Влияние человека на экосистемы. Загрязнение воздуха человеком.
Еще 10 000 лет назад экосистемы эволюционировали в соответствии с изменениями абиотических факторов, независимо от деятельности человека (антропогенных влияний). По мере развития технологии люди все больше влияли на окружающую среду. Эта тенденция стала особенно явной за последние 200 лет: повсеместная индустриализация привела к потенциально опасному даже для нас самих загрязнению среды.
В широком смысле загрязнение можно определить как поступление в местообитание такого количества вещества или энергии, которое отрицательно сказывается на выживании биоты. Загрязнитель действует на организмы прямо или косвенно — путем изменения абиотических факторов и легко переносится между разными компонентами экосистемы.
Загрязнение воздуха
Еще сравнительно недавно загрязнение воздуха считалось локальной проблемой крупных городов и промышленных центров. Сейчас понятно, что атмосферные загрязнители распространяются на огромные расстояния, причиняя ущерб окружающей среде далеко от источника выброса. Таким образом, борьба с ними стала глобальной задачей, требующей международного сотрудничества. К важным загрязнителям воздуха относятся антропогенные газы: хлорфторуглероды (ХФУ), диоксид серы (SO2), углеводороды (УВ) и оксиды азота (N0). Одной из форм загрязнения можно считать вызванное человеком повышенное содержание в атмосфере ее жизненно важного природного компонента — диоксида углерода.
Загрязнители могут серьезно влиять на другие естественные составляющие атмосферы, в частности снижать концентрацию озона (О3) в ее верхнем слое. По иронии судьбы сам озон местами загрязняет воздух на уровне земли. Он непосредственно поражает многие сельскохозяйственные культуры, вреден для нашего здоровья, а в сочетании с УВ и N0X образует так называемый фотохимический смог. Загрязнителями атмосферы в принципе являются также пыль, шум, лишнее тепло, радиоактивность и электромагнитные поля.
А. Кривая скорости роста объемной концентрации углекислого газа с 1958г. по данным станции в Мауна-Лоа на Гавайских островах. Плавная кривая соответствует тем оке данным, усредненным по периодам в 10лет. Современная объемная концентрация углекислого газа в атмосфере близка к 0,035% (355МЛНГ1). Б. Изменения количества промышленных выбросов углерода (за счет сжигания его ископаемых запасов) и его глобальных резервуаров с середины XIX в. Расчеты показывают, что наземная часть биосферы была чистым источником углерода до 1940г. (отрицательные значения на графике), но примерно с 1960 г. начала его накапливать. (Из Climate Change (1994) IPCC Scientific Assessment, WMO/UNEP, CUP.)
Диоксид углерода и парниковый эффект
Движение углерода в ходе его биогеохимического круговорота обобщенно представлено на рисeyrt. Основное количество этого элемента на Земле связано в минералах типа карбонатов, ископаемом топливе, биомассе и MOB. Однако в последнее время происходит усиленное выделение углерода в атмосферу в форме его диоксида (углекислого газа), главным образом при сжигании ископаемого топлива; при этом изъятие диоксида углерода из атмосферы замедляется в результате широкомасштабного процесса сведения лесов.
Обычно диоксид углерода присутствует в нижнем слое атмосферы (тропосфере) в низкой концентрации — примерно 0,03% по объему. Повышение его концентрации усиливает глобальный парниковый эффект. Дело в том, что углекислый газ (как и некоторые другие газы) прозрачен для идущего от Солнца коротковолнового излучения, но сильно поглощает отражаемые Землей лучи с большой длиной волны. Другими словами, он, подобно стеклу в парнике, удерживает тепло около поверхности планеты, нагревая ее. Разумеется, в конечном итоге эта энергия тоже рассеивается в космосе, но дальнейшее накопление в атмосфере углекислого и других «парниковых» газов теоретически способно повысить глобальную температуру на 32°С.
Важно осознавать, что без парникового эффекта, мало менявшегося на протяжении многих миллионов лет, современные экосистемы не могли бы существовать. Однако в последнее время концентрация в атмосфере диоксида углерода и других сходных парниковых газов, прежде всего угарного, метана и ХФУ, растет беспрецедентными темпами, а это чревато глобальным усилением парникового эффекта, т. е. повсеместным потеплением. Оно в свою очередь усилит испарение воды и повысит содержание ее пара в атмосфере. А пар тоже интенсивно поглощает длинноволновые лучи, и парниковый эффект будет нарастать по механизму положительной обратной связи. Глобальное потепление приведет к серьезному изменению и пространственному перераспределению погодных систем, что чревато весьма существенными последствиями для цивилизации и живой природы.
В 1988 г. была создана Межправительственная группа по вопросам изменения климата для координации обмена научной информацией и исследований возможных причин и последствий повышения уровней углекислого и других парниковых газов, а также для поиска эффективных путей исправления ситуации. В 1992 г. Всемирный экологический конгресс («Саммит Земли») сделал попытку заключить международное соглашение по снижению выбросов СО2, обязательное для всех стран. Пока убедительных доказательств антропогенного глобального потепления нет, хотя некоторые ученые и считают, что оно уже началось. В любом случае, международные усилия по борьбе с нарастанием парникового эффекта можно только приветствовать.
