этих случаях
происходит заражение отравляющими веществами всего приземного
слоя атмосферы, водных источников, почв и т.д. При высоких концен-
трациях отравляющих веществ наблюдается массовое поражение лю-
дей и животных.
Примером экологических катастроф, связанных с морскими транс-
портными системами, является разлив более 16 тыс. т мазута с танкера
«Тлобе Асими», происшедший в порту Клайпеда 21 ноября 1971 г.
Разлив мазута отрицательно отразился на экосистеме залива Бал-
тийского моря. Резко уменьшилась численность фитопланктона и его
видовое разнообразие, было нарушено естественное воспроизводство,
загрязнены миграционные пути и тщ
Техногенная экологическая катастрофа планетарного масштаба
произошла в июне 2010 г. в Мексиканском заливе в связи с разливом
нефти
В нашей стране, несмотря на существенное снижение объемов
и темпов производства, в последние голы наметилась устойчивая тен-
денция роста числа техногенных аварии и катастроф. В основном это
аварии на воздушном и железнодорожном транспорте.
4.7.3. Стихийные бедствия
К стихийным бедствиям относят явления природы, которые созда-
ют катастрофические экологические ситуации и, как правило, сопро-
вождаются огромными людскими и материальными потерями. Сти-
хийные бедствия с давних пор находятся в центре внимания ученых.
При ЮНЕСКО создана специальная комиссия по их учету и анализу.
Среди наиболее распространенных и опасных стихийных бедствий
выделяют землетрясения, цунами, извержения вулканов, оползни, на-
воднения, штормы (ураганы, циклоны, тайфуны), засухи и др. Об ис-
ключительной актуальности борьбы с ними свидетельствовало про-
возглашение Тенеральной Ассамблеей ООН периода с 1990 по 2000 г.
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 223
Международным десятилетием по уменьшению опасности стихийных
бедствий.
По своему происхождению все стихийные бедствия классифици-
руются на два типа: эндогенные, т.е. связанные с внутренней энерги-
ей Земли, и экзогенные, обусловленные главным образом солнечной
энергией и силой тяжести. К первому типу относятся землетрясения,
цунами, извержения вулканов, ко второму — наводнения, штормы,
тропические штормы, оползни, засухи и др.
4.7.3.1. Стихийные бедствия эндогенного характера
Землетрясения — одно из наиболее грозных проявлений внутренней
энергии Земли. Внезапные сейсмические толчки и колебания земной
поверхности могут быть весьма значительными и иметь катастрофиче-
ские экологические последствия.
В мире известны два наиболее опасных сейсмических пояса* пер-
вый протягивается вдоль берегов Тихого океана, образуя тихооке-
анское «огненное кольцо», второй простирается от Пиренейского
полуострова до Малайского архипелага. Из-за высокой плотности на-
селения именно на второй, гак называемый Альпийско-Гималайский
пояс приходится до 75% человеческих жертв землетрясений за послед-
ние десятилетия.
В России и странах ближнего зарубежья к наиболее опасным сейс-
мическим районам относят Карпаты, Крым, Кавказ. Среднюю Азию,
Алтай, Забайкалье, Дальний Восток, Сахалин, Курильские острова,
Камчатку. Постоянной угрозе разрушительных землетрясений под-
вержено 20% территории России.
Землетрясения наносят весьма ошутимыи вред окружающей среде
и уносят тысячи человеческих жизней. Так, весьма трагичным по сво-
им последствиям оказалось землетрясение в с Тайшань (Китай), про-
исшедшее 28 июля 1976 г. Оно унесло четверть миллиона жизней (поч-
ти 25% населения города). Лишь очень немногим из числа жителей
города удалось избежать телесных повреждений.
Величайшая сейсмическая катастрофа произошла в высокогорной
части Тибета 15 августа 1950 г. (Гималайское землетрясение). Энергия
этого землетрясения была эквивалентна энергии взрыва 100 тыс. атом-
ных бомб.
В среднем на Земле ежегодно происходят одно катастрофическое
и десять сильно разрушительных землетрясений.
За последние 50 лет на территории бывшего СССР произошли силь-
нейшие землетрясения в г. Ашхабаде (1948), Ташкенте (1966) и Спита-
ке (Армения) (1988).
224 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 г. (рис. 4.10) по своим
масштабам стоит в ряду крупнейших сейсмических катастроф XX в.,
оно унесло более 25 тыс. человеческих жизней.
Одним из сильнейших землетрясений в истории России стало Са-
халинское — 27 мая 1995 г. Общая площадь, подверженная катастро-
фическим сейсмическим толчкам, составила 215 тыс. км2, полностью
был разрушен с Нефтегорск, погибло около 2000 человек
В тех случаях, когда сейсмические явления возникают на дне океа-
нов, на поверхности океана рождаются гравитационные волны большой
длины. Их называют цунами. Высота этих сейсмических волн в области
возникновения относительно небольшая (0,1—5 м), а у побережья до-
стигает 15—20 м и более. Цунами перемещаются на сотни и тысячи ки-
лометров с огромной скоростью (до 800 км/ч и даже более 1000 км/ч).
26 декабря 2004 г. близ острова Суматра произошло сильнейшее
землетрясение с магнитудой М 8,9 по шкале Рихтера. Причина зем-
летрясения — сдвиг плит вдоль линии тектонического разлома на от-
резке длиной более 1000 км. Образовались гигантские волны цуна-
ми, которые смыли деревни и курорты в прибрежных низменных
районах Индонезии, Малайзии, Бангладеш, Шри-Ланки, Индии
и Таиланда. Погибло более 305 тыс. человек. Системы мониторинга
и предупреждения о цунами в регионе отсутствовали. Устойчивое 1ь
и защитные свойства природных экосистем были снижены в резуль-
тате сведения мангровых зарослей, разрушения барьерных коралло-
вых рифов и др.
По оценке специалистов, данное землетрясение и цунами в Ин-
дийском океане входят в десятку самых грандиозных экологических
катастроф в истории человечества.
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 225
В нашей стране цунами наблюдаются на восточных берегах Кам-
чатки и Курильских островов. Здесь за последние 200 лет отмечено
14 цунами, из которых четыре были катастрофическими. Последнее
катастрофическое цунами в этом районе было 5 ноября 1952 г. в районе
острова Парамушир, на котором располагался г. Северокурильск.
Сильнейшее за всю историю Японии землетрясение магнитудой
М 8.9 по шкале Рихтера произошло 11 марта 2011 г. в 373 км северо-
восточнее Токио. Подземные толчки вызвали катастрофическое цу-
нами (высота волн достигала 20 м). Стихия полностью или частично
разрушила более 150 тыс. строений. Серьезнейшие повреждения полу-
чили три японские АЭС. В районе вокруг АЭС «Фукусима-1» возникла
значительная утечка радиации как в атмосферу, так и в грунт.
Экологические последствия землетрясений и цунами хорошо изу-
чены. Для них характерно:
— массовая гибель и поражение людей и животных, нарушение
устойчивости природных экосистем;
— смешение огромных земляных масс вниз по склону (обвалы, гор-
ные оползни, оползни на берегах рек и морских побережий);
— разрушение и затопление прибрежных населенных пунктов вол-
нами цунами;
— сильное психологическое воздействие на людей, тяжкие психи-
ческие травмы со смертельным исходом.
Вулканические извержения — одно из наиболее захватывающих
зрелищ в природе и в то же время опаснейшее стихийное бедствие.
Всего в мире насчитывается 4000 вулканов, из них дейщвуюших 540.
На территории России действующие вулканы находятся на Камчатке
и Курильских островах (рис. 4.11). Наиболее известен Ключевский
(4850 м) — самый высокий действующий вулкан Евразии, располо-
женный на востоке Камчатки. Очень активны по частоте и силе извер-
жения также вулканы Шевелуч, Безымянный, Карымский, Ксудач.
Рис. 4.II. Действующий вулкан Кроноцкий (Камчатка)
226 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Крупные потухшие вулканы находятся на Кавказе — Эльбрус
(5642 м), Казбек, Арарат, конус которого покрыт снежной шапкой.
Вулканической сверхкатастрофой можно назвать извержение вул-
кана Кракатау в Зондском архипелаге, между островами Ява и Сума-
тра, в августе 1883 г. Извержение носило взрывной характер. Взрыв
уничтожил 2/з острова, образовался гигантский подводный кратер глу-
биной до 300 м. 1рохот извержения был слышен в Центральной Австра-
лии на расстоянии 3600 км (рис. 4.12). Вулканический пепел поднялся
на высоту до 80 км, облетел весь земной шар и держался в атмосфере
несколько лет. Цунами, возникшее при взрыве вулкана, погубило бо-
лее 36 тыс. человек на соседних островах.
Рис. 4.12. Последствия взрыва вулкана Кракатау (1883).
I — зона распространения звуковой волны от взрыва; 2— площадь
пеплопада; 3 — вулкан Кракатау, 4— эпицентр землетрясения
26.12.2004 г., породившего гигантские волны цунами
Однако самым сильным извержением в истории считается извер-
жение вулкана Тамбора на острове Сумбава в Индонезии в 1815 г. Пер-
воначальная высота вулкана — 4000 м — после взрыва уменьшилась
до 2850 м. В атмосферу было выброшено более 100 км3 горных пород,
образовался огромный кратер размером 6 х 6,5 км и глубиной 700 м.
В течение трех дней территория, равная Франции, на которой прожи-
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 227
вали миллионы людей, была во власти кромешной тьмы. Общее число
погибших составило несколько десятков тысяч человек
В XX в. крупнейшая вулканическая катастрофа произошла в мар-
те 1956 г. на Камчатке. Извержение также носило взрывной характер,
в результате была снесена вершина вулкана Безымянный, и его высота
уменьшилась на 200 м. Общий объем выброшенного на высоту до 45 км
пепла превысил 0,5 млрд м3. На расстоянии свыше 10 км толщина слоя
вулканического песка и пепла достигала 0,5 м
Вулкан Эйяфьятлайокугль в Исландии высотой 1666 м и диаметром
кратера 4 км спал более 200 лет. 14 апреля 2010 г. вулкан ожил и начал
выбрасывать на огромную высоту тучи пепла, которые на некоторое
время остановили все воздушное движение над Европой.
4.7.3.2. Стихийные бедствия экзогенного характера
Среди стихийных бедствий экзогенного характера наиболее опасны
наводнения, тропические штормы, засуха, оползни, обвалы и сели.
Наводнения — временное затопление шачительной части суши
в результате подъема уровня воды в реке, озере, море или искусствен-
ном водоеме. Наводнения наносят огромный вред биоте и человеку,
угрожая почти 3/4 поверхности Земли. По данным К.Я. Кондратьева
и др. (1995), только за период с 1981 по 1988 г. на Земле произошло
пять крупнейших наводнений, во время каждого из которых погибло
свыше 2000 человек (Индия, Перу, Бангладеш, Китай —дважды).
В России наводнениям периодически подвергаются низменные
районы центральной части европейской территории. Южного Ура-
ла, юга Западной Сибири, Поволжье, Северный Кавказ и др. Общая
площадь затоплений в разные годы колеблется от 50 до 400 тыс. км2.
В районах Дальнего Востока наводнения носят характер стихийного
бедствия.
При катастрофических речных наводнениях затапливаются огром-
ные территории, гибнут люди, надолго парализуется хозяйственная
деятельность человека. Экологические последствия подобного рода
наводнений весьма значительны. Известно, например, катастрофи-
ческое наводнение в Приморском крае летом 1950 i., когда была за-
топлена вся Приханкайская низменность площадью более 6000 км2.
Небывало мощные наводнения произошли весной 2001 г. на реке Лене
в Якутии, летом 2002 г. на реке Кубань в Краснодарском и Ставро-
польском краях России, а 7 июля 2012 г. катастрофическое наводнение
в г. Крымске Краснодарского края уничтожило сотни жилых домов
и привело к человеческим жертвам.
228 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
И тем не менее наводнения на реках России не достигали столь
грандиозных размеров бедствия, как на реках Янцзы и Хуанхэ в Ки-
тае, Ганге и Брахмапутре в Индии. Миссури и Миссисипи в США,
Амазонке в Бразилии. Не случайно река Хуанхэ («Желтая река»)
больше известна под названием «Скорбь Китая». 80 млн человек,
которые живут в долине р. Хуанхэ, фактически ниже уровня воды
в реке, постоянно испытывают страх перед катастрофическим на-
воднением.
Тропические штормы (ураганы, циклоны, тайфуны) возникают
в тропических широтах и представляют собой движение воздушных
масс (ветер) с огромной скоростью. При переходе тропических штор-
мов с моря на сушу они сопровождаются гигантскими волнами вместе
с ливнями и грозами.
В разных странах тропические штормы называют по-разному: ура-
ган и циклон в Америке, тайфун в Юго-Восточной Азии и на Дальнем
Востоке, циклон — в Индии и Бангладеш и т.д.
Ветер начинает вызывать повреждения уже при скорости 20 м/с
При урагане скорость ветра может достигать 50—60 м/с, принося весь-
ма значительные повреждения.
Наибольшее число тропических штормов зарождается в районе
Желтого моря и Филиппинских островов. Некоторые из них достига-
ют Владивостока и более северных российских портов Тихоокеанско-
го побережья. Самым губительным в истории человечества считается
тропический шторм (тайфун), который 8 октября 1881 г. уничтожил
порт Хайфон во Вьетнаме. Погибли 300 тыс. человек. Катастрофиче-
ской силы ураганы отмечались и в XX столетии.
Штормы (нетропические или внетропические) — это ураганы и ци-
клоны со скоростью ветра более 30 м/с, которые зарождаются над оке-
аном вне тропических широт. Их называют еще бурями, и внешне они
выглядят как громадные черные тучи, передвигающиеся с огромной
скоростью.
В Европе они не только вызывают крупнейшие наводнения, но и со-
провождаются снежными бурями, снегопадами и метелями
Засуха — длительный период сухой погоды, чаще при повышенной
температуре, с отсутствием или крайне незначительным количеством
осадков и как следствие недостатком влаги в почве и воздухе. Возник-
новению засухи способствуют: 1) недостаточное количество осадков
осенью; 2) бесснежная зима с малым количеством снега; 3) неблаго-
приятные условия для впитывания влаги ранней весной; 4) малое ко-
личество осадков поздней весной и ранним летом. Начало засухи свя-
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 229
зывают с установлением антициклонов — малооблачной солнечной
погоды без осадков.
Длительная жестокая засуха — бедствие, которое приводит к очень
тяжелым экологическим последствиям — деградации природных эко-
систем, резким колебаниям численности многих видов животных,
гибели растений, катастрофическому неурожаю, а в определенных
социально-экономических условиях и к голоду и как следствие — мас-
совой гибели людей. Наиболее значительные засухи в России были
в 1891, 1911, 1921, 1946 гг. Последняя жесюкая засуха в европейской
части России наблюдалась в 1972 г.
По данным В.И. Осипова (1995), среди стихийных бедствий наи-
более опасны для людей именно засухи: более половины погибших
и пострадавших на Земле за последние 30 лет оказались их жертва-
ми. Из общего числа жертв от природных катастроф в 1965—1992 гг.
3610 тыс. человек на долю засух приходится 51% тайфунов и штор-
мов — 22, землетрясений — 16, наводнений — 9, других природных
катастроф — 2%.
Населению нашей планеты и окружающей среде постоянноугрожа-
ют и такие грозные стихийные бедствия, как оползни, обвалы, селевые
потоки. Все они относятся к категории гравитационных и представ-
ляют собой смешение земляных масс вниз по склону под действием
силы тяжести. Оползни и другие гравитационные процессы, особенно
если они активизированы техногенными факторами, могут вызвать
катастрофические последствия и причинить большой ушерб человеку,
биоте и всей природной среде.
Гравитационный перенос материала — грозное природное явление.
Оползни, обвалы и сели ежегодно уносят тысячи человеческих жизней.
Они серьезно нарушают нормальное функционирование природ-
ных экосистем. Разрушаются привычные экологические связи, гибнут
деревья, многолетние насаждения, сельскохозяйственные культуры.
В результате обвально-оползневых перекрытий русел горных рек воз-
никают глубочайшие водоемы-водохранилища, угрожающие под-
топлением территории, «наведенными» землетрясениями, а в случае
прорыва естественной плотины катастрофическими наводнениями.
Подводя итог сказанному в главе 4, следует признать, что «челове-
чество получило такую власть над природой, которая намного превос-
ходит воздействие других видов, и человек как биологический вид уже
не находится в равновесии с окружающей средой» (Ф. Дре, 1976).
230 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Возможность человека манипулировать природой и активно вли-
ять на окружающий мир проявилась не сразу. В историческом плане
воздействие человека на биосферу претерпело следующие основные
этапы (по Н.Ф. Реймерсу):
1) воздействие людей на биосферу лишь как обычных биологиче-
ских видов;
2) сверхинтенсивная охота без резкого изменения экосистем в пе-
риод становления человечества;
3) изменение экосистем через пастьбу ско1а, ускорение роста трав
путем их выжигания и т.п.;
4) усиление влияния на природу с коренным преобразованием ча-
сти экосистем (распашка земель, широкая вырубка лесов и т.п.);
5) глобальное изменение всех экологических компонентов в целом
в связи с неограниченной интенсификацией хозяйства.
Последний этап начался сравнительно недавно, главным образом
в XX в. В настоящее время человек находится на таком этапе антропо-
генного влияния на биосферу, когда вызванные им изменения широко
затронули всю оболочку планеты и приняли небывалые по масштабам
размеры.
Группа американских ученых (Д.Х. Медоуз, Д.Л. Медоуз, И. Рэн-
дерс, В. Беренс), а также представители Римского клуба, используя
методы системного анализа, с помощью ЭВМ разработали матема-
тическую модель будущего развития биосферы как мировой системы
по пяти основным параметрам: прирост населения, производство про-
дуктов питания, промышленное производство, загрязнение окружаю-
щей среды, невозобновляемые природные ресурсы. Авторы модели
пришли к выводу, что если темпы роста народонаселения, экономики,
скорости истощения природных ресурсов будут увеличиваться в та-
ких же масштабах, то к 2020—2040 гг. человечество окажется на пороге
гибели в результате разрушения природной среды. Иными словами,
деградация биосферы представляет ныне прямую угрозу нашей циви-
лизации, поскольку пределы возможных нагрузок уже достигнуты.
Современной экологической наукой доказано, что биота сама спо-
собна регулировать и стабилизировать окружающую природную сре-
ду. Реагируя на внешние возмущения сильными обратными связями
(что аналогично действию принципаЛа Шателье — Брауна в термоди-
намике), биота возвращает окружающую природную среду к прежне-
му состоянию. Однако такая реакция биоты возможна лишь до опре-
деленного предела. В случае превышения хозяйственной или несущей
емкости биосферы биота, как утверждают В.И. Данилов-Данильян
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 231
и К.С. Лосев (1996), сама становится «источником загрязнения» Со-
храняющаяся естественная часть продолжает компенсировать возму-
щение, однако подобной компенсации уже недостаточно для возвра-
щения природной среды в исходное состояние.
Стадия взаимодействия между обществом и природой, на которой
до предела обостряются противоречия между экономикой и экологией,
а возможности сохранения потенциального гомеостаза, т.е. способно-
сти саморегуляции экосистем в условиях антропогенного воздействия
серьезно подорваны, получила название экологического кризиса.
При решении важнейшей задачи современности — выхода из эко-
логического кризиса — приоритетное значение имеют следующие эко-
логические проблемы (применительно к основным компонентам био-
сферы), рассмотренные нами ранее (см. 4.2—4.7):
— в атмосфере — высокий уровень загрязнения атмосферного воз-
духа городов и промышленных центров; неблагоприятное влия-
ние загрязнителей (поллютантов) атмосферы на человеческий
организм, животных, состояние растений и экосистем; возмож-
ное потепление климата («парниковый эффект»); риск наруше-
ния озонового слоя; выпадение кислотных дождей и закисление
природных сред за счет антропогенного распространения диок-
сида серы и оксидов азота; фотохимический смог;
— в гидросфере — все возрастающее загрязнение пресноводных
и морских экосистем; рост объемов сточных вод; антропоген-
ная эвтрофикация водоемов, вызванная биогенами; загрязнение
Мирового океана; снижение биологической продуктивности
водных экосистем; возникновение мутагенеза и канцерогене-
за в загрязненных водных средах; истощение запасов пресных
подземных вод; прогрессирующее снижение минимально до-
пустимого стока поверхностных вод; обмеление (исчезновение)
и загрязнение малых рек; сокращение и высыхание внутренних
водоемов; негативные последствия зарегулирования стока рек
для гидробионтов; негативные экологические последствия соз-
дания крупных равнинных водохранилищ;
— в литосфере — опустынивание из-за неправильного использо-
вания земель; расширение площади антропогенных пустынь;
ветровая и водная эрозии почв; загрязнение почв пестицидами,
нитратами и другими вредными веществами; снижение плодо-
родия почв до критического уровня; заболачивание и вторичное
засоление; отчуждение земель для строительства и других целей;
активизация оползней, карста, селей, подтопления, мерзлотных
232 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
и других неблагоприятных геологических процессов, негативные
изменения при родных экосистем при освоении недр (нарушения
рельефа, выбросы пыли и газа, сдвижение и осадка горных пород
и др.); безвозвратные потери огромного количества минераль-
ного сырья; повышение стоимости и дефицитности важнейших
минеральных ресурсов;
— в биотических сообществах — снижение биологического раз-
нообразия планеты; потеря регуляторных функций живой при-
роды на всех уровнях, деградация генофонда биосферы, сокра-
щение плошади лесов, уничтожение влажнотропических лесов
на огромных площадях; лесные пожары и выжигание раститель-
ности; изменение альбедо земной поверхности; сокращение
и исчезновение многих видов сосудистых растений; сокращение
численности и вымирание отдельных видов животных;
— в среде обитания (е целом) — рост объемов производственных
и бытовых отходов, в том числе наиболее опасных — радиоактив-
ных. диоксинсодержащих и др.; низкий уровень безопасности
их хранения; увеличение радиологической нагрузки на биосфе-
ру в связи с развитием ядерной энергетики; негативные физио-
логические последствия для живых организмов, вызванные
физическими (шум, электромагнитные излучения и др.) и био-
логическими (бактерии, вирусы и др.) воздействиями; предна-
меренное воздействие человека на природную среду в военных
целях (экоиид): стремительный рост числа крупных техноген-
ных аварий и кашстроф на энергетических, химических, транс-
портных и других объектах в связи с увеличением концентрации
производства, высокой степенью износа машин и оборудования
и т.д.; дестабилизация экологической обстановки; огромное чис-
ло человеческих жертв, вызванных стихийными природными
бедствиями (землетрясения, наводнения, засухи и т.д.), вероят-
ность которых увеличивается по мере снижения устойчивости
биосферы и возможных климатических изменений антропоген-
ного характера.
В целом можно отметить всевозрастающее антропогенное воз-
действие на биосферу и как следствие — резкое ухудшение качества
среды обитания человека, состояния биоты и экосистем; односто-
роннее изменение концентрации биогенов (углерода, азота, фосфо-
ра) и их основных циклов; нарушение экологической стабильности
и нормального функционирования основных систем жизнеобеспече-
Глава 4. Антропогенные воздействия на биосферу • 233
ния Земли; экологический коллапс, т.е. состояние, угрожающее жизни
Земли
В России в связи со спадом промышленного производства начиная
с 1990 г. отмечается некоторое сокращение антропогенной нагрузки
на окружающую природную среду. Однако одновременно прослежи-
вается снижение капитальных вложений в объекты природоохранного
назначения. Отметим также, что, по оценке ведущих ученых, «тот по-
ток загрязнений, который сегодня принимает наша природа, превос-
ходит ассимиляционный потенциал экосистем в наиболее развитых
и заселенных районах нашей страны, так что экологическая ситуация
в них не улучшается... наше экологическое положение существенно
хуже, чем восемь или десять лет назад» (Данилов-Данильян, 1999).
На Всероссийской конференции по экологической безопасности
4—5 июня 2002 г. в г. Москве было отмечено, что состояние экологиче-
ской безопасности России вызывает тревогу. Экологическая ситуация
в России становится препятствием на пути устойчивого социально-
экономического развития страны. По мнению ведущих специалистов-
экологов (В.В. Куценко и др.), цена современного экологического
неблагополучия России — ежегодная смерть сотен тысяч россиян,
заболевания раком и астмой, врожденные уродства, замедление ум-
ственного развития и другие экологозависимые заболевания.
ГЛАВА 5
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ
СРЕДЫ И РАЦИОНАЛЬНОЕ
ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ
5.1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОХРАНЫ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И РАЦИОНАЛЬНОГО
ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
В истории формирования природоохранной концепции можно вы-
делить несколько основных понятий* охрана природы, рациональное
использование природных ресурсов, охрана среды обитания челове-
ка, охрана окружающей среды, природопользование, экологическая
безопасность.
Охрана природы — совокупность государственных и общественных
мероприятий, направленных на сохранение атмосферы, растительно-
сти и животного мира, почв, вод и земных недр.
При интенсивной эксплуатации природных богатств возникло по-
нятие «рациональное использование природных ресурсов-», при котором
требования охраны природных ресурсов включаются в сам процесс
хозяйственной деятельности по их использованию.
На рубеже 50-х гг. XX в. появилось еще одно понятие — «охрана сре-
ды обитания человека». Оно близко по смыслу к понятию «охрана при-
роды», в центр внимания ставит человека, сохранение и формирование
таких природных условий, которые наиболее благоприятны для его
жизни, здоровья и благосостояния.
Новая форма во взаимодействии человека и природы, рожденная
в современ ных условиях, отразилась в понятии «охрана окружающей сре-
ды». Она представляет собой систему государственных и общественных
мер (технологических, экономических, административно-правовых,
просветительных, международных), направленных на гармоничное
взаимодействие общества и природы, сохранение и воспроизводство
действующих экологических сообществ и природных ресурсов во имя
живущих и будущих поколений.
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 235
В Законе об охране окружающей среды используется термин «охра-
на окружающей среды», при этом «природная среда» понимается
как важнейшая составляющая часть окружающей среды.
