Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Биология / Другие методич. материалы / СПЕШИТЕ СПАСТИ ПЛАНЕТУ ! Методическое пособие к видеосериалу Часть 7
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Биология

СПЕШИТЕ СПАСТИ ПЛАНЕТУ ! Методическое пособие к видеосериалу Часть 7

библиотека
материалов

65


Научно-методический центр по эколого-валеологическому образованию и

воспитанию населения











СПЕШИТЕ СПАСТИ ПЛАНЕТУ !

Методическое пособие к видеосериалу



Часть 7

Переработал и дополнил

Ганюшин Л.А.












Новомосковск, 2000 г.




Настоящей работой мы продолжаем серию методических материалов, посвященных экологическим проблемам, истории экологии и охраны природы, толкованию законов экологии и экологического права.


Оглавление


Большее за меньшее

Перед просмотром видеопрограммы

Учебные цели

Рекомендуемая литература

Обзор видеоматериала

Словарь ключевых терминов и понятий

После просмотра видеопрограммы

Анализ увиденного

Дополнительные сведения

Проверьте Ваши взгляды и оценки

Проверьте Ваши знания


Спасти Землю - накормить мир

Учебные цели

Рекомендуемая литература

Обзор видеоматериала

Основные темы

Дополнительные материалы

Проверьте Ваши взгляды и оценки

Проверьте Ваши знания


Ничего не выбрасывать, ни в чем не нуждаться

Учебные цели

Рекомендуемая литература

Обзор видеоматериала

Основные темы

Дополнительные материалы

Проверьте Ваши взгляды и оценки

Проверьте Ваши знания


Библиография


Большее за меньшее

Перед просмотром видеопрограммы

Учебные цели


После изучения рекомендованной литературы и просмотра видеопрограммы "Большее за меньшее" Вы сможете:

- объяснить различие между возобновляемыми и невозобновляемыми энергетическими ресурсами и привести примеры,

- охарактеризовать сущность влияния на окружающую среду процессов получения и использования сырой нефти, угля и природного газа,

- перечислить преимущества и недостатки ядерной энергетики, связанные с ее воздействием на окружающую среду,

- назвать три возобновляемых источника энергии, охарактеризовать их вклад в энергообеспечение на современном этапе и оценить их потенциальные возможности в будущем,

- предложить и обосновать свои варианты более эффективного использования энергии в Вашем домашнем хозяйстве, на рабочем месте, в университете или в городе,

- дать определение чистой полезной энергии и оценить в этой связи использование солнечной энергии, энергии ископаемого и ядерного топлива.


Рекомендуемая литература


Миллер Тайлер Жизнь в окружающей среде: Программа всеобщего экологического образования, В 3-х кн., Изд. группа Прогресс, Пангея, М., 1993

Глава 3. Материя и энергоресурсы: виды и понятия. Рекомендуется в случае необходимости повторения основных энергетических понятий.

Глава 16. Невозобновляемые энергетические ресурсы: ископаемое топливо, геотермальная энергия, ядерная энергия.

Глава 17. Возобновляемые и неисчерпаемые энергетические ресурсы: сохранение энергии, солнце, ветер, вода и биомасса.


Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир, В 2-х томах, М., Мир, 1993

Часть YI. Ресурсы: биота, отходы, энергия и земля

Глава 19. Энергетические ресурсы и энергетические проблемы. Основная энергетическая проблема - истощение запасов нефти

Глава 20. Ядерная энергия, уголь и синтетическое топливо. Ядерная энергия: надежда или иллюзия. Уголь и синтетическое топливо

Глава 21. Солнце и другие возобновляемые источники энергии. Солнечная энергия. Геотермальная энергия, энергия приливов и отливов, энергия морских волн


Мамедов Н.М., Суравегина И.Т. Экология: Учебное пособие, 9-11 классы, М., Школа-Пресс, 1996

6.7. Проблемы ресурсов и получения энергии


Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России, 9-11 классы, М., АО МДС, 1996

70. Перспективы развития энергетики

71. Нетрадиционная энергетика

72. Энергосбережение

73. Ресурсосбережение


Демина Т.А. Экология, природопользование, охрана окружающей среды: Пособие для учащихся старших классов общеобразовательных учреждений - М.: Аспект-Пресс, 1996

Раздел II. Природопользование и проблемы его рационализации

Глава 3. Научно-технический прогресс и природопользование

3. Энергетика и природопользование


Вестник АсЭкО: Информационно-методический бюллетень Ассоциации "Экологическое образование"

выпуск 3-4, 1994 г.

выпуск 1-2 (9-10), 1996

ЭкоВедение

выпуск 2 (16), зима 1999

Шаг в XXI век


Обзор видеоматериала


В этой видеоглаве курса "Спешите спасти планету" содержится информация об использовании человеком энергетических ресурсов, рассматриваются проблемы, связанные с последствиями использования энергии для окружающей среды в промышленно развитых и развивающихся странах, а также предлагаются новые способы улучшения энергообеспечения и регулирования потребностей в энергии. В предлагаемых для изучения главах учебника содержится информация о невозобновляемых (ископаемое топливо, геотермальная и ядерная энергия) и возобновляемых энергоресурсах (сохранение энергии, солнечная энергия, ветер, вода и биомасса). Вы получите подробные сведения о количестве производимой энергии, технологиях сохранения энергии, узнаете о различных подходах к использованию технологий и их последствиям для окружающей среды, а также о разработке национальных программ развития энергетики. В видеопрограмме "Большее за меньшее" рассматриваются пути решения энергетических проблем. В промышленных и развивающихся странах наблюдаются отдельные случаи использования доступных и целесообразных источников энергии, которые наносят меньший урон окружающей среде, чем распространенное во всем мире ископаемое топливо. Исследуются способы уменьшения количества потребляемой энергии за счет более эффективного ее использования и анализируются возможности перевода общепринятых технологий, основанных на сжигании угля и древесины, а также ядерных технологий на более экологически обоснованные "переходные технологии".

Видеопрограмма познакомит Вас со странами, в которых приступили к использованию возобновляемых источников энергии, в частности с Бразилией, Данией, Индией и США. После изучения этой главы Вы будете лучше осведомлены о различных источниках энергии, оцените всю сложность современной энергосистемы мира и узнаете об альтернативной энергетике. Каким бы путем ни осуществлялись перемены в энергетике, они призваны изменить мир.


Словарь ключевых терминов и понятий


В ходе просмотра программы "Большее за меньшее" Вам понадобятся знания следующих терминов и понятий:

Выжимка - твердое вещество, остающееся после извлечения сока сахарного тростника для ферментационного получения спирта. Осуществляемая в Бразилии национальная программа по использованию спиртового топлива предусматривает сжигание выжимок, которые раньше шли в отходы, для производства электричества, а также их переработку в корм для скота.

Биохимический газ - горючий газ, состоящий в основном из метана. Выделяется при ферментации сточных вод или навоза в отсутствие кислорода. На предприятиях LOCUS в Дании используются аппараты для получения биогаза на основе сырья, поступающего с молочных ферм. В личных хозяйствах Индии, Китая и других районов Азии биогаз, используемый в качестве топлива, получают на базе фекалий животных и человека. Твердое вещество, остающееся в аппарате после ферментации, может использоваться как органическое удобрение.

Когенерация позволяет одновременно или поочередно производить два или более видов энергии. Обычно когенератор вырабатывает пар для производственных процессов и использует этот пар для вращения турбин, генерирующих электричество. Когенераторы другого типа объединяют в одном устройстве несколько источников энергии и комбинируют различные виды энергии (тепло, электричество и т.д.) в пропорциях, необходимых потребителю. Компактные люминесцентные лампы дневного света основаны на том же принципе действия, что и обычные лампы накаливания, освещающие рабочие помещения. Отличие состоит в том, что компактная лампа затрачивает на такое же освещение меньшее количество электрической энергии. Компактная люминесцентная лампа дневного света мощностью 11 Вт подходит к стандартным патронам, обеспечивает столько же света, сколько и обычная электролампа мощностью 60 Вт, и срок ее эксплуатации в 6 раз выше.

Районная тепловая станция - это центральная бойлерная, которая осуществляет теплоснабжение зданий данного района. Станции такого типа производят распределение не самого источника энергии, а получаемого тепла.

Высокотемпературный реактор с газовым охлаждением - это реактор, работающий на основе реакции ядерного деления, для охлаждения топливных элементов которого используется циркуляция гелия. Реактор этого типа имеет, отличающуюся от стандартной, конфигурацию топливных элементов и меньшие размеры (приблизительно 1/10 размера стандартной энергоустановки мощностью 10 тыс. кВт), что снижает риск аварий из-за утечки теплоносителя.

LCP 2000 "Проект из легких компонентов" - это разработанная фирмой Volvo модель высокоэффективного автомобиля, требующего минимальных затрат энергии при его изготовлении и эксплуатации. Изготовленный из легких материалов, LCP 2000 весит в два раза меньше, чем средний американский автомобиль. LCP 2000 оборудован усовершенствованным дизельным двигателем, способным работать на разном топливе. Автомобиль расходует один галлон топлива на 98 миль пробега. В настоящее время фирма Volvo не планирует серийное производство LCP 2000.

Впервые технология когенерации, известная как LOCUS ("Местная система использования когенерации") появилась в Дании. Технология LOCUS основана на комбинировании нескольких различных возобновляемых источников энергии для обеспечения потребителя несколькими видами энергии. Типичный когенератор соединяет в себе функции электростанции, использующей энергию ветра, и бойлерной, работающей на биохимическом газе и обеспечивающей паровое отопление. Устройства на базе технологии LОCUS предназначены для работы на местном уровне и используют местные источники энергии. Авария, вызванная утечкой теплоносителя, имеет место в случае остановки или временного прерывания процесса циркуляции компонента, охлаждающего топливные элементы реактора ядерного деления. При этом тепло, генерируемое в результате реакции ядерного деления, достигает уровня, при котором возможно расплавление топливных элементов реактора и его разрушение. При нарушении целостности реактора происходят большие выбросы радиоактивных веществ в окружающую среду. Самая крупная авария в истории ядерной энергетики США, происшедшая в 1979 г. на станции Three Mile Island, Пенсильвания, относилась к этому типу аварий.

Термин "негаватты" был предложен исследователем проблем, связанных с энергетикой, Амори Ловинсом для обозначения того, что каждая единица сэкономленной энергии равнозначна такой же единице энергии, полученной дополнительно. Поскольку меры по экономии энергии требуют меньших материальных затрат, чем производство эквивалентного количества энергии, становится более выгодным вкладывать деньги не в новые мегаватты, а в "негаватты" (сэкономленные ватты). Два нефтяных кризиса 70-х годов (1973 и 1979 гг.) были вызваны сокращением экспорта нефти из стран Ближнего Востока. Вследствие снижения объема поставок нефти на мировой рынок резко возросли цены на сырую нефть. Хотя кризисы были скорее результатом политических причин, нежели фактической нехватки нефти, они показали, насколько велика зависимость мира от нефтяных ресурсов Ближнего Востока, и способствовали поискам источников энергии, альтернативных ископаемому топливу.

Фотогальванические элементы непосредственно преобразуют энергию солнечных лучей в электричество. Воздействие солнечных лучей на материал вызывает в нем движение электронов, которое может быть упорядочено и превращено в электрический ток. Ученые Японии, Европы и США ведут постоянные поиски путей повышения эффективности и снижения стоимости фотогальванических элементов, которые, как полагают, вскоре могут конкурировать с другими крупномасштабными источниками генерирования энергии. Фотогальванические элементы в настоящее время широко используются для энергообеспечения дистанционных систем спутников, а также калькуляторов и других малогабаритных электронных устройств.

Альтернативная технология сжигания угля под давлением в кипящем слое представляет собой процесс, при котором распыленный уголь подается в печь на слой нагретого известняка, обдуваемого сжатым воздухом. Температура сжигания угля по данной технологии в два раза ниже, чем при обычном способе, это обеспечивает снижение количества выделяющихся окисей азота на 50%, а побочный продукт сера - не превращается в двуокись серы, а вступает в реакцию с известняком. Этот процесс является самым эффективным из ныне известных способов генерирования электричества на основе сжигания угля. Но хотя эта технология и регулирует выброс двух наиболее вредных для окружающей среды побочных продуктов горения, процессу сопутствует выделение углекислого газа, способствующего проявлению парникового эффекта.

Коммунальные службы осуществляют снабжение населения водой, электричеством, газом и т.п. Некоторые системы коммунального обеспечения, как, например, большинство систем водоснабжения, являются в США государственными, а другие, такие, как телефонная связь и энергообеспечение, относятся к частному сектору. Службы электроэнергетики управляют процессами производства и распределения электроэнергии, а также решают вопросы, связанные с необходимостью строительства новых электростанций и определяют количество будущих потребителей энергии. Поскольку службы коммунального обеспечения обладают фактической монополией в своей сфере деятельности, они находятся под надзором контрольных комиссий, определяющих стоимость коммунальных услуг. Степень активного участия общественности в надзоре за службами, продемонстрированная в программе на примере Муниципальной Службы коммунального обеспечения в г. Осейдже, является нетипичной для работы большинства коммунальных служб.


После просмотра видеопрограммы


Анализ увиденного


Программа "Большее за меньшее" исследует пути решения проблем энергетики, и в частности первые шаги в направлении от энергетики, использующей ископаемое топливо, к альтернативным источникам энергии. В программе рассматриваются и иллюстрируются три основных (и взаимосвязанных) попытки снижения ущерба, наносимого современной энергосистемой окружающей среде при обеспечении необходимых энергетических служб:

- эффективное использование энергии,

- разработка переходных технологий, уменьшающих вредное воздействие на окружающую среду,

- переход к использованию возобновляемых источников энергии.


Эффективное использование энергии


В программе рассматриваются четыре варианта решения проблемы эффективного энергопользования:

- программа штата Айовы по эффективному энергопользованию,

- "технология негаваттов", предложенная физиком Амори Ловинсом,

- автомобиль LCP 2000, разработанный конструктором Рольфом Меллде и компанией Volvo,

- экономичные дровяные печи, предложенные Амулией Редди (Индия).

Возобновляемые или невозобновляемые энергетические ресурсы. Какие энергетические ресурсы используются в каждом варианте?

Каковы критерии возобновляемости или невозобновляемости? Роль эффективного использования энергии.

Для каких целей используется энергия в каждом варианте (для освещения, обогрева, для приготовления пищи, для получения пара, используемого в промышленности) и где еще она может применяться?

Какие варианты не были упомянуты в каждом конкретном случае? Экономические факторы.

Какова стоимость энергии в каждом варианте?

Как изменение стоимости энергии влияет на эффективность энергопользования?

Процесс принятия решений.

Кто в каждом случае уполномочен определять, насколько рационально расходуется энергия?

Чем может быть вызвано решение о повышении эффективности использования энергии?

Промышленно развитые и развивающиеся страны.

На примере рассматриваемых случаев объясните, различаются ли причины повышения эффективности использования энергии в промышленных и развивающихся странах?


Разработка переходных технологий


В видеопрограмме рассматриваются три варианта, касающиеся переходных технологий, которые наносят меньший вред окружающей среде, чем общепринятые технологии:

- экономичные дровяные печи в Индии,

- сжигание угля под давлением в кипящем слое,

- испытание "внутренне безопасного" ядерного реактора.

Последствия для окружающей среды:

Какое влияние на окружающую среду оказывают получение и использование топлива, необходимого для перечисленных переходных технологий?

Какие вредные воздействия на окружающую среду уменьшаются в результате применения таких технологий и какое вредное влияние при этом не затрагивается?

Стоимость энергии:

Как изменение цен на источники энергии (например, лес, уголь, уран) сказывается на переходе к энергосберегающим технологиям?

Как, по Вашему мнению, может повлиять на это изменение цен на альтернативные источники энергии?

Использование энергии:

Какая форма энергии используется в каждой из рассматриваемых технологий?

Какие потребности при этом удовлетворяются?

Принятие решений:

Кто уполномочен сделать выбор необходимой технологии?

Где эта технология включается в общую энергетическую систему?

Глобальные перспективы:

Какова доля в мировом энергопотреблении источника энергии, используемого в каждом из трех рассматриваемых случаев: например, древесины, угля и ядерного топлива?

География энергопользования:

В каких регионах мира, по Вашему мнению, будет наиболее эффективна каждая из трех перечисленных технологий?

Для каких стран - индустриальных или развивающихся - эти технологии наиболее оптимальны?


Переход к использованию возобновляемых источников энергии


В трех эпизодах программы рассматриваются страны, в которых наметился переход в направлении использования возобновляемых источников энергии:

Бразилия: национальная программа по использованию спиртового топлива,

Дания: энергетический план в районе острова Борнхольм,

Индия: фотогальванические элементы.

Энергетические ресурсы:

Какие энергетические ресурсы используются в каждом случае? Какие специфические требования и ограничения предъявляются к этим источникам энергии как к возобновляемым энергоресурсам?

Как эти требования влияют на способы использования источников энергии в каждой стране?

Экономические факторы:

Как повлиял фактор стоимости на решение об использовании возобновляемых источников энергии в каждом конкретном случае?

Каковы затраты при использовании этих источников энергии? География энергопользования:

Как различается вклад возобновляемых источников энергии в энергетику промышленно развитых и развивающихся стран, рассмотренных в программе?

Как уровень экономического развития стран влияет на оптимальность выбор источников энергии?

Принятие решений:

Кто уполномочен принять решение о сроках и способах использования возобновляемых источников энергии в каждом рассматриваемом случае?

Что влияет на принятие таких решений?

Переход к экологически обоснованной энергосистеме:

Какие общепринятые энергоносители будут вытеснены возобновляемыми источниками энергии в каждом рассматриваемом случае?

Какие важнейшие экономические и экологические проблемы, связанные с энергетикой, будут решаться переходом на возобновляемые источники энергии?


Более подробная информация о рассматриваемых странах


Несмотря на то, что 147,4 млн. граждан Бразилии живут в так называемом новом индустриальном обществе, более трети потребляемой в стране энергии производится не промышленным способом, а обеспечивается за счет сжигания древесины в личных хозяйствах сельских жителей для обогрева домов и приготовления пищи. Но, принимая во внимание размеры городов и промышленных центров страны, Бразилия уже ощущает серьезную зависимость от собственных возобновляемых источников энергии. Бразилия использовала многие реки, входящие в бассейн Амазонки, для строительства гидроэлектростанций (в ряде случаев дорогостоящие проекты ГЭС увеличивали внешний долг страны). Энергия гидроэлектростанций поступает в промышленные центры и города, для нужд металлургической промышленности используется древесный уголь. Применение спиртового топлива, полученного из сахарного тростника в качестве основного автомобильного топлива, уменьшило зависимость страны от импортных поставок нефти. Выжимки сахарного тростника, остающиеся после получения из него спирта, сжигаются для генерирования электроэнергии. Несмотря на значительные успехи в использовании возобновляемых источников энергии, Бразилия продолжает ежегодно импортировать большое количество нефти. В стране составлялись перспективные планы развития национальной ядерной энергетики, но единственный функционирующий ядерный реактор был остановлен после Чернобыльской катастрофы в Советском Союзе (1986 г.), и в будущем не планируется широкое использование ядерной энергии.

В ходе осуществления национальной программы перехода на использование собственных возобновляемых источников энергии Бразилия сталкивается с серьезными трудностями. Высокая стоимость гидроэнергетической программы, а также проекты плотин вызвали возражения со стороны социологов и экологов. Хотя программа использования спиртового топлива и имеет ряд преимуществ перед импортом нефти, ее реализация связана с расходованием национального богатства - сахарного тростника и усилением конкуренции за плодородные земли, а также провоцирует массовый уход крестьян с обработанных земель в леса бассейна Амазонки. Большинство промышленных проектов зависит от использования древесного угля, производимого в основном из девственного леса, а не из древесины выращиваемых на специальных лесных плантациях деревьев, что ускоряет процесс обезлесения района Амазонки.

Имея ежегодный прирост населения около 3 млн. человек, Бразилия нуждается в увеличении энергоресурсов. Большая часть потребляемой в Бразилии энергии расходуется нерационально, и возможности увеличения эффективности энергетики предлагают наиболее подходящее средство удовлетворения потребностей в энергии. Согласно одному исследованию, вложение 10 млрд. долларов в повышение эффективности холодильных установок, уличного освещения и усовершенствование промышленных двигателей устранит необходимость вкладывать 44 млрд. долларов в строительство новых плотин и электростанций для обеспечения электричеством городов и промышленности. Если Бразилия в перспективе хочет опираться на энергетические ресурсы собственных возобновляемых источников, ей придется ограничивать рост населения.

Дания, как и ее соседи по Северной Европе, принадлежит к промышленно развитым странам, наиболее эффективно расходующим энергоресурсы. Для выпуска единицы продукции Дания потребляет в два раза меньше энергии, чем США, а энергопотребление на одного человека в Дании составляет чуть более половины соответствующего показателя для США. В связи с небольшой численностью населения (5,1 млн. человек) и практически нулевым приростом Дания не сталкивается с проблемой быстрого роста потребности в энергоресурсах. Между тем в стране мало собственных источников ископаемого топлива, и она находится в большой зависимости от импортных поставок, особенно это касается импорта бензина. В Дании насчитывается 1,5 млн. автомобилей (один автомобиль на каждые 3,5 жителя), что объясняет значительные потребности в жидком топливе, которые не могут быть полностью удовлетворены за счет внутренних источников. Хотя в стране нет существенного потенциала гидроэлектростанций, Датский парламент принял в 1985 г. решение не развивать ядерную энергетику и высказал пожелание соседней Швеции остановить действующий ядерный реактор в Барсебэке.

Учитывая позицию страны в этом вопросе и небольшие собственные ресурсы ископаемого топлива, не кажется удивительным тот факт, что она стала пионером в использовании возобновляемых источников энергии. Дания является мировым лидером в технологии использования энергии ветра и экспортирует ветровые турбины во многие страны мира. Общая мощность ветряных установок Дании составляет 100 тыс. кВт, и к 1991 г. эта цифра удвоится. Планы разработки дополнительных возобновляемых источников энергии базируются на использовании соломы, навоза и других отходов сельскохозяйственного производства.

Дания является также лидером в области энергосберегающих технологий, таких, как создание компактных низковаттных люминесцентных ламп дневного света, когенераторных установок по программе LOCUS, которые комбинируют генерируемое ветром электричество и тепловую энергию пара, производимую биогазом. Потребление бензина в Дании сдерживается высокими ценами: стоимость галлона бензина в 1987 г. составила 3,58 доллара.

При населении 835 млн. человек и ежегодном приросте, составляющем 18 млн. человек, Индия сталкивается с серьезными проблемами в области энергетики. 54% потребляемой энергии приходится на энергию, получаемую непромышленным способом (из древесины, растительных остатков и отходов животных), однако вся крупная промышленность Индии зависит от ископаемого топлива. Индия производит мало нефти, и 80% доходов от экспорта идет на импорт нефти. В промышленности и на железнодорожном транспорте широко используется уголь (причем усилия, предпринимаемые для охраны окружающей среды, очень незначительны). Так как верховья основных рек страны располагаются в Гималаях, Индия имеет значительный гидроэнергетический потенциал, однако всего лишь 15 млн. кВт из расчетного технического потенциала в 100 млн. кВт, было освоено к 1985 г. В такой густонаселенной стране строительство крупных плотин неизбежно приводит к выселению местного населения и наносит большой ущерб окружающей среде. К 1986 г. Индия имела также шесть действующих ядерных реакторов общей мощностью 1,164 тыс. кВт (приблизительно мощность одной крупной ядерной установки в Европе или Северной Америке), есть планы строительства еще четырех реакторов.

