Возобновляемые ресурсы

3.3. Возобновляемые ресурсы

Проблема поддержания на должном уровне возобновляемых природных ресурсов - почв, растительности, животного мира - может быть решена путем целой системы природоохранительных мероприятий, построенных с учетом следующих основных принципов.

Принцип комплексного подхода к охраняемому объекту. Так, лес нельзя рассматривать только как источник древесины и химического сырья. Лес - это источник кислорода, пушнины, мяса пернатых и диких копытных, ягод, грибов, он имеет водоохранное, климатическое рекреационное значение, т.к. является местом отдыха трудящихся. Отсюда - охрана леса должна рассматриваться как комплексная задача. Ценность наших лесов не только в древесине, и даже не столько в ней. Наши экономисты подсчитали, что при низких бонитетах большинства лесов и их удаленности от транспортных артерий средняя оценка древесины, которую мы можем получить с одного гектара леса, не превышает 500 руб. А средообразующие, ресурсосоохранные и рекреационные способности наших лесов в среднем оцениваются суммой 6000 рублей с каждого гектара (Воронков, 1976). Принцип регионального подхода к ресурсам. При оценке достаточности того или иного ресурса и, соответственно, выработке отношения к нему следует исходить из его состояния не в масштабе всей страны в целом, а только в данном регионе. Нет ничего губительнее интенсивного расходования ресурса там, где он дефицитен, на основании того, что в других местах он находится в избытке (лес). Принцип охраны одного посредством охраны другого. Например, охрана леса через охрану насекомоядных птиц. Принцип охраны через использование. Он реализуется путем правильного ведения охотничьего, лесного, рыбного хозяйств и предусматривает рациональное частичное использование с целью поддержания численности на уровне, соответствующем емкости местообитаний, и таким образом способствует сохранению популяций видов от "самоуничтожения", которое может проявиться в усилении конкуренции из-за пищи и убежищ, в развитии массовых болезней, гибели от стрессовых явлений и т.д.

Описанию конкретных способов охраны и рационального использования различных возобновляемых ресурсов посвящен целый ряд источников (Гладков, Михеев, Галушин, 1975; Иноземцев, 1990; Банников, Рустамов, 1977; Астанин, Благосклонов, 1978; Благосклонов, Иноземцев, Тихомиров, 1967; Садименко, Зозулин, Петрова, Шолохов, 1977; Воронов, Харитонов, 1977; Лаптев, 1975; Никитин, Новиков, 1980; Небел, 1993 и др.).

Краткий обзор позволяет лишь отметить, что почвы, которым угрожает эрозия, засоление, засорение, заболачивание и опустынивание, рекомендуется использовать и охранять путем узкополосного посева, беспахотного земледелия, лесопосадками, правильными севооборотами с многолетними травами, правильной рациональной обработкой, регулируемым поливом, дренажом; леса - путем правильной эксплуатации, когда вырубка не превышает годового прироста, за счет создания заповедников и других охраняемых территорий; путем лесопосадок, причем не монокультур, а многовидных насаждений.

Животный мир охраняется созданием сети заповедников, национальных парков, заказников, путем рационального ведения охотничьего хозяйства, путем недопущения неоправданной интродукции, замены химических способов борьбы с вредителями на биологические способы, путем полувольного разведения отдельных видов с последующими выпусками в дикую природу. Большую роль в сохранении и животных и растений играют зоопарки и ботанические сады.

3.4. Пищевые ресурсы

Дальнейшая интенсификация сельского хозяйства, выведение высокоурожайных сортов культурных растений, совершенствование агротехники, выведение высокопродуктивных пород скота, успешная борьба с болезнями сельскохозяйственных животных и растений позволяют рассчитывать и в дальнейшем на увеличение продуктов питания. В передовых государствах Европы и Северной Америки сборы зерновых в ряде хозяйств достигли 100 ц с га. Определенный резерв пищевых ресурсов содержит мировой океан, так как среди беспозвоночных, составляющих 90% биомассы морских животных, люди используют лишь несколько видов моллюсков и ракообразных. В 50 - 60 годах нашего века в ряде стран были проведены исследования по использованию микроорганизмов для получения белка. Поиски увенчались успехом: разработана технология производства продуктов питания за счет дрожжевых грибков, размножающихся на углеводородах нефти. Из 2 тонн низкосортной нефти можно получить 1 тонну кормового белка. Ныне производство белков из нефти с помощью микроорганизмов перешло через пороги научных учреждений и лабораторий в цеха заводов в СНГ, Франции, Англии, Индии, США. Найдены штаммы грибков, с помощью которых из древесных опилок получают сахар: из 1 кг - 450-500 г. В настоящее время идут усиленные поиски синтеза продовольствия из СО2, Н2, О2, и Н2О. В этом направлении уже сделаны первые шаги. Лучшие умы человечества нацеливают свое внимание на расшифровку и воспроизведение искусственным путем процессов фотосинтеза органических веществ. Это было бы поистине великим открытием.