В последние годы все чаще используется термин «защита окружаю-
щей среды». Очень близок по содержанию и объему к этому понятию
принятый рядом авторов термин «охрана биосферы». Охрана биосфе-
ры — это система мероприятий, проводимых на национальном и меж-
дународном уровнях и направленных на устранение нежелательного
антропогенного или стихийного влияния на функционально взаи-
мосвязанные блоки биосферы (атмосферу, гидросферу, почвенный
покров, литосферу, сферу органической жизни), на поддержание вы-
работавшейся эволюционно ее организованности и обеспечения нор-
мального функционирования.
Охрана окружающей среды тесно связана с природопользовани-
ем — одним из разделов прикладной экологии.
Природопользование — общественно-производственная деятель-
ность, направленная на удовлетворение материальных и культурных
потребностей общества путем использования различных видов при-
родных ресурсов и природных условий.
По Н.Ф. Реймерсу (1992), природопользование включает: а) охрану,
возобновление и воспроизводство природных ресурсов, их извлечение
и переработку; б) использование и охрану природных условий среды
жизни человека; в) сохранение, восстановление и рациональное из-
менение экологического равновесия природных систем: г) регуляцию
воспроизводства человека и численности людей.
Природопользование может быть нерациональным и рациональ-
ным. Нерациональное природопользование не обеспечивает сохранение
природно-ресурсного потенциала, ведет к оскудению и ухудшению
качества природной среды, сопровождается загрязнением и истоще-
нием природных систем, нарушением экологического равновесия
и разрушением экосистем. Рациональное природопользование означа-
ет комплексное научно обоснованное использование природных бо-
гатств, при котором достигается максимально возможное сохранение
природно-ресурсного потенциала при минимальном нарушении спо-
собности экосистем к саморегуляции и самовосстановлению.
На современном этапе развития проблемы охраны окружающей
среды рождается новое понятие — экологическая безопасность, под ко-
торым понимается состояние защищенности природной среды и жиз-
ненно важных экологических интересов человека, прежде всего его
прав на благоприятную окружающую среду.
236 • ЧАСТЫ1. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Научной основой всех мероприятий по обеспечению экологиче-
ской безопасности населения и рациональному природопользованию
служит теоретическая экология, важнейшие принципы которой ори-
ентированы на поддержание гомеостаза экосистем и сохранение экзи-
стенционного потенциала.
Экосистемы имеют следующие предельные границы такой экзи-
стенции (существования, функционирования), которые необходимо
учитывать при антропогенном воздействии (Сайко, 1985):
— предел антропотолерантности — усюйчивости к нега1ивному
антропогенному воздействию, например влиянию пестицидов,
вредному для млекопитающих и орнитофауны, и т.п.;
— предел стохетолерантности — устойчивости против стихийных
бедствий, например действия на лесные экосистемы ураганных
ветров, снежных лавин, оползней и др.;
— предел гомеостаза — способности к саморегуляции;
— предел потенциальной регенеративности, т.е. способности к са-
мовосстановлению.
Экологически обоснованное рациональное природопользование
должно заключаться в максимально возможном повышении этих
пределов и достижении высокой продуктивности всех звеньев трофи-
ческих цепей природных экосистем. Другими словами, экологически
сбалансированное природопользование возможно лишь при исполь-
зовании «экосистемного подхода, учитывающего все виды взаимосвя-
зей и взаимовлияний между средами, экоиенозами и человеком» (Бо-
розин, Цитцер, 1996).
Нерациональное природопользование в конечном счете ведет
к экологическому кризису, а экологически сбалансированное приро-
допользование создает предпосылки для выхода из него.
Выход из глоби итого экологического кризиса — важнейшая научная
и практическая проблема современности. Над ее решением работают
тысячи ученых, политиков, специалистов-практиков во всех странах
мира. Задача заключается в разработке комплекса надежных антикри-
зисных мер, позволяющих активно противодействовать дальнейшей
деградации природной среды и выйти на устойчивое развитие обще-
ства. Попытки решения этой проблемы только какими-либо одними
средствами, например технологическими (очистные сооружения, без-
отходные технологии и т.д.), принципиально неверны и не приведут
к необходимым результатам. Преодоление экологического кризиса
возможно лишь при условии гармоничного развития природы и чело-
века, снятии антагонизма между ними. Это достижимо лишь на основе
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 237
реализации «триединства естественной природы, общества и природы
очеловеченной» (Жданов, 1995), на путях устойчивого развития обще-
ства (конференция ООН, Рио-де-Жанейро, 1992 г.), комплексного
подхода к решению природоохранных проблем.
Наиболее общим принципом или правилом охраны окружающей
среды необходимо считать следующий (Реймерс, 1994): глобальный
исходный природно-ресурсный потенциал в ходе исторического раз-
вития непрерывно истощается, что требует от человечества научно-
технического совершенствования, направленного на более широкое
и полное использование этого потенциала.
Из этого следует другой основополагающий принцип охраны при-
роды и среды жизни: «экологичное — экономично», т.е. чем рачительнее
подход к природным ресурсам и среде обитания, тем меньше требу-
ется энергетических и других затрат. Воспроизводство природно-
ресурсного потенциала и усилия на его воплощение должны быть со-
поставимы с экономическими результатами эксплуатации природы.
Еше одно важнейшее экологическое правило: все компоненты при-
родной среды — атмосферный воздух, воды, почву и др., надо охранять
не по отдельности, а в целом, как единые природные экосистемы био-
сферы. Только при таком экологическом подходе возможно обеспе-
чить сохранение ландшафтов, недр, генофонда животных и растений.
Основными принципами охраны окружающей среды являются сле-
дующие:
— соблюдение прав человека на благоприятную окружающую среду;
— приоритет охраны жизни и здоровья человека, сохранения есте-
ственных экологических систем, природных ландшафтов и при-
родных комплексов;
— научно обоснованное сочетание экологических, экономических
и социальных интересов человека, общества и государства в це-
лях обеспечения устойчивого развития и благоприятной окру-
жающей среды;
— охрана, воспроизводство и рациональное использование при-
родных ресурсов;
— презумпция экологической опасности планируемой хозяйствен-
ной деятельности;
— платность природопользования и возмещение вреда окружаю-
щей среде;
— участие граждан в принятии решений, касающихся их прав
на благоприятную окружающую среду;
— международное сотрудничество Российской Федерации в обла-
сти охраны окружающей среды.
23В • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Эти и некоторые другие важнейшие природоохранные принципы
отражены в Законе об охране окружающей среды.
Важнейший природоохранный принцип: научно обоснованное со-
четание экологических и экономических интересов — отвечает духу
Международной конференции ООН в Рио-де-Жанейро (1992), где
был взят курс на построение модели устойчивого развития обще-
ства, разумное сочетание экологической и экономической состав-
ляющих, сохранение окружающей среды наряду, вместе с экономи-
ческим ростом.
Анализ экологической и социально-экономической обстановки
в России позволяет выделить пять основных направлений, по кото-
рым Россия должна выходить из экологического кризиса (рис. 5.1).
При этом необходим комплексный подход в решении этой проблемы,
т.е. одновременно должны использоваться все пять направлений.
Рис. 5.1. Пути выхода России из экологического кризиса (по В. В. Петрову, 1995)
1) совершенствование технологии — создание экологически чистой
технологии, внедрение безотходных, малоотходных производств, об-
новление основных фондов и др. К сожалению, существующее на се-
годня финансирование этих мероприятий крайне недостаточно;
2) развитие и совершенствование экономического механизма охраны
окружающей среды;
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 239
3) административно-правовое: применение мер административно-
го пресечения экологических правонарушений и мер юридической от-
ветственности за них;
4) эколого-просветительское: гармонизация экологического мыш-
ления;
5) международно-правовое: гармонизация экологических междуна-
родных отношений.
Определенные шаги по выходу из экологического кризиса по всем
указанным пяти направлениям в России предпринимаются, однако
впереди всем нам предстоит пройти самые трудные и ответственные
участки nyiH.
5.2. ИНЖЕНЕРНАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА
5.2.1. Принципиальные направления инженерной
защиты окружающей среды
Основные направления инженерной зашиты окружающей среды
от загрязнения и других видов антропогенных воздействий — внедре-
ние ресурсосберегающей, безотходной и малоотходной технологии,
биотехнология, утилизация и детоксикация отходов и главное — эко-
логизация всего производства, при котором обеспечивалось бы вклю-
чение всех видов взаимодействия с окружающей средой в естествен-
ные циклы круговорота веществ.
Эти принципиальные направления основаны на цикличности мате-
риальных ресурсов и заимствованы у природы, где, как известно, дей-
ствуют замкнутые циклические процессы. Технологические процессы,
в которых в полной мере учитываются все взаимодействия с окружаю-
щей средой и приняты меры к предотвращению отрицательных по-
следствий, называют экологизированными.
Подобно любой экологической системе, где вешество и энергия
расходуются экономно и отходы одних организмов служат важным
условием существования других, производственный экологизирован-
ный процесс, управляемый человеком, должен следовать биосферным
законам, и в первую очередь закону круговорота веществ.
Другой путь, например создание всевозможных, даже самых со-
вершенных очистных сооружений, не решает проблему, так как это
борьба со следствием, а не с причиной. Основная причина за-
грязнения биосферы — ресурсоемкие и загрязняющие технологии
240 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
переработки и использования сырья. Именно эти так называемые
традиционные технологии приводят к огромному накоплению от-
ходов и необходимости очистки сточных вод и утилизации твер-
дых отходов. Достаточно отметить, что ежегодное их накопление
на территории бывшего СССР в 1980-х гг. составляло 12—15 млрд т
твердых отходов, около 160 млрд т жидких и свыше 100 млн т газо-
образных.
5.2.1.1. Малоотходная и безотходная технологии
и их роль в защите среды обитения
Принципиально новый подход к развитию всего промышленно-
го и сельскохозяйственного производства — создание малоотходной
и безотходной технологии.
Понятие «безотходная технология» в соответствии с Деклара-
цией Европейской экономической комиссии ООН (1979) означает
практическое применение знаний, методов и средств с тем, чтобы
в рамках потребностей человека обеспечить наиболее рациональ-
ное использование природных ресурсов и защитить окружающую
среду.
В 1984 г. эта же комиссия ООН приняла более конкретное опреде-
ление данного понятия: «Безотходная технология — это такой способ
производства продукции (процесс, предприятие, территориально-
производственный комплекс), при котором наиболее рационально
и комплексно используются сырье и энергия в цикле сырьевые ресур-
сы — производство — потребитель — вторичные ресурсы таким об-
разом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее
нормального функционирования».
Под безотходной технологией понимают также такой способ про-
изводства, который обеспечивает максимально полное использо-
вание перерабатываемого сырья и образующихся при этом отходов.
Более точным, чем «безотходная технология», следует считать термин
«малоотходная технология», так как безотходная технология в прин-
ципе невозможна, ибо любая технологическая деятельность человека
не может не производить отходы, хотя бы в виде энергии. Достижение
полной безотходности нереально (Реймерс, 1990), поскольку противо-
речит второму началу термодинамики, поэтому термин «безотходная
технология» условен (метафоричен). Технологию, позволяющую по-
лучить минимум твердых, жидких и газообразных отходов, называют
малоотходной, и на современном этапе развития научно-технического
прогресса она является наиболее реальной.
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование «241
Огромное значение для снижения уровня загрязнения окружаю-
щей среды, экономии сырья и энергии имеет повторное использова-
ние материальных ресурсов, т.е. рециркуляция.
В комплекс мероприятий по сокращению до минимума количества
вредных отходов и уменьшению их воздействия на окружающую при-
родную среду, по рекомендации различных авторов, входят:
— разработка различных типов бессточных технологических систем
и водооборотных циклов на основе очистки сточных вод;
— разработка систем переработки отходов производства во вторич-
ные материальные ресурсы;
— создание и выпуск новых видов продукции с учетом требований
повторного ее использования;
— создание принципиально новых производственных процессов,
позволяющих исключить или сократить технологические ста-
дии, на которых происходит образование отходов.
Начальным этапом этих комплексных мероприятий, нацеленных
на создание в перспективе безотходных технологий, является внедре-
ние оборотных, вплоть до полностью замкнутых, систем водопользо-
вания.
Оборотное водоснабжение — это техническая система, при которой
предусмотрено многократное использование в производстве отрабо-
танных вод (после их очистки и обработки) при очень ограниченном
(до З'ъ) их сбросе в водоемы (рис. 5.2).
Замкнутый цикл водопользования — система промышленного во-
доснабжения и водоотведения с многократным использованием
воды в одном и том же производственном процессе осуществляется
без сброса сточных и других вод в природные водоемы.
Прогрессивность новых технологических схем водоснабжения
определяется тем, насколько в них уменьшилось по сравнению с ра-
нее действующими водопотребление и количество сточных вод, их за-
грязненность. Наличие большого количества сточных вод на промыш-
ленном объекте считается объективным показателем несовершенства
используемых технологических схем.
Разработка безотходных и безводных технологических процессов —
наиболее рациональный способ защиты окружающей среды от загряз-
нения. позволяющий значительно уменьшить антропогенную нагрузку.
В настоящее время в нашей стране достигнуты определенные успе-
хи в разработке и внедрении элементов экологически безопасной тех-
нологии в ряде отраслей черной и цветной металлургии, теплоэнер-
гетики, машиностроения, химической промышленности. Однако
242 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Рис. 5.2. Схема оборотного промышленного и городского водоснабжения
(по Иванову. 1991):
1 — цех; 2 — внутрицеховое оборотное водоснабжение, 3 — локальное
(цеховое) очистное сооружение, включая утилизацию вторичных отходов;
4 — общезаводские очистные сооружения, 5— город, 6 — городские
канализационные очистные сооружения, 7— третичные очистные
сооружения; 8 — закачка очищенных сточных вод в подземные источники,
9 — подача очищенных вод в городскую систему водоснабжения;
10 — рассеивающий выпуск сточных вод в водоем (море)
полный перевод промышленного и сельскохозяйственного произ-
водства на безотходную и безводную технологии и создание полно-
стью экологизированных производств сопряжены с весьма сложными
проблемами различного характера — организационными, научно-
техническими, финансовыми, и поэтому современное производство
еще долгое время будет потреблять для своих нужд огромное количе-
ство воды, иметь отходы и вредные выбросы.
5.2.1.2. Биотехнология в охране окружающей среды
В последние годы в экологической науке все больший интерес про-
является к биотехнологическим процессам, основанным на создании
необходимых для человека продуктов, явлений и эффектов с помо-
щью микроорганизмов.
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 243
Применительно к охране окружающей человека природной среды
биотехнологию можно рассматривать как разработку и создание био-
логических объектов, микробных культур, сообществ, их метаболитов
и препаратов путем включения их в естестве иные круговороты вешеств,
элементов, энергии и информации (В.П. Журавлев и др., 1995).
Биотехнология нашла широкое применение в охране природной
среды, в частности при решении следующих прикладных вопросов:
— поглощение взрывоопасного метана в угольных пластах и выра-
ботанных пространствах с помощью металлоокисляющих бакте-
рий;
— утилизация твердой фазы сточных вод и твердых бытовых отхо-
дов с помощью анаэробного сбраживания;
— биологическая очистка природных и сточных вод от органиче-
ских и неорганических соединений;
— микробное восстановление загрязненных почв, получение ми-
кроорганизмов, способных нейтрализовать тяжелые металлы
в осадках сточных вод;
— компостирование (биологическое окисление) отходов расти-
тельности (опада листьев, соломы и др.);
— создание биологически активного сорбирующего материала
для очистки загрязненною воздуха.
5.2.2. Нормирование качества окружающей среды
Под качеством окружающей среды понимают степень соответствия
ее характеристик потребностям людей и технологическим требовани-
ям. В основу всех природоохранных мероприятий положен принцип
нормирования качества окружающей среды. Этот термин означает уста-
новление нормативов (показателей) предельно допустимых воздей-
ствий человека на окружающую среду.
Согласно Закону об охране окружающей среды соблюдение эколо-
гических нормативов, т.е. нормативов, которые определяют качество
природной среды, обеспечивает:
— экологическую безопасность населения;
— сохранение генетического фонда человека, растений и живот-
ных;
— рациональное использование и воспроизводство природных ре-
сурсов в условиях устойчивого развития.
Чем меньше пороговая величина экологических нормативов, тем
выше качество окружающей среды. Однако более высокое качество
244 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
требует соответственно больших затрат, эффективных технологий
и высокочувствительных средств контроля. Поэтому нормативы каче-
ства окружающей среды по мере развития общества имеют тенденцию
к ужесточению.
Основные экологические нормативы качества и воздействия
на окружающую среду:
санитарно-гигиенические:
— предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных ве-
ществ,
— предельно допустимый уровень (ПДУ) физических воздей-
ствий (шума, вибрации, ионизирующих излучений и др.);
производственно-хозяйственные:
— предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ;
— предельно допустимый сброс (ПДС) вредных веществ;
— допустимое изъятие компонентов природной среды;
— норматив образования отходов производства и потребления;
комплексные показатели г
— допустимая антропогенная нагрузка на окружающую при-
родную среду;
— экологическая емкость территории.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ пред-
ставляет собой количество загрязнителя в почве, воздушной или во-
дной среде, растениях и продуктах питания, которое при постоянном
или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье
и не вызывае! неблагоприятных последствий у его потомства. В по-
следнее время при определении ПДК учитывается не только степень
влияния загрязнения на здоровье человека, но и воздействие этих за-
грязнений на диких животных, растения, грибы, микроорганизмы,
а также на природные сообщества в целом.
В настоящее время в нашей стране действуют более 1900 ПДК
вредных химических веществ для водоемов, более 500 — для ат-
мосферного воздуха и более 130 — для почв. ПДК устанавливают
на основании комплексных исследований и постоянно контроли-
руют органы гидрометеорологической службы Госсанэпиднадзора.
ПДК не остаются постоянными, их периодически пересматривают
и уточняют. После утверждения норматив становится юридически
обязательным.
Для нормирования содержания вредного вещества в атмосфер-
ном воздухе установлены два норматива — разовый и среднесуточный
ПДК. Максимально разовая предельно допустимая концентрация (ПДК
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 245
м.р.) — это такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая
не должна вызывать при вдыхании его в течение 30 мин рефлектор-
ных реакций в организме человека (ощущение запаха, изменение све-
товой чувствительности глаз и др.). Среднесуточная предельно допу-
стимая концентрация (ПДК с.с.) — это такая концентрация вредного
вещества в воздухе, которая не должна оказывать на человека прямо-
го или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом
(годы) воздействии.
Значения ПДК наиболее часто встречающихся загрязнителей ат-
мосферного воздуха указаны в табл. 5.1.
Таблица 5.1 Предааыю допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов, мг/м3
Вещество Максимально разовая Среднесуточная
Азота оксид 0,6 0,06
Азота диоксид 0,085 0,085
Аммиак 0,2 0,04
Ацетон 0,35 0,35
Бензол 1,5 0,8
Бенз (а) пирен — 0,000001
Пыль нетоксичная 0,5 0,15
Ртуть металлическая — 0,0003
Сероводород 0,008 0,008
Сероуглерод 0,03 0,005
Углерода оксид 5,0 3,0
Фенол 0,01 0,003
Формальдегид 0,035 0,003
Хлор о,1 0,03
При содержании в воздухе нескольких загрязняющих веществ, об-
ладающих суммарным действием, например, диоксидов серы и азота;
озона и формальдегида, сумма их концентраций при расчете не долж-
на превышать единицы:
С,/ПДК, + С2/ПДК2 +...+ С„/ПДКП < 1,
где С|, С2, .... С„ — фактические концентрации вредных вешеств в воздухе
или воде; ПДК,, ПДК;.ПДК„ — максимально разовые предельно допусти-
мые концентрации вредных вешеств, которые установлены для их изолиро-
ванного присутствия, мг/м1
246 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Под предельно допустимой концентрацией вредного вещества
в почве (ПДК, мг/кг) понимают такую максимальную концентрацию,
которая не может вызвать прямого или косвенного влияния на среду,
нарушить самоочищающую способность почвы и оказать отрицатель-
ное воздействие на здоровье человека.
Для водной среды ПДК загрязняющих веществ означает такую
концентрацию этих веществ в воде, выше которой она становится не-
пригодной для одного или нескольких видов водопользования. ПДК
загрязняющих веществ устанавливаются отдельно для питьевых вод
(табл. 5.2) и рыбохозяйственных водоемов.
Таблица 5.2
Предельно допустимые концентрации вредных веществ в питьевых водах, мг/л
Вещество | ПДК | Вещество | ПДК
По санитарно-токсикологическому показателю
Анилин 0,1 Метанол 3,0
Бензол 0,5 Нитраты (по азоту) 10,0
Свинец (РЬ+) 0,1 Ртуть 0,005
Стронций 2,0 Динитротолуол 0,5
Тетраэтилсвинец Отсутствие Формальдегид 0,05
Хлорбензол 0,02 Полиакриламид 2,0
По общесанитарному показателю
Аммиак (по азоту) 2,0 Метилпирролидон 0,5
Бутилацетат 0,1 Стрептоцид 0,5
Дибутмлфталат 0,2 Тринитротолуол 0,5
Капролактам 1,0
По органолептическому показателю
Бензин 0,1 Диметилфенол 0,25
Бутилбензон о,1 Динитробензол 0,5
Бутиловый спирт 1,0 Динитрохлорбензол 0,5
Гексахлоран 0,02 Дихлорметан 7,5
Требования к качеству вод в водоемах, используемых для рыбохо-
зяйственных целей, специфичны и в большинстве случаев более жест-
ки, чем таковые для водных объектов хозяйственно-бытового назначе-
ния. Так, рыбохозяйственные ПДК для ряда моющих веществ в 3 раза
ниже санитарных норм, нефтепродуктов — в 6 раз, а тяжелых металлов
(цинка) —даже в 100 раз (Митрюшкин и др., 1987). Объяснить это уже-
сточение требований к качеству воды в рыбохозяйственных водоемах
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 247
нетрудно, если вспомнить, что при переходе вредных веществ по пи-
щевой (трофической) цепи происходит их биологическое накопление
до опасных для жизни количеств.
Предельно допустимый уровень (ПДУ) радиационного воздействия
на окружающую среду — это уровень, который не представляет опасно-
сти для здоровья человека, состояния животных, растений, их генети-
ческого фонда. ПДУ определяется на основании норм радиационной
безопасности, основных санитарных правил и санитарных норм про-
ектирования.
Установлены также предельно допустимые уровни (ПДУ) воздействия
шума, вибрации, магнитных полей и иных вредных физических воздей-
ствий.
Предельно допустимый выброс (ПДВ) или сброс (ПДС) — макси-
мальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу време-
ни разрешается выбрасывать данному конкретному предприятию в ат-
мосферу или сбрасывать в водоем, не вызывая при этом превышения
в них предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ
и неблагоприятных экологических последствий.
Нормативами установлено, что если в воздухе городов или других
населенных пунктов, где расположены предприятия, концентрации
вредных веществ превышают ПДК, а значения допустимых выбросов
по объективным причинам не могут быть достигнуты, вводится поэ-
тапное снижение выброса вредных веществ до значений, обеспечива-
ющих ПДК. При этом могут быть установлены временно согласованные
выбросы (ВСВ) на уровне выбросов предприятий с наиболее совершен-
ной или аналогичной ей технологией.
В настоящее время в России на нормативах допустимых выбро-
сов работают лишь 15—20% загрязняющих производств, на ВСВ —
40—50%, а остальные загрязняют среду на основе лимитных выбросов
и сбросов, которые определяют по фактическому выбросу на опреде-
ленном отрезке времени.
Основным комплексным нормативом качества окружающей среды
является допустимая норма антропогенной нагрузки.
Нормативы допустимой антропогенной нагрузки (НДАН) на окру-
жающую среду — это максимально возможные антропогенные воздей-
ствия на природные ресурсы или комплексы, не приводящие к нару-
шению устойчивости экологических систем.
Различают региональные и отраслевые НДАН. Например, разрабо-
таны НДАН на экосистемы озера Байкал. Отраслевые НДАН примени-
248 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
ются к отдельным природным ресурсам. Так, ограничивается, напри-
мер, численность домашнего скота на единицу пастбищных угодий.
Для оценки обшей устойчивости жосистем к антропогенным
воздействиям используют следующие показатели: 1) запасы живо-
го и мертвого органического вещества; 2) эффективность образова-
ния органического вещества или продукции растительного покрова
и 3) видовое и структурное разнообразие.
Ученые-экологи установили, что стабильность среды обитания
не только растительного и животного мира, но и человека определя-
ется в первую очередь массой живого органического вещества и его
основной части — фитомассы (древесина, травянистая растительность
и др.). Чем значительнее эта масса, тем стабильнее среда. Тлавенству-
юшее значение при этом имеют фотосинтезирующие организмы, так
как они являются основным источником биомассы, а также определя-
ют пищевые условия для всех остальных звеньев экосистемы и в зна-
чительной мере состав атмосферного воздуха.
Способность экосистем в минимальные сроки восстановиться
в случае антропогенного нарушения определяется другим показате-
лем — эффективностью образования продукции растительного покро-
ва в результате вторичной сукцессии. Чем выше структурное и видовое
разнообразие экосистем, тем большее число комбинаций структурных
элементов может создать она в ответ на внешнее антропогенное воз-
действие. Структурное разнообразие экосистемы можно оценить,
сравнивая запасы фитомассы (древесина, травянистая растительность
и др.) и зоомассы (хищники, копытные, грызуны и тд.).
Потенциальная способность природной среды перенести ту
или иную антропогенную нагрузку без нарушения основных функ-
ций экосистем определяется термином «емкость природной среды»,
или «экологическая емкость территории».