Индия является крупнейшим мировым поставщиком древесного топлива, но для ряда районов страны характерна нехватка древесины, а скорость вырубки лесов значительно превышает скорость прироста. Более эффективные топки и печи на древесном топливе для малообеспеченных семей и постепенный переход к жидким топливам на основе биомассы, которые можно сжигать более эффективно, позволили бы снизить расход лесных ресурсов страны.

Промышленность Индии является одной из наименее эффективных в мире, и существуют огромные возможности для более эффективного использования угля и биомассы. По иронии судьбы, хотя Индия имела к 1987 г. всего лишь 1,4 млн. легковых автомобилей (один автомобиль на каждые 548 жителей), в стране развивается местная автомобильная промышленность. Несмотря на то, что индийские фирмы выпускают модели, которые потребляют один галлон топлива более чем на 40 миль пути (что значительно экономичнее американских автомашин по расходу топлива), обоснованность развития автомобильного транспорта в такой густонаселенной и бедной стране является спорной.

Наряду с использованием энергии биомассы, Индия начинает обращаться к другим возобновляемым энергетическим ресурсам. Министерство энергетики намечает создать к 2000 г. установки для генерирования энергии ветра мощностью 5 млн. кВт и фотогальванические установки для обеспечения энергией деревень, не охватываемых энергосистемой страны. Однако без сдерживания роста населения мало вероятно, что Индия когда-нибудь сможет производить необходимое количество энергии на основе собственных возобновляемых энергетических ресурсов.

Соединенные Штаты Америки базируются на собственном производстве энергии и ее потреблении, используя для этой цели различные ресурсы, однако, к сожалению, весь мир страдает от огромных масштабов потребления энергии в США. При использовании большого количества ископаемого топлива производство энергии в США сопровождается ежегодным выбросом в атмосферу примерно 1,2 млрд. т углерода, то есть свыше 5 т на человека, что является максимальным показателем вклада одной страны в создание парникового эффекта. Один только автомобильный парк США, насчитывающий 133 млн. единиц (более чем один автомобиль на каждых двух жителей), потребляет всю импортируемую страной нефть. Огромное количество энергетических установок - ГЭС, атомные электростанции электростанции, работающие на ископаемом топливе, промышленные котельные, а также инфраструктура проводов, кабелей, хранилищ и трубопроводов для подачи энергии потребителю стоят 1 трлн. долларов. Население США, составляющее 248,8 млн. человек, увеличивается ежегодно только на 0,7%, что составляет 1,7 млн. человек. Ввиду столь высокого потребления энергии на душу населения даже медленный прирост населения означает, что ежегодный рост потребности США в энергии в 3,6 раза превосходит рост энергетических потребностей Индии, и это несмотря на то, что на каждого американского новорожденного приходится десять новорожденных в Индии!

Энергетическая проблема ближайших лет, стоящая перед США, заключается не в том, как приспособить этот рост потребностей в энергии к уровню потребления энергии на данном этапе, а как снизить количество энергии, особенно получаемой в процессе использования ископаемого топлива, необходимое для поддержания стандартов уровня жизни. Со времени первого нефтяного кризиса 1973 г., США достигли больших успехов в повышении энергоэффективности, хотя прибыль от эффективного использования уменьшилась в связи с относительно низкими ценами на нефть в конце 80-х годов.


Дополнительные сведения


Реймерс Н.Ф. Надежды на выживание человечества: Концептуальная экология, М., Экология, 1992.


Экологизация промышленности


Проникновение экологических новшеств в промышленность происходит по нескольким направлениям. Первое из них – это перемещение вредных начал в пространстве. Самый распространенный путь – очистка выбросов и стоков от загрязнителей. Еще более откровенный характер носит складирование на полигонах и хранилищах, а также дампинг («утопление» в морях) твердых или отвержденных вредных химических и радиоактивных отходов в специальных емкостях или «навалом». Происходит «экспорт» опасных веществ в слаборазвитые регионы мира, причем не только в виде строительства там высоко отходных предприятий, но и в форме натурных загрязнителей.

Другая сфера экологизации промышленности – совершенствование технологий производства, в том числе улавливание выбросов, стоков и отходов не в форме загрязнителей, а в виде полезных материалов, вторичного сырья для промышленности. Сюда же относится переработка мусора в компост, получение биогаза, сжигание органических отходов различного происхождения с получением полезной энергии, весь цикл реутилизации вторичного сырья. Пока даже в Западной Европе сбор и переработка отходов дают всего около 1,5% национального продукта стран ЕЭС, в то время как прирост количества одних лишь твердых бытовых отходов равен 3% в год. При совершенствовании технологий стремятся не только к малоотходности, но и к малой ресурсоемкости производства, поскольку цена на природные и трудовые ресурсы все время растет. Смена технологий в одних случаях удорожает производство, в других – удешевляет, если не абсолютно, то относительно. Считается, что уровень инфляции от принятия экологических требований не превышает 1-1,5% в год, хотя цена очистных сооружений и устройств достигает 5-10, иногда 40-45% от капиталовложений в новые промышленные объекты.

Последняя сфера экологизации промышленности связана с изменением занятости. Экологическое производство увеличивает число рабочих мест, например, в США на сотни тысяч человек.

Во внешнеторговых операциях доля очистного оборудования все время растет. В Австрии она достигает 3%. Эксперты считают, что производство очистного оборудования и «экологизированной» техники в ближайшее время займет лидирующее положение в промышленности развитых стран. Полагают, что, например, в Германии в ближайшие годы в экологической промышленности будет занято около 1,5 млн. человек. Сейчас в этой стране работают 11000 предприятий охраны среды, в которых занято 440 тыс. человек. Положительное воздействие на занятость и развитие международной торговли наблюдается во Франции. К тому же стоимость одного рабочего места в природоохранном секторе меньше, чем в других секторах экономики. Вообще возникла ситуация, в которой капитал можно приобрести не за счет загрязнения или иного нарушения среды жизни, а на решении экологических проблем. Происходит экологическая конверсия. Например, в Агентстве по охране окружающей среды в США в 1990 г. было занято 16 тыс. человек (в 1985 г. – 14 тыс., в 1983 – 12 тыс.); общее число служащих федеральных организаций, занятых решением природоохранных проблем, около 40 тыс.; 27 тыс. человек занято охраной среды в отдельных штатах страны, примерно столько же в графствах и муниципалитетах, отдельные фирмы имеют большое количество рабочих («Уэст менеджмент» – 31 тыс., «Браунинг Феррис» – 18 тыс. человек и т.д.).

Несмотря на рост затрат на охрану среды в промышленности и на снижение выбросов отдельных компонентов на 20-50%, общий их объем в мире еще (на 1990 г.) очень велик: СО2 – 30,9 млрд. т; СО – 112 млн. т; серосодержащих газов – 88,5 млн. т; окиси азота – 82,0 млн. т; веществ, загрязняющих водоемы, - 13,7 млн. т. Реутилизация отходов не превышает 20% в Китае, в других странах чуть выше или ниже, и везде еще есть неиспользованные ресурсы.

Устанавливаются все более жесткие нормативы на выбросы. Например, в энергетике Германии на ТЭС с 1 июля 1988 г. были установлены сооружения по обессериванию отработанных газов (на станциях с суммарной энергетической мощностью около 36,7 млн. кВт; инвестиции на эти цели оцениваются в 13 млрд. марок). В результате этих мер к 1993 г. объем выбросов SO2 сократился на 75%, а NОх – на 71%. Конечный продукт обессеривания отходящих газов – “вторичный” гипс. В 1990 г. его выход составил 3,9 млн. т. В Австрии за период 1982-1986 гг. нормативы выбросов изменились в 6 раз. Допустимая концентрация SO2 для ТЭЦ снизилась с 1150 до 200 мг/м3, NОх со 100 до 20, пыли с 80 до 50 мг/м3.

В Германии и США поставлена задача по очистке отходящих газов ТЭС от SO2 на теоретически достижимую величину 20-30%. Очистка газов от SO2 дает среднегодовой кпд около 93% и обеспечивают снижение выбросов от загрязняющих веществ на 63% по сравнению со старыми образцами.

В рамках бывшего СССР на ТЭС приходилось примерно 25% суммарных вредных выбросов промышленных предприятий страны (5,46 млн. т золы, 8,23 млн. т оксидов серы и 2,6 млн. т оксидов азота). Для обеспечения заданных ПДК до 2005 г. необходимо соорудить 152 установки по очистке газов от SO2 (4-5 млрд. р.), 64 установки для очистки от NОх оснастить вновь вводимые ТЭС золоуловителями с кпд 99%, реконструировать все действующие котельные и золоулавлвающее оборудование.

Глобально поставлена задача снизить в энергетике выбросы всех видов, но особенно СО2 достигшие 20Гт в год (т.е. 4 т в год на каждого жителя Земли, а в Германии – 12 т на душу населения в год), на 20% к 2005 г. и на 50% к середине следующего века. Аналогичные энергетике задачи поставлены перед остальной промышленностью, бытовым сектором и транспортом (соотношение первых трех источников СО2 в Германии – 35,2%, 16,7 и 16,8%, остальное транспорт).

В добывающей промышленности проблемы охраны среды решаются либо традиционными методами (поливка дорог, купирование скважин и т.п.), либо только ставятся в общем виде. Например, несмотря на то, что в Донбассе ежегодно в атмосферу попадает около 2,5 млрд. м3 природного газа (с преобладанием метана), а каждый горящий террикон выделяет в год сотни тонн окислов углерода, серы и азота, содержание которых превышает ПДК даже на расстоянии 2 км, практически ничего не делается для улучшения ситуации. В западных странах горные разработки рекультивируют, существуют также строгие нормативы возврата земель, но тем не менее охрана среды в этих районах далека от идеала.

С ужесточением нормативов и постановкой новых задач растет число так называемых «экологических» преступлений. Самая подробная статистика имеет по Германии: 1973 г. – 2371 экологическое преступление, 1974 – 9805, 1987 – 17930. В США при Агентстве по охране окружающей среды (ЭПА) создана специальная группа криминалистов из 37 человек, расследующие случаи злостного загрязнения среды с применением авианаблюдений. Под особым надзором опасные отходы. За загрязнение без умысла применяют штрафы, с умыслом – уголовное наказание. К умыслу приравнено даже неверное, неквалифицированное обращение с опасными отходами (опасное незнание при возможности и обязательной необходимости знать), а не только нелегальный их вывоз. Не освобождаются от наказания и рядовые работники-исполнители, поскольку они сознают криминальность своих действий. Наиболее крупное прошедшее судебное дело – осуждение на 13 лет тюрьмы двух владельцев фирмы, пытавшихся продать в Зимбабве опасные отходы под видом химикатов.

В Западной Европе также усилена ответственность за загрязнение среды, в том числе за трансграничные переносы загрязнителей и даже случайные аварии при обращении с опасными отходами. Гражданские иски принимаются при доказательстве высокой причинной связи между загрязнением среды и понесенным ущербом. Виновник загрязнения через старые свалки может привлечен к ответственности за действия, совершенные за 30 лет до выявления вреда. Срок последующей исковой давности 3 года.

В последние годы социальные задачи охраны среды приобрели в высокоразвитых странах приоритет перед получением прибыли. На промышленность и другие области хозяйства оказывается давление со стороны общественности и государства. Это стимулирует поиск высокоэффективных и дешевых средств решения проблемы защиты среды, разработку новых технологий, переориентацию сельскохозяйственных и промышленных предприятий на малоотходные циклы.


Проверьте Ваши взгляды и оценки


1. Некоторые из наиболее разрушительных для окружающей среды катастроф происходили в результате несовершенства общепринятых энергетических технологий. Примерами служат взрыв Чернобыльского ядерного реактора в СССР в апреле 1986 г. и разлив нефти в заливе Принс Уильям (Аляска), где танкер Exxon Valdez потерпел крушение на рифах в марте 1989 г.

Как Вы думаете, кто несет ответственность за нанесенный окружающей среде ущерб в таких ситуациях:

а) люди, непосредственно виновные в катастрофе?

б) учреждения (правительства, корпорации), владеющие и управляющие системами по производству и передаче энергии?

в) общества, чьи потребности в энергии оправдывают размещение систем по производству энергии в уязвимых к внешним воздействиям природных условиях и транспортировку топлива на большие расстояния?

Если аварии неизбежны в любой системе вследствие ошибок людей, то какие пути снижения риска экологических катастроф Вы могли бы предложить?

2. Перечислите, от каких энергетических служб Вы ежедневно зависите в быту.

Какими ресурсами обеспечиваются эти службы?

Какие экологические проблемы связаны с каждым из перечисленных Вами ресурсов?

Как могли бы Вы изменить характер своего и пользования энергии, чтобы внести личный вклад в решение этих проблем?

Какие соображения повлияют на Ваше решение или способность осуществить эти изменения?

3. В таблице 8-1 приводятся данные о населении и количестве потребляемой энергии (уголь, нефть, природный газ, электричество) на душу населения для четырех стран, рассмотренных в программе. Развивающиеся страны законно претендуют на увеличение потребления энергии в связи с ростом населения с целью повышения уровня жизни.

К какому уровню потребления энергии на душу населения должны стремиться такие страны, как Бразилия и Индия?

Какие экологические проблемы могут возникнуть или обостриться в этой связи?

Какую ответственность, по Вашему, несут такие промышленно развитые страны, как Дания и США, в оказании помощи Бразилии, Индии и другим развивающимся странам по наиболее экологически и экономически эффективному использованию энергии?


Таблица 8-1


Промышленное производство энергии на душу населения в 80-х годах


Страна

Население в 1989 г. (млн. чел)

Количество производимой энергии

(гигаджоули)

Бразилия

147

22

Дания

5

156

Индия

835

8

США

249

278

Мир

5324

56


Проверьте Ваши знания


Выберите правильный ответ


1. В программу г. Осейджа (штат Айова) по сохранению энергии не входил пункт:

а) инфракрасные фотографии, по которым домовладельцы определяют место утечки тепла,

б) изоляция отопления и труб,

в) перевод промышленных паровых котлов на сжигание соломы с близлежащих ферм,

г) улавливание и повторное использование тепла, вырабатываемого на предприятиях в Осейдже. А

2. Компактные люминесцентные лампы дневного света, показанные Амори Ловинсом в программе, демонстрируют, что:

а) люди не нуждаются в том освещении, которое им кажется необходимым,

б) они дают такое же количество света, как и обычные лампы накаливания, но с меньшими затратами энергии,

в) по сравнению с другими технологиями на освещение расходуется лишь малая часть потребляемой в США энергии.

г) существуют некоторые возможности более эффективного использования энергии при освещении. В


3. Автомобиль Volvo LCP 2000 не был до сих пор запущен в серийное производство, так как:

а) несмотря на свою легкость и эффективность, он не так безопасен, как существующие автомобили,

б) руководство Volvo считает, что покупатели не заинтересованы в эффективности использования топлива,

в) руководство Volvo считает, что производители машин не думают о парниковом эффекте,

г) большинство водителей не смогут покупать растительное топливо для LCP 2000. Г


4. Несмотря на низкий уровень потребления энергии на душу населения в Индии, все-таки имеет смысл повышать эффективность дровяных печей, так как:

а) дым от существующих печей вредит здоровью индийских женщин,

б) для Индии характерна нехватка древесного топлива,

в) более эффективные печи могли бы экспортироваться в промышленно развитые страны,

г) индийские покупатели хотят иметь современные бытовые приборы,

д) верны несколько из перечисленных выше ответов. А


5. В телевизионной программе была рассмотрена технология фотогальванических элементов, потому что:

а) она готова для широкого применения,

б) это единственная известная в мире энергетическая технология, не усугубляющая парниковый эффект,

в) дает представление о том, как могут выглядеть источники энергии при переходе человечества к использованию возобновляемых энергетических ресурсов,

г) она использует солнечные лучи, то есть не стоит проблема эффективности использования энергии. В, Г


6. Влияние ядерной энергии на медленное изменение климата будет уменьшено, потому что:

а) генерирование электричества является не единственным способом использования ископаемого топлива, при котором выделяется углекислый газ,

б) большинство стран отказалось от ядерной энергии после Чернобыльской катастрофы 1986 г.,

в) еще не решены важные вопросы безопасности, ликвидации отходов и получения согласия общественности,

г) в результате сжигания ядерного топлива высвобождаются и другие газы, способствующие парниковому эффекту,

д) верны несколько из приведенных выше ответов. А


Выбор правильного варианта


Для каждой технологии из колонки А выберите все соответствующие характеристики или наблюдаемые последствия из колонки Б.


А

Б

1.

Сжигание угля под давлением в кипящем слое

А.

Зависит от возобновляемых ресурсов

2.

Высокотемпературный ядерный реактор с газовым теплоносителем

Б.

Зависит от невозобновляемых ресурсов

3.

Усовершенствованные дровяные печи

В.

Снижает риск расплавления

4.

Компактные люминсцентные лампы дневного света

Г.

Увеличивает выделение углекислого газа

5.

Фотогальванические элементы

Д.

Уменьшает количество выбросов

6.

Генераторы биогаза

Е.

Производит радиоактивные отходы

7.

Ветряные мельницы

Ж.

Повышает эффективность использования энергии

8.

Установки для когеренции

З.

Удовлетворяет потребности в энергии малообеспеченного населения

9.

Проект LCP 2000




Примерные вопросы для развернутых ответов.


1. Объясните следующее утверждение: "Энергетическое будущее Земли будет каким угодно, но только совершенно непохожим на недавнее прошлое".

2. Сравните преимущества и недостатки следующих трех технологий, используемых для производства электроэнергии: сжигание угля под давлением в кипящем слое, высокотемпературный газоохлаждаемый реактор ядерного деления и фотогальванические элементы.

3. Объясните связь второго закона термодинамики с использованием энергии в обществе.

4. Как может неограничиваемый рост населения или развитие экономики свести на нет все выгоды, полученные обществом от эффективного использования энергии?


Спасти Землю - накормить мир


Учебные цели


После изучения рекомендованной литературы и просмотра программы "Спасти Землю - накормить мир" студенты должны уметь:

- обсудить основные проблемы окружающей среды, связанные с широким использованием агрохимикатов в сельском хозяйстве США,

- использовать примеры из программы для объяснения разницы между промышленными и традиционными методами ведения сельского хозяйства,

- обсудить комплекс мероприятий, известных под названием "зеленая революция" и направленных на увеличение выпуска продуктов питания, и объяснить возникающие в этой связи проблемы,

- объяснить решение правительства Индонезии о запрещении 57 видов химических пестицидов и обсудить комплексный подход к борьбе с вредителями (КБВ), получивший в настоящее время широкую поддержку в этой стране,

- обсудить практику возделывания сельскохозяйственных культур, которая вызывает ускоренную эрозию почвы, и объяснить, почему эрозия представляет угрозу производству продовольствия,

- использовать примеры из видеопрограммы, чтобы показать, как фермеры, имеющие низкий доход, могут сохранять воду и питательные вещества и защищать свои поля от эрозии,

- подвести итоги дискуссии между сторонниками и противниками серьезного сдвига в сторону низкозатратного сельского хозяйства в Соединенных Штатах Америки,

- объяснить, как с помощью биотехнологии можно увеличить производство продуктов питания и почему некоторые ученые считают, что ее вклад будет ограниченным.


Рекомендуемая литература


Миллер Тайлер Жизнь в окружающей среде: Программа всеобщего экологического образования, В 3-х кн., Изд. группа Прогресс, Пангея, М., 1993

Глава 10 Почвенные ресурсы

Глава 11 Водные ресурсы

Глава 12 Продовольственные ресурсы

Глава 21 Пестициды и борьба с вредителями


Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир, В 2-х томах, М., Мир, 1993

Часть III Почва, вода и сельское хозяйство

Глава 7. Почва и почвенная экосистема

Растения и почва

Потери почвы

От слов к делу

Часть IY. Загрязнение

Глава 11. Ядохимикаты и загрязнение грунтовых вод

Источники загрязнения грунтовых вод

Ядохимикаты, их опасность

Загрязнение окружающей среды ядохимикатами Обезвреживание ядовитых отходов и контроль за ними

Часть Y. Вредители и борьба с ними

Глава 15. Проблема пестицидов

Пестициды: надежды и проблемы

Попытки защитить здоровье человека и окружающую среду

Глава 16. Природные методы борьбы с вредителями и комплексная борьба с ними

Жизненный цикл насекомых и его слабые места

Природные, или биологические, методы борьбы с вредителями

Комплексная борьба с вредителями


Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России, 9-11 классы, М., АО МДС, 1996

Глава 6. Сельскохозяйственные экосистемы (агроэкосистемы)

47. Общее представление об агроэкосистеме

48. Почва - главный ресурс агроэкосистемы

49. История обработки почвы

50. Прочие ресурсы агроэкосистемы

51. Контроль сорняков, насекомых-вредителей и болезней

52. История севооборотов

53. Экология животноводства

54. Сельскохозяйственное загрязнение

55. Энергосбережение в сельском хозяйстве

56. Зеленые революции


Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П. Экология, 9 класс, Изд. дом Дрофа, 1995

Глава 5. Антропогенное воздействие на биосферу

5.3. Почва - важная составляющая часть биосферы. Загрязнение почвы

Алексеев С.В. Экология: Учебное пособие для учащихся 10-11 классов общеобразовательных учреждений разных видов - СПб.: СМИО Пресс, 1997

Глава 5. Агроэкология (сельскохозяйственная экология)

1. Основные понятия агроэкологии

2. Некоторые направления агроэкологической деятельности человека

3. Сельскохозяйственное загрязнение

4. Экологическое земледелие


Чернова Н.М., Галушин В.М., Константинов В.М. Основы экологии, Учебник для 9 класса, М., Просвещение, 1997

Глава 3. Экосистемы

18. Агроценозы и агроэкосистемы

Глава 6. Экологические основы охраны природы

38. Почвенные ресурсы, их использование и охрана


Демина Т.А. Экология, природопользование, охрана окружающей среды: Пособие для учащихся старших классов общеобразовательных учреждений - М.: Аспект-Пресс, 1996

Раздел II. Природопользование и проблемы его рационализации

Глава 3. Научно-технический прогресс и природопользование

4. Научно-технический прогресс в сельском хозяйстве и его экологизация


Обзор видеоматериала


В данной видеоглаве курса "Спешите спасти планету" исследуется влияние сельскохозяйственной деятельности на окружающую среду в индустриальных и развивающихся странах, а также возможности увеличения производства продуктов питания без нанесения невосполнимого ущерба окружающей среде. Во всем мире в сельском хозяйстве задействовано большее количество людей и территории, чем в любой другой области человеческой деятельности, и, соответственно, его влияние на окружающую среду огромно. Ущерб, наносимый природе сельским хозяйством, является очень важным фактором, так как наряду с загрязнением, ухудшением здоровья и разрушением природных экосистем он ставит под угрозу ресурсы, от которых зависят будущие урожаи. В первых двух главах учебника рассматриваются почвенные и водные ресурсы, от которых зависит производство продуктов питания, и обсуждается, каким образом фермеры распоряжаются этими ресурсами для сохранения и увеличения урожайности. Исследуются причины и следствия нерационального использования почвенных и водных ресурсов, а также обсуждаются варианты разумного управления ими. В главе о продовольственных ресурсах представлены основные сельскохозяйственные культуры и методы ведения сельского хозяйства, обсуждаются также проблемы производства и распределения продуктов питания и рассматриваются методы повышения урожайности и перехода к более устойчивой экологической практике. В главе, посвященной пестицидам и борьбе с вредителями, перечисляются новые типы пестицидов, рассматриваются спорные варианты их использования и альтернативные методы борьбы с вредителями.

