Таблица 2.1
Расселение жителей Российской Федерации по регионам на 1989 г.
|
Европейская |
|
Сибирь и |
Россия в це |
|
Показатель |
Урал |
Дальний |
|||
часть |
лом |
||||
|
|
Восток |
|||
|
|
|
|
||
Площадь, тыс. км2 |
3470 |
1865 |
11740 |
17 100 |
|
Плотность населения на 1 км2 |
27 |
10,7 |
Менее 3 |
8,7 |
|
Население, тыс. чел.: |
|
|
|
108 756 |
|
городское |
69 745 |
15 155 |
23 856 |
||
сельское |
25 277 |
5124 |
8572 |
38 973 |
|
Процент от мировых (числитель) |
|
|
|
|
|
и европейских (знаменатель) по |
|
|
|
|
|
казателей: |
|
|
|
23/11,5 |
|
плотность населения |
71/36 |
29/14 |
8/4 |
||
площадь |
2,4/34 |
1,1/18,6 |
8,5/117 |
12/171 |
ких расчетов очевидна. Кроме всего прочего, в оценке не учтена колоссаль ная роль Мирового океана в природных процессах. Однако надо согласить ся с тем, что освоение новых территорий крайне опасно для состояния окру жающей среды в целом. Скорее, надо готовиться к отступлению, возвраще нию природе ранее неразумно отнятых у нее территорий.
Рассуждая об этой проблеме в самом общем виде, следует иметь в виду не ясные перспективы геологических изысканий и геологии как отрасли мирово го хозяйства; под вопросом находятся возможность ввода в строй новых мес торождений полезных ископаемых, строительство дорог, новых городов и т.д.
Однако эти общие рассуждения следует дополнять и развивать конкрет ными разработками для отдельных регионов, слишком различающихся по условиям. Особенно это характерно для Российской Федерации. Одна из ха рактеристик этих региональных различий (расселение жителей) приведена в табл. 2.1. Из данных таблицы видно, что значительная часть Российской Федерации может быть отнесена к территориям, не нарушенным хозяйст венной деятельностью человека.
С высокой степенью достоверности считается, что не менее 60-65% тер ритории Российской Федерации составляют сохранившиеся экосистемы. В то же время экосистемы на зарубежных территориях, окружающих Евро пейскую часть России, в основном нарушены, причем степень преобразова ния и разрушения этих экосистем многие специалисты характеризуют как катастрофическую.
Отметим в качестве очень важного обстоятельства, что чем выше числен ность населения и его потребности, тем больше затрачивается энергии в про цессе использования технологий для получения конечных продуктов потреб ления. Результатом хозяйственной деятельности человека оказываются де формация, разрушение и преобразование экосистем и ландшафтов, возникно вение локальных, региональных и глобальных изменений окружающей среды. Поскольку в основе любой технологии лежит потребление энергии, потребле ние энергии на единицу территории страны может быть использовано как по казатель антропогенного воздействия на экосистемы, вклада хозяйственной деятельности в их разрушение. А.П. Федотов предложил использовать в этой
Таблица 2.2
Антропогенное давление и индекс антропогенной нагрузки на биосферу
|
Потребление энергии |
Индекс антро- |
% ненарушен |
Плотность |
|
Страна |
|
|
|||
МДж/год |
в расчете на |
погенной |
ных террито |
населения, |
|
|
нагрузки |
рий |
чел./км2 |
||
|
1млн га |
||||
Россия |
22 000 |
19 |
0,9 |
65 |
8,7 |
Финляндия |
824 |
27,5 |
1,25 |
9 |
16,3 |
Польша |
5320 |
175 |
8,0 |
0 |
125,5 |
Чехия и |
2879 |
230 |
10,5 |
0 |
124,7 |
Словакия |
|
|
|
0 |
|
Венгрия |
1187 |
129 |
5,9 |
114,5 |
|
Румыния |
3109 |
135 |
6,1 |
0 |
100,6 |
Германия |
13 800 |
394 |
18,0 |
0 |
207,0 |
Великобритания |
8500 |
351 |
16,0 |
0 |
235,4 |
Нидерланды |
3100 |
912 |
41,0 |
0 |
339,2 |
Австрия |
883 |
106 |
4,8 |
0 |
90,6 |
Франция |
6064 |
110 |
5,0 |
0 |
101,8 |
Китай |
23 500 |
25,2 |
1,1 |
20 |
120,1 |
Япония |
13 400 |
356 |
16,0 |
0 |
326,5 |
Мир в целом |
290 000 |
22 |
1,0 |
39 |
39,8 |
Таблица 2.3
. Индекс антропогенной нагрузки в ]регионах России (1993 г.)