Понятие о предельно допустимой антропогенной нагрузке на при-
родную среду, по мнению П.Г. Олдака (1983), должно лежать в основе
всего природопользования. В связи с этим он различает экстенсивное
и равновесное природопользование Экстенсивное {расширяющееся)
природопользование — когда рост производства осуществляется за счет
возрастающей нагрузки на природные комплексы, причем эта нагруз-
ка растет быстрее, чем увеличивается масштаб производства. Экстен-
сивное природопользование может привести к полному разрушению
природного комплекса, и подобно тому, как безграничный рост био-
логической емкости популяции приводит к ее краху (см. 1.3), крах по-
терпит и техносфера. Равновесное природопользование — когда обще-
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 249
ство контролирует все стороны своего развития, добиваясь того, чтобы
совокупная антропогенная нагрузка на среду не превышала самовос-
становительного потенциала природных систем.
Отсюда вытекает важный вывод о том, что регулирование качества
природной среды должно начинаться с определения нагрузок, допу-
стимых с экологической точки зрения, а региональное природополь-
зование должно соответствовать экологической «выносливости» тер-
ритории
Пренебрежение основным экологическим комплексным нормати-
вом в инженерно-хозяйственной практике чревато серьезными эколо-
гическими просчетами.
5.2.3. Защита атмосферы
Для охраны воздушного бассейна от негативного антропогенного
воздействия в виде загрязнения его вредными веществами используют
следующие меры защиты:
— экологизацию технологических процессов;
— очистку газовых выбросов от вредных примесей;
— рассеивание газовых выбросов в атмосфере;
— устройство санитарно-зашитных зон. архитектурно-планиро-
вочные решения и др.
Наиболее радикальная мера защиты воздушного бассейна от загряз-
нения — экологизация технологических процессов, и в первую очередь
создание замкнутых технологических циклов, безотходных и малоот-
ходных технологий, исключающих попадание в атмосферу вредных
загрязняющих веществ.
Экологизация технологических процессов предусматривает, в част-
ности, создание непрерывных технологических процессов производ-
ства, замену местных котельных установок на централизованное теп-
ло, предварительное очищение топлива и сырья от вредных примесей,
замену угля и мазута на природный газ, применение гидрообеспыли-
вания, перевод на электропривод компрессоров, сваебойных агрега-
тов, насосов и др.
Учитывая исключительную актуальность охраны атмосферного
воздуха от загрязнения отработанными газами автомобилей, перво-
очередной проблемой является создание экологически чистых видов
транспорта. В настоящее время ведется активный поиск более «чисто-
го» топлива, чем бензин. В качестве его заменителей рассматривают-
ся экологически чистое газовое топливо, метиловый спирт (метанол).
250 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
малотоксичный аммиак и идеальное топливо — водород Продолжа-
ются интенсивные разработки по замене карбюраторного двигателя
на более экологичные типы — дизельный, паровой, газотурбинный
и др.
В опытно-конструкторских бюро созданы пробные модели автомо-
билей, работающих на энергии электрических аккумуляторов в черте
города, а за его пределами переходящих на работу на обычных кар-
бюраторных двигателях. Продолжаются разработки идеального с точ-
ки зрения экологических требований вида транспорта — автомобиля
на солнечных элементах.
К сожалению, нынешний уровень развития экологизации техно-
логических процессов, внедрения замкнутых технологических ци-
клов недостаточен для полного предотвращения выбросов токсич-
ных веществ в атмосферу. Поэтому на предприятиях повсеместно
используются различные методы очистки отходящих газов от аэро-
золей (пыли, золы, сажи) и токсичных газо- и парообразных при-
месей (NO, NO2, SO2, SO3 и др.), однако с точки зрения будущего
аппараты пылегазоочистки по указанным выше причинам не имеют
перспектив.
Для очистки выбросов от аэрозолей в настоящее время применяют
различные типы устройств в зависимости от степени запыленности
воздуха, размеров твердых частиц и требуемого уровня очистки.
Сухие пылеуловители (циклоны, пылеосадительные каме-
ры) предназначены для грубой механической очистки выбросов
от крупной и тяжелой пыли. Принцип работы — оседание частиц
под действием центробежных сил и силы тяжести. Пыле газовый
поток, введенный в циклон через патрубок (рис. 5.3), соверша-
ет вращательно-поступательное движение вдоль корпуса; части-
цы пыли отбрасываются к стенкам циклона и затем падают вниз
в сборник пыли (бункер), откуда периодически удаляются. Для по-
вышения эффективности работы применяют групповые (батарей-
ные) циклоны.
Мокрые пылеуловители (скрубберы, турбулентные, газопромыва-
тели и др.) требуют подачи воды и работают по принципу осажде-
ния частиц пыли на поверхность капель под действием сил инерции
и броуновского движения. Наибольшее практическое применение
получили скрубберы Вентури (рис. 5.4), которые обеспечивают 99со
очистки от частиц размером более 2 мкм и, как все мокрые пылеуло-
вители, незаменимы при очистке от пыли взрывоопасных и горячих
газов.
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 251
Пыль
Рис. 5.3. Схема устройства циклона.
/ — корпус; 2 — входной патрубок,
3 — выхлопная труба; 4 — сборник пыли
Рис. 5.4. Схема устройства скруббера Вентури.
I — труба Вентури; 2 — скруббер-каплеуловитель
252 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Фильтры (тканевые, зернистые) способны задерживать мелкоди-
сперсные частицы пыли до 0,05 мкм. Особенно эффективны рукавные
фильтры с тканями из синтетических волокон повышенной термо-
стойкости (250— 300 °C) типа «сульфон-Т», фильтровальные металли-
ческие ткани (до 800 °C), а также фильтры из тканей типа ФП П и ФП А,
даюшие высокую степень очистки.
Электрофильтры — наиболее совершенный и высоко эффектив-
ный способ очистки газов (99,0 99,5%) от взвешенных в них частии
пыли размером до 0,01 мкм. Принцип работы всех типов электро-
фильтров основан на ионизации пылегазового потока у поверхности
коронируюших электродов. Приобретая отрицательный заряд, пы-
линки движутся к осадительному электроду, имеющему знак, обрат-
ный заряду коронируюшего электрода. При встряхивании электродов
осажденные частички пыли под действием силы тяжести падают вниз
в сборник пыли. Электроды требуют большого расхода электроэнер-
гии — это их основной недостаток.
Наиболее эффективны комбинированные методы очистки от пыли
Например, отличные результаты дает очистка агломерационных газов
в батарейных циклонах с последующей доочисткой в скрубберах Вен-
тури. а также в электрофильтрах.
Способы очистки выбросов от токсичных газо- и парообразных при-
месей (NO, NO2, SO2 и др.) подразделяют на три основные группы:
1) поглощение примесей путем применения каталитического превра-
щения; 2) промывка выбросов растворителями примеси (абсорбцион-
ный метод); 3) поглощение i азообразных примесей твердыми телами
с ультрамикропористой структурой (адсорбционный метод).
Рассеивание газовых примесей в атмосфере используют для сни-
жения опасных концентраций примесей до уровня соответствующе-
го ПДК. Как показывает опыт, в приземном слое атмосферы вблизи
крупных энергетических установок (ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС) и других пред-
приятий концентрация вредных веществ в отходящих газах может пре-
вышать предельно допустимые нормы несмотря на все применяемые
меры по очистке газов и экологизацию технологических процессов.
Рассеивание пылегазовых выбросов осуществляют с помощью вы-
соких дымовых труб. Чем выше труба, гем больше ее рассеивающий
эффект.
Рассеивание вредных веществ в атмосфере — временное, вынуж-
денное мероприятие, которое осуществляется вследствие того, что су-
ществующие очистные устройства не обеспечивают полной очистки
выбросов от вредных веществ.
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 253
Защита атмосферного воздуха от вредных выбросов предприятий
в значительной степени связана с устройством санитарно-защитных зон
и архитектурно-планировочными решениями.
Санитарно-защитная зона — полоса, отделяющая источники про-
мышленного загрязнения от жилых или общественных зданий для за-
щиты населения от влияния вредных факторов производства (выбро-
сы пыли и иные виды загрязнения среды).
Ширину санитарно-защитных зон устанавливают в зависимости
от класса производства, степени вредное!и и количества выделяе-
мых в атмосферу веществ и принимают равной от 50 до 1000 м (Сан-
ПиН 2.2.1/2.1.1984—00 «Санитарно-защитные нормы...»). Например,
для цементных заводов производительностью более 150 тыс. т цемен-
та в год (I класс производства) ширина санитарно-защитной зоны —
1000 м, а для предприятий по изготовлению камышита (V класс про-
изводства) — 50 м.
Санитарно-защитная зона должна быть благоустроена и озеленена
газоустойчивыми породами деревьев и кустарников, например ака-
цией белой, тополем канадским, елью колючей, шелковицей, кленом
остролистным, вязом листовитым и тд. Об эффективности озелене-
ния свидетельствуют следующие данные: хвоя 1 га елового леса улав-
ливает 32 т пыли, листва букового леса — 68 т. На расстоянии 500 м
от предприятия при отсутствии озеленения загрязнение воздуха SO2,
H2S и NO, в 2 раза ниже, чем у источника загрязнения, а при наличии
озеленения ниже в 3—4 раза (Гаев и др., 1990)
Архитектурно-планировочные мероприятия включают правильное
взаимное размещение источников выброса и населенных мест с уче-
том направления ветров, выбор под застройку промышленного пред-
приятия ровного возвышенного места, хорошо продуваемого ветрами,
сооружение автомобильных дорог в обход населенных пунктов и др.
Помимо рассмотренных выше мер по защите воздушного бассейна
предусмотрена также охрана озонового слоя. В Законе об охране окру-
жающей среды имеется отдельная статья (ст. 54), посвященная этой
проблеме, что свидетельствует о ее исключительной важности.
5.2.4. Защита гидросферы
5.2.4.1. Поверхностная гидросфера
Поверхностные воды охраняют от засорения, загрязнения и ис-
тощения. Для предупреждения засорения принимают меры, исклю-
чающие попадание в поверхностные водоемы и реки строительного
254 • ЧАСТЬ IL ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
мусора, твердых отходов, остатков лесосплава и других предметов, не-
гативно влияющих на качество вод, условия обитания рыб и др. Ис-
тощение поверхностных вод предотвращают путем строгого контроля
за минимально допустимым стоком вод.
Важнейшая и наиболее сложная проблема — защита поверхностных
вод от загрязнения. С этой целью предусматривают следующие экоза-
щитные мероприятия:
— развитие безотходных и безводных технологий: внедрение си-
стем оборотного водоснабжения;
— очистку сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых
И Др.);
— закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты;
— очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых
для водоснабжения и других целей.
Главный загрязнитель поверностных вод — сточные воды, поэтому
разработка и внедрение эффективных методов очистки сточных вод
представляется весьма актуальной и экологически важной задачей
Наиболее действенным способом защиты поверхностных вод от за-
грязнения их сточными водами является разработка и внедрение без-
водной и безотходной технологии производства, на начальном этапе
которой создается оборотное водоснабжение.
При организации системы оборотного водоснабжения в нее вклю-
чают ряд очистных сооружений и установок, что позволяет создать
замкнутый цикл использования производственных и бытовых сточ-
ных вод. При таком способе водоподготовки сточные воды все время
находятся в обороте и попадание их в поверхностные водоемы полно-
стью исключено.
Ввиду огромного многообразия состава сточных вод существуют
различные способы их очистки: механический, химический и физико-
химический, биологический и др. В зависимости от степени вредности
и характера загрязнений очистка сточных вод может производиться
каким-либо одним способом или их комплексом (комбинированный
способ). В процессе очистки предусматривают обработку осадка
(или избыточной биомассы) и обеззараживание сточных вод перед
сбросом их в водоем.
При механической очистке из производственных сточных вод путем
процеживания, отстаивания и фильтрования удаляется до 90'4 нерас-
творимых механических примесей различной степени дисперсности
(песок, глинистые частицы, окалина и др.), а из бытовых сточных
вод — до 60%. Для этих целей применяют решетки, песколовки, пес-
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 255
чаные фильтры, отстойники различных типов. Вещества, плавающие
на поверхности сточных вод (нефть, смолы, масла, жиры, полимеры
и др.), задерживают нефте- и маслоловушками и другого вида уловите-
ля ми либо выжигают.
Химические и физико-химические методы очистки наиболее эф-
фективны для очистки производственных сточных вод.
К основным химическим способам относят нейтрализацию
и окисление. В первом случае для нейтрализации кислот и щело-
чей в сточные воды вводят специальные реагенты (известь, каль-
цинированную соду, аммиак), во втором — различные окислители.
С их помощью сточные воды освобождаются от токсичных и других
компонентов.
При физико-химической очистке используются:
— коагуляция — введение в сточные воды коагулянтов (солей
аммония, железа, меди, шламовых отходов и пр.) для обра-
зования хлопьевидных осадков, которые затем легко удаля-
ются;
— сорбция — способность некоторых веществ (бентонитовые гли-
ны, активированный уголь, цеолиты, силикагель, торф и др.) по-
глощать загрязнение;
— флотация — пропуск через сточные воды воздуха. Газовые пу-
зырьки образуют на поверхности воды легко удаляемый пеноо-
бразный слой, насыщенный загрязняющими веществами.
Для очистки коммунально-бытовых промстоков целлюлозно-
бумажных, нефтеперерабатывающих, пищевых предприятий ши-
роко используют биологический (биохимический) метод. Метод
основан на способности искусственно вселяемых микроорганиз-
мов использовать для своего развития органические и некото-
рые неорганические соединения, содержащиеся в сточных водах
(сероводород, аммиак, нитриты, сульфиды и т.д.). Очистку ведут
с помощью естественных (поля орошения, поля фильтрации, био-
логические пруды и др.) и искусственных методов (аэротенки, ме-
тантенки, биофильтры, циркуляционные окислительные каналы)
и др. (рис. 5.5).
В последние годы активно разрабатываются новые эффективные
методы, способствующие экологизации процессов очистки сточных
вод, в том числе электрохимические методы, мембранные процессы
очистки (ультрафильтры, электродиализ и др.), магнитная обработка,
радиационная очистка воды, озонирование, внедрение новых селек-
тивных типов сорбентов и др.
256 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Рис. 5.5. Биологический модуль для очистки стока реки Темерника (приток Дона)
Очень сложна утилизация животноводческих стоков, губительно
действующих на водные экосистемы. В настоящее время наиболее эко-
номичной признана технология, при которой вредные стоки разделяют
с помощью центрифугирования на твердую и жидкую фракции (Яков-
лев, 1991). При этом твердая часть превращается в компост, и его вы-
возят на поля. Жидкая часть (навозная жижа) концентрацией до 18%
проходит через реактор (рис. 5.6) и превращается в гумус. При разло-
жении органики выделяются метан, двуокись углерода и сероводород.
Энергию этого биогаза используют для производства тепла и энергии.
Рис. 5.6. Схема утилизации компонентов, содержащихся в стоках
животноводческого комплекса.
1 — колодец для навозной жижи, 2 — насос: 3 — биогазовый реактор,
4 — отработанный осадок; 5— биогаз, 6 — хранилище биогаза;
7 — газовая горелка, 8— тепловая энергия; 9 — электроустановка;
10— электроэнергия; II — тепловая энергия
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 257
Одним из перспективных способов уменьшения загрязнения по-
верхностных вод является закачка стачных вод в глубокие водоносные
горизонты через систему поглощающих скважин (подземное захороне-
ние) (рис. 5.7). При этом способе отпадает необходимость в дорогосто-
ящей очистке и обезвреживании сточных вод, а также в строительстве
очистных сооружений.
Рис. S.7. Схема «захоронения» промышленных сточных вод в глубокие
водоносные горизонты (по Н.В Тарасовой).
I — накопительная емкость; 2 — нагнетательная скважина,
3 — наблюдательные сквькины; 4— зона активного водообмена (пресные
воды); 5 — зона замедленного водообмена (солоноватые воды). 6 — зона
застойного режима (соленые воды); 7— закаченные промышленные стоки
Однако, по мнению многих ведущих специалистов, данный метод
целесообразен для изоляции лишь небольших количеств высокоток-
сичных сточных вод. не поддающихся очистке существующими тех-
нологиями. Эти опасения связаны с тем, что очень трудно оценить
возможные экологические последствия усиленного заводнения даже
хорошо изолированных глубокозалегаюших горизонтов подземных
вод. К тому же технически очень сложно полностью исключить воз-
можность проникновения удаляемых высокотоксичных промстоков
на поверхность земли или в другие водоносные горизонты через за-
трубные пространства скважин. И тем не менее в обозримом будущем
такое решение экологических проблем неизбежно, как наименьшее
зло (Дзюба, 1999).
258 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Среди водоохранных проблем одной из важнейших является разра-
ботка и внедрение эффективных методов обеззараживания и очистки
поверхностных вод, используемых для питьевого водоснабжения. Недо-
статочно очищенные питьевые воды опасны как с экологической, так
и с социальной точек зрения.
Начиная с 1896 г. и до настоящего времени метод обеззаражива-
ния воды хлором в нашей стране наиболее распространен для борьбы
с бактериальным загрязнением. Однако оказалось, что хлорирование
воды несет в себе серьезную опаснос1ь для здоровья людей. Исклю-
чить этот опасный для здоровья людей эффект и добиться снижения
содержания канцерогенных веществ в питьевой воде возможно путем
замены первичного хлорирования на озонирование или обработку
ультрафиолетовыми лучами, а также применения безреагентных ме-
тодов предочистки на биологических реакторах (1осударственный до-
клад «Вода питьевая». 1995).
Следует заметить, что обработка воды озоном или ультрафиоле-
товыми лучами практически полностью вытеснила хлорирование
на станциях очистки воды во многих странах Западной Европы. В на-
шей стране использование этих экологически эффективных техноло-
ги й ограничено из-за высокой стоимости переоборудования водоо-
чистных станций.
Все большее значение в охране поверхностных вод от загрязнения
и засорения приобретают агролесомелиорация и гидротехнические меро-
приятия. С их помощью можно предотвращать заиление и зарастание
озер, водохранилищ и малых рек, а также образование эрозии, ополз-
ней, обрушение берегов и тщ. Выполнение комплекса этих работ по-
зволит уменьшить загрязненный поверхностный сток и будет способ-
ствовать чистоте водоемов. В этой связи огромное значение придается
снижению процессов эвтрофикации водоемов, в частности водохра-
нилищ таких гидротехнических каскадов, как Волго-Камский и др.
Важную защитную функцию на любом водном объекте выполняют
водоохранные зоны. Ширина водоохранной зоны рек может составлять
от 0,1 до 1,5—2,0 км, включая пойму реки, террасы и склон коренного
берега. Назначение водоохранной зоны — предотвратить загрязнение,
засорение и истощение водного объекта. В пределах водоохранных зон
запрещаются распашка земель, выпас скота, применение ядохимика-
тов и удобрений, производство строительных работ и др.
Поверхностная гидросфера органично связана с атмосферой,
подземной гидросферой, литосферой и другими компонентами
окружающей среды. Учитывая неразрывную взаимосвязь всех эко-
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 259
систем, невозможно обеспечить чистоту поверхностных водоемов
и водотоков без зашиты от загрязнения атмосферы, почв, подзем-
ных вод и др.
Для зашиты поверхностных вод от загрязнения в ряде случаев не-
обходимо идти на радикальные меры: закрытие или перепрофили-
рование загрязняющих производств, полный перевод сточных вод
на замкнутый цикл водопотребления и т.д. Так, по мнению Г.И. Гала-
зия (1990), кардинальное решение проблемы предотвращения загряз-
нения Байкала состоит не в том, чтобы сбрасывать в него даже хорошо
очищенные, но все же губительные для водных организмов промстоки
и пылегазовые выбросы, а в том, чтобы полностью исключить их по-
падание в озеро и атмосферу.
Еще большая опасность для озера Байкал возникла в последнее
время в связи с намерением компании «Транснефть» построить не-
фтепровод «Восточная Сибирь — Тихий океан» в непосредственной
близости (менее 800 м) oi озера. Тем самым грубо нарушается граница
водоохранной зоны озера Байкал, объявленного в 1996 г. ЮНЕСКО
всемирным наследием человечества. По мнению специалистов, в слу-
чае аварии, землетрясения (в зоне Байкала возможны 10-балльные
землетрясения), оползневых смещений с разрывом трубопровода и т.д.
десятки тонн нефти достигнут озера за 20—30 мин.
По заявлению Президента РФ В. В. Путина в мае 2006 г., «если есть
хоть ничтожная доля, малейшая доля опасности загрязнения Байкала,
то мы, думая о будущих поколениях, должны сделать все, чтобы эту
опасность не минимизировать, а исключить». В результате принято-
го впоследствии решения проект трассы нефтепровода был изменен,
и нефтепровод прошел севернее озера Байкал, вне водосборной пло-
щади озера.
5-2.4.2. Подземная гидросфера
Основные мероприятия по защите подземных вод, проводимые
в настоящее время, заключаются в предотвращении истощения запа-
сов подземных вод и защите их от загрязнения. Как и для поверхност-
ных вод, эта большая и сложная проблема может быть успешно решена
лишь в неразрывной связи с охраной всей окружающей среды.
Для борьбы с истощением запасов пресных подземных вод. пригод-
ных для целей питьевого водоснабжения, предусматривают различные
меры, в том числе регулирование режима водоотбора подземных вод;
более рациональное размещение водозаборов по площади; определе-
ние величины эксплуатационных запасов как предела их рациональ-
260 • ЧАСТЬ IL ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ного использования; введение кранового режима эксплуатации само-
изливающихся артезианских скважин.
В последние годы для предупреждения истощения подземных вод
все чаще применяют искусственное пополнение их запасов путем пере-
вода поверхностного стока в подземный. Пополнение осуществляется
путем инфильтрации (просачивания) воды из поверхностных источ-
ников (реки, озера, водохранилища) в водоносные пласты (рис. 5.8).
Подземные воды получают при этом дополнительное питание, что по-
зволяет увеличивать производительность водозаборов без истощения
естественных запасов.
Рис. 5.8. Схема искусственного пополнения подземных вод:
1 — водоносные пески, 2 — депрессионная воронка; 3 — насосная
станция, 4 — здание для очистки воды: 5 — инфильтрационные
бассейны, 6 — водозаборные скважины
Меры борьбы с загрязнением подземных вод подразделяют на:
1) профилактические и 2) специальные, задача которых — локализо-
вать или ликвидировать очаг загрязнения.
Важнейшей мерой предупреждения загрязнения подземных вод
в районах водозаборов является устройство вокруг них зон санитарной
охраны.
Зоны санитарной охраны (ЗСО) — территории вокруг водозаборов,
создаваемые для исключения возможности загрязнения подзем-
ных вод. Состоят они из трех поясов. Первый пояс (зона строгого
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 261
режима) включает территорию на расстоянии 30—50 м от водоза-
бора. Здесь запрещается присутствие посторонних лиц и проведе-
ние каких-либо работ, не связанных с эксплуатацией водозабора.
Второй пояс ЗСО предназначен для зашиты водоносного горизонта
от бактериальных (микробных) загрязнений, а третий — от хими-
ческих загрязнений. Границы поясов определяются специальными
расчетами. На их территории запрещается размещение любых объ-
ектов, могущих вызвать химическое или бактериальное загрязнения
(шламохранилиша. животноводческие комплексы, птицефабрики
и т.д.). Запрещаются также использование минеральных удобрений
и пестицидов, промышленная рубка леса. Ограничивается или за-
прещается и другая производственная и хозяйственная деятель-
ность человека.
Проекты ЗСО должны быть согласованы с органами санитарного
надзора и утверждены специально уполномоченными государствен-
ными органами в области охраны окружающей среды.
5.2.5. Защита литосферы
5-2.5.1. Защита почв (земель)
Защита почв от прогрессирующей деградации и необоснованных
потерь — наиболее острая экологическая проблема в земледелии, ко-
торая еще далека от своего решения.
В число основных звеньев экологической защиты почв входят:
— зашита почв от водной и ветровой эрозии;
— мелиоративные мероприятия (борьба с заболачиванием, засоле-
нием почв и др.),
— рекультивация нарушенного почвенного покрова;
— защита почв от загрязнения, а полезной флоры и фауны —от уни-
чтожения;
— предотвращение необоснованного изъятия пахотных земель
из сельскохозяйственного оборота.
Зашита почв должна осуществляться на основе комплексного под-
хода к сельскохозяйственным угодьям как сложным природным об-
разованиям (экосистемам) с обязательным учетом региональных осо-
бенностей.
Для борьбы с эрозией почв используют комплекс мер: землеустрои-
тельных (распределение угодий по степени их устойчивости к эрози-
онным процессам), агротехнических (почвозащитные севообороты,
контурная система выращивания сельскохозяйственных культур, при
262 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
которой задерживается сток, химические средства борьбы и т.д.), лесо-
мелиоративных (полезащитные и водорегулирующие лесные полосы,
лесные насаждения на оврагах, балках и тл.) и гидротехнических (ка-
скадные пруды и тл )
Для борьбы с заболачиванием почв в районах достаточного или из-
быточного увлажнения в результате нарушения природного водного
режима применяют различные осушительные мелиорации.
Для предупреждения вторичного засоления почв устраивают дренаж,
регулируют подачу воды, применяют полив дождеванием, используют
капельное и прикорневое орошение, выполняют работы по гидроизо-
ляции оросительных каналов и т.д.
Для предотвращения загрязнения почв пестицидами и другими вред-
ными веществами используют экологические методы зашиты расте-
ний (биологические, агротехнические и др.), повышают природную
способность почв к самоочищению, запрещают применение особо
опасных и стойких инсектицидных препаратов и др.
Изъятие пахотных земель для капитального строительства и других
целей может быть допущено лишь в исключительных случаях в соот-
ветствии с действующим законодательством.
При проведении строительных и иных работ, связанных с механи-
ческим нарушением почвенного покрова, предусматривается снятие,
сохранение и нанесение почвенного плодородного слоя на нарушен-
ные земли. Снятие почвенного слоя осуществляется в соответствии
с ГОСТом 17.5.3.06—85 «Охрана природы. Земли. Требования к опре-
делению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве
земляных работ». Плодородный слой вывозится и складируется в спе-
циальных временных отвалах (буртах). Нанесение почвенного плодо-
родного слоя на нарушенные земли производят не позднее одного года
с момента окончания земляных работ.