Соответствующая видеопрограмма "Спасти Землю - накормить мир" знакомит студентов с тем, как индустриальное сельское хозяйство, практикуемое в западных странах, развивалось из устойчивых, экологически обоснованных, но менее продуктивных способов прошлого. В ней рассматриваются последствия для окружающей среды чрезмерного орошения, использования удобрений и пестицидов, делающих современное земледелие столь продуктивным, и анализируется опыт развивающейся страны - Индонезии, которая отказалась от пестицидов и выработала новую стратегию борьбы с вредителями, известную, как комплексная борьба с вредителями. В программе говорится о неправильном использовании почвенных ресурсов и проблеме эрозии в США и Австралии, затем на примере Западной Африки демонстрируется, каким образом не получающие больших доходов фермеры могут получить прибыль, сохраняя почвы, воды и питательные вещества. Анализ жизни фермеров США, использующих альтернативные, мало-затратные методы, создает почву для споров между противниками и защитниками экологически устойчивого низко-затратного сельского хозяйства.

В заключительной части программы рассматриваются перспективы развития сельского хозяйства, а также роль, которую могут сыграть в производстве продуктов питания без нарушения потенциальной продуктивности земли генная инженерия и другие биотехнологии. В названии программы отражена двойная проблема, с которой сталкиваются фермеры: как сохранить продуктивность земли, продолжая производить сельскохозяйственную продукцию для удовлетворения потребностей быстро растущего населения. Фермеры начинают понимать, что, используя воду, химикаты и энергию более эффективно, можно экономить средства и контролировать вредное воздействие на окружающую среду, сохраняя высокую производительность. Низко-затратное сельское хозяйство совмещает экономическую обоснованность традиционной практики смешанного возделывания сельскохозяйственных культур и севооборота с использованием новейших технологий и достижений науки. Совмещение нового и старого позволит обеспечить производство необходимого количества продуктов питания в эпоху глобальных изменений.


Основные темы


В дополнение к темам, которые изучались в предыдущих главах курса, таких, например, как население, эффективное использование энергии, а также загрязнение воды и воздуха, данная глава концентрирует внимание на проблеме выращивания продовольственных культур.

Основные темы, включенные в эту главу, следующие:

почва - что она собой представляет, каковы ее функции, как она может быть сохранена для сельского хозяйства и других видов использования,

вода - каким образом мы можем извлечь максимальную выгоду из доступных водных источников, как может быть предотвращена водная эрозия почвы и как сельскохозяйственная деятельность может стать причиной загрязнения поверхностных и грунтовых вод,

сельскохозяйственные культуры и системы земледелия – какие сельскохозяйственные культуры и методы ведения сельского хозяйства могут обеспечить наиболее высокие результаты при самых низких вложениях и какие из них минимально снижают продуктивность почвы,

контроль за насекомыми и сорняками - какие безопасные и экологически целесообразные методы могут быть использованы в борьбе с этими губительными факторами,

выбор экологически обоснованного метода ведения сельского хозяйства - как ответы на поставленные выше вопросы могут способствовать выбору экологически обоснованных методов ведения сельского хозяйства?


Почва и эрозия


Состав почвы


Студенты, учащиеся должны понять, что почва - это нечто большее, чем "грязь", и что почвы различных биомов сильно отличаются друг от друга, также как и почвы в пределах одного биома. Вы можете раздать студентам таблицы, чтобы помочь им уяснить комплексную природу почвы. Более детальная информация о составе почвы и о типах почв представлена в соответствующей главе учебника. Основным выводом для студентов должен быть следующий: почва является главным фактором, от которого зависят все наземные экосистемы, но, кроме того, большинство почв сами являются комплексными экосистемами, и физические и химические изменения, вызванные человеком, могут нанести серьезный ущерб живым сообществам почвенных экосистем.


Т а б л и ц а. Состав почв


I. Неорганические компоненты

II. Органические компоненты

А. Горные породы и частицы

А. Неживые

1. песок

1. растворимые в воде вещества, образующиеся в результате разложения растительных и животных организмов (сахар, аминокислоты, крахмал и т.д.)

2. гравий

2. частично разложившиеся остатки растений и животных

3. ил

Б. Живые

Б. Глина

1. бактерии и споры бактерий

В. Металлы и/или нерастворимые соли металлов

2. актиномицеты

Г. Вода

3. грибки и грибковые споры

Д. Неорганические соли, растворенные в воде

4. простейшие


5. кольчатые черви (дождевые)


6. плоские черви и аскариды


7. насекомые, кладки насекомых и их личинки


8. улитки и слизняки


9. корни, семена, корневища фотосинтезирующих растений


Большинство почв формируются в результате преобразования коры выветривания совместной деятельностью воды и воздуха. Некоторые компоненты почвы образуются за счет осаждения или испарения растворенных в воде химических веществ. Органические вещества попадают в почву вследствие отмирания живых организмов и разложения их остатков. Некоторые минеральные вещества попадают в почву из воздуха - например, азот, "фиксируемый" молнией или клубеньковыми бактериями (рода Rhizobium) в корнях растений семейства бобовых, а также кислород, растворенный в дождевой воде. Однако в основном минеральная часть почвы заимствуется из горных пород. Следовательно, основу всех почв представляют собой металлические соли аниона силиката (SiO4). Цвет, текстура, пористость, гигроскопичность и другие характеристики почвы в значительной степени зависят от атомов металлов, входящих в соединения силиката. Например, глины представляют собой гидратированные алюмосиликаты и они в корне отличаются по свойствам от силикатов калия, натрия или кальция.


Эрозия почвы


Большинство почв закрепляется растениями, произрастающими в биоме, в котором возникает конкретный тип почвы. В силу этого эрозия не представляет большой опасности в природных экосистемах при отсутствии стихийных бедствий. Только в случаях разрушения поверхностного слоя почвы, обусловленного человеком (и реже животными), ветровая и водная эрозия приводят к снижению плодородия почвы. Исключения составляют пустыни, разреженная растительность которых способствует интенсивной эрозии, происходящей под действием ветра и редких наводнений, а также участки вдоль рек и ручьев и районы морского побережья, где течения и штормовые волны могут приводить к абразионным процессам. Однако эрозия, происходящая под воздействием даже таких серьезных природных факторов, не превышает скорости почвообразования и осадконакопления в отличие от эрозии, являющейся следствием антропогенной деятельности. Примеры сильной эрозии и опустынивания, вызванных деятельностью людей, можно найти по всему земному шару и на протяжении всей истории человечества.

Обычно предполагается, что причиной эрозии являются потоки воды, чему имеются многочисленные и наглядные примеры. Однако не следует недооценивать значение ветровой эрозии. Хотя Вы и Ваши студенты не пережили пыльные бури 30-х годов, их фотографии и устные описания свидетельствуют о роли ветра в возникновении эрозии на Великих равнинах. Уничтожение низкотравных и высокотравных прерий в результате расширения посевных площадей, продолжительная и сильная засуха на обширной территории Великих равнин, дополнительный иссушающий эффект непрерывно дующих в прериях ветров, а также отсутствие естественных барьеров на их пути привели к тому, что плодородный верхний слой почвы там был уничтожен. Поднятые в воздух частицы почвы осаждались в десятках и сотнях миль от своего первоначального местоположения.


Защита почвы от эрозии


С самого начала революции в сельском хозяйстве человек предпринимал множество попыток по сохранению почвы, от которой зависело существование аграрных обществ. В Древней Азии и на Ближнем Востоке, выращивая сельскохозяйственные культуры на склонах гор, люди усиленно их террасировали с тем, чтобы укрепить почву, - способ, до сих пор находящий применение в отдельных районах. Некоторые американские фермеры строят террасы на склонах, чтобы задержать или изменить направление нового потока, стекающего с их полей и вымывающего почву. С имеющих уклон сельскохозяйственных угодий дождевая вода стекает по пути наименьшего сопротивления и может стать причиной плоскостной эрозии, разрушающей верхний слой почвы на большой территории; струйчатой эрозии, перемещающей почву из небольших каналов, проделанных водой, в нисходящий поток; овражной эрозии, в результате которой на пути движущегося потока воды образуются большие овраги. Эрозия в Соединенных Штатах была и остается настолько сильной, что, по оценкам Службы охраны почв Министерства сельского хозяйства США, потери составляют одну треть верхнего плодородного слоя почвы. Практику почвозащитного земледелия применяют только на половине сельскохозяйственных угодий США и менее чем на половине возделываемых земель, наиболее подверженных эрозии. Исследования Службы охраны почв показали, что верхний слой почвы теряется на полях в семь раз быстрее, чем идет процесс почвообразования.

Методы защиты почвы (и воды), практикуемые американскими фермерами, включают: террасирование, обычно с горизонтальной вспашкой вместо вертикальной; контурную культивацию без террасирования; полосное земледелие, когда полосы некультивируемых растений мощной корневой системой чередуются с полосами культурных растений; задернованные водотоки, которые направляют сток воды по природному руслу, защищенному от эрозии многолетними растениями; низко-пахотное или беспахотное земледелие, при котором поверхность почвы нарушается в наименьшей степени.

Этот последний метод, к сожалению, имеет некоторые отрицательные стороны, так как гербициды, используемые для борьбы с сорняками, загрязняют воду и почву. Лучший способ сохранения верхнего слоя почвы - наличие постоянного растительного покрова. В видеопрограмме показывается ферма в Северной Дакоте, где содержащаяся под паром земля (возделанная, но не засеянная культурными растениями) защищена покровными культурами. В районах с плодородной почвой, но со средним количеством осадков, как, например, а большей части Великих равнин, часто применяется практика "летнего парования" без покровных культур. Это дает возможность почве аккумулировать влагу во время одного сельскохозяйственного сезона, так как покровные культуры забирают часть влаги, которая в противном случае могла бы остаться в почве. Вместо покровных культур для сохранения почвы и удержания воды может использоваться другой способ. После сбора урожая на полях оставляют солому, стебли кукурузы, корни скошенных растений и другие растительные остатки и культивируют поверхностный слой лишь для предотвращения роста сорняков. Отмершие корни, стебли и солома защищают поверхность почвы от водной и ветровой эрозии, а также от иссушения.


Нам нужна вода для выращивания продуктов питания


Чтобы получить хороший урожай, одной плодородной почвы мало. Все сельскохозяйственные культуры требуют достаточного количества воды, особенно, если фермер намерен собрать большой урожай риса, пшеницы или кукурузы для того, чтобы прокормить помимо своей семьи большое количество людей. Выпадающих осадков во многих регионах недостаточно для выращивания высоких урожаев зерновых и других культур, способных удовлетворить потребности быстро растущего населения. Земледелие на промышленной основе и высоко продуктивное сельское хозяйство США требуют еще большего количества воды, чем традиционные методы земледелия, а проблеме сохранения воды фермерами, практикующими интенсивные методы ведения хозяйства, уделялось мало внимания, так как оросительные работ везде субсидировались правительством. Однако сегодня снабжение водой по приемлемым ценам сокращается. Вода, используемая для сельскохозяйственных целей в Центральной Долине в Калифорнии поступает по бетонному каналу из дельты р. Сакраменто - Сан-Хонкин вблизи Сан-Франциско, которая, в свою очередь, пополняется за счет талого снега со склонов Сьерра-Невады. Все большие количества той воды требуются для обеспечения потребностей густонаселенной Южной Калифорнии в питьевой воде и для городского вод снабжения.

Сельское хозяйство и население Аризоны зависят от р. Колорадо, стекающей со склонов Скалистых гор, ставшей для Аризоны и Южной Калифорнии нечто большим, чем просто каналом пресной воды. Вода из реки разбирается настолько интенсивно, что до Северной Мексики доходит только малая ее часть. Фермеры, использующие воду Колорадо для орошения, становятся конкурентами населению города, которое поливает только свои газоны. Фермеры в штатах Техас, Небраска и на юго-западе Канзаса приходили к выводу о необходимости углубления колодцев, чтобы достичь водоносного горизонта Огаллала. Для орошения посевов хлопчатника, пищевых злаков и пастбищных лугов за последние 40 лет был взято так много воды, что глубина, на которую надо теперь углублять колодцы, увеличилась на много футов. Огаллала - ископаемый водоносный горизонт, образовавшийся при отступлении ледников в конце последнего ледникового периода, количество воды в котором будет уменьшаться по мере выкачивания, так как не происходит полного пополнения за счет естественных притоков. Некоторые участки плодородной земли стали непригодными из-за засоления почвы в результате мелиорации и испарения воды, так как аккумулированные соли с трудом поддаются вымыванию.

Проблема снабжения водой сельского хозяйства характерна не только для Калифорнии или Соединенных Штатов. В видеопрограмме рассказывается о засолении орошаемых земель в Австралии. Остро стоит проблема орошения и в пустынных районах Африки, где фермеры вынуждены прилагать героические усилия для обеспечения водой своих посевных площадей. Во многих регионах мира вода становится основным фактором, ограничивающим выращивание продовольственных культур.


Что можно сказать о химических биоцидах?


Из-за чрезмерного применения в слаборазвитых странах химических удобрений, гербицидов и пестицидов загрязнение грунтовых вод, рек, озер, водохранилищ, заливов, эстуариев и океанов питательными веществами и биоцидами становится все большей проблемой. Успешное использование пестицидов для борьбы с вредителями было очень кратковременным, так как многие насекомые быстро выработали устойчивость к их действию. Это говорит о том, что естественные методы борьбы, такие, как использование хищных насекомых, выращивание культур, стойких к вредителям, посадка между культурными растениями таких видов растений, которые отпугивают вредных насекомых, могут дать лучшие результаты в решении проблем защиты растений.


Революция, которая частично не удалась


В начале 60-х годов американские ученые, работающие в области сельского хозяйства, делали большую ставку на "зеленую революцию" как путь разрешения продовольственной проблемы. Чтобы быть точным, благодаря "зеленой революции" были созданы высокоурожайные сорта риса, пшеницы и других растений. Впечатляющие результаты были получены в ряде стран, например, в Индии и Индонезии, которые смогли полностью обеспечить себя рисом. Однако "зеленая революция" не помогла многим миллионам голодающих в Азии, Африке или Латинской Америке.

Выведение новых сортов зерновых культур основано на высоко-затратных методах земледелия, требующих больших капиталовложений, а развивающиеся страны не имели и не имеют необходимого капитала. Огромная часть капиталовложений идет на приобретение химических удобрений, дорогих и разрушающих окружающую среду. Некоторые из новых разновидностей высокоурожайного риса подразумевают значительную механизацию труда, а бедные фермеры не могут позволить себе купить трактор и другую технику. "Удивительные" сорта продовольственных культур также требуют большого количества воды, которая, как мы видели, является дефицитом во многих регионах.

В прошлом десятилетии некоторые ученые возлагали большие надежды на генную инженерию, например на "сплайсинг" генов бактерий, позволяющий клубеньковым бактериям рода Rhizobium связывать атмосферный азот в виде солей аммония в пищевых культурах, таких как кукуруза или пшеница. Если это было бы осуществлено, снизилась бы потребность в азотных удобрениях. Но этот метод также не безупречен. Предположим, например, что ген (гены) для фиксации азота внедрен в основную сельскохозяйственную культуру, например пшеницу. Это означало бы, что фермеру не надо в дальнейшем добавлять в почву удобрения. Однако, если бы гибридная пшеница вела себя как бобовые растения, которые имеют на корнях клубеньки, содержащие бактерии Rhizobium, связывающая азот пшеница производила бы гораздо больше азота в виде солей аммония, чем необходимо для роста и размножения растения. Избыток азота все равно накапливался бы в почве или растениях, остающихся на полях после сбора урожая, легкорастворимые соли аммония растворялись бы грунтовыми водами и осадками, а содержащая аммоний вода достигала бы озер, водохранилищ, заливов и дельт рек, увеличивая опасность эвтрофикации.


В направлении устойчивого сельскохозяйственного производства


Столетие назад в Соединенных Штатах большая часть населения жила и работала на небольших фермах. Сельское хозяйство было трудоемким, а не капиталоемким. Сельскохозяйственные орудия приводились в действие домашними животными. Сельская семья питалась частью производимой на ферме продукции вместо того, чтобы покупать продукты в ближайшем супермаркете. На каждой ферме выращивались разнообразные культуры, которые чередовались между собой. Ничто не шло в отходы - навоз домашних животных разбрасывался на полях для обогащения почвы питательными веществами. Примечательно, что при этом значительно меньше сельскохозяйственной продукции уничтожалось вредными насекомыми, чем в настоящее врем, когда применяются химические пестициды, которые к тому же наносят ущерб окружающей среде. Химические удобрения и стоки с животноводческих ферм не загрязняли поверхностные воды и не приводили к эвтрофикации водоемов.

Такую ситуацию можно противопоставить современному высоко-затратному сельскохозяйственному производству. Сегодня обширные поля культивируются, засеваются и убираются дорогими, технологически сложными машинами, работающими на бензине. Эти поля и даже целые фермы являются монокультурными, то есть на них выращивается только одна высокопродуктивная культура, не применяется севооборот. Вместо использования навоза на полях применяются химические удобрения, причем отходами с обширных животноводческих хозяйств загрязняются поверхностные воды. Вредители и сорняки постоянно угрожают высокопродуктивным гибридным сортам полевых культур, поэтому дорогие и экологически опасные химические пестициды применяются регулярно и часто без каких-либо ограничений. Человеческий труд сегодня мало используется в сельском хозяйстве: тяжелую работу выполняют машины. Только незначительное количество американских фермеров используют домашних животных в качестве рабочей силы при возделывании земли. На примерах ферм Амша и Меннонита на Среднем Западе демонстрируется высокопродуктивное, экстенсивное и экологически стабильное сельское хозяйство.

В главе "Спасти Землю - накормить мир" обсуждаются традиционные методы ведения сельского хозяйства, известные как домашние сады, в тропической Индонезии, которые были разнообразными, экстенсивными, продуктивными и экологически чистыми. Однако крестьяне стали отказываться от них и выращивать современные сельскохозяйственные культуры, приносящие больший доход. В результате, не только исчезла замечательная традиция, но и был нанесен ущерб окружающей среде, а также потеряно биологическое многообразие домашних садов. В конце концов, наиболее важно то, что новая сельскохозяйственная практика не обеспечивает экологической стабильности.




Назад в будущее?


Другой эпизод программы "Спасти Землю - накормить мир" представляет Фреда Киршенманна, который управляет земледельческой и животноводческой фермой в Северной Дакоте, занимающей 3100 акров земли. Он использует на своей большой ферме принципы органического земледелия и не применяет искусственные удобрения и пестициды. Киршенманн практикует севооборот, использует остатки растений, навоз, бобовые и зеленые удобрения для поддержания продуктивности почвы, сохранения воды, борьбы с насекомыми, сорнякам и другими сельскохозяйственными вредителями.

С точки зрения прибыльности и продуктивности, переход Киршенманна на органическое земледелие принес успех. Урожайность культур так же высока, как и при интенсивном, зависящем от химии земледелии. Меньшая вспашка и улучшенная текстура почвы привели к сокращению потребления энергии на 15-20%. Проблемы с насекомыми и другими вредителями минимальны. Возможно, наиболее точное наблюдение относительно методов ведения хозяйства Киршенманном было сделано его соседом Верноном Бадером, заметившим, что метод Киршенманна мало отличаются от тех, которыми обрабатывал землю его отец.

Основной урок, который должны усвоить Ваши студенты при изучении данной главы, следующий: американское и мировое сельское хозяйство может стать экологически устойчивым и при этом не сажать каждого человека на строжайшую диету, оно может быть безвредно для окружающей среды. От американцев, австралийцев, африканцев, индонезийцев и других народов это потребует, частично, возврата к более традиционным методам ведения сельского хозяйства, сопровождающимся новым научным пониманием ферм как управляемых экосистем.


Дополнительные материалы


Реймерс Н.Ф. Надежды на выживание человечества: Концептуальная экология, М., Экология, 1992.


Законы системы человек – природа


Правило исторического роста продукции за счет сукцессионного омоложения экосистем

Закон бумеранга, или закон обратной связи взаимодействия человек – биосфера П. Дансеро (четвертый закон Б. Коммонера)

Закон незаменимости биосферы

Закон обратимости биосферы П. Дансеро

Закон необратимости взаимодействия человек – биосфера П. Дансеро

Правило меры преобразования природных систем

Принцип естественности, или правило старого автомобиля

Закон убывающей отдачи А. Тюрго – Т. Мальтуса

Правило демографического (технико-социально-экономического) насыщения

Правило ускорения исторического развития


Прежде всего, существует ли такая система? Как система взаимосвязей безусловно. Тип ее – «потребитель – корм», или в приложении к человечеству «потребитель – ресурсы». С точки зрения характера взаимоотношений человек выступает как «разумно-неразумный паразит»: по угрозам глобальных последствий и результатам локальных экологических катастроф, а также по общему ходу процесса разрушения среды обитания он неразумен, но по декларируемому стремлению к сохранению этой среды он разумен. Пока в одних случаях благие пожелания и естественные механизмы приводил к относительному равновесию в системе взаимоотношений человек – природа, а в других – к дисбалансу в ней.

Полное уничтожение отдельных видов, экосистем и увеличение темпов опустынивания делает человека неразумным потребителем. Одновременно нынешняя скорость роста его популяций может быть охарактеризована как аномальная. Специалисты показывают, что общая численность людей превышает допустимую от 3 до 10 раз. Естественно, допустимость определяется не по биологическим потребностям человека в пище и т.д., а по качеству жизни, достойному конца XX века, и тому удельному давлению на среду, которое возникает при стремлении к обеспечению этого качества существования.

Биологически человек на предисторической фазе развития уже отличался от всех других соразмерных млекопитающих исключительной подвижностью, как правило, проходя в сутки по меньшей мере вдвое большее расстояние, чем они. Люди жили в условиях энергетической недостаточности, охраняли вынужденно огромную кормовую территорию, в пределах которой постоянно или периодически кочевали. При этом, однако, они весьма долгое время оставались в рамках очень скромного энергетического лимита.

Переход к пастбищно-кочевому скотоводству и подсечно-огневому земледелию привел к удвоению энергозатрат и в варианте замены собирательства кочевым скотоводством малой экономией площадей, тогда как подсечно-огневое земледелие территориально эффективней на 2-3 порядка. Это позволило снизить подвижность человека, что в свою очередь создало предпосылки для формирования общества со свойственным ему разделением функций, культурной специализацией. Но этот процесс должен был иметь адекватный ответ в природных механизмах. Уже на фазе примитивного охотничьего промысла выработались приемы выжигания угодий для более быстрого роста трав и потому привлечения животных (биотехническая революция). Сукцессионно зрелые экосистемы, изначально бывшие основой для собирательства, постепенно исчезали и их сменяли производные ценозы. Последние продуктивнее климаксовых, но имеют совершенно иные экологические характеристики.