Все сказанное позволяет сделать вывод о том, что проблема пищевых ресурсов может быть решена успешно, и на Земном шаре можно прокормить 20 млрд. людей.

Подводя итог обсуждению вопроса о состоянии ресурсов среды и оптимистично оценивая их резервы, мы вместе с тем должны принять необходимые меры по рациональному и экономному использованию всех ресурсов. Под рациональным использованием мы понимаем такой уровень их эксплуатации, который могут выдержать все надорганизменные биологические и биокостные системы (включая биосферу) без угрозы их разрушения, при сохранении их жизнеспособности и устойчивости. Этот уровень ясен в теории, но его гораздо труднее определить на практике (особенно для невозобновляемых ресурсов). Однако "если мы не определим повсюду этот уровень, то лет через 30 - 40 станем свидетелями угасания цивилизации на Земле" (Небел, 1993). В современных условиях рациональное использование ресурсов предусматривает и целую систему мер по их экономии и сбережению. К их числу относятся: отказ от экстенсивных методов хозяйствования, снижение потерь при добыче, транспортировке, хранении, переработке природных ресурсов и более эффективное использование вторичных ресурсов. Например, в РФ каждый год на село поступает несколько сот тысяч энергонасыщенных тракторов, имеющих средний вес 10 тонн, а через 3-4 года все это ложится мертвым грузом, а сколько других машин (комбайнов, культиваторов, сеялок) заполняют "кладбище техники"?! Если бы это использовать, мы могли бы 10 лет обходиться без железной руды.

Многие отходы можно и нужно использовать как топливо: бумагу, материю, метан, выделяющийся при разложении органических отходов, и т.д. Огороженная площадка на 100 000 голов крупного рогатого скота может дать столько метана, сколько нужно, чтобы обеспечить природным газом город с населением в 30 тыс. жителей. Больница на 800 мест ежедневно при сжигании отходов может сократить расход горючего на сумму 54 доллара, сэкономить на транспорте на свалку 75 долларов. Общая экономия составляет 47 тыс. долларов в год. Крайне необходима экологизация всей техники и технологии в сторону ресурсосбережения.

Итак, экологический кризис по причине роста народонаселения и дефицита природных ресурсов не выглядит как фатальная неизбежность, он может быть предотвращен.

4. Пути охраны окружающей среды от загрязнений в условиях научно-технического прогресса

"Главный вопрос уже теперь не в том, сможет ли человечество производить достаточно пищи и предметов потребления, а в том, как скажутся на биосфере попытки достигнуть этого", - пишет Ю.Одум. "Мы можем теперь прочно обосновать предложение, - продолжает он, - считать главным фактором при определении оптимальной плотности населения не пищу, а достаточно свободное от загрязнений жизненное пространство. Иными словами, лимитирующий фактор - это размеры и качество "ойкоса", или нашей природной обители, а не число калорий, которые мы можем выжать из Земли." И далее: "Земля стала более населенной, на ней нет больше места для свалки мусора, то, что служит мусорной корзиной для одного человека, является жизненным пространством для другого. И если не остановить усугубление этой ситуации, цивилизация действительно может погибнуть в своих испражнениях и промышленных отходах, ведущих к изменению климата" (Одум Ю.,1975). Возникла реальная угроза экологического кризиса из-за увеличения загрязнений. Как быть? Некоторые зарубежные ученые предлагают в течении ближайших 50 лет отказаться от сжигания ископаемого топлива, затормозить развитие технического прогресса. Первое, что мы должны признать, изучая пути решения рассматриваемой проблемы, это то, что человечество не должно и не может идти по линии свертывания производства. Борьба за прогрессирующее повышение уровня жизни людей требует неуклонного развития промышленности и сопровождающей его урбанизации. И дело здесь не только в том, что индустриализация повышает производительность труда и приводит к благоприятным социальным последствиям. Не менее важно, что при современной численности населения неиндустриальные методы производства оказывают на развитие природной среды не менее пагубные воздействия, чем применение самых "грозных" (с точки зрения охраны природы) индустриальных комплексов.