5.2.5.2. Охрана и рациональное использование недр
Недра подлежа! охране от истощения запасов полезных ископае-
мых и загрязнения. Необходимо также предупреждать вредное воздей-
ствие недр на окружающую среду при их освоении.
Согласно действующему Закону РФ от 21 февраля 1992 г. № 2395-1
«О недрах» (далее — Закон о недрах) для предотвращения экологиче-
ского и экономического вреда недрам необходимо.
— обеспечивать полное и комплексное геологическое изучение
недр;
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 263
— соблюдать установленный порядок пользования недрами и не до-
пускать самовольное пользование недрами;
— наиболее полно извлекать из недр и рационально использовать
запасы основных полезных ископаемых и попутных компо-
нентов;
— не допускать вредного влияния работ, связанных с пользованием
недрами, на сохранность запасов полезных ископаемых;
— охранять месторождения полезных ископаемых от затопления-
обводнения, пожаров и др.;
— предупреждать самовольную и необоснованную застройку пло-
щадей залегания полезных ископаемых;
— предотвращать загрязнение недр при подземном хранении неф-
ти, газа и иных веществ, захоронении вредных веществ и отходов
производства.
Одним из основных принципов охраны окружающей среды являет-
ся неистощительное использование природных ресурсов. Для предот-
вращения возможного их истощения и сохранения запасов недр очень
важно соблюдать принцип наиболее полного извлечения из недр основ-
ных и попутных полезных ископаемых.
Одна из важных проблем, связанных с охраной и рациональным
использованием недр, — комплексное использование минерального сы-
рья, включая проблему утилизации отходов.
5.2.5.3. Рекультивация нарушенных территорий
Рекультивация — комплекс работ, проводимых с целью восстанов-
ления нарушенных территорий и приведения земельных участков
в экологически безопасное состояние.
Нарушение территории происходит в основном при открытой раз-
работке месторождений полезных ископаемых, а также в процессе
строительства. Нарушенные земли теряют первоначальную ценность
и отрицательно влияют на окружающую природную среду.
Рекультивация (восстановление) осуществляется последовательно,
по этапам. Различают техническую, биологическую и строительную
рекультивацию.
Техническая рекультивация означает предварительную подготов-
ку нарушенных территорий для различных видов использования.
В состав работ входят: планировка поверхности, снятие, транспор-
тировка и нанесение плодородных почв на рекультивируемые зем-
ли, формирование откосов выемок, подготовка участков для освое-
ния и Т-П.
264 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
На этапе технической рекультивации засыпают карьерные, строи-
тельные и другие выемки, в глубоких карьерах устраивают водоемы,
полностью или частично разбирают терриконы, отвалы, хвостохра-
нилиша, закладывают «пустыми» породами выработанные подземные
пространства. После завершения процесса осадки поверхность земли
выравнивают
Биологическая рекультивация проводится после технической для
создания растительного покрова на подготовленных участках. С ее
помощью восстанавливают продуктивность нарушенных земель, фор-
мируют зеленый ландшафт, создают условия для обитания животных,
растений, микроорганизмов, укрепляют насыпные грунты, предохра-
няя их от водной и ветровой эрозии, создают сенокосно-пастбишные
угодья и т.д. Работы по биологической рекультивации ведут на основе
знания о развитии сукцессионных процессов.
При необходимости выполняют также строительный этап рекульти-
вации, в ходе которого на подготовленных территориях возводят зда-
ния, сооружения и другие объекты.
Работы по рекультивации нарушенных территорий обеспечивают-
ся нормативно-инструктивными материалами и ГОСТом. Например,
действует ГОСТ 17.5.3.04—83. «Охрана природы. Земли. Общие требо-
вания к рекультивации земель».
Сегодня уже нельзя ограничиваться только восстановлением на-
рушенного массива, плодородия земель, созданием растительного по-
крова. а важно восстанавливать и все другие компоненты природной
среды. Необходима комплексная рекультивация, а точнее, рекульти-
вация природной среды (Сергеев и др., 1992).
5.2.5.4. Защита массивов горных пород
Стратегическая линия зашиты и рационального использования
оползневых, селевых, закарстованных и других массивов горных по-
род может быть представлена следующим образом:
— не фетишизировать лозунг «Строить, не нарушая природных
равновесий». Невозможно законсервировать существующую
природную обстановку и сделать ее неизменной. Нарушение
экологического равновесия и изменение окружающей среды
неизбежны, однако не следует допускать вредных и опасных
по своим последствиям нарушений;
— постепенно переходить от защиты отдельных участков и районов
к охране всего природного окружения;
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 265
— в районах со сложными природными условиями добиваться
их улучшения путем рекультивации, создания искусственных
форм рельефа, борьбы с неблагоприятными геологическими
процессами. Весьма важно учитывать единство, взаимосвязь
и взаимообусловленность антропогенных геологических про-
цессов. Изменение одного процесса вызывает изменение других.
Изыскатель и проектировщик должны предвидеть цепные эко-
логические реакции;
— выгоднее и эффективнее предупреждать нежелательный процесс,
что подчеркивает значимость профилактических мероприятий;
— не применять таких мер борьбы, которые порождают новые не-
желательные процессы и явления;
— охранять памятники природы (уникальные геологические разре-
зы, геоморфологические элементы, карстовые пещеры и т.п.).
Защита оползневых массивов. Эффективная защита оползневых
участков от воздействия строительных работ заключается в поддержа-
нии стабильного состояния склонов в течение всего срока эксплуата-
ции, заданного проектом. С этой целью регулируют поверхностный
сток посредством водоотводных канав, телескопических лотков, лив-
невых коллекторов, производят планировку склона, одерновывают
оголенные откосы, осуществляют лесомелиоративные работы и т.п.
При необходимости выполняют активные инженерные мероприя-
тия: 1) перераспределяют массы горных пород на склоне; 2) устраи-
вают подпорные и анкерные сооружения; 3) искусственно улучшают
свойства грунтов, 4) дренируют подземные воды и др.
Защита селеопасных массивов На селеопасных горных массивах
запрещается вырубка лесов, уничтожение кустарников, нарушение
травянистого покрова. Недопустим сброс на склоны сточных вод,
устройство оросительных каналов, накопление отвалов горных пород
при добыче полезных ископаемых и т.д. Необходимы лесонасаждение,
регулирование поверхностного стока, сброс воды из ледниковых озер
и другие природоохранные мероприятия. В состав инженерных мер
входятселезадерживающие и селеулавливающие плотины, водосброс-
ные каналы и др
Защита закарстованных массивов. Природоохранные мероприятия
должны быть направлены на снижение карстового процесса. Ечавное
внимание уделяется поверхностному и подземному стокам. С этой це-
лью устраивают перехватывающие и водосборные канавы, производят
тампонаж карстовых воронок, провалов, крупных трещин, облицов-
ку обнаженных участков. Предусматривают дренаж подземных вод.
266 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Ограничивают до минимума вскрышные земляные работы. Применя-
ют агролесомелиорацию.
Одним из важных направлений охраны закарстованных массивов
является борьба с утечками агрессивных промышленных сточных вод.
Защита массивов горных пород от подтопления. Мероприятия
по борьбе с подтоплением подразделяют на профилактические (орга-
низация стока поверхностных вод, предупреждение утечек из водоне-
суших коммуникаций и др.) и защитные (дренаж, гидроизоляция)
Охрана массивов горных пород в зоне вечной мерзлоты. Согласно дей-
ствующим строительным нормам и правилам в этих районах должны
предусматриваться мероприятия для сохранения не только расчетного
температурного режима пород, но и природных условий окружающей
среды.
Для сохранения мерзлотных и природных условий необходимы
своевременная засыпка траншей и котлованов, закрепление выемок
и срезов грунта и максимально возможное сохранение естественного
растительного и почвенного покрова. Очень важно сберечь и природ-
ную растительность (деревья, кустарники). Дороги, подъезды и на-
сыпные площадки для строительных механизмов возводят до начала
земляных и фундаментных работ.
После окончания строительных работ нужно произвести рекульти-
вацию (восстановление) начальных природных условий, где они были
нарушены. При этом следует помнить, что природная среда в зоне веч-
ной мерзлоты весьма ранима, здесь значительно легче нарушить ее,
чем восстановить.
5.2.6. Защита биотических сообществ
5.2.6.1. Защита растительного мира
Для сохранения численности и популяционно-видового состава
растений осуществляется комплекс природоохранных мер, в число
которых входят:
— борьба с лесными пожарами;
— защита растений от вредителей и болезней;
— полезащитное лесоразведение;
— повышение эффективности использования лесных ресурсов;
— охрана отдельных видов растений и растительных сообществ.
Борьба с лесными пожарами. В нашей стране уже длительное вре-
мя действует специальная служба государственной лесной охраны,
оснащенная современной техникой обнаружения и тушения пожа-
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 267
ров. Для этих целей используют самолеты, вертолеты, мощные по-
жарные автоцистерны, опрыскиватели, вездеходы, бульдозеры и т.д.
Значительна роль авиационной охраны, на ее долю приходится поч-
ти треть всех обнаруженных и ликвидированных пожаров в лесах
государственного фонда. Однако следует признать, что в последние
годы отлаженная система обнаружения и тушения очагов лесных по-
жаров становится малоэффективной из-за недостаточного финан-
сирования.
Лесные пожары в России в 20101. полыхали с июля и охватили поч-
ти половину страны. Реальная площадь лесных пожаров в 2010 г. со-
ставила более 3 млн га.
Главные усилия следует направлять на профилактику пожаров. По-
давляющее большинство лесных пожаров происходит, как известно,
из-за неосторожного или неумелого обращения людей с огнем.
Невыполнение иконных требований органов государственного
контроля за использованием, воспроизводством и охраной лесов вле-
чет за собой административный штраф, а умышленное повреждение
или поджог леса относятся к тяжким преступлениям.
Защита растений от вредителей и болезней. Среди методов защи-
ты растений от вредителей и болезней различают профилактические
и истребительные меры. Лучшие результаты дают профилактические
меры, а именно надзор, карантинная служба и различные лесохозяй-
ственные мероприятия.
К истребительным (точнее, лечебно-истребительным) относятся
оргтехнические, химические и биологические методы.
По утверждению В.Г. Нестерова, «лучшие друзья леса, истребите-
ли мельчайших и самых вредных насекомых, скромнейшие птички
с оперением серого цвета — обыкновенная пищуха и обыкновенный
поползень, а также обыкновенный скворец, многочисленные синицы
и певчий дрозд». Деятельность насекомоядных птиц в очаге размноже-
ния лесных вредителей позволяет сохранить более 30% деревьев.
Полезащитное лесоразведение. Искусственно выращенные лесные
полосы, сформированные из быстрорастущих биологически устой-
чивых пород для поддержания биологического равновесия, создают
по границам полей и севооборотов, снаружи и внутри садов, на паст-
бищах и тл.
Повышение эффективности использования лесных ресурсов. Для со-
хранения численности и популяционно-видового состава лесов не-
обходимо проведение в достаточных объемах лесовосстановительных
работ с целью восстановления лесов до стадии климакса, улучшение
268 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
их состава, дальнейшее развитие сети лесных питомников и разработ-
ка методов выращивания леса на специальных плантациях.
Охрана отдельных видов растений и растительных сообществ. Обыч-
но выделяют два аспекта, связанных с охраной растительного мира:
1) охрана редких и исчезающих видов флоры;
2) охрана основных растительных сообществ.
К редким относят растительные виды, имеющие ограниченный
ареал и низкую численность. Государством взяты под защиту десятки
редких видов растений. В местах их произрастания строго запрещают-
ся сбор, сенокошение, выпас скота и другие формы уничтожения рас-
тений и их сообществ.
Очень важной задачей является сохранение в качестве генофонда
видового разнообразия растений. В случае, когда исчерпаны все резер-
вы сохранения видов растений, создают специальные хранилища —
генетические банки, где генофонд видов содержится в виде семян.
5.2.6.2. Охрана животного мира
Действие Закона о живи гном мире распространяется на регулиро-
вание, охрану и использование диких животных, т.е. животных, нахо-
дящихся в состоянии естественной свободы.
Охрана и эксплуатация охотничьих животных, морских зверей
и промысловых рыб осуществляются с соблюдением принципов на-
учно обоснованного управления популяциями, сохранения видово-
го многообразия и генофонда. Под эксплуатацией диких животных
следуег понимать использование их для получения различных цен-
ных продуктов и сырья (мяса, меха, пуха, пантов и другой продук-
ции) и изучение их в научных, культурно-просветительских и иных
целях.
Охрана и эксплуатация охотничьих животных должна предусматри-
вать разумную добычу, но не их истребление.
Объектом охотничьего хозяйства, как подчеркивают А. Г. Банни-
ков и другие ученые, должна быть именно популяция данного вида
животных Управлять же промыслом (охотой), количественным и ка-
чественным составом популяций необходимо в полном соответствии
с возможностями того биогеоценоза, в состав которого она входит.
При соблюдении этих принципов промысел и охота становятся дей-
ственной, активной формой охраны животных и способствуют оздо-
ровлению их популяций.
Помимо организованного промысла и охоты на охотничьих уго-
дьях, которые занимают в России огромные площади, проводят био-
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 269
технические мероприятия Их назначение в сохранении и увеличении
емкости охотничьих угодий, а также увеличении численности и обо-
гащении видов промысловых животных.
Широко используется также акклиматизация животных, т.е. вселе-
ние их в новые места обитания с целью обогащения экосистем новыми
полезными видами. Только в 1960—1970-е гг. на территории бывше-
го СССР было расселено 262,5 тыс. охотничьих зверей и птиц, отно-
сящихся к 35 видам, в том числе 129 зубров, 131 лось, 939 пятнистых
оленей, 2600 благородных оленей, 439 соболей, около 6000 речных бо-
бров, более 73 тыс. ондатр, 102 тыс. фазанов, более 3,5 тыс. американ-
ских норок (Лаптев, 1975).
Поскольку дикие животные составляют государственный охотни-
чий фонд, их использование регламентируется правовыми нормами.
Охота с нарушением установленных правил считается браконьерством.
К.сожалению, существующие меры по охране охотничье-промысловых
животных в нынешней социально-экономической ситуации явно не-
достаточны В лесах и других местах обитания исчезают белки, зай-
цы, кабаны, рябчики, куропатки и многие другие виды зверей и птиц.
Их незаконная добыча постоянно увеличивается, поэтому внимание
к охране охотничье-промысловых животных должно быть значитель-
но усилено.
Охрана и эксплуатация морских зверей (тюленей, моржей, морских
котиков и др.) в России регламентируются лимитами, сроками и райо-
нами добычи. Полностью запрещена добыча дельфинов. Прекращен
промысел кин». Трудности в охране лого вида животных связаны
с миграцией их через государственные границы и обитанием многих
из них в международных водах.
Охрана и эксплуатация промысловых рыб основана также на со-
блюдении популяционно-видового принципа. Так. установле-
но, что вылов взрослых рыб (до определенного предела) не только
не приносит вреда всей популяции, но и способствует увеличению
ее прироста.
Это положение не распространяется на такой варварский способ
добычи, как рыбная ловля дрифтерными сетями с узкой ячейкой.
Рыболовство в нашей стране регламентируется положениями
об охране рыбных запасов и регулировании рыбоводства в водоемах.
Специальная служба рыбоохраны контролирует соблюдение законо-
дательных актов, осуществляет надзор за водоемами, предупрежда-
ет их загрязнение. Нарушители правил рыбоводства привлекаются
к юридической ответственности.
270 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Охрана путем разумной эксплуатации распространяется и на дру-
гие промысловые и непромысловые виды животных, однако эколо-
гические основы их охраны и эксплуатации разработаны еще недо-
статочно, что неизбежно сказывается на эффективности проводимых
мероприятий.
5.2.6.3. Красная книга
Красная книга содержит сведения о редких, исчезающих или нахо-
дящихся под угрозой исчезновения видов растений, животных и других
организмов с целью введения режима их особой охраны и воспроиз-
водства. Существует несколько вариантов Красной книги: междуна-
родная, федеральная и республиканская (областная).
Международная Красная книга. Идея, составление и издание этой
книги принадлежат Международному союзу охраны природы и при-
родных ресурсов (МСОП). Этой организацией выпущены тома:
«Млекопитающие» (310 видов). «Птицы» (320 видов), «Земноводные
и пресмыкающиеся» (162 вида), «Рыбы» (40 видов) и том о редких
растениях. Международная Красная книга не сброшюрована и лю-
бая страница (лист) может быть заменена другой по мере получения
новых данных.
Ежегодно в Международную Красную книгу вносятся изменения
и новые виды, нуждающиеся в особой заботе.
Красная книга России содержит разделы, аналогичные Международ-
ной Красной книге. В книгу включены 562 вида растений и 246 видов
животных, в том числе уссурийский тигр, белый медведь, пятнистый
олень (аборигенная популяция), белобрюхий тюлень, журавли белый,
черный и маньчжурский, красноногий чибис, дальневосточный аист
И др.
Решение о включении конкретного вида растения или животного
в Красную книгу (или исключение из нее) принимает Межведомствен-
ная комиссия, представленная учеными и специалистами различных
министерств и ведомств.
Красные книги субъектов Федерации призваны способствовать
усилению охраны редких и исчезающих видов растений и живот-
ных непосредственно в регионах. Согласно Закону об охране окру-
жающей среды включение животного или растения в Красную
книгу означает повсеместное изъятие данного вида из хозяйствен-
ного оборота и торговли. Закон обязывает природопользователя
принять меры по охране и воспроизводству этих видов растений
и животных.
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 271
5.2.6.4. Особо охраняемые природные территории
К наиболее эффективным формам охраны биотических сообществ,
а также всех природных экосистем следует отнести государственную
систему особо охраняемых природных территорий.
Особо охраняемые природные территории (ООПТ) — участки суши
или водной поверхности, которые в силу своего природоохранного
и иного значения полностью или частично изъяты из хозяйственного
пользования и для которых установлен режим особой охраны.
Статус особо охраняемых природных территорий регламентируется
Федеральным законом от 23 марта 2007 г. № 37-ФЗ «О внесении из-
менений в статьи 3 и 26 Федерального закона „Об особо охраняемых
природных территориях** и статью 26.3 Федерального закона „Об об-
щих принципах организации законодательных (представительных)
и исполнительных органов государственной власти субъектов Россий-
ской Федерации1'».
Различают следующие основные категории указанных территорий:
— государственные природные заповедники, в том числе биосфер-
ные,
— национальные парки:
— природные парки;
— государственные природные заказники;
— памятники природы;
— дендрологические парки и ботанические сады.
Государственные природные заповедники — участки территории, ко-
торые полностью изъяты из обычного хозяйственного использования
с целью сохранения в естественном состоянии природного комплекса.
В основу природно-заповедного дела положены следующие основ-
ные принципы:
— создание в заповедниках, как своеобразных «эталонах» природы,
условий, необходимых для сохранения и развития всех видов жи-
вотных и растений;
— поддержание экологического равновесия ландшафтов путем
охраны природных экосистем;
— возможность изучать эволюцию природных экосистем как в ре-
гиональном, >ак и в более широком биоюографическом плане,
решать многие аутэкологические и си нэкологические вопросы;
— сеть заповедных объектов должна отображать широтно-мери-
диональные, а в горных регионах — высотные закономерности
распространения экосистем;
272 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
— включение в сферу деятельности заповедников социально-эко-
номических вопросов, связанных с удовлетворением рекреа-
ционных. краеведческих и иных нужд населения (Бондаренко
и др., 1986).
Заповедники рассматривают и как природные комплексы, изъ-
ятые из хозяйственного оборота, и как научно-исследовательские
учреждения, выполняющие научные, охранительные, культурно-
просветительские и иные функции.
В 2010 году в России насчитывалось 102 государе iвенных природ-
ных заповедника обшей площадью 33,7 млн га, что составляет менее
2% всей территории России. Самые крупные из них — Таймырский
и Усть-Ленский, площадь каждого из них превышает 1,5 млн га. Уни-
кальны по разнообразию растительного и животного мира не трону-
тые человеком уголки природы в Тебердинском (рис. 5.9), Алтайском,
Кроноцком (Камчатка), Воронежском и других заповедниках нашей
страны. Для сглаживания влияния прилегающих территорий, особен-
но в зонах с хорошо развитой инфраструктурой, вокруг заповедников
создают охранные зоны, где хозяйственная деятельность ограничена.
Рис. 5.9. Дикие кабаны в Тебердинском заповеднике
Биосферные заповедники входят в состав ряда государственных при-
родных заповедников и используются в качестве фонового заповедно-
эталонного объекта при изучении биосферных процессов. В мире
в настоящее время создана единая глобальная сеть из более чем 300
биосферных заповедников, которые работают по согласованной про-
грамме ЮНЕСКО и ведут постоянные наблюдения за изменением
природной среды под влиянием антропогенной деятельности.
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 273
Национальные парки одна из новых форм охраны и использова-
ния природных экосистем, это относительно бол ьшие природные тер-
ритории и акватории.
К самым известным природным национальным паркам в России
относятся «Лосиный остров», «Сочинский», «Приэльбрусье», «Вал-
дайский», «Русский Север» и др. На 31 декабря 2010 г. в России насчи-
тывалось 35 национальных парков общей площадью 6,9 млн га, что со-
ставляет 0,41% от всей ее территории.
Природные парки территории, отличающиеся особой экологиче-
ской и эстетической ценностью, с относительно мягким охранным ре-
жимом, используемые преимущественно для организованного отдыха
населения. Это некоммерческие организации, финансируемые за счет
бюджетных средств. По своей структуре они более просты, чем нацио-
нальные природные парки.
Самый крупный природный парк в России — «Русский лес» в Под-
московье. Известны также природный парк «Тургояк» в Челябинской
области, на берегу прекрасного озера Тургояк, Мезинский и др
Государственные природные заказники — территории, созданные
на определенный срок (в ряде случаев постоянно) для сохранения
или восстановления природных комплексов или их компонентов
и поддержания экологического баланса. По состоянию на 1 ноя-
бря 2006 г. в России насчитывалось 69 государственных природ-
ных заказников федерального значения обшей площадью свыше
12 млн га.
В заказниках сохраняю! и восс!анавливаюг плотность популяций
одного или нескольких видов животных или растений, а также при-
родные ландшафты, водные объекты и др. После восстановления
плотности популяции видов животных и растений, природного ланд-
шафта и тд. заказники закрываются.
Памятники природы уникальные, невоспроизводимые природ-
ные объекты, имеющие научную, экологическую, культурную и эсте-
тическую ценность (пещеры, небольшие урочища, вековые деревья,
скалы, водопады и др.).
Дендрологические парки и ботанические сады — природоох-
ранные учреждения, в задачу которых входит создание коллек-
ции деревьев и кустарников с целью сохранения биоразнообразия
и обогащения растительного мира, а также в научных, учебных и куль-
турно-просветительных целях. В дендрологических парках и ботани-
ческих садах осуществляются также работы по интродукции и аккли-
матизации новых для данного региона растений.
274 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
5.2.7. Защита окружающей среды
от особых видов воздействий
5.2.7.1. Защита от отходов производства и потребления
В настоящее время и по масштабам накопления, и по степени нега-
тивного воздействия на окружающую среду экологической проблемой
века становятся отходы производства и потребления. Поэтому их сбор,
удаление, детоксикация, переработка и утилизация — главнейшие за-
дачи инженерной зашиты окружающей среды. На урбанизирован-
ных территориях размещение отходов уже сейчас выходит на первое
место по своей значимости среди экологических проблем. Решение
этого вопроса регламентируется Законом об охране окружающей сре-
ды и Федеральным законом от 24 июня 1998 г. № 89-ФЗ «Об отходах
производства и потребления» (далее — Закон об отходах производства
и потребления).
В отечественной и мировой практике наибольшее распространение
получили следующие методы переработки твердых бытовых отходов
(ТБО):
— строительство полигонов для захоронения и частичной их пере-
работки;
— сжигание отходов на мусоросжигательных заводах;
— компостирование (с получением ценного азотного удобрения
или биотоплива);
— ферментация (получение биогаза из животноводческих стоков
и др.);
— предварительная сортировка, утилизация и реутилизация цен-
ных компонентов;
— пиролиз (высокомолекулярный нагрев без доступа воздуха) ТБО
при температуре 1700 °C.
По оценке ряда специалистов, на нынешней стадии развития
производства, которое в целом характеризуется преобладанием ре-
сурсииитребляюших технологий и огромным накошением отходов,
наиболее приемлемым методом следует признать строительство по-
лигонов для организованного и санкционированного хранения от-
ходов и частичной их переработки (в основном методом прямого
сжигания).
Одним из перспективных методов переработки твердых бытовых
пищевых отходов является их компостирование с аэробным окис-
лением органического вешества. Полученный компост используют
в сельском хозяйстве, а некомпостируемые бытовые отходы поступа-
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 275
ют в специальные печи, где термически разлагаются и превращаются
в разные ценные продукты, например в смолу.
Другой, менее распространенный метод переработки твердых бы-
товых отходов (ТБО) — сжигание их на мусоросжигательных заводах.
На этих заводах спекание отходов происходит при t = 800—850 °C. Вто-
рая стадия газовой очистки отсутствует, поэтому в золе отработанных
отходов отмечается повышенная концентрация диоксинов (0,9 мкг/кг
и более). С каждого кубометра сжигаемых отходов в атмосферу выбра-
сывается 3 кг ингредиентов (пыль, сажа. 1азы) и остается 23 кг золы.
На заводах по пиролизу ТБО при температуре ПОО С практиче-
ски утилизируются все материальные и энергетические компоненты,
что резко снижает загрязнение окружающей среды. Однако техноло-
гический процесс очень трудоемкий, по существу, завод по пироли-
зу — это доменная печь.
И все же следует подчеркнуть, что и у нас в стране, и за рубежом
основная масса твердых бытовых отходов из-за нехватки полигонов
вывозится в пригородные зоны и выбрасывается на свалки. Экологи-
ческое состояние свалок явно неудовлетворительное: отходы на них
разлагаются, часто загораются и отравляют воздух токсичными веще-
ствами, а дождевые и талые воды, просачиваясь через толщу горных
пород, загрязняют грунтовые воды.
