Таблица 2.8
Характеристика геосфер Земли
Геосфера
Литосфера (до средней глуби ны границы залегания биоген ной органики)
Масса, т |
Средняя тол |
Плотность, |
Скорость |
|
обновления |
||||
щина, м |
т/м3 |
|||
|
состава, лет |
|||
|
|
|
||
2,08 • 1018 |
1650 |
2,47 |
2 10-* |
Гидросфера |
1,39- |
1018 |
2620 |
1,04 |
4 |
- 10-* |
Атмосфера (тропосфера) |
5,20 • |
1015 |
12000 |
8,5 КГ4 |
3 - 10-5 |
|
Доля промышленной эмиссии С 02 в ежегодном выделении и потребле
нии С 02: |
20,9-100 9,3%. |
2. |
224 |
Расчет количества кислорода, изымаемого из атмосферы на проведе |
ние промышленных процессов (на примере предприятий черной метал лургии).
Производство стали в мире: 750 млн т в год.
Расход углерода на производство стали: на 1 т стали в зависимости от структуры металлургического завода расходуется 1,0—1,5 т углерода. При нимаем в среднем 1,3 т/т.
Для определения расхода кислорода атмосферы на реакцию окисления углерода необходимо:
2.1. Задаться соотношением развития реакций |
|
С + 1/202 = СО |
(1) |
и С + 0 2 = С02. |
(2) |
Принимаем, что развитие реакции (1) - 20%, реакции (2) - 80%.
2.2.Задаться соотношением кислорода атмосферы и кислорода сырье вых материалов.
Принимаем, что на окисление углерода тратится 80% кислорода атмо сферы.
2.3.Задаться количеством углерода, не принимающего участия в реак циях окисления (растворение в металле, вынос из агрегата и т.д.).
Принимаем, что это количество составляет 10%. Обобщив, получаем, что из 1,3 т углерода, требуемого для получения 1 т стали, на реакцию (2)
расходуется 1,3 0,9 0,8 0,9 = 0,85 т, а кислорода атмосферы требуется 0,85 • 32/12 = 2,27 т.
Ежегодно для металлургической промышленности мира необходимый расход кислорода: 750 • 2,27 = 1,7 млрд т.
Количество кислорода в атмосфере: 5,20 • 1015 • 0,21 = 1,09 • 1015 т. Годовое потребление и выделение природного кислорода в атмосфере
(табл. 2.4) - 163 млрд т.
Потребность в кислороде для целей металлургии в %:
от массы кислорода атмосферы:
1 7-109
1 ^ = .,5.1О-=О,0ОШ5%,
от массы ежегодного кислородообмена в атмосфере:
1,7-Ю9 = 0,0104 = 1,04%.
163 109
Рассмотрев некоторые общие положения о составе и количестве биоло гического ресурса, перейдем к обсуждению его роли в жизни человека. В отличие от биосферного ресурса, который мы впрямую не “употребляем”, не используем для обеспечения своих жизненных потребностей, биологиче ский ресурс человеку необходим для обеспечения жизни постоянно.
Во многих смыслах заменить биологический ресурс человеку нечем. Во-первых, биота - это основа сельского хозяйства, т.е. главная база
обеспечения человека пищей. В результате природных процессов произво дится продукция, без которой жизнь человека невозможна. Сельское хозяй ство является дополнительным взносом человека в природные процессы.
Во-вторых, биологический ресурс - это прежде всего леса, роль кото рых в жизни человека многообразна и незаменима.
В-третьих, растительный покров - это необходимое условие для пре дупреждения эрозии почвы, инфильтрации воды и сохранения грунтовых
вод, снижения потоков сточных вод и паводков, поддержания кругообо рота воды.
В-четвертых, биота - это гарантия стабилизации климата.
В-пятых, биологический ресурс - это гарантия стабилизации баланса ки слорода, без которого жизнь невозможна.
В-шестых, биологический ресурс - это наряду с продукцией сельского хозяйства основа для животноводства и рыбного хозяйства.
В-седьмых, биота - это ресурс для медицины. 25% лекарств можно изго товить только из природных компонентов (транквилизаторы, ряд антибио тиков, обезболивающих средств и пр.).
В-восьмых (роль этого фактора будет только возрастать), - это база для отдыха и восстановления психического и физического здоровья лю дей, расширение эстетических и культурных возможностей совершенство вания человека.
тоебления JIT™; ЭТ°Т список’ подтверждающий необходимость по- мости пелает я ВеК0М биологического ресурса. Признание этой необходи-
лозунги типа ‘‘пгш яЫСЛеННЫМИ призывы типа “не трогать природу” и др., рава природы выше прав человека” и т.д.