Следующий этап исторического развития человечества и его взаимоотношений с природой характеризуется резким снижением потребности в земле для прокормления одного человека, но новым удвоением энергозатрат и в дальнейшим сукцесионным омоложением экосистем. К тому же многовидовые ценозы все в большей степени сменяются пастбищными олигокультурами и земледельческими монокультурами. Агросистемы теряют свойство стабильности и устойчивости, то же происходит с домашними животными и культурными растениями. Природная среда постепенно вытесняется квазиприродными образованиями. Современным историческим финалом является переход на эксплуатацию предельно омоложенных экосистем и даже от естественного к искусственному плодородию почв. Экосистемные методы допинга с помощью сукцессионного омоложения были исчерпаны. Это привело к резкому скачку энергозатрат, увеличивающихся в 5-50 (в среднем около 20) раз. Рост биологической продуктивности за счет омоложения природных систем закончился. Дальнейшее увеличение вложения антропогенной энергии в земледелие ведет к разрушению природных структур, что делает очевидным вывод о необходимости перехода к закрытым системам земледелия, его индустриализации. Другим способом увеличить эффективность сельскохозяйственного производства невозможно. Если человечество в течение длительного времени пользовалось результатами действия правила исторического роста продукции за счет сукцессионного омоложения экосистем, то теперь этот путь интенсификации закрыт. Отсюда возможность и необходимость сокращения размеров эксплуатируемых территорий.

«Платой» за снижение подвижности человеческих популяций стало все большее «вгрызание» в литосферу, извлечение для хозяйственных нужд ранее эволюционно депонированной углекислоты и вообще органики: нефти, углей, газа и т.п. Допинг внешней (механической и химической) энергии – тот предел, за которым следует разрушение экосистем даже в трансформированном в агросистемы виде. Человечество уже использовало практически все резервы для интенсификации жизни и получения дополнительной урожайности в открытом грунте. Теперь необходимо переходить от эксплуатации открытых систем к использованию условно закрытых искусственных образований. Сукцессионно они «нулевого» возраста.

Ход исторических изменений связей между природой и человеком приводил к одновременным переменам в природе и в формах хозяйства. Очевидно, формы хозяйства менялись вследствие тех затруднений, которые проистекали от перемен в природе. В свою очередь перемены в хозяйстве вызывали цепные реакции в природе. Эта постоянная обратная связь получила название закона бумеранга, или закона обратной связи взаимодействия человек – биосфера П. Дансеро (1957), иначе – четвертого закона Б. Коммонера (1974): «ничто не дается даром». Среднее из перечисленных названий этого закона касается главным образом локальных процессов, два крайних – глобальных. По Б. Коммонеру, «…глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которое не может являться объектом всеобщего улучшения: все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возвращено. Платежа по этому векселю нельзя избежать; он может быть только отсрочен».

Неизбежность платежей подчеркивается также законом незаменимости биосферы. Его так или иначе формулировали многие авторы, начиная с В.И. Вернадского, а до него в менее четкой форме – Д.П. Марша и Э. Реклю. Приведу категоричные формулировки из книги В.Г. Горшкова: «Нет никаких оснований для надежд на построение искусственных сообществ, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды с той же степенью точности, что и естественные сообщества. Поэтому сокращение естественной биоты в объеме, превышающем пороговое значение, лишает устойчивости окружающую среду, которая не может быть восстановлена за счет создания очистных сооружений и перехода к безотходному производству… Биосфера… представляет собой единственную систему, обеспечивающую устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях… Необходимо сохранить естественную природу на большей части поверхности Земли, а не в генных банках и ничтожных по своей площади резерватах, заповедниках и зоопарках».

Незаменимая биосфера до поры до времени работала в рамках принципа Ле Шателье – Брауна, что для этой фазы эволюции сформулировано в виде закона обратимости биосферы А. Дансеро (1957): биосфера стремится к восстановлению экологического равновесия тем сильнее, чем больше давление на нее: это стремление продолжается до достижения экосистемами климаксовых фаз развития. Фактически это повторение закона стремления к климаксу в приложении к взаимоотношениям типа природа – человек. Однако П. Дансеро тогда же сформулировал закон необратимости взаимодействия человек – биосфера: возобновимые природные ресурсы делаются невозобновимыми в случае глубокого изменения среды, значительной переэксплуатации, доходящей до поголовного уничтожения или крайнего истощения, а потому превышения возможностей их восстановления. Именно такова фаза развития системы взаимоотношений человек – природа в наши дни. Современная цивилизация и культура не обеспечивают стабильных условий существования на Земле ни жизни, ни человека как ее части.

Эта констатация требует формулировки правила меры преобразования природных систем: в ходе эксплуатации природных систем нельзя переходить некоторые пределы, позволяющие этим системам сохранять свойство самоподдержания (самоорганизации и саморегуляции) и обычно ограниченные заметным изменением природных систем трех сопряженных уровней иерархии (надсистем рассматриваемой системы). Поскольку это свойство и саморегуляция природных систем поддерживается двумя механизмами – соотношением экологических компонентов внутри системы и взаимодействием пространственно выраженных подсистем, систем того же уровня и надсистем в их иерархии, то сформулированное правило справедливо для обоих этих механизмов. Надсистема более высокого (четвертого и выше) уровня иерархии, как уже было упомянуто, может поддерживать некоторые подсистемы разрушенной системы низшего уровня, но не восстанавливать их. Например, черноземы, возникшие в результате зонального биогеоценотического процесса в лугостепях, лесостепях, после их распашки зонально поддерживаются, но постепенно деградируют, сохраняя при этом тенденцию к восстановлению лишь при создании естественных условий их образования, т.е. нижних уровней природных надсистем.

Из правила меры преобразования природных систем следует ряд выводов:

1. Единица (возобновимого) ресурса может быть получена лишь в некоторый, определяемый скоростью функционирования системы (и их иерархии), отрезок времени. В течение этого отрезка нельзя переходить рубежи ограничений, диктуемых всеми теоремами экологии.

2. Перешагнуть через фазу последовательного развития природной системы с участием живого, как правило, невозможно.

3. Рационально проведение хозяйственных мероприятий лишь в рамках некоторых оптимальных размеров, выход за которые в меньшую и большую стороны снижает их хозяйственную эффективность.

4. Преобразовательная деятельность не должна выводить природные системы из состояния равновесия путем избытка какого-то из средообразующих компонентов, т.е., если это необходимо, требуется достаточная компенсация в виде относительно непреобразованных природных систем, например, оптимальная лесистость и т.п.

5. Преобразование природы (если оно не восстановительное, «мягкое») дает локальный или региональный выигрыш за счет ухудшения каких-то показателей в смежных местностях или в биосфере в целом.

6. Хозяйственное воздействие затрагивает не только ту систему, на которую оно направлено, но и на ее надсистемы, которые, согласно принципу Ле Шателье-Брауна, «стремятся» нивелировать производимые изменения. В связи с этим расходы на преобразование природы никогда не ограничиваются лишь затратами на непосредственно планируемые воздействия. (Этот вывод скоррелирован со следствиями из закона внутреннего динамического равновесия).

7. Природные цепные реакции никогда не ограничиваются изменением вещества и энергии, но затрагивают динамические качества систем природы. Это также прямой вывод из закона внутреннего динамического равновесия.

8. Вторичное постепенно сложившееся экологическое равновесие, как правило, устойчивее, чем первичное, но потенциальный «запас преобразований» (т. е. будущих их возможностей) при этом сокращается

9. Несоответствие «целей» естественно-системной регуляции в природе и целей хозяйства может приводить к деструкции природного образования (т. е. силы природы и хозяйственных преобразований при большей величине последних в ходе противоборства сначала «гасят» друг друга, а затем природная составляющая начинает разрушаться). Вывод коррелирует с законом необратимости взаимодействия человек-биосфера.

10. Технические системы воздействия в конечном итоге (в длительном интервале времени) всегда менее хозяйственно эффективны, чем направляемые естественные.

Обратим внимание на принцип естественности, или правило старого автомобиля: со временем эколого-социально-экономическая эффективность технических устройств, обеспечивающих «жесткое» управление природными системами и процессами, снижается, а экономические (материальные, трудовые, денежные) расходы на их поддержание возрастают. Кажется, достаточно понятно, что дряхлеющие технические устройства в конечном счете становятся нерентабельными и их необходимо заменять. В то же самое время самовозобновляющиеся и саморазвивающиеся природные системы представляют из себя «вечный» двигатель, не требующий экономических вложений до тех пор, пока степень давления на них не превышает их возможностей к восстановлению.

В силу того, что антропогенное преобразование природных систем имеет достаточно четкие ограничения, выявляются некоторые более частные закономерности. Первое из этих обобщений – закон убывающей отдачи А. Тюрго - Т. Мальтуса. В современной трактовке его формулировка должна быть следующей: повышение удельного вложения энергии в агросистему не дает адекватного пропорционального увеличения ее продуктивности (урожайности). Длительные споры вокруг этого закона окончились тем, что он стал азбучной истиной сельскохозяйственной экологии. Падение энергетической эффективности сельскохозяйственного производства общеизвестно. Напомним, что среднее соотношение вложения энергии и энергия урожая (эксергия) в сельском хозяйстве США в 1910 г. составляло 1:1, а с 70-х гг. оно подошло к 10:1. Это явление связано с заменой ручного труда механическим, а естественного плодородия почв искусственным. Кроме того, увеличение урожаев требует сдвига в соотношении экологических компонентов, подавления в агросистеме консументов и активизации продуцентов, что дается только значительным вложением энергии. В силу непропорциональности соотношения экологических компонентов при их количественном изменении, это вполне закономерно.

Обратные связи изложенных выше закона бумеранга и правила меры преобразования природных систем дают природную подоснову закона, или правила демографического насыщения: в глобальной или регионально изолированной совокупности количество народонаселения всегда соответствует максимальной возможности поддержания его жизнедеятельности, включая все аспекты сложившихся потребностей человека. Фактически это отражение законов максимального «давления жизни» и давления среды жизни, или закона ограниченного роста. Однако человечество создает давление на среду не столько биологически, сколько техногенно. Вместо демографического насыщения как такового возникает насыщение разрушительной техникой, поэтому правило может быть названо принципом технико-социально-экономического насыщения. Человеку же, как живому существу отводится место страдающей стороны.

Фактически сейчас в мире наблюдается не демографическое насыщение, а с учетом всех потребностей человека, чрезвычайное перенасыщение. Несоблюдение правила демографического насыщения дает резкий дисбаланс в системе взаимоотношений человек-природа. К этому сдвигу равновесия может добавиться воздействие группы биоэкологических факторов, зависящих от плотности видового населения. Теоретически возможна ситуация, когда оба ограничивающих механизма реализуются одновременно, и произойдет демографическая катастрофа. Однако исходя из той же теории, это может и не произойти в случае достаточно быстрого включения действия правила ускорения исторического развития: чем стремительнее под воздействием антропогенных причин изменяется среда обитания человека и условия ведения им хозяйства, тем скорее по принципу обратной связи происходит перемена в социально-экологических свойствах человека, экономическом и техническом развитии общества (знак процесса может быть положительным и отрицательным). Поскольку производительные силы общества опосредуют связь между природой и обществом (при этом человек входит как в первую, так и во второе), а антропогенные воздействия являются движущей силой в действии закона ускорения эволюции и быстро меняют среду развития самого общества, трехчленная система «природа – производительные силы – производственные отношения» развивается с тенденцией к самоускорению процессов. В ответ на ухудшающиеся показатели среды жизни возникают механизмы, стремящиеся ее улучшить (смена поколений техники, ресурсосберегающее наукоемкое производство, демографическое регулирование).

Вопрос лишь в том, насколько ускорение исторического развития человечества будет способствовать сбою в действии правила демографического насыщения и принципа Ле Шателье-Брауна. Пока историческое развитие явно отстает, и это создает реальную опасность для благополучия людей. Очень значимо также общесистемное правило (закон) равномерности развития (изменения) подсистем в больших системах. Если наиболее развитые страны мира выйдут на качественно новый уровень и «подтянут» остальные менее развитые страны, то ситуация может миновать острый кризис и не перерасти в катастрофу. Но для этого необходимо включение ряда новых глобально-политических, правовых и экономических механизмов. Сейчас положение очень зыбкое, и многие специалисты полагают, что человечество, если оно хочет сохранить цивилизацию, должно решить экологические проблемы в ближайшие десятилетия. Угрозы растут, чего нельзя сказать о способности людей их устранять.


Экологизация сельского хозяйства


Бедственное положение сельскохозяйственных земель было осознано еще в прошлом веке (а еще раньше в Римской империи в начале нашего тысячелетия – свидетельство тому труды Колумеллы). Для иллюстрации современного состояния приведем данные американцев Д. И С. Пиментелов, дополнив их другими источниками.

Исторически сложилась ситуация, когда лучшие земли (13% оказались в пределах городских агломераций – СМАСА люди селились среди плодородных нив). На территории СМАСА расположено 17% ферм США и производится 60% овощей, 43% фруктов и орехов, 17% сбора кукурузы. Городская застройка постепенно занимает эти территории (10% от площади графств). Сильно эродированные земли занимают более 70% пашни. Ежегодно в США смывается 4 млрд. т (по другим данным 3 млрд. т) плодородной почвы (для уменьшения смыва необходимы затраты в 13 млрд. долларов в год). За всю историю человечества было потеряно больше земель, чем ныне интенсивно обрабатывается. Общая потеря почв в мире около 90 млрд. т в год (для сравнения снос реками, по разным источникам, от 12,7 до 51,1 млрд. т, наиболее вероятная величина 22 млрд. т, т. е. в 4 раза меньше, чем эрозия почв). Интенсивной эрозии подвержено в мире 900 млн. га из 6 млрд. га экстенсивно обрабатываемых земель пашен (1,4 млрд. га), т. е. 15%. За последние 30 лет мировой фонд обрабатываемых земель сократился на 150 млн. га. Сейчас этот процесс идет в среднем со скоростью 7,5 млн. га в год. Полагают, что к 2000 г. 32% обрабатываемых почв будут полностью эродированы.

Массовое применение минеральных удобрений истощается биопотенциал почв – естественно восстанавливаемую составляющую их плодородия и заражает их тяжелыми металлами. С 1950 г. потребление минеральных удобрений возросло в 5 раз, однако лишь ¼ всего продовольствия, производимого в мире, зависит от их использования. (В Германии урожай возрос на 50%, количество минеральных удобрений – в 3,5 раза.). Чрезвычайно разрушительны тяжелые сельскохозяйственные механизмы. Они дают снижение потенциальной урожайности на 10-40% (кукурузы на 27-50; ячменя на 12-81%). Орошаемое земледелие приводит к засолению больших площадей земель (даже в Канаде, где орошение распространено спорадически, сильно засолены 7% земель). Пагубно действуют пестициды. Их применение возросло с 40-х гг. не менее чем в 10 раз (в Германии в 14,5 раза), а потери урожая в США увеличились почти в 2 раза (вредители уничтожают до 40% урожая страны). В мире используют до 4 млн. т пестицидов, из которых лишь 1% достигает цели. Косвенные потери от пестицидов измеряются в США в 1 млрд. долларов; ежегодно в мире регистрируются 0,5 млн. случаев отравлений пестицидами, в том числе в США – 45 тыс.

С 1950 г. в США цены на землю поднялись в 8 раз, 44% пахотной земли заброшено (частично она принадлежит так называемым абсентеистам, выступающим против интенсивного сельского хозяйства). Темпы потерь земельного фонда таковы, что во Флориде к 2000 г. может не остаться пахотных земель, Вирджиния потеряет 24, Калифорния 16% земель. В Германии темп потерь земли – 1% за 4 года, во Франции и Великобритании – 2% в 10 лет. В Центральной Европе площадь застроенных и покрытых дорогами земель достигла 11%.

Казалось бы, на систему «биологического» или «экологического» (другой синоним «органическое»), земледелия должны переходить многие хозяйства. На самом деле это не так. В Германии число «экологических ферм» примерно 1400, или 0,2% общего числа. Во Франции их доля около 1%. Не выше процент таких ферм в США. При этом ведется очень энергичная кампания против них как в США, так и Западной Европе. Продукция «биологического» сельского хозяйства дороже, но пользуется успехом у покупателей. Это вызывает недовольство массовых производителей, для которых переход на органическое земледелие – сложное и дорогое мероприятие Они доказывают, что пестициды не вредны или не так вредны, как считается, что не опасны минеральные удобрения (в Европе норматив нитратов 50 мг/л воды при рекомендации ВОЗ не более 45 мг/л), а органические удобрения даже вредны (однако опыт, проведенный с 1907 по 1937 гг. в Индии показывает, что внесение 2,27 т/га навоза не ухудшает свойств почв). Загрязнение нитратами в Европе характерно для Германии, Франции, Великобритании и Нидерландов. Само же «антиэкологическое» движение в сельском хозяйстве Западной Европы связано с тем, что требуется повышение затрат на решение проблем. Например, для «экологизации» свинофермы на 5 тыс. свиней требуются затраты в размере 90 тыс. долларов. Для очистки животноводческих комплексов в России по расчетам требуется увеличить капитальные затраты на 5-7%. (Видимо, наиболее приемлемый путь – получение биогаза, используемого для энергоснабжения, в том числе получения электричества.).

Особое место занимает Австралия, где культивируется так называемое «биодинамическое» сельское хозяйство, замещающее минеральные удобрения и пестициды коллоидными растворами и компостами с высоким содержанием коллоида. Гумус вырабатывают с помощью специального приема – перегнивания коровьего навоза. Хотя биодинамическое земледелие ведется в Австралии на площади в 400 тыс. га, его секреты раскрыты не полностью. По сути, это более скорое «созревание» навоза и его применение для улучшения структуры и богатства почвы (образования в ней гумусного коллоида). Это позволяет избегать пестицидов и намного реже поливать посевы. Продукты биодинамических ферм продают в специальных магазинах (в Мельбурне их 70) под торговой маркой «Деметер». Часть производимых продуктов (например, рис) экспортируется в Европу. Биодинамические фермы вполне рентабельны, однако их опыт не слишком широко распространен.

В сельском хозяйстве экологизация идет медленными темпами. Преобладает чисто экономический подход. Но если в Европе с ее загрязнением все же получают первоклассные сыры, то в бывшем СССР молоко отравлено и загрязнено микроорганизмами настолько, что сыры не вызревают и «взрываются» в ходе технологического процесса. Огромные просторы Приаралья превращены в зону экологического бедствия и даже экологической катастрофы. Деградация отечественного сельского хозяйства по экологическим причинам угрожает стране экономическим банкротством. Однако в ходе полного развала хозяйства страны трудно что-либо предпринять и рекомендовать, кроме попыток провести экологическое (земельное) планирование с выводом из сельского хозяйства явно неэффективных и экологически опасных участков посевов, улучшения районирования культур, севооборотов и т. п.


Из материалов Встречи на высшем уровне «Планета Земля», ПРОГРАММА ДЕЙСТВИЙ, Повестка дня на XXI век и другие документы конференции в Рио-де-Жанейро, Публикация Центра «За наше общее будущее»


Рациональное использование земельных ресурсов


Рост потребностей человечества в земельных и природных ресурсах ведет к конкуренции и конфликтам. Если в долгосрочной перспективе мы намерены удовлетворять потребности человечества на устойчивой основе, то мы должны разрешать эти конфликты и находить более эффективные и полезные пути использования земельных ресурсов и природных богатств.

Наша цель – использовать землю таким образом, чтобы получать от этого на устойчивой основе наибольшую пользу. Для того, чтобы свести к минимуму конфликты и выбрать наиболее правильные и приемлемые альтернативы необходимо связать социальное и экономическое развитие с защитой и улучшением окружающей среды. Мы также должны принимать во внимание существование охраняемых территорий, прав частной собственности, прав коренного населения и других местных сообществ.

По мере того, как возрастает число вариантов землепользования, появляется больше возможностей для поддержания традиционных способов долговременного землепользования, а также для защиты земель с целью сохранения биологического разнообразия и других экологических преимуществ.

Правительства должны принять во внимание экологические, социальные, демографические и экономические факторы, а затем выработать законы, административные предписания и экономические стимулы, побуждающие к рациональному использованию и управлению земельными ресурсами.

Правительствам следует:

- Выработать политику, учитывающую земельно-ресурсную базу, изменения численности и состава населения и интересы местного населения.

- Совершенствовать и проводить в жизнь законы и административные постановления в поддержку устойчивого землепользования и ограничивать отведение плодородных пахотных угодий под другие нужды.

- Использовать такие средства, как экологическое планирование ландшафта в масштабах экосистем или водоразделов, а также поощрять устойчивые средства к существованию.

- При управлении землепользованием сохранять соответствующе традиционные и местные способы ведения хозяйства, а именно: пастушество, севооборот и содержание земли под парами, террасирование.

- Поощрять активное участие в принятии решений тех групп, интересы которых затронуты и которые ранее зачастую были исключены из этого процесса, например: женщин, молодежи, коренного населения и других местных сообществ.

- Опробовать пути возможного включения стоимости земель и экосистем в общенациональные показатели экономического развития, например, в показатель валового национального продукта (ВНП).

- Обеспечить, чтобы социально-политические институты, имеющие дело с земельными и природными ресурсами, учитывали экологические, социальные и экономические аспекты в своем планировании.

Следует соблюсти следующие сроки:

- К 1996 году должна быть разработана политика рационального землепользования и облегчено участие в принятии решений всех людей, чьи интересы затронуты планированием землепользования.

- К 1998 году должны быть улучшены способы координирования земельного планирования.

- К 2000 году должны быть созданы более действенные системы земельного планирования и землепользования.


Борьба с опустыниванием и засухой


Опустынивание – это процесс деградации земли, вызванный изменением климата и деятельностью человека. Особенно ему подвержены засушливые земли, которые сами по себе экологически уязвимы.

Наиболее явными последствиями опустынивания являются деградация пастбищных угодий и падение производства продуктов питания. Засуха и опустынивание являются также причинами бедности и голода. В середине восьмидесятых годов около трех миллионов человек погибло в результате засухи в странах Африки к югу от Сахары. Это очень серьезная проблема. Семьдесят процентов всех засушливых земель нашей планеты – около 3,6 миллиарда га – уже пострадали от деградации почвы. Это одна четвертая часть земной суши – территория, которая по площади в три раза больше Европы. Деградация почвы, в частности ее засоление, вызванное неправильным дренажом, поражает огромные пространства обрабатываемых поливных земель.

Для того, чтобы остановить дальнейшее наступление пустыни, землепользование, включая фермерские хозяйства и пастбищное животноводство, должно быть экологически безопасным, социально приемлемым, справедливым и экономически осуществимым.

Одним из главных способов борьбы с опустыниванием является посадка деревьев и других растений, способных задерживать воду и поддерживать качество почвы. Эти лесопосадки можно также использовать для получения топлива, древесины, фуража и продуктов питания.

Для борьбы с опустыниванием правительствам следует:

- Принять национальные планы рационального использования земли и водных ресурсов.