Основным направлением ликвидации и переработки твердых про-
мышленных отходов (ТПО) является захоронение их на полигонах,
сжигание, в частности, методом пиролиза и складирование в поверх-
ностных хранилищах (шламонакопители, хвое i охранилища и др.)
Токсичные твердые промышленные отходы обезвреживают на специ-
альных полигонах и сооружениях. Для предотвращения загрязнения
почв и подземных вод отходы подвергают отверждению цементом,
жидким стеклом, битумом, обработке полимерными вяжущими веще-
ствами и т.д.
Выбор земельных участков для захоронения производится с соблю-
дением санитарных правил о порядке накопления, транспортировки,
обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отхо-
дов. Полигоны запрещено размещать в сильно заболоченных местах,
на территориях зеленых зон городов, в зонах санитарной охраны ку-
рортов, в зоне питания подземных источников питьевой воды, в зонах
активного карста, оползней, селевых потоков, снежных лавин.
Захоронение особо токсичных промышленных отходов производят
на специальных полигонах (рис. 5.10) в котлованах глубиной до 12 м
в специальной таре и рабочих железобетонных емкостях.
276 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Рис. 5.10. Полигон «Красный Бор» для переработки и захоронения
промышленных отходов (по С. В Белову и др.. 1991)
Очень сложная и пока еще не решенная проблема — обезврежива-
ние и захоронение радиоактивных и диоксинсодержащих отходов.
В нашей стране действуют несколько законодательных и норма-
тивно-правовых норм, определяющих использование, хранение и за-
хоронение радиоактивных отходов, в частности нормы радиационной
безопасности (НРБ-76/87). Правовые основы обеспечения радиа-
ционной безопасности в России определены в Федеральном законе
от 9 января 1996 г. № З-ФЗ «О радиационной безопасности населения»
(далее — Закон о радиационной безопасности населения).
Наиболее разработанными методами утилизации муниципальных
радиоактивных отходов, т.е. отходов, не связанных с деятельностью
АЭС и военно-промышленного комплекса, являются цементирова-
ние. остекловывание, битуминирование, сжигание в керамических
камерах и последующее перемещение продуктов переработки в специ-
альные хранилища («могильники»).
Тем не менее практически все существующие способы утилизации
и захоронения радиоактивных отходов не решают проблему кардиналь-
но и не видно приемлемых путей их решения. Особенно это касается
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 277
утилизации и захоронения радиоактивных отходов АЭС и ядерных воен-
ных производств, в первую очередь тех из них, которые относят к катего-
рии особо опасных (высокоактивных). По некоторым сведениям, их на-
копилось в мире более 1200 т и этот объем ежегодно увеличивается.
Активная борьба с другими весьма опасными отходами ведется
в США, Японии, странах Западной Европы. Поданным печати, в этих
странах запрещено использование нескольких десятков диоксинсо-
держащих веществ, а также низкотемпературное сжигание мусора;
изменяю 1ся технологии, например, производства бумаги, внедряет-
ся повсеместный строжайший контроль за содержанием диоксинов
в промышленной продукции, отходах и продуктах.
Решение весьма сложной проблемы зашиты окружающей среды
от радиоактивных, диоксинсодержащих и других опасных отходов
требует дальнейшей концентрации усилий специалистов разного про-
филя и огромных капиталовложений.
5.2.7.2. Защита от шумового воздействия
В России защита от шумового воздействия регламентируе1ся Зако-
ном об охране окружающей среды (ст. 55), а также постановлениями
правительства о мерах по снижению шума на промышленных пред-
приятиях, в городах и других населенных пунктах.
Защита от шумового воздействия — очень сложная проблема,
и для ее решения необходим комплекс мер: законодательных, технико-
технологических, градостроительных, архитектурно- планировочных,
организационных и др.
Для зашиты населения от вредного влияния шума нормативно-
законодательными актами регламентируются его интенсивность, вре-
мя действия и другие параметры. Госстандартом установлены единые
санитарно-гигиенические нормы и правила по ограничению шума
на предприятиях, в городах и других населенных пунктах. В основу
норм положены такие уровни шумового воздействия, действие ко-
торых в течение длительного времени не вызывает неблагоприятных
изменений в организме человека, а именно 40 дБ днем и 30 дБ — но-
чью. Допустимые уровни транспортного шума установлены в пределах
84—92 дБ и со временем будут снижаться.
Технико-технологические меры сводятся к шумозащите, под кото-
рой понимают комплексные технические меры по снижению шума
на производстве (установка звукоизолирующих кожухов станков, зву-
копоглощение и др.), на транспорте (глушители выбросов, замена ко-
лодочных тормозов на дисковые, шумопоглошаюший асфальт и др.).
278 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Защита от шумового воздействия можетбыть достигнута также и ме-
роприятиями на градостроительном уровне, с помощью архитектурно-
планировочных решений и других мер
Однако указанные меры вряд ли дадут должный экологический
эффект, если не будет понято главное: защита от шумового воздей-
ствия — проблема не только техническая, но и социальная. Необхо-
димо воспитывать звуковую культуру (Бондаренко, 1985) и осознанно
не допускать действий, которые способствовали бы возрастанию шу-
мовою загрязнения среды.
5.2.7.3. Защита от электромагнитных полей и излучений
Защита от электромагнитных полей и излучений в нашей стране
регламентируется Законом об охране окружающей среды, а также ря-
дом нормативных документов
Основной способ зашиты населения от вредного воздействия элек-
тромагнитных полей, действующих в районе линий электропередач —
создание охранных зон шириной от 15 до 30 м в зависимости от напря-
жения ЛЭП. Данная мера требует отчуждения больших территорий
и исключения их из пользования в некоторых видах хозяйственной
деятельности.
Уровень напряженности электромагнитных полей снижают также
с помощью устройства различных экранов, в том числе из зеленых на-
саждений, выбора геометрических параметров ЛЭП, заземления тро-
сов и других мероприятий. В стадии разработки находятся проекты
замены воздушных линий ЛЭП на кабельные и подземной прокладки
высоковольтных линий.
5.2.7.4. Защита от биологического воздействия
Предупреждение, своевременное выявление, локализация и устра-
нение биологического загрязнения достигается комплексными мера-
ми, связанными с противоэпидемической защитой населения. В число
мер входят санитарная охрана территории, введение в необходимых
случаях карантина, постоянный эпиднадзор за циркуляцией виру-
сов, эколого-эпидемиологические наблюдения, слежение и контроль
за очагами опасных вирусных инфекций.
Закон об охране окружающей среды требует строгого соблюде-
ния нормативов предельно допустимой концентрации в природной
среде микробов, грибков, вирусов и иных видов микроорганизмов
и биологических вешеств. Этим же законом запрещается применение
и разведение биологических объектов, не свойственных природе со-
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 279
ответствуюшего региона, а также полученных искусственным путем,
без разработки мер предотвращения их неконтролируемого размноже-
ния. В организационном плане необходимы срочные меры по созда-
нию в России вирусологической службы.
5.3. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ПРАВА
Экологическое право — отрасль права, которая регулирует обще-
ственные отношения в сфере взаимодействия общества и природы.
Это важный инструмент, используемый государством в интересах
сохранения и рационального использования окружающей среды.
В связи с резким обострением экологических проблем на современ-
ном этапе развития общества роль экологического права и в целом
административно-правового направления постоянно растет.
5.3.1. Источники экологического права
Источниками экологического права являются следующие право-
вые документы: 1) Конституция РФ; 2) законы и кодексы в области
охраны природы; 3) указы и распоряжения президента по вопросам
экологии и природопользования; правительственные природоохран-
ные акты; 4) нормативные акты природоохранных министерств и ве-
домств; 5) нормативные решения органов местного самоуправления.
К основным международно-правовым источникам следует от-
носить резолюции 1енеральной Ассамблеи ООН, международные
конвенции, договоры, соглашения и иные международно-правовые
акты
1 . Конституционные основы охраны окружающей среды закре-
плены в Конституции Российской Федерации, принятой 12 декабря
1993 г. Конституция РФ провозглашает право граждан на землю и дру-
гие природные ресурсы, закрепляет право каждого человека на бла-
гоприятную окружающую среду (экологическую безопасность) и воз-
мещение ущерба, причиненного его здоровью. Она также определяет
организационные и контрольные функции высших и местных органов
власти по рациональному использованию и охране природных ресур-
сов, устанавливает обязанности граждан по отношению к природе,
охране ее богатств.
2 . Законы и кодексы в области охраны окружающей среды состав-
ляют природоресурсную правовую основу. В их число входят законы
280 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
о земле, недрах, охране атмосферного воздуха, охране и использова-
нии животного мира и др.
Систему экологического законодательства возглавляет Закон
об охране окружающей среды. В вопросах охраны природной среды
нормы других законов не должны противоречить Конституции РФ
и данному законодательному акту.
В Законе об охране окружающей среды отражены следующие во-
просы в области охраны окружающей среды:
— общие положения (глава I);
— основы управления в области охраны окружающей среды (гла-
ва II);
— права и обязанности граждан, общественных и иных неком-
мерческих объединений в области охраны окружающей среды
(глава III);
— экономическое регулирование в области охраны окружающей
среды (глава IV);
— нормирование (глава V);
— опенка воздействия на окружающую среду и экологическая экс-
пертиза (глава VI);
— требования в области охраны окружающей среды при осущест-
влении хозяйственной и иной деятельности (глава VII):
— зоны экологического бедствия, зоны чрезвычайных ситуаций
(глава VIII);
— природные объекты, находящиеся под особой охраной (гла-
ва IX);
— государственный мониторинг окружающей среды (государствен-
ный экологический мониторинг) (глава X);
— государственный экологический надзор. Производственный
и общественный контроль в области охраны окружающей среды
(глава XI);
— научные исследования (глава XII);
— основы формирования экологической культуры (глава XIII):
— ответственность за нарушение законодательства в области охра-
ны окружающей среды и разрешение споров в этой области (гла-
ва XIV);
— международное сотрудничество (глава XV);
— заключительные положения (глава XVI).
Закон об охране окружающей среды значительно расширяет пол-
номочия государственной власти субъектов Российской Федерации
и органов местного самоуправления в сфере отношений, связанных
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 281
с охраной окружающей среды. В частности, субъектам Федерации
предоставлено право разрабатывать и издавать законы и иные норма-
тивные акты в области охраны окружающей среды с учетом географи-
ческих, природных, социально-экономических и иных особенностей,
ограничивать и (или) запрещать хозяйственную и иную антиэкологи -
ческую деятельность на своих территориях и др.
Земельный кодеке Российской Федерации регламентирует охрану зе-
мель и защиту окружающей среды от возможного вредного воздей-
ствия при использовании земли. Основные правовые функции охраны
земель: сохранение и повышение плодородия почв, сохранение фонда
сельскохозяйственных земель. Экологическими нарушениями счита-
ются порча, загрязнение, засорение и истощение земель. Кодекс ре-
гламентирует куплю-продажу земель и совершение других земельных
сделок.
Водный кодекс Российской Федерации регулирует правовые отноше-
ния в области рационального использования и охраны водных объек-
тов, устанавливает ответственность за нарушение водного законода-
тельства. Правовые нормы направлены на охрану вод от загрязнения,
засорения и истощения.
Лесной кодекс Российской Федерации закрепляет требования, предъ-
являемые к ведению лесного хозяйства. Основные правовые нормы
направлены на использование леса как природного ресурса, воспроиз-
водство лесов, охрану и защиту лесов и тл.
Правовые основы охраны атмосферного воздуха отражены в Зако-
не об охране окружающей среды, а >акже в Федеральном законе от 4 мая
1999 г. № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха». Важнейшими общи-
ми мероприятиями охраны воздушного бассейна являются установле-
ние нормативов предельно допустимых вредных воздействий и платы
за выбросы в атмосферу загрязняющих веществ.
Закон о радиационной безопасности насе гения провозглашает прин-
цип приоритета здоровья человека и окружающей среды при практи-
ческом использовании и эксплуатации объектов ионизирующих излу-
чений. Правовая защита людей, вовлеченных в сферу использования
ядерных и радиационных установок, радиоактивных веществ и др.,
гарантируется данным законом.
В случае радиационной аварии закон гарантирует возмещение
ущерба здоровью и имуществу граждан и устанавливает компенсацию
за повышенный риск, связанный с проживанием вблизи ядерных и ра-
диационных установок, в виде улучшения социально-бытовых усло-
вий населения и др.
282 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Закон о недрах регулирует правовые отношения при изучении, ис-
пользовании и охране недр. К числу эколого-правовых нарушений,
затрагивающих недра как часть природной среды, закон в первую оче-
редь относит их загрязнение.
Закон о животном мире содержит эколого-правовые и администра-
тивные нормы с учетом новых экономических отношений Согласно
закону, к эколого-правовым нарушениям отнесены: незаконный лов
рыбы, уничтожение редких и исчезающих животных.
Закон об отходах производства и потребления определяет право-
вые основы обращения с отходами производства и потребления в це-
лях предотвращения их вредного воздействия на здоровье человека
и окружающую среду.
Важнейшие экологические требования были отражены также
в Федеральном законе от 30 марта 1999 г. № 52-ФЗ «О санитарно-
эпидемиологическом благополучии населения» (далее — Закон
о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения). Осно-
вах законодательства Российской Федерации об охране здоровья
граждан.
Задачей на перспективу является написание Экологического ко-
декса Российской Федерации, который будет представлять собой ко-
дификацию всего законодательства в области охраны окружающей
среды и природопользования и не только регулировать природоохран-
ные проблемы, но и корректировать все законы, касающиеся приро-
допользования (Грачев В.А., Кудрина И.В.. 2003).
3. Указы и распоряжения Президента РФ. а также постановления
Правительства РФ затрагивают широкий круг экологических вопро-
сов. Примером могут служить Указы Президента РФ от 16 декабря
1993 г. № 2144 «О федеральных природных ресурсах» или от I апреля
1996 г. № 440 «О концепции перехода Российской Федерации к устой-
чивому развитию».
4. Нормативные акты природоохранных министерств и ведомств изда-
ются по самым разнообразным вопросам рационального использова-
ния и охраны окружающей среды в виде постановлений, инструкций,
приказов и Tji. Они считаются обязательными для других министерств
и ведомств, физических и юридических лиц.
5. Нормативные решения местной администрации (мэрий, сель-
ских и поселковых органов) дополняют и конкретизируют действу-
ющие нормативно-правовые акты в области охраны окружающей
среды.
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 283
5.3.2. Государственные органы охраны
окружающей среды
Государственные органы управления, контроля и надзора в области
охраны окружающей среды подразделяются на две категории: органы
общей и специальной компетенции.
К государственным органам общей компетенции относятся Прези-
дент. Федеральное Собрание. 1осударственная Дума. Правительство,
представительные и исполнительные органы власти субъектов Фе-
дерации, муниципальные органы. Эти органы определяют основные
направления природоохранной политики, утверждают экологические
программы, обеспечивают экологическую безопасность, устанавлива-
ют правовые основы и нормы в пределах своей компетенции. Наряду
с охраной окружающей среды государственные органы этой катего-
рии ведают и другими экологическими вопросами, входящими в круг
их полномочий.
Государственные органы категории специальной компетенции под-
разделяются на комплексные, отраслевые и функциональные.
Комплексные органы выполняют все природоохранные задачи
или какой-либо их блок. До 2000 года функции управления приро-
допользованием и охраны окружающей среды выполняли Государ-
ственный комигет РФ гю охране окружающей среды (1оскомэкология
России), Министерство природных ресурсов РФ (МПР России) и дру-
гие ведомства. На базе Министерства природных ресурсов РФ 12 мая
2008 г. было образовано Министерство природных ресурсов и эколо-
гии РФ (Минприроды России) (Указ Президента РФ от 12 мая 2008 г.
№ 724 «Вопросы системы и структуры федеральных органов исполни-
тельной власти»).
К комплексным органам управления относятся также:
— Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребите-
лей и благополучия человека (Роспотребнадзор);
— Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окру-
жающей среды (Росгидромет), осуществляющая экологический
контроль за состоянием окружающей среды, информирующая
население об изменениях в окружающей среде с помощью ши-
рокой сети наблюдательных пунктов и др.;
— Министерство Российской Федерации по делам гражданской
обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий
стихийных бедствий (МЧС России), обеспечивающие безопас-
284 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
ность людей в условиях экстремальной ситуации, стихийных
бедствий, производственных аварий и катастроф.
Отраслевые органы (Роскомзем, Рослесхоз, Госкомрыболовство,
Минсельхоз России) выполняют функции управления и надзора
по охране и использованию отдельных видов природных ресурсов
и объектов.
Функциональные органы выполняют одну или несколько родствен-
ных функций в отношении природных объектов: Росатом России (обе-
спечение ядерной и радиационной безопасности); Минздравсоцразви-
тия России (санитарно-эпидемиологический контроль), МВД России
(охрана атмосферного воздуха от загрязнения транспортными сред-
ствами, санитарно-экологическая служба муниципальной полиции).
Процесс реорганизации государственных органов управления,
контроля и надзора в области охраны окружающей среды продолжает
совершенствоваться.
Так, 22 июля 2004 г. принято Постановление Правительства РФ
о создании новой структуры — Федеральной службы по экологиче-
скому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор) Таким
образом, начиная с 2004 г. в структуру руководяших исполнительных
органов государственной власти в области охраны окружающей среды
входили Минприроды России и Ростехнадзор.
Ростехнадзор наделен широкими полномочиями в области кон-
троля и надзора, в частности организует и проводит государственную
экологическую экспертизу, выдает разрешения на выбросы и сбросы
загрязняющих веществ, устанавливает лимиты на размещение отхо-
дов, осуществляет лицензирование деятельности по переработке, хра-
нению и транспортировке по магистральным трубопроводам нефти,
газа и т.д.
В ведении Министерства природных ресурсов и экологии Россий-
ской Федерации находятся Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды. Федеральная служба по надзору
в сфере природопользования. Федеральное агентство водных ресурсов
и Федеральное агентство по недропользованию. До 2010 г. в этом спи-
ске была и Федеральная служба по экологическому, технологическому
и атомному надзору (Ростехнадзор), которая теперь подчиняется Пра-
вительству РФ.
5.3.3. Экологическая стандартизация и паспортизация
Общие положения экологического законодательства России кон-
кретизируются в государственных стандартах (ГОСТ), которые, так же
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 285
как постановления, инструкции и решения, относятся к подзаконным
правовым актам.
Стандарт (англ, standart — «норма») — нормативно-технический до-
кумент. устанавливающий комплекс норм, правил, требований, обяза-
тельных для исполнения. Тенералыным стандартом для природоохран-
ной деятельности является ГОСТ 17.0.0.01—76 «Система стандартов
в области охраны природы и улучшения использования природных
ресурсов. Основные положения».
Система стандарюв в области охраны природы (ССОП) имее> сле-
дующие подсистемы (группы): 0 — основные положения; 1 — гидро-
сфера; 2 — атмосфера; 3 — почвы; 4 — земли; 5 — флора; 6 — фауна;
7 — недра.
По направлениям действия государственные стандарты системы
охраны природы подразделяются на следующие виды: 1 — терми-
ны, классификации, определения; 2 — нормы и методы измерений
загрязняющих выбросов и сбросов, интенсивность использования
природных ресурсов; 3 — правила охраны природы и рационального
использования природных ресурсов; 4 — методы определения параме-
тров состояния природных объектов и интенсивности хозяйственного
воздействия; 5—6 — требования к средствам контроля и защиты окру-
жающей среды; 7 — прочие стандарты.
В полное обозначение стандарта ССОП входят индекс (ГОСТ),
номер системы (17). номер стандарта и год издания. Например, если
требуется выяснить, какие существуют нормы и методы измерения
выбросов вредных веществ в ограбогавших 1азах тракторных и ком-
байновых двигателей, то следует обратиться к ГОСТ 17.2.2.05—86.
В данном примере 17 обозначает номер системы, 2 — номер под-
системы (группы) — атмосферу, 2 — вид стандарта — нормы и методы
измерений, 05 — номер стандарта и 86 — год издания.
Экологическая паспортизация. В соответствии с ГОСТ 17.0.0.06—
2000 каждое предприятие в обязательном порядке разрабатывает эко-
логический паспорт. Цель паспортизации — прогноз экологической
ситуации как на самом предприятии, так и вокруг него, а также кон-
троль за выполнением природоохранных мероприятий.
В экологический паспорт включаются фактические данные об ис-
пользовании предприятием природных ресурсов и воздействии его
производства на окружающую среду. Отдельно в виде справки с указа-
нием времени, объемов и составов в экологическом паспорте должны
быть приведены данные о залповых и аварийных выбросах (сливах) за-
грязняющих веществ.
286 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Все виды экологических паспортов разрабатываются предприяти-
ем и утверждаются его руководителем по согласованию с территори-
альным природоохранным органом, где он регистрируется. При от-
сутствии экологического паспорта предприятие лишается права
на природопользование и хозяйственную деятельность либо подвер-
гается крупному штрафу.
5.3.4. Экологическая экспертиза и оценка
воздействия на окружающую среду (ОВОС)
Правовой механизм управления природопользованием и охраной
окружающей среды включает и такую важную форму предупредитель-
ного экологического контроля, как экспертизу. Различают государ-
ственную, общественную и иные виды экологической экспертизы.
Под государственной экологической экспертизой понимают предва-
рительную проверку представленных материалов специальной комис-
сией, назначаемой Ростехнадзором. Задача экспертной комиссии —
оценить соответствие намечаемой хозяйственной и иной деятельности
требованиям экологической безопасности.
Объектами государственной экологической экспертизы являются
любые проектные и предпроектные документы, новая техника и тех-
нология, продукция, сырье и материалы, вещества, а также проекты
стандартов и нормативов.
Федеральным законом от 23 ноября 1995 г. № 174-ФЗ «Об эколо-
гической экспертизе» (далее — Закон об экологической экспертизе)
установлены следующие принципы государственной экологической
экспертизы: обязательность ее проведения, научная обоснованность
выводов, независимость и вневедомственность — широкая гласность,
привлечение общественности, а главное, презумпция потенциальной
экологической опасности любой намечаемой хозяйственной и иной
деятельности.
Государственная экологическая экспертиза, как правило, предше-
ствует принятию хозяйственного решения. Это позволяет еще на ста-
дии планирования и проектирования выявить допущенные ошибки,
оценить их последствия и дать рекомендации по их устранению. Фи-
нансирование работ по всем проектам и программам открывается
только при наличии положительного заключения государственной
экологической экспертизы.
Кроме государственной существуют и другие виды экспертизы —
общественная, научная и др., которые проводятся обычно на добро-
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 287
вольной основе и носят рекомендательный или информационный ха-
рактер.
Правовой основой экологической экспертизы служит Закон
об экологической экспертизе, а также постановления, указы и другие
природоохранные акты. Нормативной базой являются стандарты,
нормы, правила, обобщенные в специальных справочниках для экс-
пертов.
Экологическая экспертиза становится одной из важных функций
государственной экологической политики. Сейчас уже невозможно
представить превентивное правовое регулирование хозяйственной
деятельности без экологической экспертизы, нацеленной на сниже-
ние экологического риска при принятии решений. Еще более глубо-
ким и объемным вариантом проведения экологической экспертизы
в последние годы служит оценка воздействия на окружающую среду
(ОВОС).
ОВОС проводят при разработке всех вариантов предпроектной
и проектной документации. Процедура ОВОС предшествует прове-
дению государственной экологической экспертизы и выполняется
для предварительной оценки прямого или косвенного воздействия,
которое может оказать хозяйственная или иная деятельность на окру-
жающую среду. Организует и обеспечивает ОВОС заказчик проекта,
привлекая для этих целей компетентные организации и специалистов.
В полном объеме ОВОС проводится для крупных экологически
опасных объектов (АЭС мощностью более 300 МгВт, нефтеочисти-
тельные заводы, тепловые электростанции и др.).
Перед началом проектирования и проведения ОВОС заказчик го-
товит «Уведомление о намерениях». Итогом ОВОС служит официаль-
ное «Заявление о воздействиях на окружающую среду». Результаты
ОВОС являются составной частью раздела «Охрана окружающей сре-
ды» в проектной документации.
5.3.5. Экологический менеджмент,
аудит и сертификация
Экологический менеджмент определяют как комплексную разно-
стороннюю деятельность. направленную на эффективную реализацию
экологических проектов и программ.
На конференции ООН в Рио-де-Жанейро (1992) подчеркивалось,
что «экологический менеджмент следует относить к ключевой доми-
нанте устойчивого развития и одновременно к высшим приоритетам
288 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
промышленной деятельности и предпринимательства». Система эко-
логического менеджмента входит в число основных предметов между-
народных стандартов ISO 14000, определяющих экологическую поли-
тику в системе управления качеством охраны среды.
В связи с ужесточением экологического законодательства в странах
рыночной экономики в начале 70-х гг. XX в. получил развитие новый
элемент управления природопользованием — экологический аудит.
Экологический аудит (экоаудит) — независимая комплексная про-
верка (ревизия) соответствия деятельное! и предприятия природоох-
ранным нормам и правилам и оценка эффективности существующей
системы управления охраной окружающей среды с подготовкой кон-
кретных природоохранных рекомендаций.
Экоаудит носит комплексный характер, он сочетает административ-
ные и экономические признаки, коммерческую (рыночную) направлен-
ность и полные информационные материалы об аудируемом объекте.
Экоаудит проводится по инициативе самих предприятий (на коммер-
ческой основе) и представляет собой специфическую форму производ-
ственного экологического контроля. В состав экоаудита входят анализ
бухучета предприятия по экологическим показателям, прогноз эколо-
гических рисков и ущербов, инструментальные измерения различных
экологических параметров аудируемого объекта и окружающей среды,
разработка конкретных природоохранных рекомендаций и др.
Руководящие указания по экоаудиту, процедуры аудита и квалифи-
кационные критерии для аудиторов в области экологии регламенти-
рованы ГОСТ Р ИСО 14010—98, ГОСТ Р ИСО 14011-98 и ГОСТ Р
ИСО 14012—98. Дальнейшее внедрение экоаудита в практику эколо-
гического управления будет способствовать продвижению к более эф-
фективной и экологически безопасной экономике.