ных п Г Г , Т Р°ДЫ В смысле запрета на нарушение устойчивости природоб ошэеп* Не отРицает возможности ее эксплуатации. Речь идет лишь г о в о р я т спепиГпПРеДеЛО« использования биологического ресурса или, к а к
Рассшути исты’ 0 |
максимально устойчивой эксплуатации” природы. |
Земепиии^ некотоРые составляющие биологического ресурса. |
|
14 9 млпп гя V ресурсы |
Площадь суши составляет 149,3 млн км2, или |
шалям ппид(»ттраТеГОрИя Зе^ ель’ Различные по качеству и занимаемым пло щадям, приведены в табл. 2.9.
Категории земель |
|
Площадь |
|
% от площади суши |
|
|
млн км2 |
|
Н епродукт ивны е земли |
|
|
Ледниковые покровы |
16,3 |
11,0 |
Практически безжизненные пустыни, скалы, прибрежные |
23,2 |
15,5 |
пески |
3,2 |
2,1 |
Озера, реки, водохранилища |
||
Города, предприятия, аэродромы, дороги |
3,0 |
2,0 |
Антропогенный бедленд (карьеры, овраги, отвалы с разру- |
4,5 |
3,0 |
шенной почвой) |
|
2,7 |
Сельскохозяйственные непродуктивные земли (села, обо- |
4,1 |
|
чины, межи и др.) |
54,3 |
36,3 |
И т о г о |
||
П родукт ивны е пахот но-непригодны е земли |
|
|
Тундра и лесотундра |
7,0 |
4,8 |
Болота |
4,0 |
2,7 |
Пастбища, преимущественно засушливые, в полупустынях |
22,4 |
14,7 |
и саваннах на маломощных, щебнистых, засоленных |
|
|
почвах |
36,9 |
|
Леса, преимущественно горные, на вечной мерзлоте и |
24,9 |
|
заболоченные |
70,3 |
|
И т о г о |
47,0 |
|
П ахот но-пригодны е земли |
|
|
Современные пашни и плантации |
15,0 |
10,0 |
Луга и пастбища, потенциально пригодные для земледелия |
6,23 |
4,3 |
Леса, потенциально пригодные для земледелия |
3,47 |
2,3 |
И т о г о |
24,7 |
16,6 |
В с е г о |
149,3 |
100 |
Из данных табл. 2.9 следует, что 36% (или более 1/3) суши не произво дит первичную продукцию, а остальные земли продуцируют биомассу, но обладают крайне неоднородным биопродуктивным потенциалом.
По данным ФАО*, сухопутная площадь мира, равная 13,1 млрд га (ледники занимают 1,6 млрд га, внутренние водоемы - еще 0,3 млрд га), осваивалась (на 1989 г.) следующим образом: под обработкой находилось 1,5 млрд га, или 11% земель, под пастбищами - 3,2 млрд га (24%), леса покрывали 4,1 млрд га (31%). Остальные 4,4 млрд га (34%) отнесены к категории прочих земель, как продук тивных, но занятых застройками, объектами инфраструктуры, горными разра ботками, так и непродуктивных (скальные выходы, бедленды, пустыни и т.д.).
Наиболее ценные и плодородные земли планеты, используемые с раз ной степенью эффективности, составляют около 1,5 млрд га. Они очень различаются по качеству, уровню продуктивности и распределению по тер-
*ФАО (FAO - Food and Agriculture Organization of United Nation) - продовольственная и сель скохозяйственная организация ООН.
|
Площадь |
% от |
% от |
Орошаемые угодья |
||
|
|
|
|
|
||
Регион |
млн га |
га/чел. |
площади |
мировой |
млн га |
% от площади |
|
региона |
площади |
||||
|
пашни |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Европа (без СССР) |
141 |
0,28 |
30 |
9,6 |
16,3 |
12 |
Азия (без СССР) |
451 |
0,15 |
17 |
30,6 |
144,0 |
31 |
СССР |
232 |
0,81 |
10 |
15,7 |
21,5 |
9 |
Северная Америка |
274 |
0,65 |
13 |
18,6 |
25,5 |
9 |
Южная Америка |
142 |
0,49 |
8 |
9,6 |
8,4 |
6 |
Африка |
185 |
0,30 |
6 |
12,6 |
11,0 |
6 |
Австралия |
49 |
1,85 |
6 |
3,3 |
1,9 |
4 |
Мир (в целом) |
1474 |
0,28 |
И |
100 |
228,6 |
15 |
ритории материков (табл. 2.10). Наибольшие массивы плодородных земель сосредоточены в лесостепной и степной зонах умеренного пояса и субгумидных зонах теплого и жаркого поясов. 750 млн га пашни, или 50% всех обра батываемых земель мира, размещалось в 1990 г. только в 6 странах (б. СССР, США, Индия, Китай, Канада и Бразилия).
Данные табл. 2.10 дают представление о том, насколько различна обес печенность одного жителя пахотными угодьями. Если в целом по миру на каждого жителя в 1990 г. приходилось около 0,3 га пашни, то в Азии, где со средоточен 31% мировой пашни, этот показатель - самый низкий на плане те (0,15 га). Рост населения несколько изменит (в сторону уменьшения) эти цифры, но порядок их изменится мало.