Таким образом, о сокращении индустриализации не может быть и речи. Но тогда как быть? Целый ряд исследователей в последнее время высказывает мысль о том, что охрана окружающей среды может быть решена путем преобразования промышленных процессов в замкнутые технологические циклы с полной утилизацией побочных продуктов и разложенем их до уровня безвредных для живых организмов или, по крайней мере, создания веществ, входящих в круговорот. Однако, несомненно, что любые меры предосторожности (совершенно необходимые) и любая степень совершенствования производства (замкнутые циклы) лишь ослабляют степень воздействия человека на природу, но не ликвидируют опасность ухудшения природной среды хотя бы потому, что самое культурное производство изымает из биологического оборота громадные территории и акватории. Это положение должно быть очевидным для любого человека, не склонного к самообольщению. Таким образом, стремление любой ценой сохранить природу в условиях индустриализации и урбанизации в ее первозданном и естественном состоянии противоречит и теории, и практике, и это признание почти полной неизбежности антропогенного изменения природных компонентов должно быть положено в основу реалистической политики по охране природной среды. Но тогда каковы же реальные пути предотвращения экологического кризиса, связанного с загрязнением среды? По мнению ведущих экологов нашей страны (Федоров В.Д., 1974), в первую очередь должна быть создана система мониторинга в масштабах нашей страны и планеты. Мониторинг - это система долгосрочных наблюдений, не прерываемых и периодических, за изменением биосферы в результате все возрастающего разнообразия форм и масштабов человеческой деятельности. Это система контроля за изменением окружающей среды и, главным образом, биологическими последствиями, вызванными этими изменениями. Система мониторинга должна помочь оценить возникающие тенденции в биосфере путем постоянного сбора информации по ряду разнообразных показателей, характеризующих состояние объекта, природу воздействующего фактора и характер биологического отклика. Только одновременная регистрация всей совокупности показателей обеспечит возможность анализа взаимосвязанных наблюдений, относящихся к отклику и воздействию, установления т.н. ПДК для различных загрязнителей или стандартов на качество воды и воздуха.

Система глобального мониторинга окружающей среды (ГМОС) сможет быть образована на базе уже существующих служб, ведущих регулярные наблюдения за рядом частных показателей, характеризующих состояние природных систем. Должна быть разработана специальная программа наблюдений, унифицированы методы регистрации изменений и откликов, обеспечена централизация полученного материала, его обработка и, наконец, разработаны конкретные рекомендации в отношении допустимых норм и форм воздействия антропогенных факторов на природные системы применительно к отдельным географическим зонам и экологическим районам страны и Земного шара в целом.

Все большее значение в системе контроля за состоянием биосферы приобретает применение дистанционных датчиков, установленных на самолетах и спутниках, фотографирование с самолетов и спутников с автоматической расшифровкой фотографий. Аэрофотосъемка и сведения, полученные при помощи дистанционных датчиков, открывают перед экологией такие же возможности, какие предоставил физиологии спектрофотометр. В сущности, аэрофотосъемка на уровне экосистемы равноценна электронной микрофотографии на уровне молекулярной биологии: и та, и другая зависят от спектра отражения, поглощения, излучения и пропускания соответствующих объектов.

В качестве примера контроля с помощью дистанционных датчиков можно указать на непрерывную регистрацию загрязнения воздуха над большими городами и изменения концентрации СО2, SO2, NО2 и др. загрязнителей.

Полученная информация позволяет своевременно принимать меры по устранению из воды, воздуха, почв избыточных количеств загрязнителей или полному обезвреживанию их. Это достигается, в первую очередь, созданием и функционированием различных очистных сооружений, а также путем захоронения и рециклизации бытовых и производственных отходов. Так, сточные воды, содержащие патогены, органические остатки, соли, кислоты, мусор и другие загрязнители подвергаются механической, биологической и химической очистке с помощью фильтров, отстойников, аэротенков, работающих с применением т.н. активного ила.

К сожалению, любое химическое вещество, примененное, размещенное, разлитое, рассыпанное на земле или попавшее в нее, может загрязнить грунтовые воды, ставшие в ряде мест основным источником чистой пресной, и в первую очередь питьевой, воды. Восстановление качества грунтовых вод осуществляется путем бурения скважин, откачки загрязненных грунтовых вод, их очистки на химических поглощающих фильтрах и закачивания обратно в водоносный горизонт. Если речь идет о биодеградирующих органических соединениях, в зараженный участок можно подать кислород и микроорганизмы, которые питаются загрязняющими веществами и уничтожают их.

Воздух, загрязненный твердыми частицами и каплями кислот, углеводородами и другими летучими органическими соединениями, окислами азота и серы, озоном и угарным газом, очищается с помощью аппаратов типа "Циклон", электростатических уловителей, рукавных фильтров. С помощью каталитического преобразователя (платиновые гранулы) выхлопные газы автомобильных двигателей освобождаются от углеводородов и угарного газа.

Для избавления от твердых бытовых и промышленных отходов используются полуестественные окислительные бассейны, пруды, земляные насыпи или искусственные хемо-механические регенерационные системы. Однако нельзя забывать, что устройство очистных сооружений, переработка отходов в хемо-регенерационных установках - вещь исключительно дорогая. Необходимо каким-то образом сохранять и поддерживать самоочистительную деятельность самой природы. В этой ситуации наиболее рациональным представляется мнение некоторых ученых (в частности, покойного академика С.С.Шварца) о необходимости разработки экологами методов создания и развития так называемых "хороших биогеоценозов" в условиях антропогенного ландшафта. "Хорошие биогеоценозы" должны быть устойчивы по отношению к различным влияниям и обладать максимальными скоростями биологической самоочистки.