Неотъемлемый элемент механизма управления — экологическая
сертификация, т.е. деятельность по подтверждению соответствия объ-
екта природоохранным требованиям, установленным соответствую-
щими нормативно-правовыми документами. Экологическая серти-
фикация может быть обязательной и добровольной. Правовые основы
сертификации в Российской Федерации изложены в Федеральном за-
коне от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании»
Объектами обязательной экологической сертификации являют-
ся новая техника, в том числе и оборонной промышленности, отхо-
ды производства и потребления, различные строительные материалы
и изделия и т.п.
Экологические сертификаты выдаются на срок до пяти лет.
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 289
5.3.6. Понятие об экологическом риске
Экологическим риск — это оценка на всех уровнях — от точечно-
го до глобального — вероятности появления негативных изменений
в окружающей среде, вызванных антропогенным или иным воздей-
ствием. Под экологическим риском понимают также вероятностную
меру опасности причинения вреда природной среде в виде возможных
потерь за определенное время.
Вред природной среде при различных антропогенных и стихийных
воздействиях, очевидно, неизбежен, однако он должен быть сведен
до минимума и быть экономически оправданным. Любые хозяйствен-
ные или иные решения должны приниматься с таким расчетом, что-
бы не превышать пределы вредного воздействия на природную среду.
Установить эти пределы очень трудно, поскольку пороги воздействия
многих антропогенных и природных факторов неизвестны. Поэтому
расчеты экологического риска должны быть вероятностными и мно-
говариантными, с выделением риска для здоровья человека и природ-
ной среды.
Опенке допустимого экологического риска в последнее время уде-
ляещя все больше и больше внимания, особенно при принятии реше-
ний о вложении инвестиций в то или иное производство.
Различают три главные составляющие экологического риска, вы-
раженные в оценке:
1) состояния здоровья человека и возможного числа жертв;
2) состояния биоты (в первую очередь фотосинтезирующих орга-
низмов) по биологическим интегральным показателям;
3) воздействия загрязняющих веществ, техногенных аварий и сти-
хийных бедствий на человека и окружающую природную среду.
Например, оценка риска стихийных бедствий должна включать,
по В.И. Осипову (1995), расчеты возможного числа погибших и по-
страдавших людей, а также экономических потерь. На основе анализа
природных опасностей и уязвимости среды, выполненного совместно
с проектировщиками, экономистами и социологами, оценивают риск
и сос|авляют карты риска. Эти карты с указанием терриюрий различ-
ной степени риска помогают эффективно решать вопросы управления
риском и планирования социально-экономического развития региона
(области, района, города).
Любое превышение пределов допустимого экологического риска
на отдельных производствах должно пресекаться по закону. С этой це-
лью ограничивают или приостанавливают деятельность экологически
290 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
опасных производств, а на стадиях принятия решений допустимый
экологический риск оценивают с помощью государственной экологи-
ческой экспертизы и в случае его превышения представленные для со-
гласования материалы отклоняют.
Фактор экологического риска существует на любых производствах
независимо от мест их расположения. Однако существуют регионы, где
в сравнении с экологически более благополучными районами во мно-
го раз превышена вероятность проявления негативных изменений
в экосистемах, а также истощения природно-ресурсного потенциала
и как следствие — величины риска потери здоровья и жизни для чело-
века. Эти регионы получили название зон повышенного экологического
риска (Петров, 1995).
В пределах регионов повышенного экологического риска выделя-
ют зоны: 1) хронического загрязнения окружающей среды; 2) повы-
шенной экологической опасности; 3) чрезвычайной жологической
ситуации и 4) экологического бедствия.
К зонам чрезвычайной экологической ситуации относят территории,
на которых в результате воздействия негативных антропогенных фак-
торов происходят устойчивые отрицательные изменения окружающей
среды, угрожающие здоровью населения, состоянию естественных
экосистем, генофондам растений и животных.
В России к таким зонам относятся районы Северного Прикаспия,
Байкала, Кольского полуострова, рекреационные зоны побережий
Черного и Азовского морей, промзона Урала и др.
Зоной экологического бедствия указами Президента или постанов-
лениями Правительства России на основе государственной экологи-
ческой экспертизы объявляется часть территории Российской Феде-
рации, на которой произошли необратимые изменения окружающей
среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья на-
селения, разрушение естественных экосистем, деградацию флоры
и фауны. Прежде всего это зона влияния аварии на Чернобыльской
АЭС, а также Кузбасс, степные районы Калмыкии. В ближнем зару-
бежье наиболее опасными экологическими зонами являются Арал
и Приаралье.
5.3.7. Экологический мониторинг
(мониторинг окружающей среды)
Под экологическим мониторингом (лат. monitor — «напоминающий,
надзирающий») понимают систему наблюдений, оценки и прогноза
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 291
состояния окружающей среды. Основной принцип мониторинга — не-
прерывное слежение.
Мониторинг является важнейшей частью экологического кон-
троля, который осуществляет государство. Главная цель мониторин-
га — наблюдение за состоянием окружающей среды и уровнем ее
загрязнения. Не менее важно своевременно оценить последствия ан-
тропогенного воздействия на биоту, экосистемы и здоровье человека,
а также эффективность природоохранных мероприятий. Но монито-
ринг — эю не только слежение и оценка фактов, но и эксперименталь-
ное моделирование, прогноз и рекомендации по управлению состоя-
нием окружающей среды.
По территориальному охвату различают три ступени или бло-
ка современного мониторинга: локальный (биоэкологический,
санитарно-гигиенический), региональный (геосистемный, природно-
хозяйственный) и глобальный (биосферный, фоновый) (табл. 5.3).
В программу биоэкологического, санитарно-гигиенического мониторин-
га, проводимого на локальном уровне, входят наблюдения за измене-
нием в различных сферах содержания загрязняющих веществ, обла-
дающих канцерогенными, мутагенными и иными неблагоприятными
свойствами. Постоянным наблюдениям подвергаются следующие за-
грязняющие вещества, наиболее опасные для природных экосистем
и человека:
— в поверхностных водах — радионуклиды, тяжелые металлы, пе-
стициды, бенз(а)пирен, pH. минерализация, азот, нефтепродук-
ты. фенолы, фосфор;
— в атмосферном воздухе — оксиды углерода, азота, диоксид серы,
озон, пыль, аэрозоли, тяжелые металлы, радионуклиды, пести-
циды, бенз(а)пирен, азот, фосфор, углеводороды;
— в биоте — тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды, бенз(а)
пирен, азот, фосфор.
Тщательно исследуют и такие вредные физические воздействия,
как радиация, шум, вибрация, электромагнитные поля и др.
Пункты экологических наблюдений располагают в местах кон-
центрации населения и районах интенсивной его деятельности
с таким расчетом, чтобы они контролировали основные линии свя-
зи человека (трофические и др.) с естественными и искусственны-
ми компонентами окружающей среды. Это могут быть территории
промышленно-энергетических центров, атомных электростанций,
нефтепромыслов, агроэкосистем с интенсивным применением ядо-
химикатов и др.
292 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Таблица 5.3
Система наземного мониторинга окружающей среды (по И.П. Герасимову)
Ступени мониторинга Объекты мониторинга Характеризуемые показатели
Локальный (санитарно- гигиенический, биоэкологиче- ский) Приземный слой воздуха ПДК токсических веществ
Поверхностные и грунто- вые воды, промышленные и бытовые стоки и различ- ные выбросы Физические и биологические раздражители (шумы, аллер- гены и др.)
Радиоактивные излучения Предельная степень радио- излучения
Региональный (геосистемный, природно- хозяйственный) Исчезающие виды живот- ных и растений Популяционное состояние видов
Природные экосистемы Их структура и нарушения
Агроэкосистемы Урожайность сельскохозяй- ственных культур
Лесные экосистемы Продуктивность насаждений
Глобальный (биосферный, фоновый) Атмосфера Радиационный баланс, тепло- вой перегрев, состав и запы- ление
Гидросфера Загрязнение рек и водоемов, водные бассейны, круговорот воды на континентах
Растительный и почвен- ный покровы, животный 1лобальные характеристики состояния почв, раститель- ного покрова и животных. Глобальные круговороты и ба- ланс COj, О? и других веществ
На региональном [геосистемном) уровне наблюдения ведут за со-
стоянием экосистем крупных природно-территориальных комплексов
(бассейнов рек, лесных экосистем, агроэкосистем и т.д.), где имеются
отличия параметров от базового фона ввиду антропогенных воздей-
ствий. Например, ведут контроль за популяционным состоянием ис-
чезающих видов животных в пределах какого-либо региона и тд.
Обеспечить наблюдение, контроль и прогноз возможных измене-
ний в биосфере в целом — задача глобального мониторинга. Его назы-
вают еще фоновым, или биосферным. Объектами глобального мони-
торинга являются атмосфера, гидросфера, растительный и животный
мир и биосфера в целом как среда жизни всего человечества. Разра-
ботка и координация глобального мониторинга окружающей среды
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 293
осуществляется в рамках ЮНЕП (орган ООН) и Всемирной метеоро-
логической организации (ВМО).
При выполнении работ по программе глобального мониторин-
га особое внимание уделяют наблюдениям за состоянием природной
среды из космоса. Космический мониторинг позволяет получить уни-
кальную информацию о функционировании экосистем как на регио-
нальном, так и на глобальном уровне.
В России функционирует разветвленная общегосударственная
служба наблюдения по всем ступеням мониторинга — локальном, ре-
гиональном и глобальном.
Основной объем наблюдений выполняют Федеральная служба
по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидро-
мет России). С 1995 года в России с целью радикального повышения
эффективности службы наблюдения введена Единая государственная
система экологического мониторинга (ЕГСЭМ) (рис. 5.11). К основ-
| Санитарно-экологический мониторинг |
Рис. 5.11.1осударственная система экологического контроля (по Петрову, 1995)
294 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
ным ее задачам, в частности, относятся ведение специальных банков
данных, характеризующих экологическую обстановку, и гармониза-
ция их с международными эколого-информационными системами,
а также оценка и прогноз состояния объектов и антропогенных воз-
действий на них, откликов экосистем и здоровья населения на изме-
нение состояния окружающей среды.
5.3.8. Экологический контроль и общественные
экологические движения
Помимо государственной службы наблюдения — экологическо-
го мониторинга, в систему экологического контроля входят государ-
ственный, производственный, муниципальный и общественный виды
контроля.
Под государственным экологическим контролем понимают один
из видов государственной административной деятельности, призван-
ной обеспечить соблюдение экологического законодательства и вы-
полнение природоохранных мероприятий.
Объектами государственного экологического контроля являются
земля, недра, леса, животный мир, атмосферный воздух, природно-
заповедный фонд, континентальный шельф, а также окружающая
среда в целом.
Должностные лица органов государственного экологического кон-
троля (государственные инспектора) имеют широкие полномочия.
В частности, согласно Закону об охране окружающей среды они име-
ют право:
— принимать решения об ограничении, приостановлении и пре-
кращении деятельности экологически вредных объектов;
— налагать административный штраф в установленном размере
за нарушение природоохранного законодательства;
— предъявлять иски о возмещении вреда, причиненного природ-
ной среде, и направлять материалы в арбитражный суд для при-
влечения виновных к уголовной ответственности;
— выдавать разрешения на природопользование, устанавливать
нормативы выбросов, сбросов вредных вешеств, назначать госу-
дарственную экологическую экспертизу.
Помимо государственного в нашей стране действует еще производ-
ственный и общественный виды контроля. В первом случае речь идет
о контроле предприятия за своей деятельностью в области природо-
пользования, во втором — о контроле выполнения требований Закона
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 295
об охране окружающей среды со стороны профсоюзов, общественных
объединений, трудовых коллективов и отдельных граждан.
В последнее время в границах муниципальных образований орга-
нами местного самоуправления осуществляется муниципальный эко-
логический контроль. Соответствующими законодательными актами
закреплены полномочия, права и обязанности муниципальных ин-
спекторов в области охраны окружающей среды. Общественный эко-
логический контроль неразрывно связан с общественным экологиче-
ским движением.
Каждый гражданин нашей страны имеет право на охрану здоровья
от неблагоприятного воздействия окружающей среды; в свою очередь
он обязан сохранять природу и окружающую среду, принимать участие
в ее охране.
В середине 1980-х гг. в связи с возросшей социально-политической
активностью населения во многих регионах страны начали форми-
роваться массовые общественные экологические организации (союзы,
объединения, ассоциации, фонды и т.д.). Среди них — Социально-
экологический союз, ассоциация «Экология и мир». Центр экологи-
ческой политики России, Общественный комитет спасения Волги,
Благотворительный фонд защиты озера Байкал и др.
Еще раньше в Западной Европе (ФРГ, Дания и др.) возникло дви-
жение «зеленых». Оно выступает за сохранение среды жизни, против
ядерной угрозы, за чистоту атмосферы, вод и т.д. К целям и задачам
движения «зеленых» наиболее близко Российское экологическое дви-
жение «зеленые».
Высоко оценивая общественные экологические движения в защиту
природы в нашей стране, нельзя не отметить и некоторого преувели-
чения экологической опасности со стороны «зеленых», посягательства
в отдельных случаях на системы жизнеобеспечения населения. Опти-
мальный выход просматривается в соблюдении принципа экологиче-
ской безопасности населения с подключением беспристрастной науч-
ной экспертизы, если потребуется, то и международной.
5.3.9. Экологические праве и обязанности граждан
Под экологическими правами граждан понимают закрепленные в за-
конодательстве права гражданина, которые обеспечивают удовлетворе-
ние его разнообразных потребностей при взаимодействии с природой.
Согласно Конституции Российской Федерации каждый гражданин
имеет право на:
296 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
— благоприятную окружающую среду;
— достоверную информацию о состоянии окружающей среды;
— возмещение ущерба, причиненного здоровью или имуществу
экологическим правонарушением.
Под благоприятной окружающей средой понимают такое ее состо-
яние, которое соответствует критериям, нормативам и стандартам,
установленным в экологическом законодательстве по показателям
чистоты, ресурсоемкости, экологической безопасности, видовому
разнообразию и др. Другими словами, гражданин Российской Феде-
рации имеет право на среду обитания, факторы которой не оказывают
на него негативного влияния.
Право на благоприяную окружающую среду — одно из фундамен-
тальных прав человека, возникающих с рождением и прекращающих-
ся со смертью индивида, наряду с такими основополагающими права-
ми, как право на жизнь, свободу слова, равенство и др.
Важнейшим способом реализации конституционного права граж-
дан на благоприятную окружающую среду является не только соблюде-
ние всеми лицами экологических норм, правил и нормативов, но и по-
лучение достоверной информации о состоянии окружающей среды.
Согласно действующим законодательным актам граждане имеют
право требовать от соответствующих органов государственной власти,
органов местного самоуправления, должностных лиц предоставле-
ния объективной информации о состоянии окружающей среды. Эта
информация должна быть достоверной, т.е. заведомо не искаженной,
своевременной и полной.
Одним из наиболее важных способов зашиты права на благопри-
ятную окружающую среду считается право на возмещение ущерба, по-
несенного гражданами в результате экологического правонарушения.
Помимо экологических прав, закрепленных в Конституции РФ,
существуют и иные экологические права, содержащиеся в других за-
конах и кодексах.
Так, каждый гражданин имеет право на общее природопользование.
Это право регулируется Земельным, Водным, Лесным кодексами РФ,
Законами о недрах, о животном мире и т.д. Например, граждане имеют
право свободно (бесплатно) находиться на территории лесного фонда
и в лесах, собирать для собственных нужд дикорастущие плоды, ягоды,
орехи, грибы, лекарственные растения и техническое сырье, если иное
не предусматривается законодательством РФ.
Согласно ст. 11 Закона об охране окружающей среды граждане име-
ют также право:
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 297
— создавать общественные объединения, фонды и иные обще-
ственные формирования по охране окружающей среды;
— принимать участие в собраниях, митингах, пикетах, шествиях,
референдумах по вопросам охраны окружающей среды;
— выдвигать предложения о проведении общественной экологиче-
ской экспертизы и участвовать в ее проведении;
— предъявлять в суд иски о возмещении вреда окружающей среде.
Экологические обязанности граждан. Пользуясь экологически-
ми правами, каждый гражданин должен выполнять и определенные
ответные обязанности в сфере экологических интересов общества
и государства. Он должен быть готов к активному личному участию
в осуществляемых природоохранных мероприятиях, выполнять обя-
занности не только по охране и рациональному использованию при-
родных ресурсов, но и по предупреждению экологических правона-
рушений, а также выполнять иные обязанности, предусмотренные
экологическим законодательством.
«Каждый гражданин обязан сохранять природу и окружающую среду,
бережно относиться к природным богатствам» (Конституция РФ, ста-
тья 58).
В соответствии с Конституцией РФ, а также законами об охране
окружающей среды, о санитарно-эпидемиологическом благополучии
населения и рядом других законодательных актов граждане, в частно-
сти, обязаны:
— личным трудом оберегать и приумножать природные богатства;
— соблюдать установленные нормативы качества окружающей
среды;
— сохранять природный ландшафт;
— не допускать уничтожения или порчи деревьев и кустарников,
засорения лесов, уничтожения или разорения мест обитания жи-
вотных, птиц, рыб, насекомых и иных живых организмов;
— соблюдать стандарты, регламентирующие условия охраны ат-
мосферного воздуха, земель, поверхностных и подземных вод,
лесов, недр;
— соблюдать правила пожарной безопасности в лесах;
— выполнять соответствующие экологические предписания и пос-
тановления государственных природоохранных органов и их
должностных лиц;
— платить установленные налоги и сборы, предусмотренные для
финансирования природоохранных и природовосстановитель-
ных мероприятий;
298 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
— иметь необходимую экологическую подготовку (для должност-
ных лиц, связанных с деятельностью, оказывающей влияние
на окружающую среду и здоровье человека);
— содействовать экологическому воспитаню подрастающего поко-
ления и повышению экологической культуры населения.
5.3.10. Юридическая ответственность
за экологические правонарушения
Юридическая ответственность за экологические правонарушения
является одной из форм государственного принуждения; ее задача —
обеспечить реализацию экологических интересов в принудительном
порядке.
Экологические правонарушении различны по своему составу, но всег-
да складываются в сфере природы: будьте загрязнение природной сре-
ды, незаконная порубка леса или нарушение законодательства о кон-
тинентальном шельфе.
Общий критерий всех экологических нарушений — причинение
вреда окружающей среде. В тех случаях, когда вред наносят среде оби-
тания человека, например, сверх нормативов загрязняют воздух в про-
изводственных помещениях, говорят о санитарных правонарушениях.
Экологические правонарушения, не относящиеся к категории об-
щественно опасных, именуют экологическими проступками. Если же
они представляют общественную опасность, посягают на экологиче-
скую безопасность общества, причиняют ощутимый вред окружаю-
щей среде и здоровью человека, их относят к категории экологических
преступлений.
Согласно Закону об охране окружающей среды различают следую-
щие виды ответственности за экологические правонарушения: дисци-
плинарную, административную, уголовную, имущественную.
Дисциплинарные наказания (предупреждение, выговор, строгий выго-
вор, понижение в должности и окладе, увольнение с работы) налагаются
на должностных лиц, рабочих и служащих руководителем предприятия,
организации, учреждения за невыполнение ими своих производствен-
ных обязанностей, связанных с правовой охраной окружающей среды.
Административная ответственность устанавливается за противо-
правное действие или бездействие, нарушающее законодательство
об охране окружающей среды. К их числу относятся порча, поврежде-
ние, уничтожение природных объектов, несоблюдение экологических
требований при захоронении вредных веществ и т.д.
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 299
Наиболее распространенная мера административного взыскания —
денежный штраф, кроме того, применяются предупреждения, обще-
ственное порицание, изъятие орудий и средств совершения правона-
рушения, конфискация незаконно добытой продукции и тш-
За экологические правонарушения, которые отличаются наивыс-
шей степенью общественной опасности и тяжелыми последствиями,
предусмотрена уголовная ответственность (лишение свободы, конфи-
скация имущества, крупный денежный штраф и т.п.). Применение мер
этого вида ответственности за экологические преступления определяет-
ся Уголовным кодексом РФ (глава 26, статьи 246—292). Единственным
основанием назначения уголовного наказания является приговор суда.
К тяжким экологическим преступлениям относится, например,
умышленное уничтожение или повреждение лесных массивов путем
поджога. Менее тяжкими преступлениями считаются загрязнение во-
доемов и атмосферного воздуха, незаконная порубка леса, незаконная
охота и некоторые другие.
Все предприятия и граждане, причинившие вред окружающей сре-
де, здоровью и имуществу других граждан, обязаны возместить его
в полном объеме. Должностные лица, по вине которых предприятие
понесло расходы по возмещению вреда, несут имущественную ответ-
ственность. Иски о компенсации вреда окружающей среде могут быть
предъявлены в течение 20 лет.
5.4. ЭКОЛОГИЯ И ЭКОНОМИКА
В России создан и функционирует экономический механизм охраны
окружающей среды, ориентированный на рыночную экономику. Его
главная особенность — ориентация не на плановое централизованное
финансирование из государственного бюджета, а в основном на эко-
номические методы регулирования.
Новая структура экономического механизма сочетает как ранее
действовавшие нормы (природно-ресурсные кадастры, материально-
техническое обеспечение и др.), так и новые экономические стимулы
(экологические фонды, плата за пользование природными ресурсами,
экологическое страхование и др.) (рис. 5.12). В качестве обязательных
элементов предусматривается включение экологических требований
в процедуру оценки принимаемых хозяйственных решений.
Согласно Закону об охране окружающей среды основными задача-
ми экономического механизма являются:
300 • ЧАСТЬ IL ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
— установление оплаты за негативное воздействие на окружающую
среду;
— установление лимитов за выбросы и сбросы загрязняющих веществ,
размещение отходов и другие виды негативного воздействия;
— предоставление налоговых, кредитных и иных льгот при внедре-
нии малоотходных и ресурсосберегающих технологий и нетра-
диционных видов энергии, осуществлении других эффективных
мер по охране окружающей среды;
— возмещение вреда, причиненного окружающей среде и здоро-
вью человека.
Рис. 5.12. Структура экономического механизма охраны окружающей среды
(по В. В Петрову)
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 301
Важнейшая задача нового экономического механизма — сде-
лать охрану окружающей среды составной частью производственно-
коммерческой деятельности, чтобы хозяйственник, предприниматель
был заинтересован в охране окружающей среды не меньше, чем он за-
интересован в выпуске конкурентоспособной продукции
5.4.1. Эколого-экономический учет природных
ресурсов и загрязнителей
Экономические, экологические и некоторые другие показатели
природных ресурсов обычно обобщают в виде кадастров.
Кадастр природных ресурсов — систематизированный свод сведе-
ний, количественно и качес1венно характеризующих определенный
вид природных ресурсов или явлений, в ряде случаев с их социально-
экономической оценкой. Кадастры составляют специально уполно-
моченные органы Минприроды России для комплексного учета
природных ресурсов на территориях республик, краев и областей, ра-
ционального их использования, дифференциации платы за ресурсы
ИТ.Д.
Различают земельный, водный, лесной, недр, животного мира,
медико-биологический, промысловый и другие виды кадастров.
Земельный кадастр включает данные о регистрации землепользо-
вателей (собственники, пользователи, арендаторы), учете количества
и качества земель, бонитировке (качественной оценке земель)
Водный кадастр — свод систематизированных данных о водных
объектах, водных ресурсах, режиме, качестве и использовании вод,
а также о водопользователях. Он включает три раздела:
1) поверхностные воды;
2) подземные воды;
3) использование вод.
Источником сведений для составления и пополнения водного ка-
дастра служит сеть наблюдательных гидрологических постов и режим-
ных станций. Полученные данные обрабатывают с помощью специ-
альной автоматизированной информационной системы и доводят
до потребителя.
Лесной кадастр — свод данных о лесах, степени их вовлечения
в эксплуатацию, качественном составе, запасах древесины, еже-
годном ее приросте и т.д. С помощью кадастра оценивают эколого-
экономическое значение лесов, решают вопросы охраны лесных ре-
сурсов, другие практические вопросы (выбор лесосырьевых баз и др.).
302 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Аналогичные или близкие к ним функции выполняют кадастры и дру-
гих природных ресурсов.
В последнее время в связи с обострением экологической ситуации
возникла необходимость учета размещения отходов по составу и сте-
пени токсичности, а также регистрации загрязнителей окружающей
среды. Объектом регистрации служат все опасные и потенциально
опасные вещества независимо от их происхождения, как производи-
мые на территории России, так и ввозимые из-за рубежа.
5.4.2. Лицензия, договор и лимиты
на природопользование
Порядок пользования природной средой и природными ресурсами
основывается на принципах охраны природной среды и неистощимо-
сти использования природных ресурсов, создания нормальных эко-
логических и экономических условий для ныне живущих и будущих
поколений, обеспечения приоритетных направлений природопользо-
вания, учета, а также контроля за состоянием окружающей среды. Эф-
фективными средствами охраны окружающей среды и рационального
природопользования служат такие экономические рычаги, как лицен-
зия, договор и лимиты.
Лицензия (разрешение) на комплексное природопользование — до-
кумент, удостоверяющий право его владельца на использование в фик-
сированный период времени природного ресурса (земель, вод, недр
и др.), а также размещение отходов, выбросы и сбросы.
В лицензию на комплексное природопользование включают:
— перечень используемых природных ресурсов, лимиты и норма-
тивы их расхода и изъятия;
— нормативные платы на охрану и воспроизводство природных ре-
сурсов;
— перечень, нормативы и лимиты выбросов (сбросов) загрязняю-
щих веществ и размещение отходов;
— нормативы платы за выбросы (сбросы) загрязняющих веществ
и размещение отходов;
— экологические требования и ограничения, при которых допуска-
ется хозяйственная или иная деятельность.