Из всех плодородных земель первоклассные, т.е. способные давать вы сокие урожаи по 2-3 раза в год, занимают всего 100 млн га. Земли второго класса с валовой урожайностью 40-60% урожайности на лучших землях за нимают 500 млн га. Оставшиеся 600 млн га - это земли очень низкого тре тьего класса, на которых урожайность не превышает 20-40% урожайности культур на лучших землях.
Ограниченность хороших земель усугубляется их прогрессивно возрастаю щими потерями в результате неправильных систем обработки почвы. Полага ют, что за всю историю человечества в результате развития процессов уско ренной эрозии, вторичного засоления, дегумификации и других явлений потеря но более 1,5 млрд га. По различным данным, ежегодно в мире выбывает из сель скохозяйственного использования за счет застройки населенными пунктами, транспортными магистралями и прочими объектами около 8 млн га, 3 млн га разрушаются ускоренной эрозией, 2 млн га опустыниваются, еще 2 млн га за соляются вторично или же в них наблюдается аккумуляция токсичных для рас тений соединений антропогенного происхождения. Таким образом, каждый год мировое хозяйство становится беднее на 15 млн га продуктивных угодий.
В то же время уже освоенные земли используются по-разному. Во мно гих районах'мира расширяется объем поливных земель, растет применение органических и минеральных удобрений, почвозащитных методов обработ ки, особых сортов культурных растений. По данным ФАО, за 25 лет (1965-1990 гг.) общая пахотная площадь мира выросла на 140 млн га (10%),
население же Земли увеличилось на 1,3 млрд чел. (на 40%). Прокормить это население оказалось возможным лишь благодаря интенсивным методам ве дения хозяйства: на 82% прирост производства был обеспечен за счет интен сификации сельского хозяйства и лишь на 18% - за счет экстенсивного фа ктора (расширения площади пашни).
О различном уровне хозяйствования на пахотных землях свидетельствую следующие данные. В 1994 г. средняя урожайность в мире главного зернового злака - пшеницы - составила 23,8 ц/га, причем в ряде стран были получены урожаи 70-90 ц/га. Столь же существенный разрыв в продуктивности отмеча ется и по другим важнейшим культурам: рис - 31 и 140 (лучший результат) ц/га, кукуруза - 28 и 120 ц/га, сахарная свекла - 400 и 2000 ц/га соответственно.
Деградация земель происходит по нескольким направлениям. Основное направление - опустынивание. Главная его причина - сниже
ние интенсивности континентального влагооборота в результате непрерыв ного сокращения площади лесов. Другие причины - экстенсивное использо вание засушливых земель и естественные засухи. В Российской Федерации доля пустынь и полупустынь мала - в основном это прилегающие к Каспий скому морю земли (Калмыкия и Астраханская обл.). Общая площадь паш ни России - 132 млн га (8% мировой), из них 100 млн га - зоны семиаридно го (полузасушливого) и неустойчивого увлажнения.
Второе направление деградации земель - ветровая и водная эрозия. Пашня России ежегодно теряет 400-650 млн т почвы; площадь земель, ох ваченных эрозией, - 30% сельскохозяйственных угодий (в мире - 60%). Пло щадь орошаемых земель в России - 6,3 млн га, их состояние бедственное из-за низкого качества проектов строительства (подтопление земель, повы шение уровня грунтовых вод и, как следствие, засоление земель).
Отчуждение земли для благоустройства в расчете на 1 жителя требует около 100 м2 жилья и производственных помещений и еще 100 м2 на инфра структуру. Вместе с пашней и пастбищами на 1 человека необходимо 1,6 га территории. В России эта величина составляет около 2 га на человека. На селенные пункты, земли, занятые промышленностью, транспортом и пр., занимают 70 млн га (из них 55 млн га - населенные пункты), пашни, пастби ща, сенокосы - 222 млн га. Таким образом, в России на 1 человека приходит ся 0,5 га “техногенных пустынь” и 1,5 га сельскохозяйственных земель.
Третье направление деградации земель - химическое загрязнение, нако пление в почвенном слое и растениях химически токсичных и радиоактив ных веществ. Площадь загрязнения токсикантами вокруг городов составля ет 70 млн га, площадь радиоактивного загрязнения - 5,6 млн га (14 областей Российской Федерации).
Другие виды деградации земель связаны с выпадением кислотных дож дей, использованием сельскохозяйственной техники (уплотнение почв), за топлением земель.
Всего деградации подвержено около 48% земель Российской Федерации. Лесные ресурсы мира. Общая площадь лесов мира, согласно оценкам ФАО, составляла в 1989 г. 4082 млн га, а лесопокрытая* - значительно мень-
*В лесной статистике отражаются две категории лесных территорий: а) “лесопокрытая часть” или просто “леса” и б) “лесная площадь”, включающая кроме лесопокрытий также вырубки, гари, свободные от древостоев, но подлежащие облесению участки и пр.; иначе - это земли, официально относимые к лесному фонду.