- Ускорить осуществление программ лесопосадок с использованием быстрорастущих, засухоустойчивых деревьев местных пород и других растений.

- Содействовать сокращению спроса на топливную древесину посредством программ повышения эффективности использования энергии и использования альтернативных источников.

В районах, предрасположенных к опустыниванию и засухе, традиционные способы ведения фермерских хозяйств и пастбищного животноводства нередко являются неадекватными и нерациональными, особенно перед лицом растущего народонаселения. Сельским жителям следует пройти подготовку по вопросам сохранения почвы и водных ресурсов, водопользования, аграрного и лесного хозяйства и мало-масштабной ирригации. Необходимы национальные программы по борьбе с опустыниванием, чтобы повысить уровень общественной осведомленности о мерах, необходимых для решения данной проблемы.

Бедность – один из главных факторов, увеличивающих темпы деградации почвы и опустынивания. Для того, чтобы снизить опасность, грозящую экологически уязвимым землям, необходимо принять меры по их оздоровлению, а также обеспечить альтернативные средства у существованию для населения.

Сельскохозяйственные банковские и кредитные системы должны создаваться таким образом, чтобы содействовать учреждению малых предприятий, использующих местные ресурсы.

В дополнение к этому необходимо создавать международную систему экстренного реагирования на засуху, имеющую в своем распоряжении запасы продовольствия, медицинский персонал и лекарства, жилье, транспорт и финансы.

Следует усилить такие программы, как «Земной патруль» и «Сахаро-Сахелианская обсерватория», а также национальные и региональные системы мониторинга погоды и водных ресурсов. Их информация поможет правительствам при разработке планов землепользования и обеспечит ранее оповещение о засухе с тем, чтобы население могло своевременно к ней подготовиться.

К июню 1994 года должна быть подготовлена международная конвенция по борьбе с опустыниванием, в частности, на африканском континенте.


Устойчивое развитие горных районов


Горы являются важными источниками воды, энергии, полезных ископаемых, лесных и сельскохозяйственных продуктов. В горах также располагаются зоны отдыха. Горы выступают в роли кладовых биологического разнообразия, местом обитания находящихся под угрозой исчезновения биологических видов, а также существенной частью всей глобальной экосистемы.

Судьба горных экосистем влияет на жизнь половины населения земного шара. Около десяти процентов населения Земли проживает в горных местностях, а около сорока процентов населения занимает бассейны рек, берущих начало в горах. От Анд до Гималаев, от Юго-восточной Азии до Восточной и Центральной Африки – везде в бассейнах этих рек наблюдается серьезное ухудшение экологических условий. К его причинам относятся гибель лесов, непомерный рост пастбищного животноводства и культивация маргинальных почв.

Горные экосистемы восприимчивы к эрозии почвы, оползням, быстрой утрате среды обитания и генетического разнообразия. Среди жителей горных районов широко распространены безработица, бедность, низкий уровень здравоохранения и санитарии. Большинство горных районов переживают экологическую деградацию.

Проблемы рационального использования горных ресурсов и надлежащего социально-экономического развития общества требуют немедленного решения. К 2000 году необходимо разработать систему планирования и национального землепользования в бассейнах рек, берущих начало в горах. Она должна быть нацелена на предотвращение эрозии почвы, увеличение числа деревьев и растений, поддержание экологического баланса в горах.

Для коренного населения и местных общин необходимо также обеспечить услуги в таких областях, как образование, здравоохранение и энергетика. Людям нужно предоставить больше возможностей для того, чтобы зарабатывать себе на жизнь такими видами деятельности, как стабильный туризм, рыболовство, экологически безопасная добыча ископаемых, надомные производства, такие, например, как обработка медицинских и ароматических растений.

Правительствам следует;

- Содействовать мерам по борьбе с эрозией почвы, которые должны быть мало-затратными, простыми и легкими в применении.

- Предлагать людям стимулы для сохранения ресурсов и применения экологически безопасных технологий, способствовать пониманию населением экологически устойчивых видов развития горных районов и привлекать людей к рациональному использованию ресурсов.

- Информировать об альтернативных возможностях зарабатывать себе на жизнь в таких областях деятельности, как, например, растениеводство, животноводство, птицеводство, пчеловодство, рыбное хозяйство, сельская промышленность, рынки и транспорт.

- Создавать защищенные районы для спасения генофонда природного мира.

- Определять опасные районы, наиболее подверженные эрозии почвы, наводнениям, оползням, землетрясениям, снежным обвалам и другим природным бедствиям, и создавать соответствующие системы раннего оповещения и спасательные группы.

- Выявлять горные районы, в которых воздух загрязняется соседними городскими и промышленными районами.

- Создать центры информации о горных экосистемах, включая опыт устойчивого сельскохозяйственного развития и практику консервации с тем, чтобы люди могли обращаться в такие центры за помощью по получению информации об устойчивом развитии горных районов.


Устойчивое развитие сельского хозяйства и сельских районов


Голод уже представляет собой постоянную угрозу для многих людей, и неизвестно, насколько способен будет мир в долгосрочной перспективе удовлетворять растущий спрос на продукты питания и другие продукты сельского хозяйства.

Население Земли в 1993 составляло пять с половиной миллиарда человек. Ожидается, что к 2025 году оно достигнет восьми с половиной миллиарда, причем 83 процента населения планеты будет проживать в развивающихся странах. Одна из наиболее важных задач, стоящих перед миром – это устойчивое увеличение производства продуктов питания, с тем чтобы накормить стремительно растущее население планеты.

Продуктивность крупных районов, производящих продовольствие, падает, тогда как спрос на продукты питания, волокна и топливо возрастает. Во всех странах усиливается эрозия и засоление почвы, заболачивание и потеря плодородия. Возросшее ультрафиолетовое излучение, причиной которого является уменьшение толщины озонового слоя, может также вызвать падение производства продуктов питания.

Сельское хозяйство должно удовлетворять растущие потребности главным образом за счет повышения производительности, поскольку большинство лучших земельных угодий нашей планеты уже используется. Вместе с тем, следует избегать дальнейшего расширения посевных площадей за счет территорий, которые мало пригодны для культивации.

Устойчивое развитие сельского хозяйства в сельских районов потребует существенных изменений в сельскохозяйственной, экологической и экономической политике всех стран, а также и на международном уровне. Это потребует сотрудничества жителей сельских районов, национальных правительств, частного сектора и международного сообщества.

Способы увеличения производства, уменьшения порчи продуктов, их потерь из-за сельскохозяйственных вредителей, а также способы сохранения почвы и водных ресурсов уже существуют, но не находят широкого и систематического применения. К концу текущего столетия правительствам следует проводить такую политику производства продуктов питания, которая будет основана на учете экологической стоимости и преимуществ, связанных с выбором той или иной политики.

Политика рационального землепользования должна способствовать планированию в таких масштабах, которые достаточны для поддержания здоровья региональных экосистем, таких как бассейны рек. Людей следует стимулировать к вложению средств в будущее земельных угодий путем предоставления им прав на владение землей и обеспечения их ресурсами, финансами и средствами продвижения их продукции на рынки по справедливым ценам.

Люди нуждаются в консультациях и обучении, связанных с применением методов и систем ведения фермерского хозяйства, которые сохраняют и восстанавливают земли при одновременном росте продуктивности. Эти меры включают противоэрозионную обработку почвы, севооборот, подкормку растений, в том числе органическими удобрениями, агролесомелиорацию, террасирование и смешанное возделывание культур. Необходимо применять как современные, так и традиционные способы охраны и правильного использования земель.

Следует использовать больше энергии для увеличения производства продуктов питания. Это должно достигаться за счет рентабельного сочетания ископаемых видов топлива и энергии из возобновляемых источников, включая древесное и растительное топливо.

Более рациональное использование большого разнообразия генетических ресурсов растительного и животного мира нашей планеты является важным условием диверсификации и увеличения производства продуктов питания, и улучшения породы тяглового скота. Происходит постоянная утрата бесценных пород растений и животных, а для развития генетического разнообразия не хватает финансов и специалистов. Выгоды от результатов научных изысканий и выведения пород новых растений и семян должно быть справедливо разделены между источниками сырья и его потребителями.

Количество продуктов питания, потерянных из-за сельскохозяйственных вредителей, оценивается на уровне 25 процентов от всего урожая. В борьбе с сельскохозяйственными вредителями главная роль отводилась химикатам, однако, чрезмерное увлечение ими обходится дорого и к тому же отрицательно сказывается на здоровье человека и окружающей среде. Лучшим вариантом считается комплексный способ борьбы с вредителями, сочетающий биологические средства, сопротивляемость растения-хозяина и правильное ведение фермерского хозяйства с минимальным использованием пестицидов. Подобный способ гарантирует производство сельхозпродуктов, снижает затраты и является экологически менее вредным.

Для того, чтобы удержать бедные слои сельского населения от использования маргинальных земель, следует развивать виды деятельности, которые не связаны с земледелием, например, надомные производства, использование дикой природы, рыбное хозяйство, предприятия легкой промышленности в сельской местности и туризм.


Усиление роли фермеров


Сельскохозяйственные угодья занимают одну треть суши Земли, а само сельское хозяйство является основным видом деятельности значительной части населения мира. Коренное население, сельские жители и семейные фермы были настоящими хозяевами большинства природных ресурсов Земли.

Тем не менее, фермерство, включающее рыболовство и использование ресурсов леса, может быть очень уязвимым при чрезмерной эксплуатации и неправильном управлении в районах с нестабильной и маргинальной экологией. Устойчивость системы сельскохозяйственного производства вызывает все возрастающее беспокойство. Общее производство сельскохозяйственной продукции значительно увеличилось за последние двадцать лет, однако в некоторых странах этого оказалось недостаточно из-за еще более быстрого роста населения. Фермеры также испытывают на себе влияние проблем международной задолженности и падения цен на потребительские товары. В развивающихся странах доступ к ресурсам и средствам производства ограничен.

Для разработки стратегий устойчивого развития в области сельского хозяйства правительствам следует сотрудничать с национальными и международными исследовательскими центрами и неправительственными организациями с тем, чтобы:

- Разрабатывать экологически обоснованные методы ведения сельского хозяйства и технологии, которые повысят урожайность, сохранят качество сельскохозяйственных угодий, обеспечат рециркулирование питательных веществ, защиту водных и энергозапасов, а также методы борьбы с сельскохозяйственными вредителями и сорняками.

- Помочь фермерам в обмене опытом по защите земельных, водных и лесных ресурсов, в наиболее эффективном использовании химических веществ и уменьшении или переработке отходов сельскохозяйственного производства.

- Поощрять самостоятельное использование ресурсо- и энергосберегающих технологий, включая уже применяющиеся традиционные способы.

- Содействовать исследованиям в области создания оборудования, обеспечивающего оптимальное использование энергии человека и животных.

Для стимулирования фермеров к рациональному использованию природных ресурсов правительствам следует возлагать больше прав и обязанностей на те, кто работает на земле. Правительствам следует также создавать больше стимулов для заботы о земле путем обеспечения мужчинам и женщинам права владения землей, доступа к источникам кредитов, технологии, сельскохозяйственной технике и профессиональной подготовке.

Ученым необходимо разработать технологии ведения фермерского хозяйства безопасные для окружающей среды, а высшим учебным заведениям нужно включить вопросы экологии в программу подготовки специалистов в области сельского хозяйства.

Цена должна отражать затраты на охрану окружающей среды. Структуры цен, торговая политика и дотации фермерским хозяйствам должны стимулировать эффективное и рациональное использование природных ресурсов.


Проверьте Ваши взгляды и оценки


1. Считаете ли Вы, что политика министерства сельского хозяйства США, которая поддерживает интенсивные высоко-затратные методы крупного агробизнеса, должна быть изменена, даже если это сельскохозяйственное производство поставляет большую долю продуктов питания?

2. Нужно ли запретить использование химических пестицидов? Почему?

3. Захотели бы Вы тратить большую часть своего дохода на продукты питания, если при использовании органических методов земледелия продовольствие будет стоить дороже?

4. Должны ли США помогать странам третьего мира, которые согласны развивать низко-затратные экологически обоснованные методы ведения сельского хозяйства?

5. Должны ли фермеры, получающие доход от больших государственных проектов по орошению, быть ограничены в площади орошаемых земель или в количестве используемой воды?

6. Должны ли быть изменены налоги, чтобы поддержать малые фермерские хозяйства, практикующие органические методы земледелия? Какие последствия могут иметь эти изменения в налоговой политике?


Предлагаемые задания


1. Напишите реферат о типе земледелия в Вашем районе. Выращивают ли фермеры монокультуру? Существует ли севооборот? Применяются ли в больших количествах химические удобрения и пестициды? Является ли практика ведения сельского хозяйства экологически обоснованной?

2. Определите зону сильной эрозии почвы вблизи Вашего дома или колледжа и попытайтесь определить, какой вид антропогенной деятельности стал причиной эрозии.

3. Запросите в Управлении агентства США по международному развитию в Вашингтоне информацию относительно типа сельскохозяйственного развития, поддерживаемого Агентством в странах третьего мира. Учитываются ли экологические проблемы при оказании помощи этим странам?

4. Обследуйте несколько ферм в Вашем районе. Есть ли у них проблемы с водой? Что вызывает беспокойство - снабжение водой или ее качество? Используют ли фермеры какие-либо средства для сохранения воды?


Проверьте Ваши знания


Выберите правильный ответ


1. Американское сельское хозяйство сделало выбор в пользу механизированных, высоко-затратных методов, так как:

а) были созданы новые машины, заменяющие человеческий труд,

б) сельскохозяйственные орудия на тягловой силе были очень неэффективны при обработке больших площадей,

в) новые методы требовали меньших трудозатрат от человека,

г) фермеры были подкуплены производителями химических удобрений,

д) правильными являются несколько вариантов. А, Б, В


2. Использование химических удобрений представляет опасность для окружающей среды, так как:

а) большинство удобрений не дают всех необходимых растению питательных веществ,

б) удобрения плохо растворяются в дождевой воде,

в) при смывании с полей они могут стать причиной эвтрофикации поверхностных вод,

г) удобрения токсичны для деревьев и других лесных растений,

д) удобрения слишком дороги для большинства фермеров. В, Д



3. Основной причиной того, что "зеленая революция" не принесла выгоды беднейшим фермерам, была та, что:

а) они не могли научиться выращивать новые сорта культур,

б) выведенные культуры не могли произрастать во многих районах земного шара,

в) у фермеров были предубеждения против нововведений,

г) новые виды культур требовали больших добавок химических удобрений, пестицидов и воды,

д) правительства развивающихся стран отказались разрешить фермерам выращивать новые виды растений. Г


4. Материалы, которые могли бы быть использованы для удобрения пахотных земель без нанесения ущерба окружающей среде, это:

а) навоз,

б) химические удобрения,

в) растения, оставшиеся на поле после уборки зерновых,

г) бобовые покровные культуры,

д) правильными являются несколько вариантов. А, Г


5. Низко-пахотное или беспахотное земледелие является прибыльным, так как:

а) производит больше продовольственных культур,

б) сохраняет многообразие растительных видов,

в) не изменяет рельеф земли,

г) сохраняет почву, воду и энергию,

д) правильными являются несколько вариантов. В, Г


6. Традиционные методы земледелия, практикуемые во многих районах мира в настоящее время и использовавшиеся в Соединенных Штатах 100 лет назад, сходны тем, что они:

а) экологически целесообразны,

б) неприбыльны,

в) непродуктивны,

г) наносят большой ущерб окружающей среде,

д) требуют больших затрат труда и воды. Б, В, Г


7. Сельское хозяйство в будущем будет:

а) расширять посевные площади за счет вырубки леса,

б) использовать больше химических пестицидов для защиты сельскохозяйственных культур от вредителей,

в) в состоянии накормить большее по численности население,

г) использовать крупный агробизнес,

д) правильными являются несколько вариантов. В, Г


8. Основная причина того, что Индонезия перешла на комплексную борьбу с сельскохозяйственными вредителями при выращивании риса, заключается в том, что:

а) новый вид насекомых, появившийся в Индонезии, нельзя было контролировать посредством обычных пестицидов,

б) известный специалист в области окружающей среды стал министром сельского хозяйства,

в) методы комплексной борьбы с вредителями были переданы Индонезии Соединенными Штатами Америки,

г) основной рисовый вредитель стал устойчив к широко исполь­зуемым пестицидам,

д) стандартные пестициды малоэффективны в период "зеленой революции". В, Г, Д


9. Эрозия почвы стала серьезной проблемой в районе Дарлинг Даунс в Австралии вследствие того, что

а) возможность экспортировать пшеницу заставила фермеров увеличить производство продукции,

б) почва региона была плодородной, и эрозия казалась не опасной,

в) неконтролируемый водный сток привел к образованию глубоких оврагов,

г) фермеры в регионе имели недостаточно средств для борьбы с эрозией,

д) правильными являются несколько вариантов. В, Г


10. Ферма, практикующая органические методы земледелия в Северной Дакоте, показанная в программе "Спасти Землю - накормить мир", демонстрирует, что

а) органические методы земледелия, несмотря на стабильность, не могут конкурировать с традиционными методами,

б) низко-затратные методы могут быть продуктивными и прибыльными,

в) руководители отрасли, производящей удобрения, увидели преимущества низко-затратных методов ведения сельского хозяйства,

г) хозяйства, использующие низко-затратные методы, могут быть продуктивны, но не прибыльны,

д) только те фермы, которые всегда отдавали предпочтение органическому сельскому хозяйству, могут добиться успехов, используя низко-затратные методы. Д


11. Для земледелия в Индонезии характерны:

а) чередующаяся обработка земли,

б) домашние сады, насчитывающие 30-40 видов растений,

в) эффективная переработка органического материала,

г) создание сельскохозяйственных угодий на месте сведенных лесов для производства максимального количества продуктов питания,

д) правильными являются несколько вариантов. В, Г


12. Для того чтобы страна получила максимальную выгоду от "зеленой революции", она должна:

а) иметь соответствующие климат и почву,

б) иметь средства для закупки удобрений,

в) применять орошение,

г) использовать механизированную сельскохозяйственную технику и пестициды,

д) правильными являются несколько вариантов. Б, В, Г


13. Комплексная борьба с вредителями при уничтожении коричневого кузнечика в Индонезии

а) делает главный упор на пестициды,

б) предусматривает отношение к культурному слою почвы как к единой экосистеме, в которой осуществляется биологический контроль и осторожно применяются химические средства,

в) включает попытки полного уничтожения насекомых,

г) оказалась невозможной из-за культурных и исторических традиций при борьбе с вредителями,

д) столкнулась с политическим давлением отрасли, производящей инсектициды. Б


14. Основной причиной опустынивания земель в Австралии является:

а) чрезмерная культивация,

б) переувлажнение из-за орошения,

в) перевыпас,

г) потребность в дровах,

д) возделывание маргинальных земель. В, Г, Д


15. Буркина-Фасо, одна из беднейших стран мира, имеет высокую производительность при выращивании продовольственных культур за счет:

а) использования новой технологии,

б) создания системы ветрозащитных лесополос,

в) использования методов "зеленой революции",

г) строительства невысоких каменных дамб для сбора воды,

д) использования методов комплексной борьбы с вредителями. Б, В, Г, Д


Примерные вопросы для развернутых ответов


1. Какие основные экологические проблемы связаны с широким использованием химикатов в сельском хозяйстве?

2. Что такое "зеленая революция"? Используйте примеры из программы "Спасти Землю - накормить мир" для объяснения преимуществ и недостатков новых сортов растений и методов "зеленой революции".

3. Сопоставьте практику земледелия в США 150 лет назад с методами, используемыми фермерами сегодня. Каковы основные отличия?

4. Что понимается под низко-затратным сельским хозяйством? Как Вы думаете, реально ли оно сегодня в США? Используйте примеры из программы "Спасти землю - накормить мир" для обоснования своего ответа.

5. Какие две основные проблемы стоят перед сельским хозяйством на рубеже ХХI века? Как Вы думаете, можно ли их решить за счет внедрения низко-затратного сельского хозяйства? Почему? Используйте примеры из программы "Спасти Землю - накормить мир" для обоснования Вашего ответа.


Ничего не выбрасывать, ни в чем не нуждаться


Учебные цели


После изучения рекомендованной литературы и просмотра видеопрограммы "Ничего не выбрасывать, ни в чем не нуждаться", каждый учащийся, студент должен уметь:

- дать общую характеристику геологического происхождения минеральных ресурсов, используемых человечеством,

- перечислить последствия для окружающей среды разработки полезных ископаемых и объяснить, как эти последствия могут быть сведены к минимуму,

- определить, что означает истощение ресурсов, и объяснить экономические и экологические последствия истощения минеральных ресурсов, необходимых человечеству,

- обсудить происхождение и возможное применение следующих материалов: алюминия в банках для безалкогольных напитков, газетной бумаги в сегодняшнем номере "Нью-Йорк Таймс", а также кусочка пшеничного хлеба,

- перечислить три категории отходов, рассмотренных в видеопрограмме, и назвать два новых метода, разработанных с целью сокращения или переработки каждой категории,

- назвать две основные экологические проблемы, связанные с каждой категорией отходов, и сравнить, как решаются эти проблемы в двух странах, которые были представлены в программе,

- сравнить преимущества сокращения отходов, рециркуляции как способов решения проблем ликвидации отходов,

- охарактеризовать экономические и социальные причины, которые тормозят широкое внедрение методов рециркуляции, и назвать условия, необходимые для успешного проведения программы рециркуляции,

- описать, как сами студенты решают проблему сокращения отходов в домашнем хозяйстве, на работе, в колледже или университете, в городе, и обосновать это.


Рекомендуемая литература


Миллер Тайлер Жизнь в окружающей среде: Программа всеобщего экологического образования, В 3-х кн., Изд. группа Прогресс, Пангея, М., 1993

Глава I5 Невозобновляемые минеральные ресурсы и твердые отходы

Глава 20 Загрязнение воды, разделы 20-4 и 20-5


Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир, В 2-х томах, М., Мир, 1993

Часть IY. Загрязнение

Глава 9. Наносы, биогены и эвтрофизация

Эвтрофизация

Источники наносов и биогенов

Контроль за осадконакоплением и уровнем биогенов

Глава 10. Загрязнение воды канализационными стоками

Опасность неочищенных сточных вод

Часть YI. Ресурсы: биота, отходы, энергия и земля

Глава 18. Переработка отходов в ресурсы

Кризисное положение с твердыми отходами

Возможные решения


Мамедов Н.М., Суравегина И.Т. Экология: Учебное пособие, 9-11 классы, М., Школа-Пресс, 1996

Глава 7. На пути к новой цивилизации

7.10. Безотходное и экологическое производство


Алексеев С.В. Экология: Учебное пособие для учащихся 10-11 классов общеобразовательных учреждений разных видов - СПб.: СМИО Пресс, 1997

Глава 3. Экология города (урбоэкология)

5. Проблема отходов

Глава 4. Промышленная (инженерная) экология

2. Современные подходы к созданию малоотходных, энерго- и ресурсосберегающих технологий

5. Методы очистки сточных вод и газовых выбросов


Лосев А.В., Провадкин Г.Г. Социальная экология: Учебное пособие для вузов - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1998

Тема вторая. Человек и окружающая природная среда. Природные ресурсы и их рациональное использование и охрана

6. Минеральные ресурсы, их охрана и рациональное использование


Демина Т.А. Экология, природопользование, охрана окружающей среды: Пособие для учащихся старших классов общеобразовательных учреждений - М.: Аспект-Пресс, 1996

Раздел II. Природопользование и проблемы его рационализации

Глава 3. Научно-технический прогресс и природопользование

2. Переход к безотходным технологиям


Вестник АсЭкО: Информационно-методический бюллетень Ассоциации "Экологическое образование"

выпуск 3-4, 1994 г.