Лицензия на комплексное природопользование выдается органа-
ми Минприроды России сроком на один год, но в ряде случаев право
пользования ею может быть досрочно прекращено, если возникает
угроза экологической безопасности населения. Лицензия имеет суще-
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 303
ственное значение не только как средство зашиты окружающей среды,
но и как один из способов регулирования природопользования.
Принципы неистощимости природных ресурсов и охраны природ-
ной среды могут быть соблюдены лишь при комплексном природо-
пользовании, т.е. в тех случаях, когда использование одного ресурса
не оказывает вредного воздействия на другие ресурсы. Поэтому, по-
лучив лицензию и пройдя соответствующую экспертизу на предпола-
гаемую деятельность, природопользователь должен заключить договор
о комплексном природопользовании.
Договор предусматривает условия и порядок использования при-
родных ресурсов, права и обязанности природопользователя, разме-
ры платежей за пользование природными ресурсами, ответственность
сторон и возмещение вреда.
Составной частью экономического механизма охраны окружаю-
щей среды является также лимитирование природопользования.
Лимиты на природопользование — предельные объемы природных
ресурсов, выбросов (сбросов) загрязняющих вешеств, размещения
отходов производства, которые устанавливаются для предприятий-
природопользователей на определенный срок.
Например, устанавливают лимиты на потребление вод промыш-
ленного использования, нормы отвода земель для автомобильных до-
рог, лимиты на отлов животных, расчетную лесосеку и т.д.
За сверхнормативное потребление природных ресурсов предусма-
тривается дополнительная плата. Таким образом, лимиты как система
экологических ограничений экономическим путем побуждают при-
родопользователя бережно относиться к природной среде, сокращать
отходы, уменьшать выбросы (сбросы) загрязняющих веществ, пере-
ходить к малоотходным и ресурсосберегающим технологиям. Поэтому
понятно, что лимиты, а также лицензии и договоры на комплексное
природопользование выполняю! не только экономические, но и при-
родоохранительные функции.
5.4.3. Новые механизмы финансирования
охраны окружающей среды
Финансирование затрат на восстановление и охрану природной сре-
ды осуществляется в основном за счет внебюджетных средств, и в пер-
вую очередь за счет собственных средств природопользователей.
Платность природных ресурсов — важнейший элемент нового ме-
ханизма финансирования, ориентированного на рыночные реформы.
304 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
К числу других существенных экономических стимулов следует отне-
сти экологическое страхование. Источником финансирования при-
родоохранной деятельности являются также региональные и местные
бюджеты и в меньшей степени средства федерального бюджета.
Плата за использование природных ресурсов. Еще Законом РСФСР
«Об охране окружающей среды» (1991) предусматривалась плата
не только за загрязнение окружающей среды, но и за использование
природных ресурсов. Согласно статье 20 этого закона плата за природ-
ные ресурсы (земля, вода, леса и др.) взималась: а) в пределах установ-
ленных лимитов; б) за сверхлимитное и нерациональное использова-
ние природных ресурсов; в) на их воспроизводство и охрану. Сейчас
эти положения пересматриваются, однако принцип платности за ис-
пользование природных ресурсов, безусловно, сохраняется.
Формы платежей за природные ресурсы в зависимости от их вида
и назначения могут быть различными. Например, за пользование
лесными ресурсами плату взимают в виде лесных податей (налога)
и арендной платы, за пользование водными объектами — в виде ре-
гулярных платежей в течение срока водопользования, за пользование
землей — в виде земельного налога, арендной платы.
Платность природных ресурсов несомненно повышает материаль-
ную заинтересованность природопользователя в сохранении ресурсов
и их рациональном использовании.
Плата за загрязнение окружающей среды. Законом об охране окру-
жающей среды предусмотрена плата за выбросы (сбросы) загрязняю-
щих веществ и размещение отходов как в пределах, так и сверх уста-
новленных лимитов. В первом случае платежи производятся за счет
себестоимости продукции предприятия, во втором — за счет прибыли,
которая получена предприятием-загрязнителем.
В случае убыточности предприятия-загрязнителя платежи произ-
водятся за счет всех имеющихся у него средств, на которые может быть
обращено взыскание. Территориальные органы Минприроды России
и органы санэпиднадзора вправе приостановить (или прекратить) дея-
тельность предприятий, для которых размер платежей превышает при-
быль, оставляемую в их распоряжении.
Поскольку платежи взимаются за счет себестоимости продукции
или прибыли, они должны стимулировать предприятие-загрязнитель
к сокращению выбросов (сбросов) загрязняющих веществ и отходов.
Именно в этом многие ученые видят главный ключ экологизации хо-
зяйственной деятельности, пользуясь которым можно сделать охрану
окружающей среды экономически выгодным делом.
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 305
Экологические фонды. Для реализации различных природоохран-
ных задач: восстановления потерь в природной среде, компенсации
вреда здоровью граждан, строительства очистных сооружений, ма-
териального обеспечения эколого-просветительского направления
и тд. — была создана единая система внебюджетных государствен-
ных экологических фондов. Фонды функционировали за счет отчис-
лений предприятий в виде платы за выбросы (сбросы) загрязняющих
веществ, реализации конфискованных орудий охоты и рыболовства
и других исючников. Большая часть средств экологических фондов
направлялась на реализацию природоохранных мероприятий.
Экологические фонды способствовали и развитию таких прогрессив-
ных механизмов финансирования природоохранной деятельности, как:
— вложение средств в формирование начального капитала пред-
приятий, создаваемых для производства продукции природоох-
ранного назначения;
— выдача гарантий коммерческим банкам по ссудам и кредитам,
предоставленным предприятиям на реализацию природоохран-
ных проектов.
Таким образом, в современных условиях экологические фонды яв-
ляются важным элементом поддержки инвестиций в охрану окружаю-
щей среды.
Тем не менее уже в бюджете 2001 г. Федеральный экологический
фонд Российской Федерации был упразднен, что связано с принятием
нового Налогового кодекса Российской Федерации. Возникла необхо-
димость создания новой сгруктуры, способной координировать инве-
стиционную деятельность в области охраны окружающей среды
Экологическое страхование Предприятия, а также граждане име-
ют право на получение страхового возмещения (при добровольном
и обязательном страховании) в случае техногенных катастроф, аварий
и стихийного бедствия. Однако предприятие может быть лишено пра-
ва на страховое возмещение, если оно неоднократно предупреждалось
о возможности аварии, но не предприняло никаких предупредитель-
ных мер Таким образом, экологическое страхование выполняет (эко-
номически) стимулирующие функции, побуждая предприятия к со-
хранению природных ресурсов и охране природной среды.
Все более актуальными становятся и такие важные природоохран-
ные проблемы, как страхование риска загрязнения окружающей сре-
ды, страхование инвестиций в экологически рисковые проекты, выбор
приоритетных объектов экологического страхования. Развиваются
и другие формы экологического страхования.
306 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
В целом следует отметить, что экономический механизм природо-
пользования в современный период развития нуждается в постоянном
совершенствовании и должен носить поэтапный характер.
5.4.4. Понятие о концепции устойчивого развития
Концепция устойчивого развития вошла в природоохранный лек-
сикон после Конференции ООН по окружающей среде и развитию
(Рио-де-Жанейро, 1992 г.).
По первоначальному определению усюйчивое развитие формули-
ровалось как «модель движения вперед, при котором достигается удо-
влетворение жизненных потребностей нынешнего поколения без ли-
шения такой возможности будущих поколений. В широком смысле
стратегия устойчивого развития направлена на достижение гармонии
между людьми (друге другом) и между Обществом и Природой» (Коп-
тюг, 1992).
В рамках параллельно проходившего в Рио-де-Жанеиро(1992) 1ло-
бального форума неправительственных организаций были сформули-
рованы следующие основные принципы о неразрывности эколого-
экономических связей:
— экономическое развитие в отрыве от экологии ведет к превраще-
нию планеты в пустыню.
— упор на экологию без экономического развития закрепляет ни-
щету и несправедливость.
Особо подчеркивалось, что понятие «устойчивое развитие обще-
ства» подразумевает обеспечение возможности удовлетворения по-
требностей людей без угрозы возможности удовлетворить таковые
для будущих поколений.
В целях осуществления последовательного перехода Российской
Федерации к устойчивому развитию был принят Указ Президента РФ
от 1 апреля 1996 г. № 440 «О Концепции перехода Российской Федера-
ции к устойчивому развитию». В 1997 году на заседании Правительства
РФ одобрена «1осударственная стратегия устойчивого развития Рос-
сийской Федерации».
В этих документах отмечается, что, следуя рекомендациям и прин-
ципам, изложенным в резолюциях Конференции ООН поокружаюшей
среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992 г.), и руководствуясь ими,
представляется необходимым и возможным осуществить в Российской
Федерации последовательный переход к устойчивому развитию, обе-
спечи вающему сбалансированное решение социально-экономических
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 307
задач и проблем сохранения благоприятной окружающей среды
и природно-ресурсного потенциала в целях удовлетворения потребно-
стей нынешнего и будущего поколений людей.
Решение этих задач возможно лишь в рамках такого экономиче-
ского развития страны, при котором не будет происходить разрушения
естественного биотического механизма регуляции окружающей сре-
ды, а улучшение качества жизни людей будет обеспечиваться в преде-
лах допустимой хозяйственной емкости биосферы.
Исходя из этих принципиальных положений были принять! сле-
дующие основные направления перехода России к устойчивому раз-
витию:
— создание правовой основы перехода к устойчивому развитию,
включая совершенствование действующего законодательства;
— разработка системы стимулирования хозяйственной деятель-
ности и установление пределов ответственности за ее экономи-
ческие результаты, при которых биосфера воспринимается уже
не только как поставщик ресурсов, но и как фундамент жизни,
сохранение которого должно быть непременным условием;
— оценка хозяйственной емкости локальных и региональных эко-
систем страны, определение допустимого антропогенного воз-
действия на них;
— формирование эффективной системы организации устойчиво-
го развития и создания соответствующей системы воспитания
и обучения.
Переход нашей страны к устойчивому развитию — весьма дли-
тельный процесс, который потребует решения огромных по масштабу
эколого-экономических и социальных задач, поэтому он будет осущест-
вляться поэтапно. Основные вехи на этом пути: решение сложнейших
социальных и экономических проблем оздоровления окружающей сре-
ды. в первую очередь в зонах экологического бедствия; существенная
экологизация всего процесса экономического развития; гармонизация
взаимодействия с природой всего мирового сообщества и др.
Особо следует отметить, что переход к устойчивому развитию по-
требует безусловного искоренения стереотипов мышления, пренебре-
гающих возможностями биосферы и порождающих безответственное
отношение к обеспечению экологической безопасности. Как счита-
ют многие ведущие ученые и специалисты, именно движение чело-
вечества к устойчивому развитию в конечном счете должно привести
к формированию предсказанной В.И. Вернадским сферы разума (но-
осферы), к достижению гармонии между Обществом и Природой.
308 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
5.5. ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ОБЩЕСТВЕННОГО
СОЗНАНИЯ
Человечество, чтобы сохранить себя
и природу, должно переосмыслить содер-
жание всей своей деятельности, сделать ее
безопасной для окружающей среды. Речь
идет о формировании нового человека, спо-
собного понимать природу и сохранять ее
богатство для новых поколений.
Норман Бирюуг, автор «зеленой» револю-
ции. Акапулько (Мексика), 1994г.
5.5.1. Антропоцентризм и экоцентризм. Формирование
нового экологического сознания
Одно из направлений, по которому Россия должна выходить из эко-
логического кризиса, — эколого-просветительское. Смысл этого на-
правления заключается в развитии экологического образования, про-
свещения и воспитания для решения главной задачи — перестройки
общественного экологического сознания, изменения образа жизни че-
ловека, его нравственности. Другими словами, стратегия преодоления
экологического кризиса должна иметь не только научно-техническую
и правовую, но и нравственную составляющую.
Объективные реалии свидетельствуют о том, что в настоящее время
практически во всех сферах экономической и культурной деятельно-
сти человека в его сознании прочно утвердилось представление о «че-
ловеческой исключительности» и освобожденное™ его от подчинения
экологическим закономерностям.
Данный тип экологического сознания, базирующийся на представ-
лениях о «человеческой исключительности», получил название антро-
поцентрического. Основные особенности антропоцентризма следую-
щие (Дерябо. Левин. 1996):
1. Высшую ценность представляет человек. Лишь он самоценен,
все остальное в природе ценно лишь постольку, поскольку оно может
быть полезно человеку. Природа объявляется собственностью челове-
чества.
2. Иерархическая картина мира. На вершине пирамиды стоит че-
ловек, несколько ниже — веши, созданные человеком и для человека,
еще ниже располагаются различные объекты природы.
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 309
3- Целью взаимодействия чеювека с природой является удовлетво-
рение тек или иных его прагматических потребностей, т.е. получение
определенного «полезного продукта». Сущность его выражается сло-
вом «использование».
4. Характер взаимодействия с природой определяется своего родо
«прагматическим императивом»: правильно и разрешено то, что по-
лезно человеку и человечеству.
5. Этические нормы и правила действуют только в мире людей
и не распространяются на взаимодействие с миром природы.
6. Дальнейшее развитие природы мыслится как процесс, который
должен быть подчинен процессу развития человека.
Было бы ошибочным полагать, что история развития общественно-
го экологического сознания — это история безраздельного господства
антропоцентризма, когда человек противопоставляет себя природе
и взаимоотношения с ней строит только на основе абсолютного праг-
матизма.
Вместе с тем существовали и принципиально иные представления,
согласно которым человек и природа едины и неотделимы друг от дру-
га, а следовательно, противопоставлять их друг другу в корне неверно
и бессмысленно. Крупные шаги в этом направлении были сделаны
на рубеже XIX—XX вв.
С позиции диалектического материализма подчеркивается, что че-
ловек не в состоянии отменить или изменить законы природы — они
объективны и действуют помимо его воли. Человек не может господ-
ствовать над природой, он принадлежи! ей и находится внутри нее.
1осподство человека над природой есть не что иное, как деятельность,
основанная на использовании ее законов. К. Маркс писал: «Человече-
ские проекты, не считающиеся с великими законами природы, при-
носят только несчастье».
Американские исследователи К. Пауэлл и Д. Фернау были первы-
ми, кто разработал учение о необходимости консервации природных
ресурсов для будущих поколений и справедливом их распределении.
Прагматический сиюминутный подход к природопользованию они
заменили лозунгом: «Максимум природных благ для большего числа
людей на более длительный период».
Необходимость новых моральных принципов взаимодействия че-
ловека и природы, основанных на признании цивилизации восста-
навливающей, а не эксплуатирующей, была обоснована во второй по-
ловине XIX в. русскими учеными А.Л Чижовым, Н.Ф. Федоровым,
В.С. Соловьевым, Н.Г. Умновым, И.В. Киреевским и др. Главная идея
310 • ЧАСТЫ1. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
их религиозно-философских воззрений — человек и все, что его окру-
жает, — это частицы единого, космоса — отсюда это течение получило
название русского космизма.
На высоком научном уровне четкое обоснование единства человека
и биосферы и неизбежность ее эволюционного превращения в сферу
разума — ноосферу — было сделано В.И. Вернадским, одним из вели-
чайших мыслителей XX в.
По его представлениям, ноосфера — это новый этап в истории био-
сферы, koi да определяющая роль ее развития перейдет от стихийною
течения природных процессов и антропогенного воздействия на при-
роду к гармоничному развитию природы и общества. Развитие челове-
ка и биосферы пойдет в неразрывной связи, по единственно правиль-
ному пути — коэволюции общества и биосферы, на котором не будет
ни победителей, ни господства одной из сторон. «Теологически мы
переживаем сейчас выделение в биосфере царства разума, меняющего
коренным образом и ее облик, и ее строение — ноосферы», — писал
В.И. Вернадский.
По утверждению В.И. Вернадского, в сфере разума — ноосфе-
ре — должна господствовать гуманистическая мысль, а это предпо-
лагает прежде всего гуманизацию социальных отношений, разумное
отношение к природе, бережное отношение к ее ресурсам. К приро-
де нельзя относиться потребительски, это не в интересах мыслящего
человека.
Промежуточным этапом на пути формирования нового экологиче-
ского сознания следуе! считать и такие известные философские тече-
ния, как «универсальная этика» (А. Швейцер. М. Ганди и др.) и биоцен-
тризм. В их основе — «благоговение перед жизнью», равенство в своей
самоценности всех живых существ, признание совершенства и духов-
ности природы, отказ от прагматического подхода в отношении к ней
и др. Мерилом развития современной цивилизации должно стать со-
хранение жизни. Жизнь — это абсолютная ценность, все. что мешает
жизни, выступает как анти ценность.
Вся сложная и противоречивая история развития мировоззренче-
ских представлений о взаимодействии природы и общества (консерва-
ционизм, русский космизм, учение о ноосфере, универсальная этика
и биоцентризм) свидетельствует о движении человечества к новому
типу экологического сознания — экоцентризму, к пониманию необхо-
димости коэволюции человека и биосферы.
Экоцентризм характеризуется следующими основными особенно-
стями (Дерябо, Ясвин, 1966):
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование «311
1. Высшую ценность представляет гармоническое развитие человека
и природы. Человек — не собственник природы, а один из членов при-
родного сообщества.
2. Отказ от иерархической картины мира.
3. Целью взаимодействия с природой является максимальное удо-
влетворение как потребностей человека, так и потребностей всего при-
родного сообщества.
4. Характер взаимодействия с природой опредеыется своего рода
«экологическим императивом»: правильно и разрешено только то, что
не нарушает существующее в природе экологическое равновесие.
5. Этические нормы и правила равным образом распространяются
как на взаимодействие между людьми, так и на взаимодействие с миром
природы.
6. Развитие природы и человека мыслится как процесс коэволюции,
взаимовыгодного единства.
В последние годы в нашей стране и за рубежом начал разрабаты-
ваться свод основных экологических положений и принципов, ко-
торые, по мнению их авторов, должны соблюдаться на всех уровнях
жизни человека — от индивидуальной до общечеловеческой. Среди
них значительный интерес представляют основные положения «био-
сферной этики», разработанные с позиций экоцентризма российским
ученым Ф.Я. Шипуновым (1990):
«1. Прежде всего не должно делать — много или мало — и выбра-
сывать в биосферу отравляющие вещества: ядохимикаты, фреоны, по-
лихлорбифенилы и весь им подобный арсенал искусственного хими-
ческого мира, который никогда не существовал в окружающей среде.
Потому что всякое из этих веществ, взаимодействуя с природными,
порождает в биосфере десятки и сотни других так называемых параге-
нетических веществ („пара" — рядом, около), многие из которых ста-
новятся более ядовитыми, чем исходные.
...Следует воспроизводить... естественные вещества и материалы,
которые обычны в биосфере и разлагаются микроорганизмами, т.е.
естественным путем.
2. Не должно повышать радиационный уровень биосферы, выбра-
сывая в нее искусственные радиоактивные изотопы от атомной энер-
гетики и промышленности.
3. Не должно к тому же добавлять в собственную среду новые элек-
тромагнитные поля, так как они не исчезают бесследно и сказываются
на каждом живом существе.
312 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
4. Не следует растрачивать „основной капитал" энергии биосферы
и ее окружения, потому что в них нет ни одной калории лишней энер-
гии, которая могла быть использована даром и без последствий.
5. Нельзя уничтожать и разрушать виды твердых, газовых и жид-
ких минералов, виды растений и животных, потому что они есть
не только продукт физико-химического и биологического равно-
весия, но и носители этого равновесия, определяющие органи-
зованность биосферы. Их нужно рассматривать и оберегать как
драгоценное наше состояние, как продукт длительного планетно-
космического процесса.
6. Не следует тем более уничтожать и разрушать любые подразде-
ления биосферы — луга, леса, болота, реки, озера, эстуарии, заливы,
моря и т.п.... где сложным образом взаимосвязаны и взаимодействуют
разные виды живой и неживой природы...
7. Не должно создавать организованность биосферы техническими
средствами... потому что это есть отказ от более совершенной органи-
зованности природы в пользу менее совершенной, это есть перевод
биосферы на более низкую качественную ступень...»
Всамой простой форме принципы биосферной этики (по Ф.Я. Ши-
пунову) таковы: уважение ко всему живому (и, в частности, к челове-
ку), уважение к природе, т.е. биосфере и ее окружению, и уважение
к космосу.
Становление ноосферы и нового экологического сознания будет
длительным, «противоречивым и мучительным и потребует новых
принципов нравственности, среди которых решающее значение будет
иметь переход от принципа количественного роста, беспредельного,
примитивного накопления материальных богатств за счет разрушения
биосферы Земли к принципу возвышения разума и духа при сдержан-
ном, лишь необходимом материальном достатке» (Войткевич. Врон-
ский, 1996).
5.5.2. Экологическое образование,
воспитание и культура
Экологическое образование — целенаправленно организованный,
планомерно и систематически осуществляемый процесс овладения
экологическими знаниями, умениями и навыками. Указом Президен-
та РФ «О государственной стратегии Российской Федерации по охра-
не окружающей среды и обеспечению устойчивого развития» (1994)
в качестве одного из важнейших направлений государственной поли-
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 313
тики в области экологии было намечено развитие экологического об-
разования и воспитания.
Вместе с социально-гуманитарным образованием экологическое
образование в современных условиях призвано способствовать фор-
мированию у людей нового экологического сознания, помогать им
в усвоении таких ценностей, профессиональных знаний и навыков,
которые содействовали бы выходу России из экологического кризиса
и движению общества по пути устойчивого развития.
Действующая в настоящее время в нашей стране сис1ема экологи-
ческого образования носит непрерывный, комплексный, междисци-
плинарный и интегрированный характер, с дифференциацией в зави-
симости от профессиональной ориентации.
Координация усилий различных стран в сфере экологического
образования осуществляется Организацией Объединенных Наций
по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО) В свое вре-
мя генеральный директор ЮНЕСКО Ф. Майор считал необходимым
поставить глобальное экологическое воспитание в центр всех учебных
программ, начиная с дошкольных организаций и кончая вузами и си-
стемами переподготовки кадров. По его представлениям, «наше выжи-
вание. зашита окружающей среды могут оказаться лишь абстрактными
понятиями, если мы не внушим каждому... простую и убедительную
мысль: люди — это часть природы, мы должны любить наши деревья
и реки, пашни и леса, как мы любим саму жизнь».
Экологическое воспитание призвано формировать активную приро-
доохранную позицию. Эколошческое воспитание, по Н.Ф. Реймерсу
(1992), достигается с помощью комплекса природоохранного и эколо-
гического обучения, включающего воспитание в узком смысле слова,
школьное и вузовское экологическое просвещение, пропаганду эко-
логического мировоззрения.
Экологическое воспитание должно базироваться на основном по-
стулате о том, что выход из экологического кризиса в современных
условиях возможен Ключи к решению глобальной жологической
проблемы — в переоценке мировоззренческих ценностей и «смене
приоритетов», а также в неустанной практической работе по реализа-
ции основных направлений в области охраны окружающей среды
Высшей стадией экологизации сознания является экологическая
культура, под которой понимают весь комплекс навыков бытия в кон-
такте с окружающей средой. Все большее число ученых и специали-
стов склоняется к мнению, что преодоление экологического кризиса
возможно лишь на основе экологической культуры, центральная идея
314 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
которой: совместное гармоническое развитие природы и человека и от-
ношен ие к природе не только как к материальной, но и как к духовной
ценности. Российские ученые В.И. Дан илов-Дан ильян и К.С. Ло-
сев (1996) утверждают, что человеку надо думать не об управлении
эволюцией, а об управлении самим собой, что означает прежде все-
го следование законам природы. Человек должен осознать свою роль
в биосфере как одного из видов, который, как и все остальные, обязан
подчиняться законам развития биосферы.
Мировое сообщество не может существовать без экологической
культуры, поскольку без нее трудно рассчитывать на выживание чело-
вечества в условиях экологического кризиса. Именно поэтому одним
из ведущих международных проектов ООН в области культуры, науки
и образования является программа «Экологическая культура».
5.6. МЕЖДУНАРОДНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
В ОБЛАСТИ ЭКОЛОГИИ
Мы выживем вместе, в противном слу-
чае не выживет никто.
М. Стронг (из речи но Конференции ООН
по окружающей среде и развитию,
Рио-де-Жанейро, 1992г.)
Гармонизация международных экологических отношений — один
из основных путей выхода мирового сообщества из экологического
кризиса. Общепризнанно, что реализовать стратегию выхода из него
можно лишь на основе единства природоохранных действий всех го-
сударств. Сегодня ни одна страна не в состоянии решить свои экологи-
ческие проблемы в одиночку или сотрудничая лишь с небольшой груп-
пой стран. Необходимы четкие согласованные усилия всех государств,
координация их действий на строгой международно-правовой основе.
Высокая приоритетность экологического фактора в международных
отношениях постоянно возрастаем что связано с прогрессирующим
ухудшением состояния биосферы. Все основные слагаемые экологиче-
ского кризиса («парниковый эффект», истощение озонового слоя, де-
градация почв, радиационная опасность, трансграничный перенос за-
грязнений, исчерпание энергетических и других ресурсов недр планеты
и т.п.) становятся экологическими императивами и определяют новые
нормы и правила взаимодействия государств. Есть все основания пола-
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 315
гать, что в XXI в. экология будет в ряду высших приоритетов глобальной
системы международных отношений. Уже сейчас некоторые государ-
ственные деятели считают целесообразным создание такого надгосу-
дарственного органа, который управлял бы охраной и рациональным
использованием окружающей среды во всех государствах и регионах.
5.6.1. Международные объекты охраны
окружающей среды
Объекты охраны окружающей среды подразделяются на нацио-
нальные (внутригосударственные) и международные (общемировые)
К национальным (внутригосударственным) объектам относятся зем-
ля, воды, недра, дикие животные и другие элементы природной среды,
которые находятся на территории государства. Национальными объек-
тами государства распоряжаются свободно, охраняю! их и управляют
ими на основании собственных законов в интересах своих народов.