|
Цент- |
Волго- |
Северо- |
|
|
рально- |
|||
Центр |
Черно- |
Вят |
Вят- |
|
ский |
ский |
|||
|
земный |
|||
|
регион |
регион |
||
|
регион |
|||
|
|
|
Запад- |
Восточ- |
но-Си- но-Си- |
|
Север Урал бир- |
бир- |
ский |
ский |
регион |
регион |
Даль |
По |
Север |
|
ний |
|||
вол |
ный |
||
Вос |
|||
жье |
Кавказ |
||
ток |
|||
|
|
4,2 |
4,3 |
3,2 |
0,6 |
0,6 |
3,0 |
0,8 |
0,4 |
0,17 |
3,0 |
5,0 |
связи специальный показатель - “индекс антропогенной нагрузки на биосфе ру” как отношение плотности антропогенной нагрузки для определенной стра ны к среднемировой. Данные для некоторых стран и России приведены в табл. 2.2 и 2.3. Из данных таблиц следуют два важных вывода. Во-первых, дан ные о плотности населения тесно коррелируют с антропогенной нагрузкой (за исключением Китая). Во-вторых, к Европейской части России примыкают страны с разрушенными экосистемами, служащими источниками возмущения окружающей среды, распространяющимися также на территории России.
Необходимо иметь в виду, что индекс антропогенной нагрузки, отражая достаточно надежно степень воздействия человека на видовое разнообразие и экосистемы в промышленно развитых странах, не полностью характери зует ситуацию в развивающихся странах, где, например, уничтожение лесов идет путем их выжигания или вырубки без применения машин, т.е. без ка кой-либо регистрируемой энергии.
Скорость исчезновения видов в Европе, снижаясь с запада на восток, наиболее низка в Европейской части России. В Германии в настоящее вре мя ежегодно теряется 1 вид из 822 растений, внесенных в Красную книгу,
581 —находится под угрозой исчезновения. Основная причина этого —разру шение в 2/3 случаев местообитаний, а в остальных случаях —прочие спосо бы изъятия первичной продукции биоты и нарушение экосистем и ланд шафтов. В России, особенно в ее Европейской части, многие виды растений и животных находятся под угрозой исчезновения. Например, в Нечернозем
ной зоне таких видов около 500.
Таким образом, мощное вторжение человека в естественные процессы привело к напряженности в функционировании механизма регуляции со стояния окружающей среды. Это, видимо, является основной причиной на блюдаемых глобальных ее изменений. Более того, оставшиеся ненару шенные территории суши продолжают рассматриваться как источник бу дущих ресурсов и сфера хозяйственной экспансии. Одним из крупнейших дестабилизаторов служит Европа, где более или менее значительные тер ритории с ненарушенными экосистемами сохранились только в России и скандинавских странах.
Пока ненарушенными можно считать экосистемы Мирового океана, ко торые оказывают значительное влияние на регулирование и стабилизацию окружающей среды. Эти резервы в математических моделях различных экологических сценариев не учитываются, что еще в большей мере снижа ет достоверность разработанных прогнозов.