выпуск 1-2 (9-10), 1996

ЭкоВедение


Обзор видеоматериала


Естественные геологические, химические и биологические процессы, происходящие на Земле, способствуют постоянному потоку веществ, которые трансформируются и перемещаются между сушей, атмосферой и океанами. В отличие от этих круговоротов веществ, происходящих в геосфере и биосфере, тенденция антропогенного использования материалов предполагает движение линейного характера: сырье добывается из недр земли или собирается в лесах и на полях, затем оно очищается, перерабатывается в продукты, потребляется и, в конечном счете, выбрасывается. По мере роста численности населения, развития промышленности и торговли происходит накопление отходов. Огромные площади, которые занимают во всем мире мусорные свалки и захоронения токсичных отходов, загрязнение суши и воды свидетельствуют о том, что эта тенденция должна быть изменена.

В данной видеоглаве курса "Спешите спасти планету" исследуется все более усложняющаяся проблема управления отходами, а также необходимость поиска новых путей использования материалов человечеством. В рекомендуемой литературе рассматриваются запасы минерального сырья в земной коре, обсуждается отрицательное влияние горнодобывающей промышленности на окружающую среду и степень обеспеченности минеральными ресурсами освещаются проблемы образования твердых городских и токсичных отходов, а также существующие и перспективные методы утилизации, переработки и захоронения отходов, образующихся в процессе деятельности людей.


Основные темы


Сколько мы производим отходов?

Американское общество производит столько отходов, что не только в крупных городах, но и в небольших населенных пунктах ощущается острая нехватка площадей для удаления отходов. Если полностью заполнить свалку Fresh Kills на острове Стейтен, гора мусора будет второй по высоте точкой на восточном побережье США. В видеоглаве "Ничего не выбрасывать, ни в чем не нуждаться" на примере свалки Fresh Kills дается представление о количестве отходов, которое производится в индустриальном обществе. Ваши учащиеся, студенты, возможно, помнят историю с баржей, груженой мусором и шедшей из Айслипа, штат Нью-Йорк, экипаж которой пытался найти место для выгрузки отходов летом I987 г.

Основными компонентами городских твердых отходов являются бумага и картон. Существующее мнение о том, что бумага и различная бумажная продукция быстро разрушаются, не соответствует действительности. Бумага на свалках не разлагается в течение многих лет, и этот факт демонстрируется в данной главе специалистом по отходам Биллом Ратхи. Геолог Жан Бонэр утверждает, что главным фактором, определяющим скорость разложения бумаги, является присутствие воды. При наличии соответствующего количества воды бумага и картон быстро разрушаются. Но если к свалкам подвести воду, необходимую для ускорения разложения органических отходов, возникают проблемы, связанные с образованием метана и потребностью в дополнительной промывной воде. Метан является, однако, ценным источником энергии, а технологии контроля и очистки фильтрата хорошо известны. Эти факты могут послужить отправной точкой для обсуждения в аудитории, письменной работы или практического задания.

Несколько сюжетов посвящены другому аспекту проблемы управления отходами - рециркуляции. Обсуждается традиционный обмен тонкой бумаги в городах Японии Shirigami Kokan. К сожалению, в связи с ростом благосостояния японцев вероятность того, что бумажные отходы будут обмениваться на туалетную бумагу, как это практиковалось долгое время, уменьшается. Семейная коммерческая фирма Джо Гарбарино в Марин Каунти (Калифорния), перерабатывает до 25% отходов, произведенных в этом районе. Пищевые отходы используются в качестве корма для свиней, а металлы и бумага продаются переработчикам.

Некоторые факты, касающиеся рециркуляции отходов, требуют детального рассмотрения: во-первых, повторная переработка бумаги и других материалов значительно сокращает объем мусора, который вывозится на свалки или сжигается. Во-вторых, утилизация уменьшает наши потребности в новых поставках (иногда редких) материальных ресурсов. В-третьих, рециркуляция материалов, таких как бумага или алюминий, требует меньших затрат энергии, чем производство бумаги или алюминия. (Учтите также энергию, расходуемую на заготовку и транспортировку древесины и на добычу и транспортировку боксита). Джо Гарбарино выразил свою точку зрения в данной программе так: "Наша система налогов и субсидий благоприятствует производителям сырья. И именно поэтому фирмы, занимающиеся сбором мусора и его переработкой находятся в невыгодном положении". Это высказывание поможет студентам составить представление о личных и общественных ценностях, задумавшись над следующими вопросами:

Что можно сказать о системе ценностей в стране, если система налогов и субсидий благоприятствует производителям нового сырья, а не тем, кто его перерабатывает?

Что можно сказать о системе ценностей в современной Японии, где половина фирм, практикующих Shrigami Kokan, традиционную систему переработки бумаги в стране с ограниченными ресурсами, отходят от бизнеса?


Комплексное управление отходами


Сюжеты программы "Ничего не выбрасывать, ни в чем не нуждаться", исследующие комплексный метод управления отходами в Японии и Дании, должны стать темой для обсуждения возможности применения подобных подходов в США. В некоторых городах США, например в Балтиморе и Мериленде, начали извлекать выгоду из городских отходов, в основном путем сжигания их для получения электроэнергии. Однако при сжигании отходов возникает опасность загрязнения воздуха даже в том случае, если электростанции оснащены надежными очистными сооружениями и отстойниками для удаления токсичных загрязняющих веществ из обработанных газов. В мусоросжигательных печах образуется относительно и небольшое количество золы, но, во избежание заражения источников поверхностных и грунтовых вод содержащимися в ней высокотоксичными металлами, она должна вывозиться на тщательно контролируемые свалки. Рециркуляция отходов должна быть основной частью комплексного метода управления отходами. Некоторые экологические и экономические преимущества переработки и повторного использования материалов уже обсуждались раньше. Вы можете предложить студентам подумать о практических преимуществах рециркуляции ресурсов как составного элемента управления отходами в регионе.


Очистка городских сточных вод


Наряду с огромным количеством твердых отходов, производимых в городах и пригородах, в местах расселения людей образуется множество жидких и полутвердых отходов, таких как человеческие экскременты, бытовые и промышленные сточные воды, сток с улиц, парков и т.д. Из-за присутствия человеческих экскрементов и других источников инфекции, городские сточные воды представляют серьезную опасность для здоровья людей наряду с загрязнением поверхностных и грунтовых вод при разгерметизации сточной системы или вследствие попадания отходов в окружающую среду без предварительной очистки.

В программе "Ничего не выбрасывать, ни в чем не нуждаться" рассматривается проблема сточных вод в Лиме (Перу), население которой выросло во много раз после второй мировой войны. Большинство приезжающих сюда в поисках работы людей живут в трущобах, окружающих центр города, где отсутствует какой-либо санитарный контроль. Огромное количество стоков из районов трущоб без всякой очистки сбрасывалось в Тихий океан. Современный метод очистки стоков включает естественные (главным образом микробиологические) процессы с использованием минимума энергии, без применения способов механической и химической очистки. Вода, стекающая в океан из районов, имеющих такую систему очистки, не содержит носителей инфекции или взвешенных частиц. Она используется для орошения полей кукурузы и люцерны, а получаемый в процессе очистки твердый осадок используется в качестве удобрения.

В видеопрограмме подробно исследуется опыт г. Арката (Калифорния), расположенного на побережье залива Гумбольдта в нескольких сотнях миль к северу от Сан-Франциско. В Аркате превратили "бросовые" земли, которые использовались для свалки отходов, в пресноводные и соленые болота, служащие для естественной биологической очистки сточных вод в основном без участия человека. Болота способствуют восстановлению экологического равновесия и росту популяции птиц. Корни камыша, который обильно произрастает на болотах, содержат большое количество крахмала. Этот крахмал в Аркате предлагают извлекать, подвергать гидролизу и использовать для производства спирта в качестве моторного топлива (газоля).

Эффективным методом обучения может стать индивидуальное задание или задание группе учащихся, студентов (по Вашему усмотрению) исследовать возможность применения биологической очистки сточных вод с использованием простых технологий в их родных городах. Студенты должны прогнозировать будущие проблемы, такие как обезвреживание промышленных химических отходов, отсутствие подходящих земель для выделения их в качестве заболоченных участков и т.д. Попросите их написать краткие отчеты о результатах своих исследований. При заочном обучении отберите лучшие студенческие работы и разошлите их всем учащимся.

Как всегда платит потребитель.

При рассмотрении датской системы ликвидации городских отходов с использованием комплексного метода управления отходами и их восстановления в программе "Ничего не выбрасывать, ни в чем не нуждаться" акцент сделан на то, что расходы по удалению отходов и рекуперацию (восстановление) включены в стоимость потребительских товаров. Предприятия, производящие вредные побочные продукты в процессе производства, включают в стоимость продукции затраты на обезвреживание и удаление отходов Как правило, это не характерно для США. Если Вы регулярно встречаетесь со студентами, будет полезно обсудить вопрос о включении этих расходов в стоимость покупаемых продуктов, а также в стоимость материалов, которые необходимы для производства.


Природные материалы, используемые людьми


В программе "Ничего не выбрасывать, ни в чем не нуждаться" рассматривается, главным образом, проблема конечной стадии использования ресурсов - ликвидация использованных материалов или производственных отходов. В рекомендованной литературе акцент делается на раннюю стадию данного процесса - добычу минеральных ресурсов из недр Земли для производства различных видов продукции. Помогите Вашим учащимся, студентам понять все стадии этого процесса. Возможно, Вы не захотите (или не сможете) прочитать студентам лекцию о геологическом происхождении, добыче и обработке природных минералов, используемых людьми. Учебник Миллера содержит достаточно подробную информацию по данной теме. В нем рассказано, какие существуют минералы, где и как их находят, как они добываются и обрабатываются, а также каковы их мировые запасы.


Проблема пластиковых материалов


В дни, когда еще не существовало супермаркетов, универсамов и фирменных магазинов, покупатель, идя в магазин за продуктами, не приносил домой больше упаковки, чем самого продукта. Сегодня упаковка составляет значительную часть твердых городских отходов. Большая часть пластиков, из которых она изготовляется, не подлежит повторному использованию или рециркуляции, а также долгое время не подвергается биологическому разложению (если вообще когда-либо разлагается). На предприятиях нефтехимической промышленности проводятся серьезные исследования по созданию пластиков, которые могут подвергаться биологическому и фотохимическому разложению, но та пластмасса, которая выбрасывается на свалки в настоящее время, обещает стать предметом изучения археологов через тысячи лет. К сожалению, нет гарантии того, что пластики, подверженные биологическому и фотохимическому разложению, можно будет вторично использовать. Приходится мириться с тем, что применяемые сегодня инертные, не разлагающиеся пластики, составляют основу все возрастающей доли твердых отходов. Пластики рассматриваются как вредные для биосферы вещества. Рыба гибнет после заглатывания небольших пластиковых предметов, выбрасываемых с кораблей. От этого же страдают киты и другие млекопитающие. Во многих районах океанов рыба и млекопитающие запутываются в обрывках сетей рыболовецкого флота.

Многие пластики изготавливаются из нефтепродуктов, которые вырабатываются из сырой нефти. Дайте задание студентам определить, стоит ли использовать ценные и невозобновляемые ресурсы для производства материалов, если имеются их естественные заменители и потребности в этих материалах определяются рынком.


Загрязнение грунтовых вод


Выше уже рассматривалась проблема загрязнения поверхностных и грунтовых вод фильтратами с мусорных свалок, токсичными промышленными химикатами и городскими стоками. Другими источниками загрязнения поверхностных и грунтовых вод являются кислотные стоки с шахт и отвалов и стоки с участков интенсивного откорма скота. Сельскохозяйственные удобрения и синтетические пестициды также загрязняют поверхностные и грунтовые воды. Нитраты и фосфаты, содержащиеся в удобрениях, как и фосфат , входившие ранее в стиральные моющие средства, способствуют эвтрофикации поверхностных вод, имеющей вредные последствия для флоры и фауны этих водоемов. Проблема загрязнения заливов и озер в США и других районах мира избыточным количеством питательных веществ в настоящее время достигла небывалой остроты.

В учебнике Миллера обсуждается степень загрязнения грунтовых вод химическими загрязняющими веществами и сельскохозяйственными химикатами в США. Материал, представленный в данной главе, может быть дополнен соответствующими главами учебника.


Реакция со стороны промышленности


В программе "Ничего не выбрасывать, ни в чем не нуждаться" рассматривается "политика нулевых выбросов" корпорации Aeroscientific Corporation в долине Силикон, штат Калифорния, использующей сложнейшие технологии и специализирующейся на выпуске печатных плат для интегральных схем.

Президент корпорации объясняет, почему его компания приняла решение восстанавливать токсичные металлы путем обработки и вымывания растворов, рециркуляции растворителей и повторного использования восстановленных металлов. В рекомендованной для изучения статье Фроша и Галлопоулоса, (Fresh and Gallopoulos), опубликованной в сентябре I989 г. в журнале "Scientific American", содержится тщательно обоснованное исследование того, что делает, может и должна делать американская тяжелая промышленность и промышленность с высокоразвитой технологией для достижения большей эффективности промышленных процессов в отношении ресурсов и энергии, а так же для уменьшения ущерба, наносимого окружающей среде.


Ничто не исчезает бесследно


Г. Тайлер Миллер использует выражение "ничто не исчезает бесследно" для обобщения проблемы отходов. Физический принцип сохранения материи говорит о том, что мы можем изменить форму материи, но сама она должна рассматриваться как постоянная величина.

Домашнее задание по этой главе: мы должны попытаться приблизить процесс ликвидации и утилизации отходов к характерному для природы круговороту веществ. История материалов не начинается с того момента, когда мы добываем их из недр, и не заканчивается выбрасыванием их в мусорный бак для дальнейшего сбора и вывоза на ближайшую свалку.


Дополнительные материалы


Реймерс Н.Ф. Надежды на выживание человечества: Концептуальная экология, М., Экология, 1992.

Законы природопользования


Закон ограниченности (исчерпаемости) природных ресурсов

Закон соответствия между развитием производительных сил и природно-ресурсным потенциалом общественного прогресса

Правило основного обмена

Закон увеличения наукоемкости общественного развития

Правило интегрального ресурса

Закон падения природно-ресурсного потенциала

Закон снижения энергетической эффективности природопользования

Закон убывающей отдачи

Правило меры преобразования природных систем

Правило (неизбежных) цепных реакций «жесткого» управления природой

Принцип естественности, или правило старого автомобиля

Правило «мягкого» управления природой

Закон совокупного (совместного) действия природных факторов

Закон максимальной (равновесной) урожайности

Закон максимума

Правило (закон) территориального экологического равновесия

Правило (закон) компонентного экологического равновесия

Закон предельной урожайности К. Пратта

Закон убывающего (естественного) плодородия

Закон снижения природоемкости готовой продукции

Закон увеличения темпов оборота вовлекаемых природных ресурсов


В большинстве, если не во всех учебниках охраны природы и охраны окружающей (человека) среды проводится деление природных ресурсов на возобновляемые и невозобновляемые, истощимые, или исчерпаемые, и неистощимые – неисчерпаемые. Так как возобновимость ресурсов ограничена условиями их образования, то выделение группы неисчерпаемых природных ресурсов – удивительно стойкое заблуждение. Неистощимость ресурса подразумевает его бесконечность, хотя бы в сравнении с потребностями в нем (поскольку ресурсом служит лишь то, что необходимо в хозяйстве и жизни человека). Условно неисчерпаемым ресурсом для первобытных людей, например, была территория Земли. Но поскольку человечество ныне стало безудержно и опасно растущим глобальным целым, а планета имеет четко ограниченные размеры, возникают два совершенно очевидных лимита. Первый – на ограниченном целом Земли не может быть ничего бесконечного (часть не может быть больше целого), следовательно, для человека нет неисчерпаемых природных ресурсов. И второй – растущая глобальная часть – человечество со своими все увеличивающимися потребностями легко исчерпывает ресурсы любой емкости. Для современного человечества территория планеты уже не только не может считаться необъятной, но делается исчезающе малой при всей ее громадной величине. Те ресурсы, которые кажутся неисчерпаемыми (вроде потока солнечной энергии и других мощных природных явлений) по сравнению с энергопотреблением человечества, оказываются резко ограниченными из-за лимитов востребования.

Энергетику тропосферы нельзя возмущать более, чем на тысячные доли энергопотока поглощения атмосферой и земной поверхностью. Мощность фотосинтеза величина не случайная. Совершенно ясно, что приходится признать действие закона ограниченности (исчерпаемости) природных ресурсов: все природные ресурсы (и естественные условия) Земли конечны. Эта конечность возникает либо в силу прямой исчерпаемости, либо в результате возмущения среды обитания, делающейся непригодной для сложившегося хозяйства и жизни человека.

Ограниченность природных ресурсов, включая в это понятие и естественные условия развития человечества в историческом процессе, не могла не воздействовать на производительные силы общества, а через них на социальные отношения. Всегда наблюдалось соответствие между развитием производительных сил и природно-ресурсным потенциалом общественного прогресса. Кризисные ситуации возникают не только при дисбалансе в правой, но и левой половине динамической системы:


Природно-ресурсный потенциал

Производительные силы

Производственные отношения


Собственно, эта динамика в конечном счете служит внешней причиной общественного развития, подвергавшегося неоднократным испытаниям экологическими кризисами. Они были множественными. Однако наиболее признаны кризис перепромысла и современный экологический кризис, хотя не менее важен доантропогенный экологический кризис, давший толчок к возникновению разумных существ рода человек, и кризис продуцентов, заставивший человечество начать интенсивное использование минеральных энергетических источников. Важна и последовательность основных экологических кризисов. Древнейший из них был кризисом перепромысла крупных животных-консументов. «Средний», только что упомянутый кризис продуцентов был эпохой перепромысла растительного материала (что, кстати, вместе с другими процессами вызвало дисбаланс в энергетических процессах). Наконец, современный экологический кризис наряду с чертами всех предшествующих оказался кризисом редуцентов, которые не в состоянии разлагать весь «букет» загрязнителей, производимых человечеством, особенно тех, что не имеют природных аналогов, а потому и организмов для их утилизации и превращения в исходные химические элементы. Тут следует напомнить правило основного обмена о преимущественном расходе вещества и энергии на самоподдержание системы. Рост материально-энергетических затрат, согласно закону снижения энергетической эффективности природопользования, как раз и происходит в связи с рассматриваемым правилом. Его нередко не осознают, сетуя на то, что промышленность или какая-то отрасль хозяйства в основном работают только на себя.

Соотношение между самодостаточным обменом и полезной работой в человеческом хозяйстве до определенной степени можно улучшить, как и любой коэффициент полезного действия (кпд). Однако следует помнить, что кпд – показатель для механических устройств, а не для крупных динамических систем. Если он для механизмов может быть весьма высок, хотя никогда не достигнет 100%, то эффективность сложных динамических систем лишь на короткое время может достигать относительно больших значений. Обычно эксергия невелика, системы работают с эффектом не более 30%. Остальное идет на основной обмен. Иначе не существовали бы сами системы, что следует из их определения как совокупностей, в которых внутренний обмен веществом и информацией превышает внешний обмен, а энергетические процессы однонаправлены от входа к выходу. Последующие обобщения являются следствиями закона основного обмена.

Очевидно, следует говорить о самодостаточности взаимоотношения основного обмена и производимой работы. У социальных систем есть тенденция к увеличению бюрократического аппарата, вообще непроизводительных затрат. При этом упор делается не на совершенствование внутренних структур с уменьшением затрат вещества и энергии извне, а наоборот, на все большее изъятие природных материалов для растущего, фактически паразитического, аппарата. Бороться с этими тенденциями сложно, но необходимо. Основным механизмом борьбы, вероятно, всегда будет конкуренция.

В силу все большей сложности взаимоотношений в системе природа-человек росла значимость информации – знания. Сначала это был традиционный опыт старших поколений, мало отличавшийся от научения в животном мире. Затем возникли религиозно-культурные системы. Наконец, согласно общему закону увеличения наукоемкости общественного развития, человечество стало приближаться к ноосфере.

Традиционная наука, разделенная на отдельные дисциплины, оказалась не в состоянии охватить весь процесс развития человечества в целом. Особенно это сказалось на природопользовании, разделенном в рамках недавнего прошлого СССР еще и по ведомствам, к тому же жестко административно управляемым без механизма обратной связи и здоровой конкуренции. Между тем совершенно очевидно, что существует и действует правило интегрального ресурса: конкурирующие в сфере использования конкретных природных систем отрасли хозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу тем сильнее, чем значительнее они изменяют совместно эксплуатируемый экологический компонент или всю экосистему (во всей иерархии) в целом. Совершенно очевидно, что это прямое следствие закона внутреннего динамического равновесия.

В рамках деления ресурсов на природные, или естественные (включая в это понятие природные условия ведения хозяйства), трудовые и материальные правило интегрального ресурса охватывает все упомянутые группы. При этом трудовые ресурсы оказываются вовлеченными в интеграцию как биологически (человек – один из консументов), так и социально-экономически – через ресурсы поддержания экологического равновесия и рекреационные ресурсы, а также блок материальных ресурсов. В свою очередь этот блок тесно связан с природными и трудовыми ресурсами, поскольку все, получаемое человечеством в виде материальных ценностей, в конечном итоге извлечено из природы путем приложения труда. В то же время природа служит источников информации, нередко теряемой при нерациональном природопользовании, например, при нарушении стратиграфически значимых слоев горных пород, утере руководящих ископаемых, разрушении экосистем и замусоривании ближайшего космоса, что уже препятствует астрономическим наблюдениям. Конкурентное использование ресурсов затрагивает как все стороны природных систем, так и их отдельные компоненты. Пока эта конкуренция в основном носит локально-экономический и натурный характер. Мирового рынка природных ресурсов, или «экологического» рынка нет, что в условиях глобальности воздействий человечества на природу нельзя считать нормальным. В силу закона падения природно-ресурсного потенциала (в рамках одной общественно-экономической формации, способа производства и одного типа технологий природные ресурсы делаются все менее доступными и требуют увеличения затрат труда и энергии на их извлечение, транспортировку, а также воспроизводство) такой рынок обязательно сформируется, что уже в мире и происходит. В момент приближения природно-ресурсного потенциала к общественно неприемлемому уровню сменится технология и изменится общественная реакция, т. е. окончательно сформируется новая общественно-экономическая формация. Именно так идет образование постиндустриального общества «информированного социалистического капитализма», для которого характерны наивысшая значимость адекватной информации и наукоемкие отрасли хозяйства.

В рамках закона падения природно-ресурсного потенциала действует закон снижения энергетической эффективности природопользования. С ходом исторического времени при получении из природных систем полезной продукции на ее единицу затрачивается все больше энергии, а энергетические расходы на жизнь одного человека все время возрастают.