Международные объекты охраны окружающей среды (рис. 5.13) —
это объекты, которые либо находятся в пределах международных про-
странств (космос, атмосферный воздух. Мировой океан и Антарктида),
либо перемещаются по территории различных стран (мигрирующие
виды животных). Эти объекты не входят в юрисдикцию государств
и не являются чьим-либо национальным достоянием. Их осваивают
и охраняют на основании различных договоров, конвенций, протоко-
лов, отражающих совместные усилия международного сообщества.
Рис. 5.13. Классификация международных объектов охраны окружающей среды
316 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Существует еще одна категория международных объектов природ-
ной среды, которая охраняется и управляется государствами, но взята
на международный учет. Это. во-первых, природные объекты, пред-
ставляющие уникальную ценность и взятые под международный
контроль (заповедники, национальные парки, резерваты, памятники
природы); во-вторых, исчезающие и редкие животные и растения,
занесенные в Международную Красную книгу, и, в-третьих, разде-
ляемые природные ресурсы, постоянно или значительную часть года
находящиеся в пользовании двух или более юсударств (река Дунай,
Балтийское море и др.).
Одним из важнейших объектов международной охраны окружаю-
щей среды является космос. Ни одна страна в мире не имеет каких-
либо прав на космическое пространство. Космос — достояние всего
человечества. Этот и другие принципы отражены в международных
договорах по использованию космического пространства. В них меж-
дународным сообществом признаны: недопустимость национального
присвоения частей космического пространства, включая Луну и дру-
гие небесные тела; недопустимость вредного воздействия на космос
и загрязнения космического пространства. Оговорены также условия
спасения космонавтов.
Для ограничения военного использования космоса большое значе-
ние имели Договор об ограничении систем противоракетной обороны
и советско-американские Соглашения об ограничении стратегиче-
ских наступательных вооружений (СНВ). Последний Договор между
Российской Федерацией и Соединенными Штатами Америки о мерах
по дальнейшему сокращению и гораничению стратегических воору-
жений. СНВ-3 был подписан 8 апреля 2010 г.
Мировой океан также представляет собой объект международной
охраны. Он содержит огромное количество полезных ископаемых,
биологических ресурсов, энергии. Велико и транспортное значение
океана. Освоение Мирового океана должно проводиться в интересах
всего человечества.
Попытки оформле ния национальных притяза н ий на морские ресур-
сы и пространства предпринимались давно и к 50—70-м гг. прошлого
столетия вызвали необходимость юридического регулирования освое-
ния Мирового океана. Эти вопросы рассматривались на трех между-
народных конференциях и завершились подписанием более чем 120
странами Конвенции ООН по морскому праву (1973). Конвенцией
ООН признается суверенное право прибрежных государств на биоре-
сурсы в 200-мильных прибрежных зонах. Подтверждена незыблемость
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 317
принципа свободного мореплавания (за исключением территориаль-
ных вод. внешняя граница которых установлена на 12-мильном рас-
стоянии от берега)
Антарктиду справедливо называют материком мира и междуна-
родного сотрудничества. В Договоре об Антарктиде (1959) провозгла-
шались свобода научных исследований, использование этого материка
только в мирных иелях. определялся международно-правовой режим
Антарктиды. Новые, более жесткие меры по охране животного и рас-
тительного мира, удалению отходов и предупреждению загрязнения
отражены в Протоколе, подписанном в октябре 1991 г. в Мадриде
по итогам международного сотрудничества в Антарктиде.
Еще один важнейший международный объект охраны окружающей
среды — атмосферный воздух. Усилия международного сообщества на-
целены главным образом на предупреждение и устранение трансгра-
ничного переноса загрязнителей атмосферы и охрану озонового слоя
от разрушения.
Международные отношения в этих вопросах регулируются Кон-
венцией 1979 г. о трансграничном загрязнении воздуха на большие
расстояния. Монреальским (1987) и Венским (1985) соглашениями
по озоновому слою, Конвенцией о трансграничном воздействии
промышленных аварий (1992) и другими согласованными докумен-
тами.
Особое место среди международных конвенций и соглашений
по охране воздушного бассейна имел Московский договор 1963 г. о за-
прещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом
пространстве и под водой, заключенный между СССР, США и Англи-
ей, другие соглашения 1970—1990-х гг. об ограничении, сокращении
и запрещении испытаний ядерного. бактериологического, химиче-
ского оружия в различных средах и регионах. В 1996 году в ООН тор-
жественно подписан Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных
испытаний.
5.6.2. Основные принципы международного
экологического сотрудничества
Международное сотрудничество в области охраны окружающей
среды регулируется международным экологическим правом, в осно-
ве которого лежат общепризнанные принципы и нормы. Важнейший
вклад в становление этих принципов внесли Стокгольмская конфе-
ренция ООН по окружающей среде (1972). Всемирная хартия природы
318 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
(ВХП), одобренная Генеральной Ассамблеей ООН (1982) и Междуна-
родная конференция ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-
Жанейро, 1992 г.). Соответственно в истории развития (кодификации)
основных экологических принципов международного сотрудничества
обычно выделяют три этапа (периода).
1. Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде (1972)
ознаменовала начало важнейшего этапа в экологической политике го-
сударств и международных сообществ. По итогам конференции была
принята Декларация, в которой определялись стратегические цели
и направления действий мирового сообщества в области охраны окру-
жающей среды.
Стокгольмская конференция провозгласила 5 июня Всемирным
днем окружающей среды. На конференции была учреждена Програм-
ма ООН по окружающей среде (ЮНЕП) для контроля за окружающей
средой и координации приемлемых мер экологической защиты и об-
разован постоянно действующий орган ООН по окружающей среде
со штаб-квартирой в г. Найроби (Кения)
Программа ЮНЕП предусматривает организацию и планирование
природоохранных действий в пределах трех функциональных направ-
лений:
1) оценка окружающей среды — глобальная система наблюдений;
2) управление окружающей средой;
3) вспомогательные меры (образование в области окружающей
среды и подготовка кадров).
2. Всемирная хартия природы (ВХП) принята Генеральной Ассам-
блеей ООН 28 октября 1982 г. Как и Стокгольмская декларация. Все-
мирная хартия природы наметила приоритетные направления эколо-
гической деятельности международного сообщества на тот период,
что в значительной мере предопределило дальнейшее формирование
экологической политики государств. По мнению многих ученых и спе-
циалистов, Всемирная хартия природы в сравнении с конференцией
в г. Стокгольме (1972) продвинулась дальше по пути «генерализации
международных юридических принципов охраны окружающей среды
и рационального использования природных ресурсов».
В Хартии провозглашались следующие основные принципы:
1) человечество осознает, что является составной частью природы.
Поэтому к природе следует относиться с уважением и не нарушать ее
основных принципов;
2) генетическая основа жизни на Земле не должна подвергаться
опасности. Популяция каждой формы жизни, дикой или одомашнен-
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 319
ной, должна сохраняться, необходимую для этого среду обитания сле-
дует беречь;
3) все регионы Земли, как на суше, так и на морях, должны быть
подчинены охране окружающей среды в соответствии с этими требо-
ваниями, особая зашита должна обеспечиваться уникальным райо-
нам — типичным представителям всех видов экосистем и среды оби-
тания редких или исчезающих видов;
4) природные ресурсы должны не расточаться, а использовать-
ся умеренно, как того требуют принципы, изложенные в насюящей
Хартии; биологические ресурсы расходуются лишь в пределах их при-
родной способности к восстановлению; ресурсы многократного поль-
зования, включая воду, применяются повторно или рециркулируются.
Согласно Хартии, деградация природных систем в результа-
те чрезмерного и нерационального использования природных ре-
сурсов, так же как и неспособность установить прочный эколого-
экономический порядок между странами и народами, ведут к подрыву
основ цивилизации.
3. Международная конференция ООН по окружающей среде и разви-
тию {Рио-де-Жанейро, 3—14 июня 1992 г.). В Рио-де-Жанейро встре-
тились 114 глав государств, представители 1600 неправительственных
организаций. Бесспорно, это был самый впечатляющий форум по эко-
логии в XX в.
Важнейшими достижениями Конференции ООН было признание
следующих фактов: «проблемы окружающей среды и экономического
развития не могут рассматриваться раздельно» (принцип 4), «государ-
ства должны сотрудничать в духе всемерного партнерства с целью со-
хранить. защитить и восстановить здоровье и целостность экосистемы
Земли» (принцип 7), «мир, развитие и защита окружающей среды вза-
имосвязаны и неразделимы» (принцип 25). В основу разработки эко-
логической стратегии государствам мирового сообщества рекомендо-
валось положить концепцию устойчивого развития.
На конференции было подчеркнуто, что устойчивому развитию,
под которым понимается одновременное решение проблем экономи-
ческого развития и экологии, нет разумной альтернативы.
В 2002 году в Йоханнесбурге (ЮАР) состоялся крупнейший Все-
мирный саммит по устойчивому развитию «Рио+10», на котором были
подведены итоги первого десятилетия движения мирового сообщества
по пути устойчивого развития.
Спустя 20 лет, с 20 по 23 июня 2012 г., прошла конференция ООН
по окружающей среде и развитию «Рио+20» — в том же бразильском
320 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
городе Рио-де-Жанейро, где проходила подобная конференция в 1992 г.
В конференции «Рио+20» участвовали более 100 глав государств и пра-
вительств. Она приняла итоговый документ под названием «Будущее,
которое мы хотим», который определяет основные принципы пере-
хода к устойчивому развитию, подразумевающему экономический
и социальный прогресс при условии сохранения окружающей среды.
В итоговом документе закреплено понятие «зеленой экономики» как
инструмента устойчивого развития, выделены задачи борьбы с бедно-
стью и создания новых рабочих мест. Опираясь на этш документ, мож-
но продвигаться в выработке конкретных целей устойчивого развития,
основанного на принципах экономического прогресса, социальной
справедливости и охраны окружающей среды.
5.6.3. Участие России в международном
экологическом сотрудничестве
Наша страна играет значительную роль в решении глобаль-
ных и региональных экологических проблем. Будучи правопре-
емником СССР, Российская Федерация взяла на себя договорные
обязательства бывшего СССР по предотвращению экологической
катастрофы, сохранению биосферы и обеспечению развития чело-
вечества.
Основные направления международного сотрудничества России
в области охраны окружающей среды следующие: 1) государственные
инициативы; 2) международные организации; 3) международные кон-
венции и соглашения: 4) двустороннее сотрудничество.
Государственные инициативы по международному сотрудничеству
в области охраны окружающей среды имеют давнюю историю. Только
в последние годы нашей страной был выдвинут целый ряд конструк-
тивных предложений по международному сотрудничеству в целях эко-
логической безопасности.
Международные организации по охране природы действуют почти
во всех странах мира. Органы руководства сосредоточены прежде
всего в ООН. Ключевую функцию по организации природоохран-
ной деятельности в системе ООН осуществляет упомянутая выше
ЮНЕП — Программа ООН по окружающей среде. Россия активно
сотрудничает в области охраны окружающей среды с ЮНЕП и други-
ми организациями по вопросам выработки стратегии защиты от за-
грязнения, создания системы глобального мониторинга, борьбы
с опустыниванием и др.
Глава 5. Охрана окружающей среды и рациональное природопользование • 321
Большую активность в решении глобальных природоохранных
проблем проявляет Международный союз охраны природы (МСОП),
переименованный в 1990 г. во Всемирный союз охраны природы.
СССР вступил в союз на правах члена-государства в 1991 г., а сейчас
это членство продолжает Российская Федерация. В настоящее время
МСОП стал одним из лидеров в разработке проблем биоразнообразия.
По инициативе МСОП выпущена Международная Красная книга ред-
ких и исчезающих видов растений и животных (в пяти томах).
Много внимания Россия уделяет работе и в других специализи-
рованных организациях ООН, имеющих комплексный природоохра-
нительный характер, в частности, ЮНЕСКО (Организация Объеди-
ненных Наций по вопросам образования, науки и культуры), ВОЗ
(Всемирная организация здравоохранения), ФАО (Организация ООН
по продовольствию и сельскому хозяйству). Укрепляются научные
связи России с МАГАТЭ (Международное агентство по атомной энер-
гии). Россия активно содействует реализации основных программ
Всемирной метеорологической организации ООН (ВМО), в частности
Всемирной климатической программы. По каналам ВМО в Россию
поступает информация о состоянии Мирового океана, атмосферы,
озонового слоя Земли и загрязнении окружающей среды.
Россия продолжает развивать и углублять экологическое сотруд-
ничество по линии международных конвенций {договоров) и соглашений
на многосторонней основе. Свыше 50 международных документов,
подписанных Российской Федерацией (а также бывшим СССР) и при-
нятых ею к исполнению, регулируют ныне российские экологические
сотрудничество с другими государствами.
Продолжается сотрудничество в рамках Конвенции ООН по мор-
скому праву и другим соглашениям и договорам об охране Мирового
океана. Большая работа ведется по выполнению Конвенций: о рыбо-
ловстве и сохранении живых ресурсов в Балтийском море и Бельтах;
о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящи-
мися под угрозой исчезновения; о сохранении водно-болотных уго-
дий, имеющих международное значение, главным образом в качестве
местообитания водоплавающих птиц; о биологическом разнообразии,
а также о сокращении или устранении выбросов стойких органических
загрязнителей и многих других.
На основе межправительственных соглашений развивается дву-
стороннее сотрудничество со всеми пограничными странами, а также
с США, Великобританией, Францией, Китаем и другими государства-
ми.
322 • ЧАСТЬ II. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ
Наиболее плодотворно в настоящее время развивается рос-
сийско-американское сотрудничество (проблема озера Байкал,
мероприятия по регулированию качества воды, организация запо-
ведников и др.), российско-германские связи (экологические про-
блемы в регионах, район озера Байкал, обмен радиологической
информацией и др.), а также сотрудничество со Скандинавскими
странами (экологически безопасные технологии, строительство во-
доочистных сооружений, охраняемые территории на Карельском
перешейке).
Несмотря на достигнутые успехи, для выхода из экологического
кризиса необходимо дальнейшее развитие и активизация междуна-
родного сотрудничества как на двусторонней, так и на многосторон-
ней основе, включая организации системы ООН.
Россия, на долю которой приходится значительная часть экоси-
стем, практически не затронутых хозяйственной деятельностью (более
*/з территории России, или 700—800 млн га, в том числе опорный ста-
билизирующий блок биосферы — Сибирь), непременно будет играть
все более возрастающую роль в решении экологических проблем всего
мирового сообщества.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
И ОПРЕДЕЛЕНИЯ В ОБЛАСТИ
ЭКОЛОГИИ,ОХРАНЫ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ1
Антропогенный объект — объект, созданный человеком для обе-
спечения его социальных потребностей и не обладающий свойствами
природных объектов.
Благоприятная окружающая среда - окружающая среда, качество
которой обеспечивает устойчивое функционирование естественных
экологических систем, природных и природно-антропогенных объ-
ектов.
Вред окружающей среде — негативное изменение окружающей
среды в результате ее загрязнения, повлекшее за собой деградацию
естественных экологических систем и истощение природных ре-
сурсов.
Государственный мониторинг окружающей среды (государственный
экологический мониторинг) — мониторинг окружающей среды, осу-
ществляемый органами государственной власти Российской Федера-
ции и органами государственной власти субъектов Российской Феде-
рации.
Естественная экологическая система объективно существую-
щая часть природной среды, которая имеет пространственно-терри-
ториальные границы и в которой живые (растения, животные и дру-
гие организмы) и неживые ее элементы взаимодействуют как единое
функциональное целое и связаны между собой обменом веществом
и энергией.
Загрязнение окружающей среды — поступление в окружающую среду
вещества и (или) энергии, свойства, местоположение или количество
которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду.
Загрязняющее вещество — вещество или смесь веществ, количество
и (или) концентрация которых превышают установленные для хими-
ческих веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микро-
1 Вес нижеприведенные основные понятия и определения используются в Законе
об охране окружающей среды
324 • ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ В ОБЛАСТИ ЭКОЛОГИИ...
организмов нормативы и оказывают негативное воздействие на окру-
жающую среду:
Качество окружающей среды — состояние окружающей среды, ко-
торое характеризуется физическими, химическими, биологическими
и иными показателями и (или) их совокупностью.
Компоненты природной среды — земля, недра, почвы, поверхност-
ные и подземные воды, атмосферный воздух, растительный, животный
мир и иные организмы, а также озоновый слой атмосферы и около-
земное космическое пространство, обеспечивающие в совокупности
благоприятные условия для существования жизни на Земле.
Контроль в области охраны окружающей среды (экологический кон-
троль) — система мер, направленная на предотвращение, выявление
и пресечение нарушений законодательства в области охраны окру-
жающей среды, обеспечение соблюдения субъектами хозяйственной
и иной деятельности требований, в том числе нормативов и норматив-
ных документов, в области охраны окружающей среды.
Лимиты на выбросы и сбросы загрязняющих веществ и микроорга-
низмов ограничения выбросов и сбросов загрязняющих веществ
и микроорганизмов в окружающую среду, установленные на период
проведения мероприятий по охране окружающей среды, в том числе
внедрения наилучших существующих технологий, в целях достижения
нормативов в области охраны окружающей среды.
Мониторинг окружающей среды (экологический мониторинг) —
комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды,
оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воз-
действием природных и антропогенных факторов.
Нормативы в области охраны окружающей среды — установленные
нормативы качества окружающей среды и нормативы допустимого
воздействия на нее, при соблюдении которых обеспечивается устой-
чивое функционирование естественных экологических систем и со-
храняется биологическое разнообразие.
Нормативы допустимого воздействия на окружающую среду — нор-
мативы, которые установлены в соответствии с показателями воз-
действия хозяйственной и иной деятельности на окружающую сре-
ду и при которых соблюдаются нормативы качества окружающей
среды.
Нормативы допустимой антропогенной нагрузки на окружающую
среду — нормативы, которые установлены в соответствии с величи-
ной допустимого совокупного воздействия всех источников на окру-
жающую среду и (или) отдельные компоненты природной среды
Основные понятия и определения в области экологии... • 325
в пределах конкретных территорий и (или) акваторий и при соблю-
дении которых обеспечивается устойчивое функционирование есте-
ственных экологических систем и сохраняется биологическое раз-
нообразие.
Нормативы допустимых выбросов и сбросов химических веществ,
в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов — нор-
мативы. которые установлены для субъектов хозяйственной и иной
деятельности в соответствии с показателями массы химических ве-
ществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов,
допустимых для поступления в окружающую среду от стационарных,
передвижных и иных источников в установленном режиме и с учетом
технологических нормативов, и при соблюдении которых обеспечива-
ются нормативы качества окружающей среды.
Нормативы допустимых физических воздействий — нормативы,
которые установлены в соответствии с уровнями допустимого воз-
действия физических факторов на окружающую среду и при соблю-
дении которых обеспечиваются нормативы качества окружающей
среды.
Нормативы качества окружающей среды — нормативы, которые
установлены в соответствии с физическими, химическими, биологи-
ческими и иными показателями для оценки состояния окружающей
среды и при соблюдении которых обеспечивается благоприятная
окружающая среда.
Нормативы предельно допустимых концентраций химических веществ,
в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов — нор-
мативы, которые установлены в соответствии с показателями предель-
но допустимого содержания химических веществ, в том числе радио-
активных, иных веществ и микроорганизмов в окружающей среде
и несоблюдение которых может привести к загрязнению окружающей
среды, деградации естественных экологических систем.
Окружающая среда — совокупность компонентов природной сре-
ды, природных и природно-антропогенных объектов, а также антро-
погенных объектов.
Охрана окружающей среды — деятельность органов государствен-
ной власти Российской Федерации, органов государственной власти
субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления,
общественных и иных некоммерческих объединений, юридических
и физических лиц, направленная на сохранение и восстановление
природной среды, рациональное использование и воспроизводство
природных ресурсов, предотвращение негативного воздействия хо-
326 • ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ В ОБЛАСТИ ЭКОЛОГИИ...
зяйственной и иной деятельности на окружающую среду и ликвида-
цию ее последствий.
Оценка воздействия на окружающую среду — вид деятельности
по выявлению, анализу и учету прямых, косвенных и иных послед-
ствий воздействия на окружающую среду планируемой хозяйствен-
ной и иной деятельности в целях принятия решения о возможности
или невозможности ее осуществления.
Природная среда (далее также — природа) — совокупность компо-
нентов природной среды, природных и природно-антропогенных объ-
ектов.
Природно-антропогенный объект — природный объект, изменен-
ный в результате хозяйственной и иной деятельности, и (или) объект,
созданный человеком, обладающий свойствами природного объекта
и имеющий рекреационное и защитное значение.
Природные ресурсы — компоненты природной среды, природные
объекты и природно-антропогенные объекты, которые используют-
ся или могут быть использованы при осуществлении хозяйственной
и иной деятельности в качестве источников энергии, продуктов про-
изводства и предметов потребления и имеют потребительскую цен-
ность.
Природный комплекс — комплекс функционально и естественно
связанных между собой природных объектов, объединенных геогра-
фическими и иными соответствующими признаками.
Природный ландшафт — территория, которая не подверглась изме-
нению в резулыате хозяйственной и иной деятельности и характери-
зуется сочетанием определенных типов рельефа местности, почв, рас-
тительности, сформированных в единых климатических условиях.
Природный объект — естественная экологическая система, природ-
ный ландшафт и составляющие их элементы, сохранившие свои при-
родные свойства.
Технологический норматив — норматив допустимых выбросов
и сбросов веществ и микроорганизмов, который устанавливается
для стационарных, передвижных и иных источников, технологиче-
ских процессов, оборудования и отражает допустимую массу выбросов
и сбросов веществ и микроорганизмов в окружающую среду в расчете
на единицу выпускаемой продукции.
Экологическая безопасность — состояние защищен нести природной
среды и жизненно важных интересов человека от возможного негатив-
ного воздействия хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайных
ситуаций природного и техногенного характера, их последствий.
Основные понятия и определения в области экологии... • 327
Экологический аудит — независимая комплексная, документиро-
ванная оценка соблюдения субъектом хозяйственной и иной деятель-
ности требований, в том числе нормативов и нормативных докумен-
тов, в области охраны окружающей среды, требований международных
стандартов и подготовка рекомендаций по улучшению такой деятель-
ности.
Экологический риск — вероятность наступления события, имеюще-
го неблагоприятные последствия для природной среды и вызванного
негативным воздействием хозяйственной и иной деятельноши, чрез-
вычайными ситуациями природного и техногенного характера.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Основная литература
I. Вернадский В.И. Биосфера. М.: Мысль, 1967.
2. ГисяровА.М. Популяционная экология. М.: Изд-во МГУ, 1990.
3. Данилов-Данильян В.И., Лосев К.С. Экологический вызов и устойчивое
развитие: учеб, пособие. М. • Прогресс-Традиция, 2000.
4. Коробкин В.Й., ПередельскийЛ.В. Инженерная геология и охрана природ-
ной среды : учебник для вузов. Ростов н/Д: Изд-во Рост, ун-та, 1993.
5. Небел Б. Наука об окружающей среде. Как устроен мир? : пер. с англ.
Т. 1-2. - М.: Мир. 1993
6. Об охране окружающей среды. Федеральный закон Российской Федера-
ции № 7-ФЗ. Российская газета. 2002.12 февр.
7. Одум Ю. Экология : пер. с англ. Т. 1—2. М.: Мир, 1986.
8. Шилов И.А. Экология. М : Высшая школа, 1998.
9. Экологическая доктрина Российской Федерации. // Экологическое спа-
сение. 2002. № 6.
10. Экология / под ред. А.Д Потапова. М.. МГСУ, 2008.
Дополнительная литература
1. В.И Вернадский и современность/ под. ред. В.С. Соколова. А.Л. Янши-
на. — М.: Наука, 1986. С. 390.
2. Войткевич Г. В., Вронский В.А. Основы учения о биосфере : учеб, пособие
для вузов. — 2-е изд., перераб. Ростов н/Д • Феникс, 1996.
3. ГиизровА.М. Популяционная экология. М.: Изд-во МГУ, 1990.
4. Горшков В.Г., Кондратьева К.Я., Лосев К.С. Глобальная экодинамика
и устойчивое развитие: естественно-научные аспекты и «человеческое
измерение»//Экология. 1998. № 3. С. 163—170
5. Дерябо С.Д.. Ясвин В.А. Экологическая педагогика и психология. Ростов
н/Д: Феникс, 1996.
6. Зубаков В.А. XXI век: сценарии будущего: анализ последствий глобально-
го экологического кризиса. СПб.: ГМТУ, 1995.
7. Коиионер Б. Замыкающийся круг. Л.: Гидрометеоиздат, 1974.
8. Медоуз Д.Х., Медоуз Д.Л., Рандерс Й. За пределами роста : учеб, посо-
бие. М.: Прогресс, 1994.
9. Mu-itep Т. Жизнь в окружающей среде : пер. с англ. Т. 1. М.: Прогресс-
Пангея, 1993
10. Моисеев И. Н. Коэволюция природы и общества Ц Экология и жизнь. 1997.
Январь август
11. Передельский Л.В., Приходсенко О.Е. Строительная экология: учеб, посо-
бие. Ростов н/Д: Феникс, 2004.
Рекомендуемая литература • 329
12. Петров В.В. Экологическое право России : учеб, для вузов. М. : ВЕК.
1995.
13. Программа действий. Повестка дня на XXI век н другие документы кон-
ференции в Рио-де-Жанейро в популярном изложении. Женева : Центр
«За наше будущее», 1993
14. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в Рос-
сии : учеб, н справ, пособие. 3-е изд. М.. Финансы и статистика. 2001.
15. Реймере Н.Ф. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипоте-
зы). М.: Россия молодая, 1994
16. Сукачев В.Н. Основы типологии и биогеоценологии (Избранные труды).
Т. I.Л. .Наука, 1972.
17. Швейцер А. Культура и этика. М , 1973.
18. Экологические функции литосферы / В.Т. Трофимов, Д. Г. Зилинг, Т А. Ба-
рабошкина и др., под ред. В.Т. Трофимова. М.: Изд-во МГУ, 2000.
19 Экология : юридический энциклопедический словарь / под ред. С.А. Бо-
голюбова. М.. НОРМА, 2000