Ставя проблему создания хороших биогеоценозов, мы сталкиваемся с еще одним вопросом принципиальной трудности: должны ли мы стремиться создавать хорошие экосистемы по всей Земле, или достаточно сосредоточить внимание на некоторых, специально отведенных "под природу" местах, подвергая остальную часть планеты ничем не лимитируемой урбанизации. Ответ может быть один. Думать, что мы и наши не столь уж отдаленные потомки смогут ограничиваться созданием природных парков, в которых будет сохранен природный ландшафт как место отдыха, музей - хранилище генофонда, а сам человек будет жить в каменных джунглях, сооруженных по последнему слову санитарной техники, - так думать весьма опасно. И дело не только в том, что доброкачественная пища и свежий воздух будут нужны везде и всегда. Природа должна быть улучшена всюду, и всюду, где есть человек, он должен жить в условиях оптимальных. Живая природа, общение с миром живых существ - непременные условия поддержания того нервно- психологического настроя, который необходим для оптимального физиологического состояния человека, а следовательно, и его работоспособности.

В целом экологическая оптимизация среды жизни может дать прирост производительности труда не менее, чем на 3%. В этой связи чрезвычайно остро стоит в настоящее время проблема планирования городских районов. При разумном планировании развития жилой и прочей застройки одну треть занимаемой городом площади необходимо сохранить в виде свободного пространства. Сюда входит достаточное пространство для недорогой эффективной системы трехступенчатой полубиологической очистки бытовых и промышленных сточных вод в прудах и на хорошо спланированных земляных насыпях, оставление речных долин, крутых склонов, озер, болот, заболоченных участков, парков и т.д. Немаловажное значение имеет размещение в городах промышленных предприятий на окраинах, противоположных направлению господствующих ветров, создание городских трасс, кольцевых автодорог и т.д.

Каковы наши возможности в отношении создания хороших биогеоценозов? Каковы пути их создания? О возможности решения этих грандиозных задач говорит способность организмов создавать процветающие популяции в поистине экстремальных условиях среды. Достаточно сказать, что некоторые виды растений в течении немногих поколений приобретают генетически закрепленную способность создавать продуктивные и стабильные популяции, казалось бы, не в просто неблагоприятной среде, а в отвратительной, например, на землях, обогащенных свинцом, медью, никелем, да и к тому же при явном недостатке кальция и фосфора. К числу подобных видов относится, например, полевица - ценное кормовое растение.

Вполне возможно создание сообществ, работающих в качестве специфических нейтрализаторов потенциально вредных отходов промышленности. Среди бактерий известны, например, специализированные нефтедеструкторы, эффективность работы которых повышается в присутствии ванадия и цинка. Подобные примеры, конечно, не более, чем иллюстрация недостаточно используемых возможностей. Но все это ясно указывает, что принципиальных преград для развития специализированных сообществ в уникальной среде нет. А это значит, что человек должен помочь полезным видам животных и растений адаптироваться к новым условиям существования, должен овладевать процессом эволюции. "Сейчас эта задача, - как пишет С.С.Шварц, - звучит почти фантастически, но уже через несколько лет она займет свое место в будничных планах институтов и лабораторий. Более того, она может быть поставлена на вполне профессиональном уро,не уже в настоящее время" (Шварц С.С., 1976).

Естественно, что решение всех этих проблем потребует расширения исследований во многих направлениях; особая тяжесть падет на экологов. Зная, как человек изменяет среду (в данном месте, на данном уровне развития экономики и техники, в данной физико-географической среде), зная требования, которые предъявляют среде отдельные виды, зная законы их сложения в сообщества и, наконец, зная законы, которыми определяются продуктивность и стабильность сообщества и эффективность их самоочистки, эколог может разработать генеральну, схему развития процветающих биогеоценозов в урбанизированной среде. Эта схема может быть реализована в комплексе с мероприятиями по промышленному освоению края, она должна рассматриваться как непременная составная часть общего плана развития страны. А лучше, если будет разрабатываться общая схема развития биогеоценотического покрова конкретного экономико - географического региона. Это поможет избежать экологических просчетов - таких, как осушение Полесских болот или строительство плотины на реке Замбези в Африке.

Все вышесказанное дает основание надеяться, что гений человечества позволит овладеть законами биосферы и активно создать новую эпоху в ее эволюции. Этот этап в эволюции биосферы В.И.Вернадский назвал "Ноосферой", этапом господства разума и строгих научных принципов и методов в использовании природных ресурсов, что приведет к гармоничному сосуществованию природы и человека.

5. Организация охраны природы