Совершенно очевидно, что обсуждаемый закон имеет важное практическое следствие: рост энергетических затрат не может продолжаться бесконечно. Значит, можно рассчитать вероятный момент неизбежного перехода на новые технологии промышленного и сельскохозяйственного производства, избежав тем самым термодинамического (теплового) кризиса и ослабив ход современного экологического кризиса.

Между тем этот кризис явно усиливается за счет попыток коренных преобразований систем природы с помощью технических устройств. Не соблюдая закона оптимальности и вытекающего из него правила меры преобразования природных систем, а часто и ограничений, диктуемых более частными закономерностями и свойствами природных образований (типа пугливости оленей в тундре, не пересекающих при миграциях линий нефтепроводов), люди вызывают к жизни правило (неизбежных) цепных реакций «жесткого» управления природой: «жесткое», как правило, техническое управление природными процессами чревато цепными природными реакциями, значительная часть которых оказывается экологически, социально и экономически неприемлемыми в длительном интервале времени. Техногенные изменения вызывают действие закона внутреннего динамического равновесия и значительное увеличение энергетических затрат согласно закону снижения энергетической эффективности природопользования. Связано это с тем, что энергоемкие природные процессы заменяются техногенными. Экономические цели, к которым стремятся люди, часто оказываются в тени мощных цепных реакция. Прекрасный пример этого – антропогенная катастрофа Аральского моря. Если бы было произведено перераспределение речных вод между Сибирью и Средней Азией, то закон внутреннего динамического равновесия и другие законы природы были бы настолько глубоко нарушены, что вполне вероятна была бы широкорегиональная катастрофа, на этот раз не только в Приаралье, но и в Сибири.

Помимо природных цепных реакций «жесткое» техногенное управление вызывает к жизни действие принципа естественности, или правила старого автомобиля: со временем эколого-социально-экономическая эффективность технического устройства, обеспечивающего «жесткое» управление природными системами и процессами, снижается, а экономические расходы на его поддержание возрастают. Устаревшее техническое устройство делается ненужным и, хотя прошлые экономические затраты амортизированы физически и морально, нефункциональный объект "повисает" на обществе. Старые ирригационные системы, например, требуют реконструкции, и чем они шире, тем большие средства необходимы для этого. Подобные явления наблюдаются не только в области природопользования, но во всей экономической и отчасти социальной деятельности общества.

Например, груз ранее произведенных расходов на оружие в виде этого оружия и всего цикла его изготовления повисает на экономике страны, а конверсия требует огромных средств и сопровождается потерями для общества. Уничтожение оружия или его реконструкция потребляют много средств, иногда даже больше, чем первичное производство.

Как дипломатические переговоры желательнее войны, так и «мягкое» управление природными процессами, системное направление их в необходимое русло с учетом законов природы в конечном итоге эффективнее грубых техногенных вмешательств. В этом суть правила «мягкого управления природой. Такое управление построено на инициации полезных природных цепных реакций, в том числе процессов восстановления, возобновления ресурсов. Так построены биологизированные методы ведения «органического» сельского хозяйства, наиболее прогрессивные методы ведения лесного хозяйства и т. д. На этом же принципе «мягкого» управления была основана широкая мелиорация, проводившаяся в прошлом веке генералом И.И. Жилинским в Белоруссии и в Сибири. Та же идея заложена в основе культивации полезащитных лесных полос, в докучаевской системе земледелия.

Раз уж затронут вопрос о сельскохозяйственном землепользовании, рассмотрим группу закономерностей, характерных для этой части общественной практики.

Прежде всего, следует в обновленном виде повторить формулировку закона совокупного (совместного) действия природных факторов Э. Митчерлиха - А. Тинемана – Б. Бауле: величина урожая зависит не от отдельного, пусть даже лимитирующего фактора, но от всей совокупности экологических факторов одновременно. «Вес» (коэффициент действия) каждого отдельного фактора в их совокупном влиянии различен и может быть подсчитан.

Хотя выявленная закономерность справедлива лишь для случая монотонного действия факторов при условии максимального проявления каждого из них при неизменности остальных в рассматриваемой совокупности, она имеет большое значение в прикладной экологии и природопользовании. Ее учет показывает, что в рамках многофакторного анализа при стабильности значения всех других воздействий влияние одного фактора после достижения пика эффективности неминуемо снижается.

При самом благоприятном стечении обстоятельств на данном сельскохозяйственном поле закон максимальной (равновесной) урожайности будет составлен двумя «подзаконными актами» – правилами территориального и компонентного экологического равновесия (базирующихся на оптимальной компонентной дополнительности, возникающей внутри экосистемы данного уровня и в экосистеме более высокого уровня при территориальной дополнительности, также обеспечивающей нужное сочетание экологических компонентов) и законом оптимальности. Выше уровня, диктуемого этими закономерностями, урожай получить невозможно при любых ухищрениях, если не переходить от открытых систем ведения хозяйства к закрытым.

В концептуально расширенном виде, далеко выходя за рамки сельского хозяйства, можно говорить о законе максимума: в данном географическом месте при существующих природных (а чаще природно-антропогенных) условиях экосистема может произвести биомассу и иметь биологическую продуктивность не выше, чем это свойственно самым продуктивным ее элементам в их идеальном сочетании. Дальнейшее стимулирование ведет лишь к разрушению ее структур. Если когда-то Ю. Либих иллюстрировал закон минимума образом дырявой бочки, уровень жидкости, в которой определяется ниже всех расположенной дырой, то противоположный по смыслу закон максимума можно иллюстрировать верхним срезом той же бочки – выше максимального объема бочки ее не наполнить. Если пытаться ее «растянуть», то она распадается на отдельные клепки и не сможет уже вместить никакой жидкости. Модель процессов в природе не столь механистична, но перенапряжение любой экосистемы в конечном итоге ведет к ее саморазрушению, как правило, отзывающемуся на нескольких ступенях иерархии взаимосвязанных природных систем.

Как неоднократно отмечалось выше, только естественные природные системы обеспечивают стабильность, устойчивость и их производное – надежность глобальной биосферы и ее крупнейших подразделений. В работах Ю. и Г. Одумов было показано, что максимальный урожай (а шире эколого-социально-экономический эффект), может быть получен при определенном сочетании площадей, преобразованных человеком, и естественных экосистем. Этот вопрос был ранее детально проанализирован нами. Правило территориального экологического равновесия может составить единый логический блок с законом оптимальной компонентной дополнительности. При соблюдении обеих этих закономерностей в рамках оптимального совокупного действия природных факторов с одной стороны, и качеств агрокультуры (интенсивности фотосинтеза возделываемой культуры, ее сорта и т. д.) с другой как раз и возникает ограничение закона максимальной (равновесной) урожайности. Сформулируем его еще раз: максимум биопродукции и сельскохозяйственного урожая лимитирован оптимальным сочетанием экологических компонентов; любое допинговое воздействие эффективно до тех пор и постольку, поскольку есть дополняющие его благоприятные экологические факторы. Вне этого взаимодействия дальнейшее вложение энергии, минеральных удобрений и тому подобного лишь разрушает экосистему и не дает позитивных для хозяйства результатов.

В частном случае удобрения полей действует закон предельной урожайности К. Пратта (1965), согласно которому излишнее внесение удобрений ведет не к увеличению, а снижению урожайности. Этот закон прямое, хотя и частное, подтверждение закона убывающей отдачи А. Тюрго-Т. Мальтуса. Вся совокупность правил и законов, связанных с урожайностью, может быть суммирована обсуждаемым законом максимальной (равновесной) урожайности, имеющим еще одно дополнение в виде закона убывающего (естественного) плодородия (не путать с законом убывающей отдачи!), имеющего два аспекта понимания.

Первая его трактовка: в связи с постоянными изъятиями урожая, а потому органики и химических элементов из почвы, нарушением естественных процессов почвообразования, а также при длительной монокультуре в результате накопления токсичных веществ, выделяемых растениями (самоотравления почв), на культивируемых землях происходит снижение естественного плодородия почв. К такому же результату ведет нерациональная агротехника, вызывающая эрозию почв, вымывание из нее коллоидов и мелкозема. Хотя ряд культур, например кукуруза, не выделяют токсичных для себя веществ, они плохо предохраняют почву от эрозии. Как известно, к настоящему времени примерно половина пахотных угодий мира, в различной мере потеряла плодородие, а полностью выбыло из интенсивного сельскохозяйственного оборота столько же земель, сколько сейчас обрабатывается (в 80-е гг. терялось около 7 млн. га в год).

Второе толкование закона убывающего (естественного) плодородия: каждое последующее прибавление какого-нибудь полезного для организма фактора дает меньший эффект, чем результат, полученный от предшествующей дозы того же фактора, уже бывшего в достаточном для организма количестве. Фактически это повторение законов совокупности (совместного) действия природных факторов Э. Митчерлиха - Б. Бауле, максимума, максимальной (равновесной) урожайности и предельной урожайности К. Пратта.

Увеличение наукоемкости и энергоемкости общественного производства приводит в действие два позитивных процесса, формулируемых в виде закона снижения природоемкости готовой продукции: удельное содержание природного вещества в усредненной единице общественного продукта исторически неуклонно снижается, и закона увеличения темпов оборота вовлекаемых природных ресурсов: в историческом процессе развития мирового хозяйства быстрота оборачиваемости вовлеченных природных ресурсов (вторичных, третичных и так далее) непрерывно возрастает на фоне относительного уменьшения объемов их вовлечения в общественное производство (относительно роста темпов самого производства).

Первый из законов в определенной степени действует даже в земледелии, поскольку происходит замена естественного плодородия искусственным, а открытого грунта закрытым. Площадь обрабатываемых полей снижается, а валовой урожай делается большим.

Возрастает миниатюризация изделий. Происходит замена весьма ресурсоемких производств менее расточительными, ресурсосберегающими. Например, что бы было, если бы вместо радиокоммуникации шло наращивание связи по проводам? Растет и скорость ресурсного оборота, о чем говорит второй из упомянутых законов. Местами даже питьевая вода уже не имеет чисто природного происхождения, а оказывается продуктом реутилизации. Увеличение замкнутости природных циклов, наблюдавшееся в эволюции биосферы, охватывает и антропогенную составляющую.

Как сказано выше, выигрыш в природном веществе погашается проигрышем в энергии, что еще раз подчеркивает значимость закона снижения энергетической эффективности природопользования и накладываемого им и правилом одного процента глобального ограничения на энергопроизводство.

В ряде случаев наблюдается квазиснижение природоемкости в отношении вещества. Она уменьшается, пример тому сельское хозяйство, в одном месте и возрастает в другом, откуда получают минеральные удобрения, нефтепродукты, пестициды – все составляющие роста энергетического потребления. Снижение удельного потребления вещества происходит лишь в тех областях, где резко увеличивается наукоемкость. Существует обратная связь в цепочке «вещество-энергия-информация», когда при снижении потребления вещества резко возрастают два последних члена ряда.

Обобщения, касающиеся основных принципов природопользования, тесно переплетаются со всем массивом теорем экологии и непосредственно связаны с теоретическими основами охраны природы. Вероятно, существует поле закономерностей, особо характерных для охраны окружающей человека среды, но этот раздел человеческих знаний еще крайне слабо разработан. Дело в том, что если в охране природы (созологии) еще можно выделить отдельные дисциплины, то в охране окружающей человека среды (средологии, или энвайроментологии) такое выделение крайне затруднительно: области знания тут часто не имеют даже названия. Их заменяют указания на объект исследования. Нельзя же все время повторять «учение о… такой-то среде». Да и в охране природы идет повторение: охрана того-то и того-то (литосферы, почв…). А поскольку не сформулировано даже понятие научной дисциплины и отсутствует ее внутренняя классификация, очень трудно найти круг обобщений, которые должны войти в эту дисциплину. Требуется срочное решение этой проблемы. Хотя кой-какие принципы охраны природы, а уже – среды жизни и человека, все-таки разработаны.


Экологизация городского (муниципального) хозяйства


Городской образ жизни в развитых странах характерен не только для городов, но и для сельской местности. Экологические проблемы в населенных местах чрезвычайно разнообразны, и их можно объединить в две группы – архитектурно-планировочную и собственно муниципального хозяйства.

Архитектура и городская планировка крайне консервативны. Экологизации они поддаются с чрезвычайно большим трудом. Вопреки желанию более 80% людей, города строят из многоэтажных жилых зданий почти без учета климатических факторов, шумовой нагрузки улиц, вообще особенностей среды жизни и психологии человека. Так называемая свободная застройка, как было выяснено еще в 50-е гг. приводит к заболеваниям, названным англичанами «грустью новых городов». К тому же смертность среди детей, матери которых прожили в городе менее 3 лет, наивысшая. В ряде стран разработаны проекты «городов-садов» и «экополисов» с соотношением полезной площади многоэтажной и усадебной застройки 3:7 (многоэтажные гостиницы, офисы и часть жилых домов, главным образом типа общежитий для молодежи и престарелых) и сохранением не менее 50% площади, не покрытой домами и дорогами. Гаражи для автомобилей в домах или многоэтажные. Часть улиц не имеет сквозного проезда, что снижает шум. Здания защищены шумовыми экранами и отнесены в глубь квартала, но сгруппированы в психологически приемлемые комплексы. При отсутствии достаточно развитой автомобилизации объекты сферы услуг («лавочка за углом») находятся в зоне оптимальной пешеходной доступности. При высокой автомобилизации она вынесены главным образом за город в торговые агломерации. В населенном месте оставлено лишь самое необходимое.

В последние годы большое внимание уделяется внутиквартирной среде, чистоте воздуха, размерности комнат, квартир. Выяснено, что кухни, особенно с газовым отоплением, сильно загрязнены. Употребление асбеста в домостроении признано недопустимым. Выявлена повышенная концентрация радона на первых этажах и в домах из легких бетонов. Рекомендована лучшая вентиляция таких помещений – поток воздуха со скоростью 0,1 м/сек. Большая часть жилого фонда проверена на радиоактивность, загрязнение формальдегидом, веществами SOх и N0х, CO.

С размером жилья и его благоустройством связан так называемый жилищный стресс: физиологическая реакция организма, связанная с разницей между качеством жилища, доступного семье, исходя из ее доходов, социального статуса, предложения жилья и другими ограничениями с одной стороны, и качеством имеющегося в настоящее время у семьи жилища с другой. Иными словами, это стресс, связанный с возможностью реализации потребности в жилье и фактической ее реализацией. В развитых странах этот стресс снимается частыми переездами (в США 1/5 населения в год) с улучшением жилья, городского района или населенного места. При этом имеется тенденция к переселению из крупных городов в пригороды и из промышленных городов в университетские, вообще малые. В связи с существующими на территории бывшего СССР социально-экономическими и административными ограничениями жилищный стресс у нашего населения очень силен, и никто не пытается его уменьшить.

В гражданском строительстве особое внимание обращают на энергетические параметры теплотрасс, зданий, особенно их несущих стен и окон. В некоторых случаях применяют специальное и тройное остекление. В последние годы делается попытка использовать солнечный подогрев и кондиционирование воздуха. Используют термальные воды (в особенности в Исландии и Франции), в самое последнее время – тепловые насосы (даже в Скандинавии с ее сравнительно суровым климатом). У нас в Москве бесполезно теряется около 60% энергии, идущем на коммунальный сектор.

Многое за рубежом делается для сохранения привлекательного вида строений. Современные отделочные материалы практически «вечны». К тому же существует проверенная политика, стимулирующая или даже принуждающая хозяев заботиться о внешнем виде зданий, их благоустройстве, энергетической оптимизации. Газоны вокруг домов содержатся в образцовом порядке. Даже несвоевременное их кошение облагается штрафом.

Чистота улиц в большинстве городов поддерживается механизированной уборки, раздельного сбора мусора (как правило, бумаги, стекла и металла) и, местами, чрезвычайно строгими правилами поведения (штрафы очень высоки и неминуемы). В сверхкрупных городах тем не менее чистоту поддержать удается не всегда (Нью-Йорк, Токио и др.). Проблема мусороудаления очень сложна, ее решение дорого и пока, как правило, убыточно для муниципалитетов. Очень остра ситуация с утилизацией мусора и его захоронением. Полигоны для свалок стали дефицитом. Сжигание мусора дает вредные выбросы в атмосферу. Переработанный в компост, он, как правило, содержит вредные вещества и непригоден для использования в сельском хозяйстве. Для лесного хозяйства и городского озеленения этот компост дорог. В последнее время делается ставка на плазменное сжигание мусора, но этот процесс очень энергоемкий и пока низкорентабелен.

Весьма сложны проблемы водоснабжения и переработки сточных вод. Как правило, работают две системы водоснабжения – питьевая и промышленная, есть тенденция создания раздельной обработки сточных вод – муниципальных и промышленных. Иногда выделяют еще обработку сточных вод лечебных учреждений. Для очистки вод создают сложные автоматизированные системы, но нельзя сказать, чтобы вопрос был окончательно решен. Даже новейшие системы очистки далеки от совершенства.

Питьевое водоснабжение затрудняется тем, что используемые воды, даже подземные, загрязнены тяжелыми металлами, нитратами, пестицидами, органикой. Предпочтение отдается природно чистой воде. Создаются крупные предприятия по очистке вод, иногда их взаимосвязанные системы. Вода подвергается многократной очистке и обработке, постепенно от хлорирования переходят к озонированию и другим новым способам обезвреживания, однако муниципальная водоподготовка еще далека от совершенства. Нередко ее заменяют продажей чистой питьевой воды в бутылках.

Столь же далека от решения проблема городского транспорта. Для городов важны проблемы часов пик, уличных пробок, транспортного загрязнения, в том числе шумового и светового. Общественный транспорт везде дорог и часто убыточен. Попытки сделать его бесплатным для привлекательности и отказа от личных автомобилей внутри города привели к взрыву вандализма: бесплатное – «ничье».

В странах с теплым климатом перспективен велосипед. Например, в Японии и особенно в Китае он берет на себя заметную долю перевозок. (В Китае всюду есть специальные дорожки или полосы для велосипедного движения, в Японии используют для этого тротуары). В Германии велосипедные дорожки составляют 10% от общего количества автодорог. Однако в крупных городах с населением свыше 300 тыс. человек велосипедные поездки не превышают 5% от общего числа ежедневных перемещений всеми видами транспорта, в более мелких городах – 10%. С учетом нашей зимы велосипед может взять на себя не более 2% работы индивидуального транспорта.

Световое загрязнение наносит ущерб природной среде, особенно вредит миру птиц. Вообще биологическое состояние городов плачевно. Они переполнены крысами, тараканами, комарами, местами голубями (переносят орнитоз, загаживают стены, памятники и т. п.), воронами, бродячими собаками и кошками. Пока удается избегать массовых заболеваний человека, но благополучие едва ли устойчиво.

Во многих городах мира в бедственном положении находятся объекты озеленения – сады, парки, скверы. У нас в стране катастрофично состояние зеленых зон. Например, в Москве зеленая зона даже ближайшего Подмосковья энергично застраивается многоэтажными домами. Вполне может возникнуть феномен Мехико – города с ужасными экологическими условиями. Сейчас стандартный показатель соотношения площади города с территорией окружающих город лесов и парков следующий (в скобках численность населения города): Нью-Йорк (7,1) – 1:15; Лондон (7,3) – 1:3,6; Санкт-Петербург (4,3) – 1:2,3; Москва (9,0) – 1:1,6. Совершенно очевидно, что в зеленой зоне Москвы (как и других городов) можно строить только дома усадебного типа. Если учесть, что большинство подмосковных полей и огородов дает продукцию, недопустимо зараженную ядами и, объективно говоря, непригодную для употребления, целесообразно после исследования вопроса перевести большую часть неблагополучных пригородных сельхозземель в земли населенных мест и застроить домами усадебного типа с облесением, но без огородных приусадебных участков (как в США). При должной планировке это бы решило проблему жилья без возведения многоэтажных зданий. Можно было бы привлечь силы и средства многих людей, желающих жить не в «квартирятниках», а в домах. К тому же произошла бы и социальная реабилитация населения – в поселках сельского типа намного ниже преступность и другие социальные отклонения.

Здоровье горожан в развитых странах, как правило, слабее, чем сельских жителей, вероятная продолжительность жизни ниже. В бывшем СССР, как и в других слаборазвитых странах, наоборот, заболеваемость в городах несколько ниже, а продолжительность жизни в среднем выше. Связано это с крайней антисанитарией в сельских районах, плохим медицинским обслуживанием, алкоголизмом, отравлением пестицидами и отрицательным отбором в сельской среде – значительная часть здоровых селян была уничтожена во времена репрессий или ушла в города.

В некоторых странах (Япония, США) делают специальные усилия для оздоровления городского населения, особенно детского. Забота распространяется (как в Японии) даже на пренатальный (до рождения) период – беременных женщин нередко забирают в лечебные учреждения на 7-м месяце беременности. Эти усилия привели к очень высокой вероятной продолжительности жизни (80 и более лет) и минимальной детской смертности (5 на 1000 родившихся). Бывший СССР в этом отношении к концу 80-х гг. стоял на 57 месте среди 64 наиболее развитых стран мира (22,7 умерших детей до 1 года на 1000 родившихся).

В развитых странах очень высока адаптация людей и населенных мест к стихийным бедствиям. Антисейсмичные здания, хорошая организация гражданской обороны, продуманные нормативы, которые все время ужесточаются и пунктуально соблюдаются. Всего этого, как показывает практика, нет в нашей стране.

В целом во всем мире делаются значительные усилия по экологизации городского хозяйства. Вредные предприятия, как правило, оснащают очистными установками, морально устаревшие выводят за пределы городов или от них «уходят» населенные места. Многие вопросы еще очень далеки от решения, но попытки их решить множатся. К сожалению, в нашей стране они очень слабы, нескоординированы, планировщики и градостроители безграмотны в области экологии и некому их научить. В архитектурных вузах экология практически как предмет отсутствует. В результате в Европе наши жилые здания самые высокие, имеют наиболее капитальную, но расточительную конструкцию, а квартиры – наименьшие по площади и к тому же наименее удобные.


Из материалов Встречи на высшем уровне «Планета Земля», ПРОГРАММА ДЕЙСТВИЙ, Повестка дня на XXI век и другие документы конференции в Рио-де-Жанейро, Публикация Центра «За наше общее будущее»


Повышение безопасности использования токсичных химических веществ


Химические вещества используются во всем мире; они необходимы для достижения социально-экономических целей, однако следует поработать над тем, чтобы уменьшить их воздействие на состояние здоровья и на окружающую среду.

Некоторые из крупных промышленных районов планеты настолько загрязнены химическими веществами, что это наносит ущерб здоровью человека, генетическим структурам и воспроизводству. Кроме того, загрязнение на большое расстояние оказывает отрицательное воздействие на атмосферу Земли и на климат. В результате нелегальной торговли токсичным веществами, опасными продуктами и отходами химические вещества, использование которых запрещено в одной стране, отправляются в другие, нередко развивающиеся страны.

Существует около 100000 коммерческих химических веществ, хотя на долю лишь 1500 из них приходится 95 процентов мирового производства. При этом, однако, отсутствуют крайне важные данные, необходимые для оценки опасности большого числа этих производимых в значительных объемах химических веществ для здоровья человека и окружающей среды.