Подытоживая, следует сказать, что основными воздействиями на естест венную биоту являются:
-разрушение местообитаний в результате отчуждения земель челове ком (уничтожение лесов, осушение болот, прокладка дорог, расширение по селений и средств инфраструктуры);
-нарушение покрова земли (добыча полезных ископаемых и др.);
-нарушение водного режима (строительство и функционирование гид роэлектростанций, строительство дамб и др.);
-чрезмерная эксплуатация (охота, рыбная ловля, расширение сельско хозяйственных угодий, сбор растений и др.);
-кислотные дожди и другие побочные эффекты деятельности человека;
-освоение космоса.
Из отраслей народного хозяйства наибольшую нагрузку на видовое раз нообразие и экосистемы оказывают энергетика, сельское хозяйство, транс порт (включая трубопроводный), горно-геологичёский комплекс.
2.2.2.2. БИОТА
“Биологический ресурс” есть результат биологических процессов, коли чество продукции живой природы.
В течение 1 года 1 кг биомассы растений эффективно поглощает 5,4 МДж фотосинтетически активной солнечной энергии, потребляет в про цессе фотосинтеза 0,5 кг С 02 и 0,15 кг Н20 , выделяет 0,35 кг 0 2 и образует 0,3 кг суммарного органического вещества. В параллельно идущем процес се дыхания 2/3 этого количества окисляется с образованием 0,33 кг С 02, 0,1 кг Н20 , с высвобождением 3,6 МДж энергии, которая используется для физиологических нужд растений и частично рассеивается в виде теплоты.
Оставшиеся 0,1 кг новообразованного органического вещества образуют биологический урожай.
Таблица 2.4
Количественные характеристики биомассы и продуктивности биосферы
Показатели биомассы и продукции |
|
Количество, млрд т |
|||
Биомасса живого вещества биосферы |
|
|
|
8344 |
|
Сухое вещество биомассы биосферы |
|
|
|
1360 |
|
Органическое вещество биомассы биосферы |
|
|
1276 |
|
|
Готовая продукция живого вещества (брутто) |
|
|
847 |
|
|
Сухое вещество продукции |
|
|
|
138 |
|
Органическое вещество продукции |
|
|
|
130 |
|
Годовое потребление и выделение углекислого газа |
|
224 |
|
||
Годовое потребление и выделение воды |
|
|
21 695 |
|
|
Годовое потребление и выделение кислорода |
|
|
163 |
|
|
Годовой поток нетто-энергии фотосинтеза, Дж • 1018 |
|
2327 |
|
||
Таблица 2.5 |
|
|
|
|
|
Площади, биомассы и продуктивность основных макроэкосистем |
|
||||
|
Площадь, |
Биомасса |
|
Годовая |
|
Основные макроэкосистемы |
(сухое вещество) |
продукция |
|||
|
МЛН м 2 |
т/га |
млрд т |
т/га |
млрд т |
|
|
||||
Тундра и лесотундра |
4,2 |
8,5 |
3,6 |
2,6 |
1,1 |
Таежные и горные хвойные леса |
12,8 |
127,0 |
162,6 |
7,9 |
10,1 |
Лиственно-хвойные леса |
6,2 |
185,0 |
114,7 |
9,8 |
6,1 |
Широколиственные листопадные леса |
7,6 |
240,0 |
182,4 |
11,0 |
8,4 |
Субтропические леса |
5,3 |
382,0 |
202,5 |
16,4 |
8,7 |
Влажные тропические леса |
10,3 |
581,0 |
598,5 |
27,5 |
28,6 |
Саванна |
6,2 |
68,0 |
42,2 |
9,1 |
5,6 |
Степи, прерии |
2,8 |
10,0 |
2,8 |
6,0 |
1,7 |
Пустыни |
22,7 |
2,1 |
4,8 |
1,6 |
3,6 |
Пашни, обрабатываемые земли |
15,1 |
9,7 |
14,6 |
6,7 |
10,1 |
Освоенные и окультуренные пастбища |
26,3 |
8,9 |
23,4 |
6,8 |
18,1 |
Воды суши |
2,4 |
0,3 |
0,1 |
0,7 |
0,2 |
Сооружения, дороги, горные выработки |
3,8 |
- |
- |
- |
- |
Полярные и горные льды |
17,2 |
- |
- |
- |
- |
И т о г о для всей суши |
141,9 |
|
1352,2 |
|
102,3 |
Океан |
361,1 |
|
7,8 |
|
36 |
В с е г о |
503,0 |
|
1360,0 |
|
138,3 |
Таким образом, можно записать 0,17 кг С 02 + 0,05 кг Н20 = 0,1 кг прироста биомассы + 0,12 кг 0 2. (2.4)
Эти процессы можно суммарно выразить реакцией
6С 02 + 6Н20 « " Ь . й свет, хлороф илл ^ < ^ 0 , + 6 0 2 . |
(2.5) |
Чтобы представить масштаб глобального обмена биогенных элементов в производстве биопродукции биотой, надо цифры уравнения (2.4) умно жить на 1,36 • 1015 (табл. 2.4).
Распределение производства биопродукции по территории Земли край не неравномерно (табл. 2.5). По данным табл. 2.5 можно судить не только о
Таблица 2.6
Биомасса животных и растений
Показатели |
Биомасса |
|
|
|
|
|
млрдт |
% |
Суша |
1352,2 |
99,43 |
в том числе: |
|
|
растения |
1341,3 |
99,62 |
животные |
10,9 |
0,81 |
Океан |
7,8 |
0,57 |
в том числе: |
|
|
растения |
0,7 |
0,05 |
животные |
7,1 |
0,52 |
В с е г о |
1360 |
100 |
Таблица 2.7
Средний химический состав живого вещества биосферы
Компоненты |
% |
Вода |
83,70 |
Сухое вещество |
16,30 |
в том числе: |
|
минеральные вещества |
1,00 |
органические вещества |
15,30 |
в том числе: |
|
углерод |
7,20 |
водород |
0,90 |
кислород |
7,04 |
азот |
0,13 |
сера |
0,01 |
фосфор |
0,01 |
больших экологических различиях природных зон, но и о степени давления человека на природу планеты. Обращает на себя вни мание, что 94% всей биомассы Зе мли сосредоточено в лесах, более половины - во влажных тропиче ских и субтропических лесах. Об рабатываемые земли, составляю щие 10% площади, дают такую же долю первичной продукции, усту пая по продуктивности степям, ко торые вытеснены пашней. В тех сообществах, где преобладают травянистые растения, травы (тун дра, степи, обрабатываемые зем ли), годовая продукция мало отли чается от величины биомассы. В лесах же продукция составляет лишь 3,5- 6,7% биомассы.
Живое вещество биосферы на 98,6% представлено биомассой на земных растений (табл. 2.6), кото рые в основном определяют и хими ческий состав суммарной биомассы (табл. 2.7).
Для некоторых расчетов нам потребуются данные об оболочках (геосферах) Земли (табл. 2.8).
Ниже приведены примеры рас четов на основе данных табл. 2.4
и2.8.
1.Расчет влияния промышлен ной эмиссии С 02 на общее содержа ние С 02 в атмосфере.
Выбросы промышленности С 02: в единицах углерода: 5,7 109 т;
в пересчете на С 02: 5,7-10-44 = 20,9 • 109 млрд т. 12
Масса атмосферы: 5,2 • 1015 т. Содержание С 02 в атмосфере: 0,035%.
Количество С 02 в атмосфере: 5,2 • 1015 • 0,00035 = 1820 млрд т. Количество выделения и поглощения природного С 02 в год = 224 млрд т
(см. табл. 2.4).
Относительно ежегодное выделение и потребление природного С02:
224-100
12,3%.
1820