Химические вещества могут использоваться на рентабельной основе и при высоком уровне безопасности, но большинство стран, особенно развивающихся, не способны обеспечить безопасное использование химикатов. Странам необходимо приобретать специальные знания и опыт по оценке опасностей, связанных с использованием химических веществ и делиться ими друг с другом.

Правительства могут бороться с опасностью, связанной с использованием химических веществ, путем предотвращения загрязнения окружающей среды, составления перечней газообразных загрязняющих веществ, маркировки продуктов и введения ограничений на использование, правил безопасного обращения с химическими веществами и предельных норм их воздействия. Они могут поэтапно прекратить или запретить применение химических веществ повышенной опасности, которые отличаются токсичностью, стойкостью и способностью к накоплению, и использование которых невозможно контролировать должным образом. Правительствам следует рассмотреть вопрос о проведении политики, основанной на принципе ответственности производителей.

Опасность можно уменьшить, если использовать менее токсичные химические вещества или даже нехимические методы. Правительствам следует пересмотреть точку зрения на пестициды, использование которых было одобрено на основе критериев, в настоящее время считающихся недостаточными или устаревшими, и рассмотреть вопрос об их замене другими средствами борьбы с сельскохозяйственными вредителями, например, средствами биологической борьбы.

Правительствам следует снабжать население информацией об опасностях, связанных с химическими веществами, доступной пониманию тех людей, которые их применяют. Кроме того, мир нуждается в системе маркировки химически опасных продуктов с использованием легко понимаемых символов. Странам также нужны центры борьбы с отравлениями.

Промышленным предприятиям следует:

- Разработать международный свод принципов предоставления информации о потенциальных опасностях и экологически безопасных методах удаления отходов.

- Принять программы по обеспечению права населения на информацию о случайных выбросах и о годовых объемах обычных выбросов токсичных химических веществ.

- Принять меры к тому, чтобы действующие в одной стране правила использования токсичных веществ были не менее строгими, чем в другой.

В настоящее время еще не достигнуто всеобщее соглашение о торговле токсичными и опасными продуктами. Правительствам следует контролировать экспорт химических веществ, использование которых запрещено или ограничено, и предоставлять странам-импортерам информацию о любом таком экспорте. Государствам следует нести совместную ответственность за торговлю химическими веществами.


Удаление опасных отходов


Все возрастающее количество опасных отходов оказывает отрицательное воздействие на состояние здоровья населения и на окружающую среду, но многие страны не имеют опыта для того, чтобы решить эту проблему. Нередко правительствам недостает информации об объемах выбросов и видах загрязняющих веществ и о степени их опасности для населения и окружающей среды.

Во все национальные планы мероприятий по охране окружающей среды следует включать запланированные показатели сокращения опасных отходов. Необходимы программы по выявлению опасных отходов, определению их потенциального воздействия, сведению к минимуму таких отходов и их безопасной переработке. Эти программы должны быть основаны на принципе «загрязнитель платит».

В первую очередь необходимо внести изменения в промышленные технологии, и в рамках этой деятельности следует запланировать показатели сокращения опасных отходов на единицу продукции. Правительствам следует совместно с предприятиями организовывать кампании по сведению к минимуму опасных отходов и уменьшению других выбросов. Предприятия должны играть в этой деятельности решающую роль, и им следует внедрять более чистые методы производства в широких масштабах и принимать меры к тому, чтобы нормы на опасные отходы, действующие в одной стране, были не менее строгими, чем в другой стране.

Правительствам следует немедленно выявлять загрязненные места сброса отходов и группы населения, подверженные повышенному риску, и принимать необходимые меры по исправлению положения, включая очистку этих мест.

Правительствам следует:

- Требовать от промышленных предприятий внедрения более чистых производственных методов и технологий по предотвращению и рециркуляции отходов и оказывать им необходимую помощь в этой деятельности.

- Поощрять постепенное прекращение использования технологий, отличающихся повышенной опасностью из-за образования опасных отходов.

- Проводить экологические проверки действующих предприятий с целью совершенствования методов сбора и удаления опасных отходов.

- Возложить на производителей ответственность за экологически безопасное удаление опасных отходов, образующихся в ходе производства.

- Разработать программы информирования населения и обеспечить обучение промышленных рабочих и государственных служащих по вопросам, связанным с опасными отходами, особенно сведения к минимуму отходов.

- Построить национальные или региональные центры по переработке опасных отходов. Промышленным предприятиям следует осуществлять переработку, рециркуляцию, повторное использование и удаление отходов непосредственно на месте их образования или поблизости от него.

Правительствам следует обеспечить соблюдение военными ведомствами национальных экологических норм, касающихся переработки и удаления опасных отходов.

Развитым странам следует оказывать содействие передаче развивающимся странам экологически безопасных технологий и ноу-хау по чистым технологиям и методам малоотходного производства.

Часть международных перевозок опасных отходов осуществляется нелегально, причем нередко в развивающиеся страны. Правительствам следует ввести запрет на экспорт опасных отходов в страны, которые не готовы перерабатывать такие отходы экологически безопасным образом. Им следует принимать меры к тому, чтобы доставленные опасные отходы, подлежащие регенерации, обрабатывались экологически безопасными и экономически выгодными системами повторного использования. Странам следует создать сигнальную систему для выявления нелегальной торговли опасными отходами.


Удаление твердых отходов и сточных вод


Быстрое увеличение объемов бытовых отходов и сточных вод в городах создает угрозу здоровью человека и окружающей среде. Ежегодно 5,2 млн. человек, включая 4 млн. детей, умирают от заболеваний, вызванных неправильным удалением сточных вод и твердых отходов. Городские отходы загрязняют воздух, землю и воду на больших площадях.

В развивающихся странах переработке подвергается менее 10 процентов городских отходов, и лишь малая часть их обрабатывается с соблюдением приемлемых норм. К концу этого столетия свыше 2 млрд. человек будут страдать от отсутствия минимальных санитарных условий, и около половины городского населения развивающихся стран не будет обеспечено надлежащими средствами удаления отходов.

Чрезмерное потребление, особенно в промышленно развитых страна, увеличивает количество и разнообразие отходов, и к 2025 году их объем может возрасти в 4-5 раз. К концу нынешнего десятилетия расходы на удаление отходов, особенно в промышленно развитых странах, могут удвоиться или утроиться в связи с заполнением мест сброса отходов и введением более жестких мер контроля за состоянием окружающей среды. Плата, взимаемая за сбор и удаление отходов, полностью оплачивал их экологически безопасное удаление. Это повысит рентабельность рециркуляции отходов и восстановления ресурсов.

Наиболее эффективный способ решения проблем, связанных с образованием отходов, состоит в предотвращении образования отходов путем изменения образа жизни, характера производства и структуры потребления. Необходимы национальные программы, направленные на то, чтобы свести образование отходов к минимуму и обеспечить повторное использование, рециркуляцию, безопасный сбор и безопасную переработку отходов. Программы по удалению отходов следует разрабатывать в сотрудничестве с местными органами власти, предприятиями, неправительственными организациями и группами, представляющими интересы потребителей.

Промышленно развитым странам следует иметь к 2000 году программы по стабилизации и сокращению уровня производства отходов. Развивающимся странам следует стремиться к достижению этой цели такими путями, которые не поставят под угрозу перспективы их развития.

Правительствам необходимо стимулировать рециркуляцию отходов и финансировать экспериментальные программы, например, программы создания небольших домашних установок для рециркуляции отходов, производств компоста, орошения с использованием очищенных сточных вод и рекуперации энергии из отходов. Правительствам следует разработать нормы безопасного повторного использования отходов и содействовать расширению рынков продуктов из вторичного сырья.

Необходимы просвещение населения, инструкции и финансовые стимулы, поощряющие промышленные предприятия к изменению конструкций изделий и сокращению отходов и стимулирующие предприятия и потребителей к переходу на материалы, пригодные для безопасного повторного использования.


Удаление радиоактивных отходов


Учитывая потенциальную опасность радиоактивных отходов, важно обеспечить безопасное и экологически обоснованное удаление отходов, включая сведение к минимуму их объемов, транспортировку и ликвидацию.

Радиологическая опасность радиоактивных отходов колеблется от очень низкой у малоактивных отходов с быстрым распадом до очень высокой у высокоактивных отходов. Ежегодно при производстве ядерной энергии образуется около 200000 куб. м отходов с низкой и промежуточной активностью и 10000 куб. м высокоактивных отходов и отработанного ядерного топлива. По мере того, как вводятся в эксплуатацию новые и выводятся из эксплуатации старые атомные электростанции, количество таких отходов растет.

При использовании радиоактивных материалов в медицине, исследовательских учреждениях и промышленности образуется значительно меньшее количество отходов – обычно в стране образуется несколько десятков кубических метров отходов в год, но применение радиоактивных материалов расширяется, а вместе с ним возрастает объем отходов. Для того, чтобы это не причиняло вреда, необходимы строгие меры.

Странам следует сотрудничать с международными организациями, чтобы:

- Оказывать содействие мерам, направленным на минимизацию и ограничение объемов образующихся отходов.

- Обеспечивать безопасное хранение, переработку, приведение в соответствие с установленными нормами, транспортировку и удаление таких отходов.

- Предоставлять развивающимся странам техническую помощь с целью оказания им содействия в решении вопросов, связанных с образованием отходов, или с целью помощи в возврате отработанных радиоактивных материалов поставщикам.

- Оказывать содействие надлежащей разработке безопасных и экологически обоснованных методов удаления радиоактивных отходов, по возможности включающих оценку воздействия на окружающую среду.

- Активизировать усилия по соблюдения Кодекса практики в области трансграничного перемещения радиоактивных отходов, и определить, существует ли необходимость в заключении соглашения, имеющего обязательную силу.

- Оказывать содействие деятельности по завершению исследований, направленных на выяснение того, следует ли заменить действующий добровольный мораторий на захоронение малоактивных радиоактивных отходов в море соответствующем запретом.

- Не содействовать и не разрушать хранение или захоронение радиоактивных отходов поблизости от морских берегов или в открытом море, если не существует полной уверенности в том, что оно не создаст неприемлемую угрозу для здоровья людей и морской среды.

- Не экспортировать радиоактивные отходы в те страны, в которых запрещен импорт таких отходов.

Важно предоставлять развивающимся странам, осуществляющим ядерные программы, финансовую поддержку и помощь в подготовке кадров.

Расходы каждой страны по удалению радиоактивных отходов очень высоки, и они колеблются в зависимости от используемой технологии.


Проверьте Ваши взгляды и оценки

Наше отношение к использованию минеральных ресурсов, к их рециркуляции и к удалению отходов, возможно, может больше сказать о тех ценностях, к которым мы стремимся, чем большинство тем данного видеокурса. Ниже приводятся примеры вопросов для дискуссии:

1. Как Вы относитесь к использованию материалов, которые не подвергаются биологическому разложению и которые нельзя использовать повторно, как, например, упаковки для товаров широкого потребления?

2. Считаете ли Вы, что американские компании, занимающиеся горными разработками в развивающихся странах, должны руководствоваться теми же принципами в отношении к окружающей среде, что и в своей стране, даже если эта страна не имеет законов по защите окружающей среды?

3. Согласитесь ли Вы платить больше за товары, если Вам известно, что Вы оплачиваете расходы по его ликвидации после использования?

4. Согласитесь ли Вы сортировать выбрасываемые Вами в мусорный ящик бумагу, алюминиевые упаковки, стеклотару, черные металлы и другие материалы для их дальнейшей переработки?


Предлагаемые задания


1. Составьте список рудных минералов, необходимых для строительства обычного дома.

2. Попытайтесь выяснить, какие минеральные ресурсы присутствуют в океане в двухсотмильной зоне от восточного и западного побережий США?

3. Определите геологические границы между слоями земной коры по современному атласу мира.

4. Попытайтесь определить основные типы материалов, которые используются для строительства зданий в Вашем городе или поселке.

5. Составьте список отходов, собранных в вашем доме, в квартире, в общежитии за неделю, и определите материалы, пригодные для рециркуляции. Подвергаются ли они рециркуляции? Если нет, изучите подробней рециркуляцию, осуществляемую в Вашем районе.

6. Попытайтесь определить участок земли, недалеко от Вашего дома или колледжа, который может быть превращен в заболоченную территорию и использован для биологической очистки сточных вод по типу очистной системы в Арката (Калифорния).

7. Попытайтесь найти три здания в Вашем городе или поселке, которые были реконструированы, а не снесены. Это было сделано по экономическим причинам, с целью сохранить его как исторический памятник, или с иной целью?

8. Напишите письмо в Вашингтон в Агентство охраны окружающей среды и запросите сведения о качестве грунтовых вод в Вашем штате. Подготовьте отчет о Ваших исследованиях.


Проверьте Ваши знания


Выберите правильный ответ


1. Санитарные свалки

а) сначала широко использовались для удаления отходов, но в настоящее время они повсеместно ликвидируются,

б) являются крупнейшими хранилищами твердых отходов в США,

в) обеспечивают единственную реальную альтернативу удалению отходов в промышленных странах,

г) могут быть полностью изолированы от окружающей среды,

д) правильными являются несколько вариантов. А, Б, В


2. В Японии рециркуляция бумаги стала непопулярна, потому что

а) рециркуляция ассоциируется с тем временем нищенского существования, которое японцы хотели бы забыть,

б) рециркуляция рассматривается как "американский" метод, несовместимый с японской культурой,

в) разбогатевшие японцы предпочитают новые материалы,

г) создание свалок означает, что удаление отходов больше не является проблемой,

д) правильными являются несколько вариантов. А, Б, В


3. В каких странах минимальное количество городских отходов уничтожается путем сжигания?

а) в США,

б) в Японии,

в) в Швейцарии,

г) в Германии. Б


4. Большинство опасных отходов в настоящее время ликвидируется путем

а) выбрасывания на свалки или закапывания под землю,

б) сжигания в высокотемпературных мусоросжигательных печах,

в) сброса их в удаленных от берегов глубоководных участках океанов,

г) принятия мер для изоляции промышленных отходов от окружающей среды. А


5. Безотходная технология

а) является в настоящее время обычной практикой, применяемой в различных отраслях промышленности во всем мире,

б) представляет собой мечту, осуществить которую деловой мир не может себе позволить,

в) представляет собой новый подход к управлению отходами, который только начал развиваться,

г) является новой технологией, которая может быть внедрена только в том случае, если правительства захотят вложить в нее средства,

д) правильными являются несколько вариантов. В, Г


6. Ущерб здоровью японцев, нанесенный в результате первого в мире серьезного отравления ртутью, вызван

а) накоплением ртути в пищевой цепи,

б) присутствием ртути в некоторых видах рыб,

в) одиночным крупным разливом ртути,

г) промышленной утечкой ртути, увеличивавшейся ежегодно со времени обнаружения первых случаев отравления,

д) огромным токсичным облаком, в течение нескольких месяцев нависавшем над береговой линией. А


7. Какое из следующих положений не характерно для практики ликвидации отходов, которая принята в Японии?

а) зола смешивается с цементом для предотвращения выщелачивания,

б) по подземным трубопроводам на свалках промывная вода подается к установкам химической очистки,

в) сжигание является общепринятым способом уничтожения твердых отходов,

г) запланированное использование свалок в будущем,

д) увеличение переработки бумажных отходов. В


8. По какой причины метод рециркуляции не получил дальнейшего развития?

а) уровень благосостояния современного общества снизил интерес к рециркуляции,

б) правительство отказалось субсидировать программу рециркуляции,

в) правительство субсидирует добывающие отрасли промышленности, такие как лесозаготовку и добычу полезных ископаемых,

г) повторная переработка требует больших энергозатрат, чем производство товаров из природных материалов,

д) достаточно большое количество людей считает рециркуляцию неэтичной. Б, Г


9. Низкотехнологичная обработка отходов по сравнению с высокотехнологичной обработкой

а) является более дорогой,

б) не является достаточно надежным способом и не вызывает доверия,

в) требует высоких эксплуатационных расходов,

г) является неприемлемой для развивающихся стран,

д) не может контролироваться и регулироваться извне с получением немедленных

результатов. А, Б


I0. Какой из следующих компонентов при добавлении к бумажным отходам, например, к газетной бумаге, ускоряет ее разложение?

а) катализаторы,

б) вода,

в) бактерии,

г) кислород,

д) тепло. Б


Вопросы для развернутых ответов


1. Перечислите и объясните три фактора, обусловливающие связь стратегии удаления отходов с парниковым эффектом.

2. Вы являетесь мэром города, в котором свалка почти заполнена до предела. Составьте представление в городской совет, в котором Вы объясните проблему, выскажете точку зрения населения и подсчитаете затраты и прибыль от всех возможных решений.

3. Должны ли промышленные страны, такие как США и Япония, выражать озабоченность проблемой ликвидации отходов в развивающих странах, подобных Перу? Разработайте программу оказания помощи развивающимся странам в решении проблемы ликвидации отходов, используя примеры из программы "Ничего не выбрасывать, ни в чем не нуждаться".

4. Играет ли управление отходами важную роль в развитии? Поясните, почему? Используйте примеры из любой программы или из литературы.

5. Объясните, как можно сократить количество бытовых отходов в домашнем хозяйстве? В своем ответе поясните, что происходит с отходами из стекла, с газетной бумагой, алюминием, пластмассами и пищевыми отходами. Объясните, как улучшить практику утилизации отходов в домашнем хозяйстве.


Библиография


1. Агесс П. Ключи к экологии, Пер. с фр., Л , 1982

2. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Основы экоразвития, М., 1994

3. Алексеев С.В. Экология: наука и область образования: Методические рекомендации, СПб., 1994

4. Андерсон Дж.М. Экология и науки об окружающей среде: биосфера, экосистемы, человек, Л., Гидрометеоиздат, 1985

5. Атлас экологии планеты Земля: Учебное пособие для школьников, Волгоград, 1994

6. Будыко М.И. Глобальная экология, М., Мысль, 1977

7. Введение в социальную экологию: в 2-х частях, М., 1993

8. Введение в экологию, Под ред. Ю.А. Казанского, М., ИздАт, 1992

9. Владимир Вернадский, Серия: Открытия и судьбы, М., 1993

10. Воронов А.Г. Биогеография с основами экологии, М., Изд-во МГУ, 1987

11. Войткевич Г.В., Вронский В.А. Основы учения о биосфере: Кн. для учителя, М., Просвещение, 1989

12. Данилов-Данильян В.И. и др. Окружающая среда между прошлым и будущим: мир и Россия, М., 1994

13. Дедю И.И. Экологический энциклопедический словарь, Кишинев, Гл. ред. МСЭ, 1990, 408 с.

14. Дольник В.Р. Непослушное дитя биосферы: Беседы о человеке в компании птиц и зверей, М., 1994

15. Дрейер О.К., Лось Б.В., Лось В.А. Глобальная проблематика и Римский Клуб, М., УРАО, ИВ РАН, 1995

16. Зверев И.Д. Социальная экология, М., 1996

17. Израэль Ю.П. Экология и контроль состояния природной среды, М., 1984

18. Кинг А., Шнайдер Б. Первая глобальная революция. Доклад "Римского клуба", М., 1991

19. Козлова Т.А., Сухова Т.С., Сивоглазов В.И. Экология, Книга для учителя, М., Школа-пресс, 1996

20. Коммонер Б. Замыкающийся круг: Природа, человек, технология, Л., 1979

21. Кондратьев К.Я., Донченко В.К., Лосев К.С. Экология, экономика, политика; Зеленый мир 1995 (27, 29, 31, 32), 1996 (2, 5, 6, 15, 16, 18)

22. Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Экология: Тематическое планирование, 9 класс, М., Дрофа, 1995

23. Мазур И.И., Молдаванов О.И. Шанс на выживание. Экология и научно-технический прогресс, М., Наука, 1992

24. Малкович Д.Ж. Социальная экология: Книга для учителя, М., Просвещение, 1991

25. Медоуз Д.Х., Медоуз Д.Л., Рандерс Й., Беренс Т.Х. Пределы роста, М., Прогресс, 1991

26. Медоуз Д.Х., Медоуз Д.Л., Рандерс Й., За пределами роста, М., Пангея, 1994

27. Моисеев Н.Н. Экология человечества глазами математика, (Человек, природа и будущее цивилизации), М., Мол. гвардия, 1988

28. Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера, М., Мол. гвардия, 1990

29. Моисеев Н.Н. Восхождение к разуму, М., ИздАТ, 1993

30. Моисеев Н.Н. Современный антропогенез и цивилизационные разломы (Эколого-политологический анализ), М., Изд-во МНЭПУ, 1994

31. Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек, М., 1986

32. Окружающая среда. Энциклопедический словарь-справочник, Пер. с нем., М., Прогресс, 1993

33. Перегудов В.А., Болдырев В.И. Основы экологических знаний, в 2-х частях, Тула, Приок. кн. изд-во, 1996

34. Печчеи А. Человеческие качества, Пер. с англ., М., 1980

35. Практикум по экологии, Под ред. С.В. Алексеева, М., АО МДС, 1996

36. Программа действия, Повестка дня на 21 век и другие документы конференции в Рио-де-Жанейро в популярном изложении, Публикация Центра "За наше общее будущее".

37. Пространства России. Хрестоматия. Образ страны. М., 1994

38. Рамад Ф. Основы прикладной экологии: Воздействие человека на биосферу, Пер. с фр., Л., 1981

39. Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания, В 4-х кн., М., Мир, 1995

40. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник, М., Мысль, 1990

41. Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека среды: Словарь-справочник, М., Просвещение, 1992

42. Сохраним наш мир Кн. I и II, Учебное пособие для школьников, Волгоград, 1994

43. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология, М., Высшая школа, 1988

44. Суравегина И.Т., Мамедов Н.М. Экология: Задания, тесты, Рабочая тетрадь, М., Школа-Пресс, 1996

45. Суравегина И.Т., Сенкевич В.И. Как учить экологии: Пособие для учителя, М., Просвещение, 1995

46. Эдберг Р., Яблоков А. Трудный путь к воскресению: (Диалог на пороге третьего тысячелетия), М., Прогресс, 1989

47. Экологическая альтернатива, М., Прогресс, 1990

48. Экологическая азбука для детей и подростков М., Изд. МНЭПУ, 1995

49. Экология и география. Под ред. Глазачева С.Н., М., 1995

50. Экология России, Книга для учителя (Методический комментарий), Сивоглазов В.И., Сухова Т.С., Козлова Т.А., М., АО "МДС", 1995



Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Краткое описание документа:

После изучения рекомендованной литературы и просмотра видеопрограммы "Большее за меньшее" читатель сможет:

- объяснить различие между возобновляемыми и невозобновляемыми энергетическими ресурсами и привести примеры,

- охарактеризовать сущность влияния на окружающую среду процессов получения и использования сырой нефти, угля и природного газа,

- перечислить преимущества и недостатки ядерной энергетики, связанные с ее воздействием на окружающую среду,

- назвать три возобновляемых источника энергии, охарактеризовать их вклад в энергообеспечение на современном этапе и оценить их потенциальные возможности в будущем,

- предложить и обосновать свои варианты более эффективного использования энергии в Вашем домашнем хозяйстве, на рабочем месте, в университете или в городе,

- дать определение чистой полезной энергии и оценить в этой связи использование солнечной энергии, энергии ископаемого и ядерного топлива.

Автор
Дата добавления 02.06.2015
Раздел Биология
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров655
Номер материала 298097
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх