Географическая картина мира Пособие для вузов Кн. I: Общая характеристика мира. Глобальные проблемы человечества

10. Учение о географической среде

Географическая среда – одно из важнейших понятий географической науки. Оно было предложено еще в конце XIX в. известным французским географом-страноведом Элизе Реклю и работавшим вместе с ним русским географом Л. И. Мечниковым. За прошедшие с тех пор сто с лишним лет это понятие постепенно расширялось и углублялось, став центральным звеном учения о географической среде. Однако несмотря на обширную литературу по этой проблематике, причем не только географическую, но и философскую, некоторые принципиальные вопросы еще до сих пор продолжают оставаться спорными.

Во-первых, это вопрос о трактовке самого понятия «географическая среда», который еще не так давно разделял географов на два враждующих лагеря.

Сторонники более широкой трактовки считали и продолжают считать, что между понятиями «природа» и «географическая среда» теперь уже нет различия, поскольку люди освоили, окультурили всю планету. При этом сторонники такой точки зрения иногда ссылаются на Ф. Энгельса, который еще в XIX в. в «Диалектике природы» написал о том, что от той природной среды, которая была на территории Германии ко времени прихода германцев, осталось «чертовски мало». Если так, то что уж тогда говорить о рубеже двух тысячелетий! Подобной точки зрения придерживались В. А. Анучин, Ю. Г. Саушкин и другие известные географы.

Сторонники более узкой трактовки считают, что понятия «природа» и «географическая среда» близкие, родственные и в перспективе, по-видимому, действительно сольются в одно понятие. Но пока еще человеком освоена далеко не вся природа, а только ее часть, хотя и преобладающая. Такой точки зрения придерживается большинство географов и философов, что отразилось и на самом определении понятия о географической среде. Для примера можно привести определение, которое дано в очень авторитетном издании – «Географическом энциклопедическом словаре»: «Географическая среда – земное окружение человеческого общества, часть географической оболочки, в той или иной мере освоенная человеком и вовлеченная в общественное производство».[18]

Какая же именно часть земной природы уже освоена, окультурена человеком? Отечественные и зарубежные ученые время от времени публикуют соответствующие расчеты, однако «вилка» между цифровыми показателями зачастую бывает весьма велика. Очевидно, что при таких расчетах важно знать, всю ли земную сушу принимают во внимание или только обитаемую. Желательно учитывать также степень нарушенности естественных экосистем. В этом смысле представляет интерес расчет, сделанный американскими учеными в 1994 г. (табл. 11) и приведенный в ряде отечественных изданий.[19]

Анализ таблицы 11 показывает, что если учитывать всю площадь земной суши, то на нашей планете осталось еще 94 млн км² территории с ненарушенными экосистемами. Если же вычесть обширные пространства, покрытые ледниками (Антарктида, Гренландия), обнаженными скалами и землями, то останется 52 млн км². Не менее, если не более интересны соответствующие данные по отдельным странам. По расчетам органов ООН, площадь не тронутых человеком «диких» земель в середине 80-х гг. XX в. достигала: в СССР – 7,5 млн км², в Канаде – 6,4 млн, в Австралии– 2,3 млн, в Китае– 2,1 млн и в Бразилии – 2 млн км².

Спорным остается, во-вторых, вопрос о том, что входит в само понятие о географической среде. Здесь также обозначились две трактовки – широкая и узкая.

Сторонники широкой трактовки считали, что географическая среда включает в себя разнокачественные элементы – как природные, так и общественные, и даже самого человека в качестве биосоциального существа. Поэтому они предлагали называть географическую среду антропосферой, социосферой, техносферой и т. п. Сторонники узкой трактовки предлагали включать в понятие о географической среде только те элементы, тела и силы природы, которые либо созданы ею и сохранились в девственном состоянии, либо созданы человеком, но имеют природные аналоги (поля, сады, пастбища, пруды, каналы, лесные полосы и др.). Что же касается тел природы, измененных человеком настолько, что они утратили всякую аналогию с природными элементами (академик С. В. Калесник в этой связи писал о домах, телевизорах, самолетах, пирожных, шашлыках, кальсонах, пластмассах, Венере Милосской и т. п.), то включать их в понятие географической среды никак нельзя, равно как и самого человека.

Таблица 11[20]

ПЛОЩАДИ С НАРУШЕННЫМИ В РАЗНОЙ СТЕПЕНИ ЕСТЕСТВЕННЫМИ ЭКОСИСТЕМАМИ НА КОНТИНЕНТАХ ЗЕМЛИ

Некоторому примирению этих противоположных точек зрения способствовало появление в 1970-х гг. нового термина – «окружающая среда».

Под окружающей средой стали понимать совокупность природных, природно-антропогенных и антропогенных объектов, явлений и процессов, внешних по отношению к человеку, с которыми он взаимодействует в процессе своей деятельности.[21]

Этот термин применяют по отношению к отдельному человеку и по отношению к большим группам людей, а также ко всему человечеству (синоним – среда обитания человека). Если при этом в качестве окружающей среды рассматривают только природную среду, то и говорить следует об окружающей природной среде. Если же речь идет об антропогенной (природно-антропогенной) среде, то применяют целый набор соответствующих понятий – таких, как «социальная среда», «жилая среда», «производственная среда» и т. д.

11. Географический детерминизм (фатализм) и географический индетерминизм (нигилизм)

В широком смысле детерминизм – философское понятие, в основе которого лежит латинское слово determinare – определять. Оно означает закономерную взаимосвязь, взаимозависимость и причинную обусловленность различных явлений. Наряду с другими науками детерминизм широко используется и в географии. Более того, идеи детерминизма, можно сказать, пронизывают всю географическую науку, для которой взаимозависимость между многообразием различных явлений и процессов особенно важна.

Однако, когда говорят о географическом детерминизме, обычно имеют в виду особый аспект такой взаимозависимости – преувеличение роли географической среды, географического фактора (географического положения, рельефа, климата, гидрографии, почв, растительности) в развитии человеческого общества. При таком подходе, – отмечает Ю. Г. Липец, – своеобразие демографических, экономических, социальных, этнических, политических процессов, бытовые привычки и трудовые навыки, стереотипы поведения и стили жизни находили свое истолкование как производные тех или иных естественных условий и природных ресурсов.

Исторически географический детерминизм (Н. Н. Баранский называл его географическим фатализмом) зародился еще на заре развития географии и затем на протяжении почти двух с половиной тысяч лет был едва ли не господствующей идеей. По отношению к древнему миру и средним векам объяснить это не составляет большого труда. Но живучесть географического фатализма ярко проявилась и в новое время, т. е. в XVIII и XIX вв.

В XVIII в. во Франции, уже в эпоху Просвещения, Шарль Монтескье писал, что «власть климата сильнее всех властей». В XIX в. в той же Франции Элизе Реклю говорил о зависимости общества – вплоть до форм государственной власти – от определяющего влияния природы. В Германии в XIX в. географический фатализм нашел отражение в произведениях видных ученых-географов Карла Риттера, Фридриха Ратцеля (автор «Антропогеографии»), Альфреда Геттнера. В значительной мере под влиянием французской и немецкой географических школ он получил распространение и в России. В США уже в XX в. большую дань географическому фатализму принесли теоретики географии Ричард Хартшорн и Элеворт Хантингтон. Для последнего было характерно столь сильное преувеличение роли климата, что Ю. Г. Саушкин метко назвал его концепцию климатическим детерминизмом.

С течением времени, по мере развития и углубления научного знания, позиции географического фатализма стали ослабевать. Еще в конце XIX в. во французской школе географии человека (Видаль де ла Блаш, Эмманюэль Мартонн, Альберт Деманжон) зародился так называемый поссибилизм (от франц. possibilitg – возможность), отрицавший крайние формы фатализма и исходивший из того, что природная среда действительно создает возможности, предпосылки для формирования культурных ландшафтов как определенного итога человеческой деятельности, но их использование зависит в первую очередь от самого человека. Поссибилизм распространен и в наши дни.

И тем не менее еще шире распространено другое течение географического фатализма, которое получило наименование инвайрон-ментализма (от англ. environment – среда, окружение). Оно по-прежнему ставит развитие и размещение хозяйства в сильную зависимость от природных условий и ресурсов.

Характерно, что географический фатализм в наши дни особенно чувствуется в школьных учебниках географии Запада, многие из которых возвращают нас прямо-таки к временам откровенного «климатического детерминизма». Например, в большинстве учебников США Советский Союз и Россию (по крайней мере, до недавнего времени) обычно представляли как страну вечного холода – какое-то подобие Гренландии или Аляски. Суровым климатом и капризами природы объясняли многие наши трудности, недостатки и просчеты, например, неурожай и недостаток зерна. И уж конечно победителем фашистских войск под Москвой в 1941 г. оказывался «генерал Зима».

Недооценку влияния географической среды на жизнь и деятельность людей в научной литературе обычно называют географическим индетерминизмом (по Н. Н. Баранскому, это географический нигилизм). Недооценка, недоучет роли природных условий и ресурсов имели и имеют место в географических школах стран Запада. Но, пожалуй, особенно сильно они проявились в отечественной географии, в течение десятилетий исходившей из широко известного постулата: «Мы не можем ждать милостей от природы, взять их у нее – наша задача». Вспомним хотя бы научно-популярные книги о своей стране, где постоянно повторялось, скажем, что наши леса так обширны, что на их пространстве можно уместить 20 Италий и 200 Бельгий, или что наши черноземы занимают территорию, в четыре раза превышающую площадь Франции.

Теперь уже хорошо известно, к каким поистине устрашающим последствиям привели подобные взгляды. Хорошо, что многое уже сделано и делается для преодоления географического нигилизма в сознании и действиях миллионов людей. Однако нельзя забывать и о том, что в условиях фактического господства этой концепции выросло не одно поколение наших сограждан, переориентацию которых на новые человеческие ценности нельзя осуществить в очень короткие сроки. Тем более важно воспитание молодежи уже в новом «ключе».

В свое время Н. Н. Баранский написал: «Практически же географический фатализм вреден тем, что, придавая абсолютное, решающее значение природным условиям, создает такое умонастроение, что судьба каждого народа раз и навсегда предопределена природными условиями его страны».[22] Здесь же он писал и о географическом нигилизме, который теоретически неправилен тем, что, отрицая какое бы то ни было значение природных условий и вырывая человеческое общество из материальной среды его существования и развития, неминуемо ведет к идеализму. Можно сказать, что фатализм и нигилизм – это две крайности, которых нужно стараться избегать.

12. Из истории использования полезных ископаемых

В наши дни известно около 250 видов полезных ископаемых и почти 200 видов поделочных и драгоценных камней. Однако вовлечение их в хозяйственный оборот происходило постепенно на протяжении всей человеческой цивилизации.

Первым металлом, который стал известен человеку, по-видимому, была медь. По мнению археологов, применять самородную медь начали еще за 12–11 тыс. лет до н. э., т. е. в каменный век. Затем наступил собственно медный век – сначала на Ближнем Востоке, потом в Европе, Средней Азии, Закавказье, в России, на Украине. В древнем мире медь добывали в Сирии, Палестине, на Кипре (считают, что от латинского слова «купрум» – «медь» и происходит название этого острова), в Испании, Сербии, Болгарии, на Кавказе, в Индии. В течение нескольких тысячелетий ее широко использовали для производства орудий труда, утвари, украшений, а позднее и для чеканки монет.

Затем, примерно за 4 тыс. лет до н. э. начался бронзовый век. Это означало, что люди научились получать сплав меди и олова, который к тому времени также стал известен сначала на Ближнем Востоке, а позднее в Европе (Британия). Полагают, что само слово «бронза» происходит от названия порта Бриндизи (Брундизи) в южной Италии, где было освоено производство этого металла. Как и медь, бронзу широко использовали для изготовления самых различных орудий труда. При помощи их, в частности, обрабатывали каменные глыбы знаменитой пирамиды Хеопса. Кроме того, бронзу стали применять в качестве конструкционного материала. Например, из бронзовых деталей была смонтирована статуя колосса Родосского, относящаяся к одному из семи чудес света.

Но неправильно было бы считать, что в те далекие времена только медь, олово и бронза составляли минерально-сырьевой арсенал человечества. Наряду с ними широко использовали уже и некоторые другие металлы и камни.

В первую очередь это относится к золоту. Самородное золото стало известно примерно так же давно, как и самородная медь. Что касается его добычи, то она началась, очевидно, в Древнем Египте, где, как известно, этот металл связывали с культом Солнца и обожествляли. Задолго до начала нашей эры золото добывали в Малой Азии, в Индии, в Древнем Риме. Использовали его в основном для производства украшений, изделий культа, для чеканки монет. Богатейшими золотыми сокровищами обладала также империя инков в Южной Америке. Именно эти сокровища особенно привлекли испанских конкистадоров во время завоевания ими Нового Света.

Уже в Древней Греции и в Древнем Риме, да и в других регионах Земли, были широко известны свинец, руда ртути киноварь (ее использовали для изготовления красного красителя), сера, поделочные камни (мрамор, лазурит), многие драгоценные камни (изумруд, бирюза и др.). В третьем тысячелетии до нашей эры в копях Голконды (Южная Индия) начали добывать алмазы.

Постепенно бронзовый век сменился железным веком, который продолжался примерно 3,5 тыс. лет. Археологическими исследованиями установлено, что железо сыграло особенно большую роль в развитии человеческой цивилизации. Первые плавки железных руд и изготовление первых кованых железных изделий относятся, очевидно, ко второму тысячелетию до нашей эры (Египет, Месопотамия). Затем железные руды стали использовать на территории Европы, южной России, Кавказа. Из железа производили орудия труда и быта, оружие, многие другие изделия.

С известной долей условности можно утверждать, что на протяжении всего периода средних веков и нового времени – вплоть до промышленных переворотов XVIII–XIX вв. – минерально-сырьевую базу человечества составляли примерно те же металлы (медь, железо, золото, серебро, олово, свинец, ртуть), что и в древнем мире, а также поделочные и драгоценные камни. Но во второй половине XIX и в первой половине XX в. состав этой базы претерпел очень большие изменения.

Они коснулись топливных полезных ископаемых. Началось широкое использование ископаемых углей, хотя их и задолго до этого добывали непромышленными способами. То же относится и к нефти. Известно, что природный битум использовали еще тысячелетие назад, но первые примитивные нефтяные скважины появились только в XVII в., а начало промышленной добыче было положено лишь в середине XIX в., причем почти одновременно в Польше, Румынии, России и США. В середине того же XIX в. был получен металлический уран, а добычу урановой руды – главным образом для извлечения радия – стали осуществлять уже в начале XX в.

Изменения коснулись и рудных полезных ископаемых. В первую очередь это относится к алюминию. Запасы бокситов были впервые обнаружены в начале XIX в. на юге Франции у местечка Бокс (отсюда и их название). В середине того же века была разработана технология промышленного получения этого металла. Но массовое его производство и применение началось уже в XX в. Примерно такие же вехи отмечают «родословную» марганца, хрома (от греч. «хромос» – цвет), никеля, ванадия, вольфрама, молибдена, магния.

Наконец, эти изменения коснулись и нерудных ископаемых – фосфоритов, калийных солей, асбеста, алмазов. Первая «алмазная лихорадка» была отмечена в Бразилии еще в первой половине XVIII в. Во второй половине XIX в. такие «лихорадки» произошли в Южной Африке и в США (Калифорния). В 1829 г. 14-летний Павел Попов нашел первый алмаз на территории России – на одном из рудников Урала.

Новое количественное и качественное изменение минерально-сырьевой базы человечества началось уже в середине XX в. в связи с научно-технической революцией. Речь идет в первую очередь о «металлах XX века» – титане, кобальте, бериллии, литии, ниобии, тантале, цирконии, германии, теллурии, без которых было бы практически невозможно развитие самых современных производств, в наибольшей степени олицетворяющих нынешний этап НТР.

13. Мировые ресурсы минерального топлива и сырья

Минеральными ресурсами принято называть полезные ископаемые, извлекаемые из недр Земли. В современном хозяйстве используется примерно 200 различных видов минерального топлива и сырья. Классификации их могут быть различными. Наиболее широко распространена классификация на основе технического использования ресурсов, при которой выделяют топливные, металлические, технические ресурсы и строительные материалы. Применяется также генетическая классификация, в основу которой положены возраст и особенности происхождения; при этом обычно выделяют ресурсы докембрийской, нижнепалеозойской, верхнепалеозойской, мезозойской и кайнозойской геологических эпох. Мировые ресурсы минерального топлива и сырья периодически оценивают и переоценивают на сессиях Мирового энергетического совета (ранее – Мировой энергетической конференции), горных, геологических, нефтяных, газовых и других конгрессов.

Наибольшее внимание традиционно привлекают топливные ресурсы. Их принято учитывать по двум главным категориям – общегеологических и разведанных (достоверных, доказанных, подтвержденных) ресурсов. В пределах земной суши они распределяются довольно неравномерно. Так, по оценкам конца 1990-х гг., первое и второе места по их запасам делят между собой регионы СНГ и Азиатско-Австралийский. На третьем месте находится Северная Америка, а далее идут Ближний и Средний Восток, зарубежная Европа, Африка и Латинская Америка. Естественно также, что регионы различаются и по структуре своих топливных ресурсов. В целом в мире на долю угля приходится 70–75 % всех топливных ресурсов (в условном топливе), а остальная часть примерно поровну распределяется между нефтью и природным газом. При этом в Европе, например, доля угля составляет 90 %, а на Ближнем и Среднем Востоке, напротив, 100 % приходится на ресурсы нефти и природного газа.

Уголь широко распространен в земной коре: известно более 3,6 тыс. его бассейнов и месторождений, которые в совокупности занимают 15 % земной суши. Как общие, так и разведанные запасы угля намного больше запасов нефти и природного газа. В 1984 г. на XXVII сессии Международного геологического конгресса общие мировые угольные ресурсы были оценены в 14,8 трлн т (в том числе 9,4 трлн т каменного и 5,4 трлн т бурого угля), а во второй половине 1990-х гг. в результате разного рода переоценок и перерасчетов – в 5,5 трлн т (в том числе 4,3 трлн т каменного и 1,2 трлн т бурого угля).

Однако гораздо чаще в научно-справочной, да и в учебной литературе говорят о разведанных запасах, доступных для разработки при существующих технических и экономических критериях использования. Еще в 1984 г. они были оценены в 1,2 трлн т, а в начале 2004 г. – примерно в 1 трлн т. По разведанным запасам угля крупные регионы следуют в таком порядке: Северная Америка, СНГ, зарубежная Азия, зарубежная Европа, Австралия и Океания, Африка, Латинская Америка. При определении ранжира отдельных стран также обычно пользуются данными о разведанных запасах (табл. 12).

Анализ таблицы 12 показывает, во-первых, что на США, Китай и Россию приходится более 1/2 всех мировых разведанных запасов угля, и, во-вторых, что в составе первой десятки стран по запасам угля экономически развитые страны значительно преобладают над развивающимися.

Всего угольные ресурсы разведаны в 83 странах мира. Геологические закономерности их распределения по территории земной суши изучали многие ученые. Академик П. И. Степанов еще в 1937 г. установил минимумы и максимумы угленакопления, связанные с особенностями конкретных геологических эпох, с их палеогеографической обстановкой. Затем эти подсчеты неоднократно уточняли. Согласно современным представлениям, 47 % всех угольных ресурсов приходится на отложения палеозоя, 37 – мезозоя и 16 % – кайнозоя. В том числе из отдельных геологических периодов максимумы угленакопления приходятся на пермь, карбон и мел, в меньшей мере – на юру, неоген и палеоген. В Европе резко преобладают карбоновые и палеоген-неогеновые угли, в Азии – пермские.

Таблица 12

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗВЕДАННЫМ ЗАПАСАМ УГЛЯ

Таблица 13

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗВЕДАННЫХ ЗАПАСОВ НЕФТИ ПО КРУПНЫМ РЕГИОНАМ

Нефть распространена в земной коре еще более чем уголь: геологи выявили примерно 600 нефтегазоносных бассейнов и обследовали около 400 из них. В результате реально перспективные на нефть (и природный газ) территории занимают, по разным оценкам, от 15 до 50 млн км². Однако мировые ресурсы нефти значительно меньше угольных.

Это относится к общегеологическим ресурсам, оценки которых обычно колеблются в пределах от 250 до 500 млрд т. Иногда, правда, они поднимаются до 800 млрд т, но в этом случае учитывается не только обычная, но и так называемая тяжелая нефть, содержащаяся в битуминозных песках и нефтяных сланцах, которая в промышленных масштабах пока практически не освоена. В еще большей степени это относится к разведанным (доказанным) запасам нефти, хотя они и обнаруживают постоянный и довольно устойчивый рост. К началу 2007 г. мировые разведанные запасы нефти составили 192,5 млрд т.

Распределение разведанных запасов нефти по крупным регионам мира показано в таблице 13.

Такое распределение (табл. 13) сложилось постепенно. Оно не раз изменялось по мере открытия крупнейших нефтегазоносных бассейнов в Юго-Западной Азии, в Северной и Западной Африке, в зарубежной Европе (Североморский), в Латинской Америке, а также в СССР (Волго-Уральский, Западно-Сибирский) (рис. 0). Но даже среди них на первое место выдвинулись богатейшие нефтегазоносные бассейны, расположенные в провинции бассейна Персидского залива, в которую входит акватория этого залива и прилегающие части Аравийского полуострова и Иранского нагорья. При разведанных запасах, равных почти 100 млрд т, одна эта провинция концентрирует более ¹/₂ мировых запасов, образуя, как иногда говорят, главный полюс нефтегазоносности всей нашей планеты. В значительной мере это связано с тем, что здесь находится половина из 30 известных в мире гигантских (уникальных) нефтяных месторождений, т. е. таких, которые имели первоначальные запасы более 500 млн и даже свыше 1 млрд т (самые большие из них – Гавар в Саудовской Аравии, Ага-Джари в Иране и Эль-Буркан в Кувейте).

Хотя нефтяные месторождения (всего их 50 тыс.) ныне известны в 102 странах, сверхконцентрация нефтяных ресурсов в провинции Персидского залива предопределяет и первую десятку стран по разведанным запасам нефти, состав которой демонстрирует таблица 14.

С конца 80-х гг. XX в. в мире наблюдается относительно новая тенденция увеличения разведанных запасов нефти. Она заключается в том, что рост этих запасов ныне происходит не столько путем открытия новых нефтегазоносных бассейнов, сколько благодаря дополнительному бурению на уже действующих месторождениях. В качестве примеров такого рода можно привести Саудовскую Аравию, Венесуэлу, да и многие другие страны. Хотя, конечно, в мире продолжают открывать новые нефтяные бассейны как на суше, так и в морских акваториях (Прикаспий и Каспийское море).

Природный газ распространен в природе в свободном состоянии – в виде газовых залежей и месторождений, а также в виде «газовых шапок» над нефтяными месторождениями (попутный газ). Используются также газы нефтяных и угольных месторождений.

Таблица 14

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗВЕДАННЫМ ЗАПАСАМ НЕФТИ

Рис. 9. Крупнейшие нефтегазоносные бассейны мира

Общегеологические ресурсы природного газа в различных источниках оцениваются от 300 трлн м³ до 600 трлн и выше, но наиболее распространена оценка в 400 трлн м³. Разведанные (доказанные) запасы природного газа к 2004 г. достигли 175 трлн м³. Их распределение по крупным регионам мира и ведущим странам показывают таблицы 15 и 16.

Таблица 15

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗВЕДАННЫХ ЗАПАСОВ ПРИРОДНОГО ГАЗА ПО КРУПНЫМ РЕГИОНАМ

Таблица 16

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗВЕДАННЫМ ЗАПАСАМ ПРИРОДНОГО ГАЗА

Анализ таблицы 16 показывает, что 27 % мировых разведанных запасов природного газа приходится на Россию (ее общегеологические запасы оцениваются в 215 трлн м³). Из имеющихся в мире 20 гигантских газовых месторождений с начальными запасами более 1 трлн м³ на территории России находятся 9. В их числе крупнейшее в мире Уренгойское, а также Ямбургское, Бованенковское, Заполярное, Медвежье и Харасовейское расположены в пределах Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции (табл. 17).

Таблица 17

КРУПНЕЙШИЕ ГАЗОВЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ МИРА

* Морское месторождение.

** В стадии освоения.

Уран очень широко распространен в земной коре. Однако экономически выгодно разрабатывать только те его месторождения, которые содержат не менее 0,1 % полезного компонента: в таком случае получение 1 кг урановых концентратов обходится менее чем в 80 долл. По данным Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), в начале XXI в. разведанные (подтвержденные) запасы урана, доступные для извлечения по такой цене, оценивались в 3,3 млн т. Они сосредоточены примерно в 600 месторождениях на территориях 44 стран мира.

Первое место в мире по разведанным запасам урана занимает Австралия. Далее с незначительным отрывом следует Казахстан. Третье место принадлежит Канаде. На долю этих трех государств приходится 1/2 мировых запасов урана. Кроме них, в первую десятку стран по разведанным запасам урана входят также (в порядке убывания) ЮАР, Бразилия, Намибия, Россия, Узбекистан, США и Нигер.

Металлические (рудные) ресурсы также широко распространены в земной коре. В отличие от топливных, генетически всегда связанных с осадочными отложениями, рудные залежи встречаются в отложениях как осадочного, так и в еще большей мере кристаллического происхождения. Территориально они также нередко образуют целые пояса рудонакопления, иногда такие гигантские, как Альпийско-Гималайский или Тихоокеанский.

Наиболее широко представлены в земной коре руды железа и алюминия.

Общегеологические запасы железных руд, по разным оценкам, составляют около 350 млрд т, а разведанные – 150 млрд т. Хотя эти запасы известны почти в 100 странах, основная их часть концентрируется в сравнительно немногих из них (табл. 18).

Таблица 18

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗВЕДАННЫМ ЗАПАСАМ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД

Кроме стран, включенных в таблицу 18, значительными запасами железных руд обладают также Канада, Франция, Венесуэла, Великобритания.

Бокситы – главное алюминиевосодержащее сырье, состоящее в основном из гидроокислов алюминия. Месторождения их находятся в осадочных породах и большей частью связаны с участками коры выветривания, причем расположенными в пределах тропического и субтропического климатических поясов. В число главных бокситоносных провинций входят Средиземноморская в Европе, Гвинейская в Африке, Карибская в Латинской Америке и Северо-Австралийская. Общегеологические ресурсы бокситов обычно оценивают примерно в 250 млрд т, а разведанные их запасы – в 20–30 млрд т. Наибольшими запасами бокситов обладают страны: Гвинея, Австралия, Бразилия, Ямайка, Индия, Китай, Гайана, Суринам. Содержание глинозема в бокситах примерно такое же, как железа в железных рудах, поэтому запасы бокситов, как и запасы железных руд всегда оценивают по руде, а не по ее полезному компоненту.

Совсем иначе обстоит дело с рудами других черных, цветных и легирующих металлов. Поскольку содержание металла в них обычно очень невелико (от 1 до 10 % и меньше), их запасы всегда оценивают не по руде, а по содержащемуся в ней металлу. При этом мировые разведанные запасы хромовых и марганцевых руд составляют 5–6 млрд т, меди, цинка, свинца – от 100 млн до 600 млн, а олова, вольфрама, молибдена, кобальта – от 1 млн до 10 млн т.

Среди нерудных полезных ископаемых большими размерами запасов выделяются поваренная и калийная соли, фосфориты, сера.

Статистические источники позволяют сравнить минерально-сырьевой потенциал экономически развитых стран Запада, развивающихся стран и стран с переходной экономикой. Странам Запада принадлежит первое место по разведанным запасам золота, марганцевых и хромовых руд, а также урана, свинца и цинка. Доля развивающихся стран особенно велика в запасах нефти (более 80 %), бокситов (77 %), олова и алмазов (60–65 %), а также меди (53 %). Страны с переходной экономикой выделяются большими запасами природного газа и железной руды (50 %). Примерно в равной пропорции все три группы стран обладают запасами никеля, молибдена, серебра.

Из стран с переходной экономикой наиболее богаты минеральным топливом и сырьем Россия, Казахстан и Украина.

По подсчетам Министерства природных ресурсов РФ, потенциальную валовую стоимость российских недр ныне оценивают в 28 трлн долл. (в том числе на природный газ приходится 32 %, на уголь – 23, на нефть – 16, на руды металлов – 14 %). Бесспорно, что ресурсный потенциал России огромен¹. Однако уже само его пространственное размещение – преимущественно на территориях к востоку от Урала – создает много трудностей из-за экстремальных природных условий, удаленности от главных районов потребления топлива и сырья и морских портов. В результате от 1/3 до 2/3 всех балансовых запасов в условиях рыночной конъюнктуры других стран оказываются нерентабельными.

1 По данным Министерства природных ресурсов Российской Федерации, в стране открыто и разведано около 20 тыс. месторождений полезных ископаемых, из них 37 % введены в промышленное освоение. Крупные и уникальные месторождения (около 5 % общего числа) заключают в себе почти 70°% разведанных запасов и обеспечивают 50 % добычи минерального сырья. Доля России в мировых запасах нефти составляет 9—10 %, природного газа – 27, угля – 16, железа – 37, свинца – 10, цинка – 15, калийных солей – 31 %. По разведанным запасам никеля, золота, серебра, платиноидов, алмазов, некоторых других полезных ископаемых Россия занимает первое – третье место в мире. Однако качество руд полезных ископаемых в целом по России во многих случаях существенно уступает зарубежным аналогам.

Помимо балансовых запасов, Россия обладает крупными прогнозными ресурсами.

14. Минеральные ресурсы Мирового океана

Мировой океан, занимающий около 71 % поверхности нашей планеты, также представляет собой огромную кладовую минеральных богатств. Полезные ископаемые в его пределах заключены в двух различных средах – собственно в океанической водной массе, как основной части гидросферы, и в подстилающей ее земной коре, как части литосферы. По агрегатному состоянию и соответственно условиям эксплуатации их подразделяют на: 1) жидкие, газообразные и растворенные, разведка и добыча которых возможны при помощи буровых скважин (нефть, природный газ, соль, сера и др.); 2) твердые поверхностные, эксплуатация которых возможна при помощи драг, гидравлических и иных подобных способов (металлоносные россыпи и илы, конкреции и др.); 3) твердые погребенные, эксплуатация которых возможна шахтно-рудничными способами (уголь, железная и некоторые другие руды).

Широко применяется также подразделение минеральных ресурсов Мирового океана на два больших класса: гидрохимических и геологических ресурсов. К гидрохимическим ресурсам относят собственно морскую воду, которую можно рассматривать и как раствор, содержащий множество химических соединений и микроэлементов. К геологическим относят те минеральные ресурсы, которые находятся в поверхностном слое и недрах земной коры.

Гидрохимические ресурсы Мирового океана– это элементы солевого состава океанских и морских вод, которые можно использовать для хозяйственных нужд. По современным оценкам, такие воды содержат около 80 химических элементов, о разнообразии которых дает представление рисунок 10. В наибольшем количестве океаносфера содержит соединения хлора, натрия, магния, серы, кальция, концентрация которых (в мг/л) довольно высока; в эту же группу входят водород и кислород. Концентрация большинства других химических элементов значительно меньше, а иногда мизерная (например, содержание серебра составляет 0,0003 мг/л, олова – 0,0008, золота – 0,00001, свинца – 0,00003, а тантала – 0,000003 мг/л), поэтому морскую воду и называют «тощей рудой». Однако при общем огромном ее объеме суммарное количество некоторых гидрохимических ресурсов может оказаться довольно значительным.

По имеющимся оценкам, 1 км³ морской воды содержит 35–37 млн т растворенных веществ. В том числе около 20 млн т соединений хлора, 9,5 млн т магния, 6,2 млн т серы, а также примерно 30 тыс. т брома, 4 тыс. т алюминия, 3 тыс. т меди. Еще 80 т приходится на марганец, 0,3 т – на серебро и 0,04 т – на золото. Кроме того, в 1 км³ морской воды содержится много кислорода и водорода, есть еще углерод и азот.

Все это создает базу для развития «морской» химической промышленности.

Геологические ресурсы Мирового океана – это ресурсы минерального сырья и топлива, содержащиеся уже не в гидросфере, а в литосфере, т. е. связанные с океаническим дном. Их можно подразделить на ресурсы шельфа, материкового склона и глубоководного ложа океана. Главную роль среди них играют ресурсы континентального шельфа, занимающего площадь 31,2 млн км², или 8,6 % общей площади океана.

Рис. 10. Гидрохимические ресурсы океаносферы (по Р.А.Крыжановскому)

Наиболее известный и ценный минеральный ресурс Мирового океана – углеводороды: нефть и природный газ. Еще по данным на конец 80-х гг. XX в., в Мировом океане было разведано 330 осадочных бассейнов, перспективных на нефть и газ. Примерно в 100 из них было открыто около 2000 месторождений. Большинство этих бассейнов являются продолжением бассейнов суши и представляют собой складчатые геосинклинальные структуры, но встречаются и чисто морские осадочные нефтегазоносные бассейны, не выходящие за пределы своих акваторий. По некоторым оценкам, общая площадь таких бассейнов в пределах Мирового океана достигает 60–80 млн км². Что же касается их запасов, то в разных источниках они оцениваются по-разному: по нефти– от 80 млрд до 120–150 млрд т, а по газу – от 40–50 трлн м³ до 150 трлн м³. Примерно 2/3 этих запасов относится к акватории Атлантического океана.

При характеристике нефтяных и газовых ресурсов Мирового океана обычно прежде всего имеют в виду наиболее доступные ресурсы его шельфа. Самые крупные нефтегазоносные бассейны на шельфе Атлантического океана разведаны у берегов Европы (Североморский), Африки (Гвинейский), Центральной Америки (Карибский), менее крупные – у берегов Канады и США, Бразилии, в Средиземном и некоторых других морях. В Тихом океане такие бассейны известны у берегов Азии, Северной и Южной Америки и Австралии. В Индийском океане ведущее место по запасам занимает Персидский залив, но нефть и газ обнаружены также на шельфе Индии, Индонезии, Австралии, а в Северном Ледовитом океане – у берегов Аляски и Канады (море Бофорта) и у берегов России (Баренцево и Карское моря). К этому перечню нужно добавить и Каспийское море.

Однако на континентальный шельф приходится только примерно 1/3 прогнозных ресурсов нефти и газа в Мировом океане. Остальная их часть относится к осадочным толщам материкового склона и глубоководных котловин, расположенных на расстоянии многих сотен и даже тысяч километров от побережий. Глубина залегания нефтегазоносных пластов здесь значительно больше. Она достигает 500—1000 м и более. Ученые установили, что наибольшие перспективы на нефть и газ имеют глубоководные котловины, расположенные: в Атлантическом океане – в Карибском море и у берегов Аргентины; в Тихом океане – в Беринговом море; в Индийском океане – у берегов

Восточной Африки и в Бенгальском заливе; в Северном Ледовитом океане – у берегов Аляски и Канады, а также у берегов Антарктиды.

Кроме нефти и природного газа, с шельфом Мирового океана связаны ресурсы твердых полезных ископаемых. По характеру залегания они подразделяются на коренные и россыпные.

Коренные залежи угля, железных, медно-никелевых руд, олова, ртути, поваренной и калийной солей, серы и некоторых других полезных ископаемых погребенного типа генетически обычно связаны с месторождениями и бассейнами прилегающих частей суши. Они известны во многих прибрежных районах Мирового океана, и в отдельных местах их разрабатывают при помощи шахт и штолен (рис. 11 ).

Прибрежно-морские россыпи тяжелых металлов и минералов следует искать в пограничной зоне суши и моря – на пляжах и в лагунах, а иногда и в полосе затопленных океаном древних пляжей.

Из содержащихся в подобных россыпях руд металлов наибольшее значение имеет оловянная руда – касситерит, залегающая в прибрежно-морских россыпях Малайзии, Индонезии и Таиланда. Вокруг «оловянных островов» этого района они прослеживаются на расстоянии 10–15 км от берега и до глубины 35 м. У берегов Японии, Канады, Новой Зеландии и некоторых других стран разведаны запасы железистых (титаномагнетитовых и монацитовых) песков, у берегов США и Канады – золотоносных песков, у берегов Австралии – бокситов. Еще более распространены прибрежно-морские россыпи тяжелых минералов. Прежде всего это относится к побережью Австралии (ильменит, циркон, рутил, монацит), Индии и Шри-Ланки (ильменит, монацит, циркон), США (ильменит, монацит), Бразилии (монацит). У берегов Намибии и Анголы известны россыпные месторождения алмазов.

Несколько особое положение в этом перечне занимают фосфориты. Большие залежи их обнаружены на шельфе западного и восточного побережий США, в полосе атлантического побережья Африки, вдоль тихоокеанского побережья Южной Америки. Однако еще советскими океанологическими экспедициями в 60– 70-х гг. XX в. фосфориты были разведаны не только на шельфе, но и в пределах материкового склона и вулканических поднятий в центральных частях океанов.

Из других твердых минеральных ресурсов наибольший интерес представляют железомарганцевые конкреции, впервые обнаруженные более ста лет назад английским экспедиционным судном «Челленджер». С тех пор их исследовали океанографические экспедиции многих стран, в том числе и советские – на судах «Витязь»>, «Академик Курчатов»), «Дмитрий Менделеев» и др. Было установлено, что такие конкреции встречаются на глубинах от 100 до 7000 м, т. е. и в шельфовых морях, например, Карском, Баренцевом, и в пределах глубоководного ложа океана и его впадин. На больших глубинах залежей конкреций гораздо больше, так что эти своеобразные бурые «картофелины» величиной от 2–5 до 10 см образуют почти сплошную «мостовую». Хотя конкреции называют железомарганцевыми, поскольку они содержат 20 % марганца и 15 % железа, в них в меньших количествах имеются также никель, кобальт, медь, титан, молибден, редкоземельные и другие ценные элементы – всего более 30. Следовательно, фактически они являются полиметаллическими рудами.

Рис. 11. Минеральные ресурсы дна Мирового океана (по В. Д. и М. В. Войлошниковым)

Общие запасы конкреций в Мировом океане оценивают с очень большой «вилкой»: от 2–3 трлн т до 20 трлн т, а извлекаемые– обычно до 0,5 млрд т. Надо учитывать и то, что они ежегодно прирастают на 10 млн т.

Главные скопления конкреций находятся в Тихом океане, где они занимают площадь 16 млн км². Там принято выделять три главные зоны (котловины) – северную, среднюю и южную. На отдельных участках этих котловин плотность конкреций достигает 70 кг на 1 м² (при средней примерно 10 кг). В Индийском океане конкреции разведаны также в нескольких глубоководных котловинах, главным образом в центральной его части, но залежи их в этом океане значительно меньше, чем в Тихом, а качество хуже. Еще меньше конкреций в Атлантическом океане, где более или менее обширные их поля находятся на северо-западе, в Северо-Американской котловине, и у берегов Южной Африки (рис. 77).

Помимо конкреций, на дне океана имеются железомарганцевые корки, покрывающие породы в зонах срединно-океанических хребтов. Эти корки нередко располагаются на глубинах 1–3 км. Интересно, что марганца в них содержится гораздо больше, чем в железомарганцевых конкрециях. Встречаются в них и руды цинка, меди, кобальта.

Россия, имеющая береговую линию очень большой протяженности, владеет и самым обширным по площади континентальным шельфом (6,2 млн км², или 20 % мирового шельфа, из которых 4 млн км² перспективны на нефть и газ). Большие запасы нефти и газа уже обнаружены на шельфе Северного Ледовитого океана – прежде всего в Баренцевом и Карском морях, а также в Охотском море (у побережья Сахалина). По некоторым оценкам, с акваториями морей в России связано 2/5 всех потенциальных ресурсов природного газа. В прибрежной зоне известны также месторождения россыпного типа и карбонатные залежи, используемые для получения строительных материалов.

В качестве своеобразных «ресурсов» дна Мирового океана можно рассматривать и сокровища затонувших судов: по подсчетам американских океанографов, на дне лежит не менее 1 млн таких судов! Да и ныне их ежегодно гибнет от 300 до 400.

Больше всего подводных кладов находится на дне Атлантического океана, по просторам которого в эпоху Великих географических открытий в больших количествах вывозили в Европу золото и серебро. Десятки судов гибли от ураганов и штормов. В последнее время при помощи самой современной техники на дне океана были обнаружены остатки испанских галеонов. С них были подняты огромные ценности.

В 1985 г. американская поисковая команда обнаружила затонувший в 1912 г. знаменитый «Титаник», в сейфах которого были похоронены ценности на миллиарды долларов, включая 26 тыс. серебряных тарелок и подносов, но поднять их с глубины более 4 км пока не удалось.

Еще один пример. В годы Второй мировой войны из Мурманска в Англию на крейсере «Эдинбург» было отправлено 465 золотых слитков (5,5 т) в счет оплаты военных поставок союзников. В Баренцевом море крейсер был атакован германской подводной лодкой и поврежден. Было принято решение затопить его, чтобы золото не попало в руки неприятеля. Спустя 40 лет водолазы спустились на глубину 260 м, на которой затонул корабль, и все золотые слитки были извлечены и подняты на поверхность.

15. Мировые ресурсы геотермальной энергии

С литосферой связаны ресурсы не только традиционных видов минерального топлива, но и такого альтернативного вида энергии, как тепло земных недр.

Источники геотермальной энергии могут быть двух типов. Первый тип – это подземные бассейны естественных теплоносителей – горячей воды (гидротермальные источники), пара (паротермальные источники) или пароводяной смеси. По существу, это непосредственно готовые к использованию подземные «котлы», откуда воду или пар можно добыть при помощи обычных буровых скважин. Второй тип – это тепло горячих горных пород. Закачивая в такие горизонты воду, можно также получить пар или перегретую воду для дальнейшего использования в энергетических целях.

В зависимости от температуры воды, пара или пароводяной смеси геотермальные источники подразделяют на низко– и среднетемпературные (с температурой до 130–150 °C) и высокотемпературные (свыше 150 °C). От температуры источника во многом зависит характер его использования.

Можно утверждать, что геотермальная энергия отличается четырьмя выгодными чертами.

Во-первых, ее ресурсы практически неисчерпаемы. К такому выводу можно прийти, несмотря на очень большие расхождения в имеющихся оценках. Так, по данным немецких специалистов, эти ресурсы достигают 140 трлн тут, а на сессии Мировой энергетической конференции в 1989 г. они были определены «всего» в 880 млрд тут. Даже если иметь в виду, что пригодные для хозяйственного использования ресурсы не превышают 1 % от общих, они составляют немалую величину. Большая часть этих ресурсов относится к низкотемпературным источникам.

Во-вторых, использование геотермальной энергии не требует значительных издержек, так как в этом случае речь идет об уже «готовых к употреблению», созданных самой природой источниках энергии.

В-третьих, геотермальная энергия в экологическом отношении совершенно безвредна и не загрязняет окружающую среду.

В-четвертых, локализация геотермальных ресурсов определяет возможность использовать их для производства тепла и электроэнергии в отдаленных, необжитых районах.

Рис. 12. Геотермальные пояса Земли

Ресурсы геотермальной энергии довольно широко распространены в земной коре. Концентрация их связана в основном с поясами активной сейсмической и вулканической деятельности, которые занимают 1/10 площади Земли (рис. 12). В пределах этих поясов можно выделить отдельные наиболее перспективные «геотермальные» районы. Их примерами могут служить Калифорния в США, Новая Зеландия, Япония, страны Центральной Америки.

В России основные запасы геотермальной энергии связаны с областями кайнозойской складчатости, а также четвертичного и современного вулканизма. К таким районам относятся, прежде всего, полуостров Камчатка, остров Сахалин, Курильские острова, Ставропольский край, Дагестан.

16. Мировой земельный фонд

Английскому экономисту XVII в. Уильяму Петти принадлежат слова «Труд есть отец богатства, а земля – его мать». Действительно, земля – универсальный природный ресурс, без которого практически не может существовать ни одна отрасль хозяйственной деятельности человека – ни промышленность, ни транспорт, ни тем более земледелие и животноводство. По сравнению с другими видами природных ресурсов земельные ресурсы обладают некоторыми особенностями. Во-первых, их практически нельзя перемещать с места на место. Во-вторых, они исчерпаемы и к тому же обычно ограничены пределами определенной территории (район, страна и т. д.). В-третьих, несмотря на широкий многоцелевой характер использования, в каждый определенный момент времени тот или иной участок земли может быть занят либо под застройку, либо под пашню, пастбище, рекреацию и т. д.

Особую ценность для людей представляет самый верхний слой земли – почва, которая обладает плодородием, способностью производить биомассу; к тому же это плодородие может быть не только естественным, но и искусственным, т. е. поддерживаемым людьми. Вот почему роль почвенного покрова планеты (педосферы) так высоко оценивали корифеи отечественной науки В. В. Докучаев, В. И. Вернадский и другие ученые, сформировавшие учение о почвах.

Таблица 19

РАЗМЕРЫ И СТРУКТУРА МИРОВОГО ЗЕМЕЛЬНОГО ФОНДА

Первое и самое общее представление о земельных ресурсах дает понятие о земельном фонде. Под земельным фондом понимают совокупность всех земель в пределах той или иной территории (от небольшой по площади местности до всей земной суши), подразделяемую по типу хозяйственного использования. При более широком подходе весь земельный фонд планеты обычно оценивают в 149 млн км², или 14,9 млрд га, что соответствует всей площади суши. Но в большинстве источников его оценивают в 130–135 млн км², или 13–13,5 млрд га, вычитая из первого показателя площадь Антарктиды и Гренландии. Наиболее достоверные оценки такого рода принадлежат специализированному органу ООН – ФАО,[23] по данным которого составлена таблица 19.

Анализ таблицы 19 дает возможность познакомиться не только с размерами, но и со структурой мирового земельного фонда. При этом можно сделать некоторые важные выводы.

Во-первых, вывод о том, что земли сельскохозяйственного назначения занимают всего 37 % мирового земельного фонда. В том числе на наиболее ценные земли под пашней и многолетними культурами, которые обеспечивают поставку 88 % необходимых людям продуктов питания, приходится лишь 11°%. Конечно, немалую роль играют и пастбища (к ним относят естественные и улучшенные пастбища и луга, посевы, используемые для выпаса). Однако при площади, почти в два с половиной раза превышающей площадь пашни, они дают только 10 % всей мировой сельскохозяйственной продукции.

Во-вторых, вывод о том, что лесные земли занимают почти 32 % всей площади мирового земельного фонда. Конечно, значение этих земель – прежде всего климатообразующее, водоохранное, лесохозяйственное – очень велико. Однако в снабжении населения продуктами питания (в результате охоты, рыболовства, выпаса скота, звероводства, сбора грибов, ягод и т. д.) роль их можно оценить как сугубо вспомогательную.

В-третьих, вывод о том, что прочие земли в структуре земельного фонда занимают почти такую же долю, как и лесные. Термин «прочие земли», применяемый ФАО, нуждается в некоторых разъяснениях, так как в данную категорию включаются земли самой различной продуктивности и столь же различного хозяйственного использования. В нее входят земли под жилой (городской и сельской) застройкой, под промышленными и инфраструктурными (дороги, каналы, аэропорты) сооружениями, горными выработками (карьеры, шахты, отвалы вскрышных пород) и др. В литературе встречаются различные оценки территорий, занятых такими техногенными образованиями, но преобладает цифра в 2,5–3 %. Она уже сама по себе свидетельствует о том, что подавляющая часть так называемых прочих земель приходится на какую-то другую категорию. В основном это малопродуктивные и непродуктивные земли– безлюдные пустыни, высокогорья, скальные обнажения, площади под ледниками и водными объектами и др.

Рис. 13. Структура мирового земельного фонда по крупным регионам (доля в %)

Для географических исследований большой интерес представляет изучение структуры земельного фонда не только всего мира, но и отдельных его крупных регионов. Показанная на рисунке 13 она дает богатый материал для сравнения. Вполне закономерно, например, что доля земель, занятых под жилую, промышленную, транспортную застройку, да и обрабатываемых земель наиболее велика в зарубежной Европе – одном из главных регионов мировой цивилизации. Также вполне естественно, что доля пастбищ особенно велика в структуре земельного фонда в Австралии, доля лесов– в Южной Америке, а доля малопродуктивных и непродуктивных земель – в Азии.

Разумеется, еще большие различия можно обнаружить при сравнении размеров и структуры земельного фонда отдельных стран. Наибольший интерес в этом отношении представляют пахотные земли. Страны, располагающие наибольшей площадью пахотных земель, показаны в таблице 20. Она же дает наглядное представление о том, сколь существенно эти страны различаются по показателю доли пашни в общем земельном фонде.

К числу стран-«рекордсменов» по второму из этих показателей, кроме Украины и Индии, относятся также Бангладеш и Дания, где распаханность достигает 56–57 %.

Таблица 20

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗМЕРАМ ПЛОЩАДИ ПАШНИ

По площади пастбищ на мировом фоне особенно выделяются Австралия (414 млн га), Китай (400 млн), США (240 млн), Казахстан (187 млн), Бразилия (185 млн), Аргентина (142 млн га). Но в структуре земельного фонда доля пастбищ особенно велика в Казахстане (70 %), Австралии и Аргентине (50–55 %), а из стран, не попавших в первую десятку, – в Монголии (75 %).

По площади прочих земель внеконкурентное первое место в мире принадлежит России (700 млн га). За ней следуют Канада (355 млн га), Китай (307 млн), Алжир (195 млн), США (193 млн) и Ливия (159 млн га). Но по доле таких земель в земельном фонде впереди всех стоят расположенные в пределах Сахары Ливия (91 %) и Алжир (82 %).

С характеристикой структуры и размеров земельного фонда непосредственно связан еще один очень важный вопрос – об обеспеченности земельными ресурсами. Показатель такой обеспеченности рассчитывается в гектарах на душу населения.

Нетрудно подсчитать, что в 2007 г. при общей численности населения земного шара, превысившей 6,6 млрд человек, и мировом земельном фонде (округленно) в 13 млрд га, этот показатель составляет 2,0 га. Но при таком среднем показателе между отдельными крупными регионами, должны существовать различия. Статистика свидетельствует о том, что по душевой обеспеченности земельными ресурсами резко выделяется огромная по территории, но сравнительно малонаселенная Австралия (30 га на 1 человека). За ней следуют СНГ (8,0 га на 1 человека), Южная Америка (5,3), Северная Америка (4,5), Африка (1,25), зарубежная Европа (0,9) и зарубежная Азия (0,8 га на 1 человека). Из отдельных стран, помимо Австралии, наиболее высоким уровнем землеобеспеченности отличаются, например, Россия (11,4 га на 1 человека), Бразилия (5,2), Демократическая Республика Конго (4,8), США (3,4), Аргентина (3,1), Иран (2,3 га на 1 человека).

Однако при всей важности показателя удельной землеобеспеченности еще важнее показатель обеспеченности пахотными землями. Для всего мира он ныне составляет в среднем 0,20 га на 1 человека. Из отдельных регионов и по этому показателю выделяются Австралия и Океания (1,8 га на 1 человека), затем идут СНГ (0,8), Северная Америка (0,6), Южная Америка (0,35), зарубежная Европа (0,25), Африка (0,22) и зарубежная Азия (0,13 га на 1 человека). Что же касается отдельных стран, то различия между ними (на отдельных примерах) показывает таблица 21.

Таблица 21

ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ ПАШНЕЙ В НЕКОТОРЫХ СТРАНАХ

Отдельно приведем некоторые данные о земельном фонде России. В целом он составляет 1709 млн га, из которых около 1100 млн га находятся в зоне вечной мерзлоты. В конце 1990-х гг. в структуре этого фонда на сельскохозяйственные угодья приходилось 13 % (в том числе на пашню– 7,5 %), на лесные– 61 %, на земли под жилой, промышленной и транспортной застройкой – 2,2 %.

На протяжении уже многих столетий, если не тысячелетий, человечество стремится увеличить площади обрабатываемых – прежде всего пахотных – земель, сводя для этого леса, распахивая луга и пастбища, орошая сухие степи и пустыни и т. д. Иными словами, ведется наступление на так называемые прочие земли. На этом пути есть немалые успехи. Так, только в 1900–1990 гг. общая площадь сельскохозяйственных земель в мире удвоилась. Однако численность населения растет быстрее, и это уже само по себе предопределяет тенденцию к сокращению удельной обеспеченности пахотными землями: если в 1950 г. мировой показатель ее составлял 0,48 га на 1 человека, в 1990 г. – 0,28, то в 2005 г. – около 0,20 га на 1 человека.

Но это только одна причина снижения обеспеченности из расчета на душу населения. Другая же заключается в растущей деградации земель, почвенного покрова.

17. Деградация земельных (почвенных) ресурсов

Под деградацией (от лат. gradus – ступень и приставки de, означающей движение вниз) земельного, почвенного покрова понимают процесс его ухудшения и разрушения в результате негативного воздействия человеческой деятельности. Такая деградация происходила на протяжении всей истории человечества. Ученые подсчитали, что в результате нерационального землепользования человечество за исторический период своего развития уже потеряло от 1,5 млрд до 2 млрд га некогда продуктивных земель, т. е. больше, чем вся современная площадь пашни. И в наши дни в результате деградации почвы из мирового сельскохозяйственного оборота ежегодно выбывает в среднем 8—10 млн, а по максимальным оценкам – даже 15–20 млн га продуктивных земель. Они превращаются в пустоши или пустыни либо идут под застройку.

Согласно самым общим представлениям, уменьшение плодородия почв ныне наблюдается на 30–50 % всей поверхности суши. При таких темпах деградации почвенный покров планеты, как считают некоторые ученые, может быть полностью истощен уже через 100 лет. Особенно велики потери почвы в развивающихся странах с их быстро растущим населением и отсталой агротехникой. В результате, по оценке ООН, только прямые потери от деградации почв ежегодно составляют 40 млрд долл.

Процессы деградации почв и их причины показаны на рисунке 14. Анализ этого рисунка приводит к выводу, что главный бич земельных ресурсов на земном шаре – водная эрозия (от лат. erosia – разъединение), которая приводит к разрушению и сносу почвенного покрова потоками воды. Американские ученые подсчитали, что в весовом отношении только пахотные земли ежегодно теряют 24 млрд т плодородного почвенного слоя. Это эквивалентно разрушению всего пшеничного пояса в юго-восточной части Австралии. При этом более половины всех потерь в конце 1980-х гг. приходилось на четыре страны: Индию (6 млрд т), Китай (3,3 млрд), США (3 млрд) и СССР (3 млрд т). На поверхности Земли модули стока взвешенных наносов, характеризующие интенсивность водной эрозии, изменяются в очень больших пределах – в зависимости от рельефа, состава грунтов, климата, растительности, характера земледелия. Ясно, что на территории кристаллических щитов они сравнительно невелики, а, скажем, на лёссовых плато – огромны.

Рис. 14. Процессы деградации почв и их причины (по «Рио-92»)

На втором месте – ветровая эрозия (дефляция). Она наиболее распространена в засушливых степных районах, для которых характерны пыльные бури. На оба эти вида эрозии приходится примерно 85 % общих потерь почвы. Когда говорят о ежегодных потерях в размере 6–7 млн га, то имеют в виду потери именно от эрозии.

Как показывает анализ рисунка 14, помимо эрозии немалый урон почвенным ресурсам планеты наносит их химическая и физическая деградация. Под физической деградацией понимают разрушение почвенного покрова при горных, строительных, других подобных работах. А химическая деградация – это загрязнение почв тяжелыми металлами, различными химическими соединениями.

Среди причин деградации почв особенно выделяется чрезмерное пастбищное скотоводство (перевыпас скота), наиболее характерное для целого ряда развивающихся стран Азии и Африки. Большую роль играют оскудение и вымирание лесов, а также сельскохозяйственная деятельность – например, вторичное засоление и заболачивание при орошаемом земледелии, разрушение почвенного слоя в результате неправильных севооборотов, применения тяжелой сельскохозяйственной техники, неподходящих для тех или иных природных условий методов распашки и др.

Рис. 15. Степень деградации почв в мире (по «Рио-92»)

Степень деградации почв может быть различной. Обычная классификация включает четыре следующих градации: слабая (легкая), умеренная, высокая и очень высокая степень. Как показывает рисунок 15, очень высокая степень, при которой почвенный покров фактически полностью разрушается, казалось бы, почти не распространена. Но нужно иметь в виду, что даже 1 % очень сильно деградированных пахотных земель в масштабах всей планеты составляет 13 млн га. Высокой же и умеренной деградации подвержены почти 2/3 пахотных земель.

Географическое распространение деградации земель в мире можно охарактеризовать в двух формах – табличной и картографической (табл. 22 и рис. 16).

Таблица 22

ДЕГРАДАЦИЯ ЗЕМЕЛЬ МИРА*

* По И.М.Кузиной. ** Включая европейскую часть России.

Анализ таблицы 22 показывает, что общая площадь деградированных земель особенно велика в Азии, Африке и Южной Америке. Доля же таких земель наиболее высока в Европе, но превышает среднемировой уровень и в Центральной Америке, и в Азии, и в Африке. Из видов деградации во всех регионах преобладает водная эрозия. Большой долей высокой и очень высокой степени деградации особенно выделяются Центральная Америка и Африка. Что же касается факторов деградации, то, как и следовало ожидать, в Африке и Австралии на первом месте оказывается перевыпас скота, в Азии и Южной Америке – обезлесение, а в Северной и Центральной Америке и Европе – нерациональное земледелие.

Рисунок 16 позволяет, хотя и в более генерализованной форме, как бы спроецировать данные таблицы о степени деградации земель на всю территорию земной суши.

В России деградация земель также приняла очень большие масштабы. Только за последние четверть века площади сельскохозяйственных угодий в стране сократились более чем на 35 млн га. Бичом сельского хозяйства стала водная и ветровая эрозия. По последним данным, под угрозой эродирования находятся 120 млн га сельскохозяйственных угодий, а уже подвергшиеся эрозии земли превышают 50 млн га. Общий ущерб от эрозии почв оценивается миллиардами рублей, в основном из-за снижения урожайности.

Во многих странах предпринимают усилия по сохранению земельного фонда и улучшению его структуры. В региональном и глобальном аспекте их все более координируют специализированные органы ООН – Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО), Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО) и др. Одним из примеров результативности подобных усилий может служить мировая почвенная карта, позволяющая более достоверно оценить глобальный агроприродный потенциал.

Рис. 16. Распространение деградации почв в мире

18. Проблемы опустынивания

В последние десятилетия со всей очевидностью обнаружилось, что на состояние земельного фонда планеты особенно большое отрицательное воздействие оказывают процессы аридизации (от лат. aridus – сухой), т. е. распространения пустынь и полупустынь. Пустыни и полупустыни существовали на Земле еще в доисторические времена. И в наши дни они образуют огромный по территории аридный пояс, занимающий, по разным оценкам, от 36 до 48 млн км². Вторая из приведенных оценок принадлежит известному экологу Н. Ф. Реймерсу; по его же расчетам, она соответствует 43 % площади жизнепригодной суши. В том числе собственно пустыни как области с постоянно жарким климатом, в которых растительность не образует сплошного покрова, занимают около 20 % поверхности суши. Они формируют обширные пространства в Северной и Юго-Западной Африке, в Центральной и Юго-Западной Азии, в Австралии, на западном побережье Южной Америки. При этом пустыни Северной Африки и Азии образуют почти сплошную широтную зону, протягивающуюся на 11 тыс. км. Около половины этого расстояния приходится на величайшую пустыню мира – Сахару.

Но такая констатация, важная сама по себе, все же недостаточна. Главное в том, что аридизация не только не сокращается, а, напротив, возрастает. При этом распространение получили обе формы опустынивания – дезертификация и дезертизация.[24]

Особенно опасна первая из них, поскольку она приводит к росту территорий, занимаемых пустынями, причем к такому росту, что именно дезертификация стала ныне едва ли не главным «пожирателем пространства». В самом деле, в литературе часто приводят данные о том, что процесс опустынивания протекает со скоростью 7 км² в час или соответственно 6,9 млн га в год (встречаются и гораздо более высокие показатели). На расширение пустынных территорий, несомненно, влияют и некоторые природные причины. Среди них общее потепление климата на нашей планете, наблюдающееся в последнее время. И тем не менее главным фактором этого процесса остается человеческая деятельность. Следовательно, нужно говорить об антропогенном опустынивании, которое еще в конце 1980-х гг. охватывало около 10 млн км², или 6,7 % всей территории жизнепригодной суши (это равно площади Канады и превышает площадь Китая и США). С тех пор эта цифра еще более возросла.

К числу причин (факторов) антропогенного опустынивания обычно относят избыточный выпас скота, вырубку лесов, а также чрезмерную и неправильную эксплуатацию обрабатываемых земель (монокультурность, распашка целины, возделывание склонов и др.).

Избыточный выпас скота (перевыпас) в этом перечне не случайно поставлен на первое место. Дело в том, что в Центральной Европе 1 га плодородных, хорошо ухоженных пастбищ может прокормить 3–5 домашних животных, тогда как в Саудовской Аравии, например, 50–60 га пустынных пастбищ дают корм одному животному. Увеличение поголовья домашнего скота, в свою очередь связанное с ростом населения, во всех полупустынных районах приводит к вытаптыванию травянистой растительности, превращению рыхлых песчаных почв в легко развеваемые пески.

Для географа особый интерес представляет географическое распределение засушливых земель и пустынь. Распределение засушливых земель по крупным регионам показано на рисунке 17. Как и можно было ожидать, впереди оказываются Азия и Африка, на которые приходятся почти 2/3 общей площади таких земель. Затем следуют Северная Америка, Австралия, Южная Америка и Европа. Анализ показывает, что во всех крупных регионах мира наиболее подвержены опустыниванию пастбищные земли. В Африке, Азии, Северной и Южной Америке, Австралии и Европе опустынивание затронуло уже 70–80 % всех пастбищ, расположенных в засушливых районах. На втором месте стоят богарные обрабатываемые земли (особенно в Азии, Африке и в Европе), на третьем – орошаемые земли (особенно в Азии).

Рис. 17. Распределение засушливых земель мира по крупным регионам (по «Рио-92»)

Еще более наглядное представление о географии опустынивания дает рисунок 18. На нем хорошо видны и главный аридный пояс Азии и Африки, и крупнейшие очаги опустынивания в других регионах мира.

Развитие процесса дезертификации привело к тому, что ныне под угрозой опустынивания, по разным оценкам, находятся от 30 до 40 млн км² земной суши. Хотя, разумеется, степень такой опасности, такого риска не одинакова. Она подразделяется на три категории: очень высокую, высокую и умеренную.

Очень высокая степень риска означает, что соответствующая территория неизбежно подвергнется интенсивному опустыниванию, если не будут предприняты решительные меры по борьбе с ним. Регионы с такой степенью риска занимают 3 млн км², преимущественно в Азии и Африке. Высокая степень риска также означает угрозу опустынивания, хотя и не столь быстрого. Подобные регионы занимают 16,5 млн км². Наконец, умеренная степень риска означает, что региону может грозить опасность опустынивания, если не будут изменены существующие условия. Площадь таких земель оценивают в 18 млн км².

По подсчетам С. И. Брука и В. В. Покшишевского, сделанным еще в 1980-х гг., в аридных и семиаридных районах мира тогда проживало около 650 млн человек (в том числе в аридных – примерно 100 млн), из них 400 млн в Азии и 200 млн в Африке. А по оценке С. В. Зонна, относящейся к тому же времени, население аридных и семиаридных районов достигало 850 млн человек. В начале XXI в. оно уже значительно превысило 1 млрд человек. Эти цифры убедительно говорят о том, насколько важно остановить или по крайней мере замедлить процессы опустынивания.

Достигнуть этого в принципе можно, и такие попытки уже не раз предпринимались, прежде всего в рамках ООН.

Еще в 1977 г. международная конференция ООН в Найроби приняла «План борьбы с опустыниванием», касающийся в первую очередь развивающихся стран. Он включал в себя 28 рекомендаций, осуществление которых, по мнению экспертов, могло бы по крайней мере предотвратить расширение этого опасного процесса. Однако осуществить его удалось лишь частично – прежде всего из-за острой нехватки средств. Предполагали, что для претворения этого плана в жизнь потребуется 90 млрд долл. (по 4,5 млрд в течение 20 лет), но полностью изыскать их так и не удалось. Вот почему срок его действия был продлен до 2015 г.

В 1994 г. в Париже было подписано Международное соглашение по борьбе с опустыниванием. Оно предусматривает, что государства-участники будут активно сотрудничать в сборе информации и обмене ею, в передаче технологий, научном изучении проблем опустынивания и на других направлениях с целью противостоять этим разрушительным процессам.

Рис. 18. Опасность опустынивания в мире

19. Мировые водные ресурсы

Понятие водные ресурсы можно трактовать в двух смыслах – широком и узком.

В широком смысле – это весь объем вод гидросферы, заключенных в реках, озерах, ледниках, морях и океанах, а также в подземных горизонтах и в атмосфере. К нему вполне применимы определения огромный, неисчерпаемый, и это неудивительно. Ведь Мировой океан занимает 361 млн км² (около 71 % всей площади планеты), а на ледники, озера, водохранилища, болота, реки приходится еще 20 млн км² (15 %). В результате общий объем гидросферы оценивается в 1390 млн км³. Нетрудно рассчитать, что при таком общем объеме на одного жителя Земли ныне приходится примерно по 210 млн м³ воды. Такого количества хватило бы для снабжения крупного города в течение целого года!

Нужно, однако, учитывать и возможности использования этих огромных ресурсов. Ведь из общего объема содержащейся в гидросфере воды 96,4 % приходятся на долю Мирового океана, а из водных объектов суши наибольшее количество воды содержат ледники (1,86 %) и подземные воды (1,68 %), использование которых возможно, но большей частью сильно затруднено.

Вот почему, когда говорят о водных ресурсах в узком смысле слова, то имеют в виду пригодные для употребления пресные воды, которые составляют только 2,5 % общего объема всех вод гидросферы. Однако и в этот показатель приходится внести существенные коррективы. Нельзя не учитывать того, что почти все ресурсы пресных вод «законсервированы» либо в ледниках Антарктиды, Гренландии, горных областей, во льдах Арктики, либо в подземных водах и льдах, использование которых все-таки очень ограничено. Гораздо шире используются озера и водохранилища, но их географическое распределение отнюдь не отличается повсеместностью. Отсюда вытекает, что главным источником обеспечения потребностей человечества в пресной воде были и остаются речные (русловые) воды, доля которых чрезвычайно мала, а общий объем составляет всего 2100 км³.

Такого количества пресных вод людям уже теперь недоставало бы для жизни. Однако благодаря тому, что продолжительность условного влагооборота для рек составляет 16 суток, в течение года объем воды в них возобновляется в среднем 23 раза и, следовательно, ресурсы речного стока чисто арифметически могут быть оценены в 48 тыс. км³/год. Однако в литературе преобладает цифра 41 тыс. км³/год. Она и характеризует «водный паек» планеты, но здесь также необходимы оговорки. Нельзя не учитывать, что более половины русловых вод стекает в море, так что реально доступные для использования ресурсы таких вод, по некоторым оценкам, не превышают 15 тыс. км³.

Если рассмотреть, как полный речной сток распределяется между крупными регионами мира, то окажется, что на зарубежную Азию приходится 11 тыс. км³, на Южную Америку – 10,5, на Северную Америку – 7, на страны СНГ – 5,3, на Африку – 4,2, на Австралию и Океанию– 1,6 и на зарубежную Европу – 1,4 тыс. км³. Понятно, что за этими показателями стоят прежде всего крупнейшие по размерам стока речные системы: в Азии – Янцзы, Ганга и Брахмапутры, в Южной Америке – Амазонки, Ориноко, Параны, в Северной Америке – Миссисипи, в СНГ – Енисея, Лены, в Африке – Конго, Замбези. Это в полной мере относится не только к регионам, но и к отдельным странам (табл. 23).

Таблица 23

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗМЕРАМ РЕСУРСОВ ПРЕСНЫХ ВОД

Цифры, характеризующие водные ресурсы, еще не могут дать полное представление о водообеспеченности, поскольку обеспеченность суммарным стоком принято выражать в удельных показателях – либо на 1 км² территории, либо на одного жителя. Такая водообеспеченность мира и его регионов показана на рисунке 19. Анализ этого рисунка говорит о том, что при среднемировом показателе 8000 м³/год показатели выше этого уровня имеют Австралия и Океания, Южная Америка, СНГ и Северная Америка, а ниже – Африка, зарубежная Европа и зарубежная Азия. Такое положение с водообеспеченностью регионов объясняется как общими размерами их водных ресурсов, так и численностью их населения. Не менее интересен и анализ различий водообеспеченности отдельных стран (табл. 24). Из десяти стран с наибольшей водообеспеченностью семь находятся в пределах экваториального, субэкваториального и тропического поясов и только Канада, Норвегия и Новая Зеландия – в пределах умеренного и субарктического.

Рис. 19. Обеспеченность ресурсами речного стока по крупным регионам мира, тыс. м³/год

Таблица 24

СТРАНЫ С НАИБОЛЬШЕЙ И НАИМЕНЬШЕЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТЬЮ РЕСУРСАМИ ПРЕСНЫХ ВОД

Хотя по приведенным выше душевым показателям водообеспеченности всего мира, отдельных его регионов и стран вполне можно представить себе ее общую картину, все же такую обеспеченность правильнее было бы назвать потенциальной. Чтобы представить себе реальную водообеспеченность, нужно учитывать размеры водозабора, водопотребления.

Мировое водопотребление в ХХ в. росло следующим образом (в км³): 1900 г. – 580, 1940 г. – 820, 1950 г. – 1100, 1960 г. – 1900, 1970 г. – 2520, 1980 г. – 3200, 1990 г. – 3580, 2005 г. – 6000. Эти общие показатели водопотребления очень важны: они свидетельствуют о том, что на протяжении XX в. мировое водопотребление увеличилось в 6,8 раз. Уже сейчас почти 1,2 млрд человек не имеют доступа к чистой питьевой воде. Согласно прогнозу ООН, всеобщий доступ к такой воде удается обеспечить: в Азии – к 2025 г., в Африке – к 2050 г. Не менее важна и структура, т. е. характер водопотребления. В наши дни 70 % пресной воды потребляет сельское хозяйство, 20 % – промышленность, 10 % идет на удовлетворение коммунально-бытовых нужд. Такое соотношение вполне понятно и закономерно, но с точки зрения экономии водных ресурсов довольно невыгодно, прежде всего потому, что именно в сельском хозяйстве (особенно в орошаемом земледелии) очень велико безвозвратное водопотребление. По имеющимся расчетам, в 2000 г. безвозвратное водопотребление в сельском хозяйстве мира составило 2,5 тыс. км³, тогда как в промышленности и коммунальном хозяйстве, где шире применяется оборотное водоснабжение, соответственно только 65 и 12 км³. Из всего сказанного вытекает, во-первых, что в наши дни человечество использует уже довольно значительную часть «водного пайка» планеты (около 1/10 общего и более 1/4 реально доступного) и, во-вторых, что безвозвратные потери воды составляют более 1/2 общего ее потребления.

Не случайно самые высокие показатели душевого водопотребления характерны для стран с орошаемым земледелием. Рекордсмен здесь Туркмения (7000 м³ на человека в год). За ней следуют Узбекистан, Киргизия, Казахстан, Таджикистан, Азербайджан, Ирак, Пакистан и др. Все эти страны уже испытывают значительный дефицит водных ресурсов.

В России суммарный речной сток достигает 4,2 тыс. км³/год, и, следовательно, обеспеченность ресурсами этого стока из расчета на одного жителя составляет 29 тыс. м³/год; это не рекордный, но вполне высокий показатель. Суммарный забор свежей воды во второй половине 1990-х гг. вследствие экономического кризиса имел тенденцию к некоторому уменьшению. В 2000 г. он равнялся 80–85 км³.

Структура водопотребления в России следующая: 56 % идет на производство, 21 % – на хозяйственно-питьевые нужды, 17 % – на орошение и сельскохозяйственное водоснабжение и 6 % – на прочие нужды. Нетрудно подсчитать, что в целом по России суммарный водозабор составляет всего 2 % от общих ресурсов речного стока. Однако это средний показатель, а в отдельных речных бассейнах он достигает 50–75 % и более. То же относится и к отдельным экономическим районам страны. Так, в Центральном, Центрально-Черноземном и Поволжском районах водообеспеченность в расчете на одного жителя составляет всего 3000–4000 м³/год, а на Дальнем Востоке – 300 тыс. м³.

Общая же тенденция для всего мира и отдельных его регионов заключается в постепенном уменьшении водообеспеченности, поэтому ведутся поиски разных путей экономии водных ресурсов и новых путей водоснабжения.

20. Крупные водохранилища мира

Водохранилищем называется водоем в русле реки или в понижении земной поверхности, искусственно созданный при помощи устройства плотин, перемычек, выкапывания предназначенных для затопления котлованов. Необходимость создания водохранилищ обусловлена большой неравномерностью в распределении речного стока, причем как по отдельным годам и сезонам года, так и по территории.

По своему генезису водохранилища подразделяются на долинно-речные, озерные, располагающиеся у выходов подземных вод, в эстуариях рек. Но при этом главная функция их всех остается неизменной – накопление и последующее регулирование речного стока. Такая функция не исключает разнообразия водохранилищ по их конкретному назначению, а оно может быть одноцелевым и многоцелевым. В самом деле, водохранилища могут представлять собой «склады» воды, которые используют для орошения, водоснабжения, получения гидроэнергии, судоходства, рекреации и т. д. Причем используют либо для той или иной цели в отдельности, либо для комплекса этих целей.

История создания водохранилищ восходит к временам глубокой древности. Первые плотины и водохранилища появились еще задолго до начала новой эры в районах так называемых речных цивилизаций: в долинах Нила, Тигра и Евфрата, Инда, Янцзы и некоторых других рек. В средние века их сооружали и в Азии, и в Африке, и в Европе, и в Америке. В новое время, особенно после начала промышленных революций, водохранилища стали создавать уже не только для орошения, но и для промышленного водоснабжения (заводские пруды), а также для развития речного транспорта (подпитка мелких рек). В новейшее время ко всем этим функциям добавилось получение электроэнергии.

Особенно массовый и повсеместный характер строительство водохранилищ приобрело после Второй мировой войны. За последние полвека их количество во всем мире возросло в 5 раз, а объем увеличился в 12 раз. Именно в этот период были созданы самые крупные водохранилища мира. При этом, однако, нельзя не отметить, что пик их создания в большинстве регионов мира пришелся на 1960-е гг., а затем начался постепенный спад строительной активности. Одновременно в кругах ученых и инженеров развернулись дискуссии о целесообразности строительства этих водных объектов. Они были вызваны отрицательными последствиями сооружения водохранилищ – затоплением и подтоплением плодородных земель, переработкой берегов, обезвоживанием пойменных угодий в нижнем бьефе, изменением микроклимата и, конечно, необходимостью переселения очень многих людей. Подобные дискуссии продолжаются по сей день. При этом речь идет прежде всего о крупных водохранилищах.

Ныне общее количество водохранилищ во всем мире превышает 60 тыс. Площадь их водного зеркала составляет 400 тыс. км², что равно площади 11 Азовских морей и заметно превышает общую площадь ФРГ или Италии. Длина некоторых наиболее крупных водохранилищ достигает 500 км, ширина – 60 км, глубина – 300 м. Полный объем водохранилищ мира составляет 6600 км⁴, а полезный, т. е. пригодный для использования, – 3000 км³. Использование водохранилищ уже позволило увеличить устойчивую составляющую стока рек земного шара примерно на 1/4.

По объему воды и по площади водного зеркала водохранилища подразделяются на крупнейшие, очень крупные, крупные, средние, небольшие и малые. Если иметь в виду общее число водохранилищ, то среди них резко преобладают три последние категории, а если учитывать объем и водную поверхность, – то первые три. В большинстве источников принято анализировать только крупные водохранилища с объемом более 100 млн м³ (0,1 км³). В мире их насчитывается более 3 тыс., а полный их объем составляет около 6400 км³.

Интересно проследить географическое распределение крупных водохранилищ как по географическим поясам, так и по главным географическим регионам мира.

Оказывается, более 40 % водохранилищ сосредоточено в умеренном поясе Северного полушария, где находится большинство экономически развитых стран. Известно, что массовое сооружение водохранилищ для целей энергетики, водоснабжения, транспорта происходило здесь в новое и новейшее время. Велико также число водохранилищ в субтропическом поясе, где их создание связано в первую очередь с необходимостью орошения земель. В пределах тропического, субэкваториального и экваториального поясов количество водохранилищ относительно невелико, но поскольку среди них преобладают крупные и крупнейшие, то доля их в полном объеме всех водохранилищ составляет более 1/3.

Таблица 25

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КРУПНЫХ ВОДОХРАНИЛИЩ ПО ГЕОГРАФИЧЕСКИМ РЕГИОНАМ

Таблица 26

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КРУПНЫХ ВОДОХРАНИЛИЩ ПО ВЕДУЩИМ СТРАНАМ

Вслед за рассмотрением размещения водохранилищ по географическим поясам и регионам проанализируем их распределение по некоторым (ведущим) странам. Оно показано в таблице 26.

Особо принято выделять крупнейшие водохранилища с полным объемом более 500 км³. От общего числа водохранилищ мира они составляют всего 0,1 %, но по суммарному объему занимают внеконкурентное первое место. Они показаны на рисунке 20. Всего их 15. Они есть во всех регионах мира, кроме Австралии.

В России имеется 2255 водохранилищ с полным объемом 840 км³ и площадью акватории 60 тыс. км². Хотя 86 % из них относятся к категории мелких, определяющую роль играют 105 крупных водохранилищ (табл. 26). А по количеству крупнейших водохранилищ с Россией не может конкурировать ни одна другая страна. При этом водохранилища здесь, как правило, образуют целые каскады, например на Волге, на Ангаре.

21. Опреснение соленых вод

Один из дополнительных способов увеличения резервов пресной воды – опреснение (обессоливание) соленых вод. Этот способ известен очень давно. Еще два тысячелетия назад люди научились получать пресную воду из соленой при помощи метода дистилляции. Он заключается в выпаривании воды под давлением споследующей конденсацией водяных паров. Простой перегонный куб позволил выпаривать морскую воду. При помощи его пытались обеспечить потребности жителей прибрежных зон, но в первую очередь – экипажей судов, находившихся в дальнем плавании. И ныне метод дистилляции соленой воды остается одним из основных. Но наряду с ним теперь применяют и многие другие, более совершенные, методы промышленного опреснения. Их выбирают в зависимости от свойств воды, производительности установки и по различным технико-экономическим соображениям.

Рис. 20. Крупнейшие водохранилища мира (по А. Б. Авакяну)

С некоторой степенью условности проблему опреснения можно подразделить на две субпроблемы – опреснения засоленных (солоноватых) речных и подземных вод и опреснения морских соленых вод.

Опреснение засоленных речных вод имеет наибольшее значение для районов искусственного орошения, особенно в странах Азии, где оно особенно распространено. Соленость речных вод в этих районах постоянно возрастает, и для их отвода с орошенных полей приходится строить специальные каналы, что удорожает производство. В последнее время предпринимаются попытки опреснения хотя бы части этих сбросовых вод. То же относится и к опреснению подземных вод, которые откачивают на поверхность при добыче полезных ископаемых, в особенности угля.

Но еще большее значение имеет опреснение морских (океанских) вод. Первые установки по опреснению морской воды появились еще в конце Х1Х – начале XX в. Примерами такого рода могут служить солнечный опреснитель в пустыне Атакама (Чили), опреснители на Каспийском море в районах Актау и Баку. Однако строительство таких установок в промышленных масштабах началось уже в 30-х гг. XX в. Впрочем, и в этот период мощности опреснительных установок были еще сравнительно небольшими, а распространение их оставалось довольно ограниченным.

Только с наступлением эпохи НТР, в середине 1960-х гг., такое строительство приобрело по-настоящему широкий размах. Уже в 1970 г. во всем мире эксплуатировалось 800 только крупных опреснительных установок с суммарной производительностью 1,25 млн м³/сутки. В 1980 г. опресняли уже 7 млн м⁶/сутки. В 1992 г. 7,5 тыс. опреснительных установок производили 17,5 млн м⁶/сутки. В 2000 г. суммарное количество опресненной воды должно было достигнуть, по прогнозам, 25–30 млн м³/сутки. Одновременно растет и мощность отдельных опреснительных установок. До 1960-х гг. строили преимущественно небольшие установки производительностью до 3 тыс. м³/сутки, но затем появились установки производительностью в 20–25 и даже 50– 100 тыс. м³/сутки. Для опреснения морской воды все чаще стали применять энергию АЭС. Соответственно и стоимость опреснения постепенно снижалась, и ныне этот процесс стал уже вполне экономичным.

Рис. 21. Потребление опресненной воды, м³ в год на одного человека (по А.Б.Авакяну)

В середине 1990-х гг. опреснительные установки работали уже более чем в 100 странах мира. Одни из этих стран расположены в пределах умеренного пояса (например, Великобритания, Нидерланды, США), другие – в субтропическом поясе (например, Италия, Греция, Япония, Азербайджан, Туркмения). Но больше всего таких стран находится в пределах тропического пояса с его обширной аридной зоной. В Северной Африке это Тунис, Ливия, Египет, в Юго-Западной Азии – Саудовская Аравия, Кувейт, ОАЭ, Катар, Ирак, Иран, Израиль, в Америке – США (южные районы), Мексика, Куба, Венесуэла.

Больше всего опресненной воды из расчета на одного жителя получают в странах Персидского залива (рис. 21), где такая вода служит главным источником водопотребления (в Кувейте, например, на 100 %). Здесь же находятся опреснительные установки, относящиеся к наиболее мощным в мире.

Из отдельных районов по тем же показателям выделяется Калифорния (США, Мексика). Особо следует сказать об островных микрогосударствах, зависимость которых от потребления опресненной морской воды также очень велика. Это в полной мере относится не только к Багамским, Бермудским, Виргинским, нидерландским Антильским островам в Карибском море и Атлантике, но также к Канарским островам и островам Зеленого Мыса у западного побережья Африки, к ряду островов Французской Полинезии.

В Советском Союзе самые крупные опреснительные установки находились на восточном побережье Каспийского моря (п-ов Мангышлак). Ныне одна из этих установок, находящаяся в Туркмении, ежесуточно опресняет 120 тыс. м³ морской воды.

При прогнозировании развития индустрии опреснения нужно иметь в виду возможные экологические последствия ее деятельности, поскольку отходы опреснения, которые складируют на суше или сбрасывают в море в виде рассолов, негативно воздействуют на экосистему. То же относится и к отработанным водам АЭС, которые работают «в паре» с опреснительными установками.

22. Ледники Антарктики и Арктики как потенциальные источники пресной воды

Ранее было сказано о том, что основная часть общемировых запасов пресной воды (или более 25 млн км³) как бы законсервирована в ледниковых покровах земного шара. При этом в первую очередь имеются в виду ледниковые покровы Антарктиды и Гренландии, морские льды Арктики. Только за один летний сезон, когда наступает естественное таяние этого природного льда, можно было бы получить более 7000 км³ пресной воды, а это количество превышает все мировое водопотребление.

С точки зрения перспектив использования ледников в качестве резерва пресной воды особый интерес представляют ледники Антарктиды. Это относится как к ее материковому ледниковому покрову, который во многих местах выдвигается в окружающие материк моря, образуя так называемые выдвижные ледники, так и к огромным шельфовым ледникам, являющимся продолжением этого покрова. Всего шельфовых ледников в Антарктиде 13, причем основная их часть приходится на выходящее к Атлантике побережье Западной Антарктиды и Землю Королевы Мод, тогда как в Восточной Антарктиде, выходящей к пространствам Индийского и отчасти Тихого океанов, их меньше. Ширина пояса шельфовых ледников в зимнее время достигает 550—2550 км.

Шельфовые ледники Антарктиды представляют собой плиты шириной в среднем 120 км, толщиной у материка 200—1300 м, а у морского края 50—400 м. Средняя высота их составляет 400 м, а высота над уровнем океана – 60 м. В целом такие шельфовые ледники занимают почти 1,5 млн км² и содержат 600 тыс. км³ пресной воды. Это означает, что на них приходится всего 6 % общего объема ледниковой пресной воды на Земле. Но в абсолютных показателях их объем в 120 раз превышает мировое водопотребление.

С покровными и шельфовыми ледниками Антарктиды непосредственно связано образование айсбергов (от нем. eisberg – ледяная гора), которые откалываются от края ледника, отправляясь, так сказать, в свободное плавание по Южному океану. По имеющимся расчетам, в общей сложности от выдвижных и шельфовых ледников Антарктиды ежегодно откалывается от 1400 до 2400 км³ пресной воды в виде айсбергов. Антарктические айсберги распространяются по Южному океану в пределах 44–57° ю. ш., но иногда достигают и 35° ю. ш., а это широта Буэнос-Айреса.

Запасы пресной воды в ледниках Гренландии значительно менее велики. Тем не менее и от ее ледяного панциря ежегодно откалываются и затем выносятся в Северную Атлантику примерно 15 тыс. айсбергов. Самые крупные из них содержат десятки миллионов кубометров пресной воды, достигая в длину 500 м, а в высоту 70– 100 м. Основной сезон распространения этих айсбергов длится с марта по июль. Обычно они не спускаются ниже 45° с. ш., но в этот сезон появляются и значительно южнее, создавая опасность для судов (вспомним гибель «Титаника» в 1912 г.) и для буровых нефтяных платформ.

В результате постоянного «сбрасывания» айсбергов в Мировом океане одновременно дрейфуют примерно 12 тыс. таких ледяных глыб и гор. В среднем антарктические айсберги живут 10–13 лет, но гигантские, длиной в десятки километров, могут плавать многие десятилетия. Идея транспортировки айсбергов с целью дальнейшего их использования для получения пресной воды появилась еще в начале XX в. В 50-х гг. американский океанолог и инженер Дж. Айзекс предложил проект транспортирования антарктических айсбергов к берегам Южной Калифорнии. Он же подсчитал, что для обеспечения этого засушливого района пресной водой в течение года потребуется айсберг объемом в 11 км³. В 70-х гг. XX в. французский полярный исследователь Поль-Эмиль Виктор разработал проект транспортирования айсберга из Антарктиды к берегам Саудовской Аравии, причем эта страна учредила даже международную компанию, предназначенную для его осуществления. В США аналогичные проекты разрабатывала мощная организация «Рэнд корпорейшн». Интерес к этой проблеме стали проявлять и в некоторых странах Европы, и в Австралии. Технические же параметры транспортирования айсбергов были разработаны уже довольно детально.

Рис. 22. Возможные маршруты транспортирования айсбергов (по Р. А. Крыжановскому)

После обнаружения при помощи искусственного спутника подходящего айсберга и его доразведки при помощи вертолета на айсберге сначала должны быть установлены специальные плиты для крепления буксирных тросов. По возможности айсбергу должна быть придана более обтекаемая форма, а его носовой части – форма корабельного форштевня. Чтобы уменьшить таяние льда, под дно айсберга должна быть подведена пластиковая пленка, а по бокам натянуто полотно с грузилами внизу. Транспортировать айсберг следует с учетом морских течений, строения океанского дна, конфигурации береговой линии. Само транспортирование айсберга длиной 1 км, шириной 600 м и высотой 300 м должно быть осуществлено при помощи пяти-шести океанских буксиров мощностью по 10–15 тыс. л. с. В этом случае скорость транспортирования составит примерно одну милю (1852 м) в час. После доставки к месту назначения айсберг должен быть разрезан на куски – блоки толщиной примерно по 40 м, которые будут постепенно таять и позволят снабжать пресной водой по плавающему водопроводу тот или иной пункт на побережье. Таяние айсберга будет продолжаться примерно один год.

Для географа особенно интересен вопрос о выборе путей транспортирования айсбергов (рис. 22). Естественно, что по экономическим соображениям наиболее предпочтительна доставка антарктических айсбергов к относительно близко расположенным районам Южного полушария – в Южную Америку, Южную Африку, Западную и Южную Австралию. К тому же лето в этих районах наступает в декабре, когда айсберги как раз распространяются дальше всего на север. Академик В. М. Котляков считает, что главным местом «отлова» столовых айсбергов для Южной Америки может стать район шельфового ледника Росса, для Южной Африки – шельфового ледника Ронне-Фильхнера, а для Австралии – шельфового ледника Эймери. При этом путь до берегов Южной Америки составит примерно 7000 км, а до Австралии – 9000 (рис. 23). Все проектировщики полагают, что при таком транспортировании айсбергов необходимо будет использовать холодные океанические течения: Перуанское и Фолклендское у берегов Южной Америки, Бенгельское у берегов Африки и Западно-Австралийское у берегов Австралии. Значительно сложнее и дороже обойдется транспортирование антарктических айсбергов в районы Северного полушария, например к берегам Южной Калифорнии или Аравийского полуострова. Что же касается гренландских айсбергов, то их целесообразнее всего было бы транспортировать к берегам Западной Европы и к восточному побережью США.

Рис. 23. Оптимальные маршруты транспортирования айсбергов в Антарктике (по В. М. Котлякову). Цифрами обозначены: 1 – маршруты транспортирования айсбергов; 2 – объемы айсбергов, ежегодно откалывающихся от каждых 200 км длины берега (длина стрелки в 1 мм соответствует 100 км³ льда); 3 – места обнаружения айсбергов

Нельзя забывать и о том, что айсберги как источники пресной воды представляют собой международное достояние. Это означает, что при их использовании должно быть разработано специальное международное право. Учитывать нужно и возможные экологические последствия транспортирования айсбергов, а также их пребывания в месте назначения. По существующим оценкам, айсберг средних размеров в районе своей стоянки может снизить температуру воздуха на 3–4 °C и оказать негативное воздействие на сухопутные и морские экосистемы, тем более что из-за огромной осадки ледяной горы ее зачастую нельзя будет подвести к берегу ближе чем на 20–40 км.

Существуют и другие проекты использования пресной воды ледяного покрова планеты. Предлагают, например, использовать энергию АЭС для обеспечения таяния ледника на месте его нахождения с последующей поставкой пресной воды по трубопроводам. Уже в 1990-х гг. российские специалисты разработали проекты «Чистый лед» и «Айсберг», которые составили единый проект «Чистая вода», включенный в международную программу «Человек и океан. Глобальная инициатива». Оба проекта фигурировали на Всемирной выставке «ЭКСПО-98» в Лиссабоне в качестве самых необычных научно-технических экспонатов.

Пока все это лишь проекты. Но интерес к ним проявляют уже многие страны – США, Канада, Франция, Саудовская Аравия, Египет, Австралия и др.

23. Мировой гидроэнергетический потенциал речного стока

Гидроэнергией (водной энергией) называют энергию, которой обладает вода, движущаяся в потоках по земной поверхности. Существуют три категории гидроэнергетического потенциала (гидроэнергетических ресурсов): теоретический, технический и экономический.

При определении теоретического гидро-энергопотенциала (его называют также потенциальным и валовым) учитывается полный поверхностный сток рек, который, как уже отмечено, составляет 48 тыс. км³/год. Если принять среднюю высоту суши равной 800 м, то теоретический потенциал будет исчисляться в 1000 млн кВт возможной мощности, что соответствует выработке около 35 трлн кВт» ч в год. Впрочем, есть и другие оценки этого потенциала, которые колеблются в пределах от 35 трлн до 40 трлн кВт-ч.

Технический гидроэнергопотенциал – это та часть теоретического потенциала, которая технически может быть использована с учетом годовых и сезонных колебаний стока в реках, наличия подходящих створов для сооружения ГЭС, а также потерь воды вследствие испарения, фильтрации и т. д. Коэффициент пересчета теоретического потенциала в технический для разных регионов Земли и стран не одинаков, но в среднем его обычно принимают равным 0,5. Чаще всего мировой технический гидроэнергопотенциал оценивается в 15 трлн кВт-ч возможной выработки.

Наконец, экономический гидроэнергопо-тенциал – это та часть технического потенциала, использование которой в данных конкретных условиях места и времени можно считать экономически оправданным. Он меньше технического потенциала и, по оценкам, составляет 8—10 трлн кВт-ч в год, что соответствует мощности в 2340 млн кВт. Можно добавить, что эту цифру нельзя рассматривать как абсолютно стабильную. Например, после мирового энергетического кризиса середины 1970-х гг. и роста цен на топливо коэффициент пересчета технического потенциала в экономический возрос до 70–80 %, и его стали оценивать уже в 15 трлн кВт-ч в год. Но затем этот коэффициент снова снизился.

Априори можно предположить, что распределение гидроэнергетического потенциала по территории земной суши неравномерно. И действительно, согласно имеющимся данным, по размерам теоретического потенциала впереди стоит Азия (42 % мирового), за которой следуют Африка (21), Северная и Южная Америка (по 12–13 %), Европа (9) и Австралия и Океания (3 %). За этими общими цифрами географ конечно же видит размещение крупнейших речных систем мира.

Установлено, что примерно половина мирового речного стока приходится на 50 крупнейших рек, бассейны которых покрывают 40 % земной суши. В том числе 15 из них (9 в Азии, 3 в Южной, 2 в Северной Америке и 1 в Африке) имеют средний расход воды в размере 10 тыс. м³/с или более. Но этот показатель сам по себе еще не определяет роль той или иной реки в гидропотенциале. Например, Амазонка выносит в океан в пять раз больше воды, чем вторая по водоносности река мира – Конго. Однако Конго благодаря топографическим и геологическим особенностям территории, по которой она протекает, имеет значительно больший гидроэнергетический потенциал, чем Амазонка.

Распределение экономического гидроэнер-гопотенциала по регионам мира показано в таблице 27.

Приведенные в таблице 27 данные позволяют сделать несколько выводов. О том, что крупные регионы Земли по масштабам экономического гидропотенциала «выстраиваются» следующим образом: Зарубежная Азия, Латинская Америка, Африка и Северная Америка, СНГ, зарубежная Европа, Австралия и Океания. О том, что пока еще экономический гидропотенциал Земли используется лишь на 21 % (это означает, что в принципе годовое производство электроэнергии на ГЭС можно увеличить примерно в пять раз). Наконец, о том, что степень освоенности гидроэнергетического потенциала особенно велика в зарубежной Европе, где для сооружения ГЭС использовано уже большинство выгодных речных створов, и в Северной Америке. Наиболее благоприятные ресурсные предпосылки для развития гидроэнергетики имеют Азия, Африка и Латинская Америка. Можно добавить, что на развивающиеся страны в целом приходится еще примерно 2/3 всего неосвоенного мирового гидроэнергопотенциала.

Таблица 27

МИРОВОЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ГИДРОЭНЕРГОПОТЕНЦИАЛ И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

* Без стран СНГ.

Среди стран по размерам экономического гидроэнергетического потенциала особо выделяется первая пятерка в составе Китая (1260 млрд кВт-ч), России (850 млрд), Бразилии (765 млрд), Канады (540 млрд) и Индии (500 млрд кВт ч), на долю которой приходится почти 1/2 всего этого потенциала. Затем следуют ДР Конго (420 кВт-ч), США (375), Таджикистан (265), Перу (260), Эфиопия (260), Норвегия (180), Турция (125), Япония (115 кВт – ч). Степень использования этого потенциала в странах очень различна. Во Франции, в Швейцарии, Италии, Японии он использован уже почти полностью, в США и Канаде на 38–40 %, тогда как в Китае – на 16, в Индии – на 15, в Перу – на 5, а в ДР Конго – на 1,5 %.

Россия обладает очень большими гидроэнергетическими ресурсами. Ее теоретический потенциал оценивается в 2900 млрд кВт-ч, технический – в 1670 млрд, а экономический, как уже отмечено, – в 850 млрд кВт ч в год. Но распределяется он по стране крайне неравномерно: на европейскую ее часть приходится 15 %, а на азиатскую – 85 %. Освоено из него пока лишь 18 % (в том числе в европейской части – 50 %, в Сибири – 19 и на Дальнем Востоке – 4 %).

24. Энергетические ресурсы Мирового океана

В Мировом океане заключены огромные, поистине неисчерпаемые ресурсы механической и тепловой энергии, к тому же постоянно возобновляющейся. Основные виды такой энергии – энергия приливов, волн, океанических (морских) течений и температурного градиента. Однако, как правило, концентрация такой энергии в водных массах очень невелика, что затрудняет ее эффективное производственное использование. Тем не менее в качестве потенциального резерва энергетические ресурсы Мирового океана имеют большое значение.

Особенно привлекает внимание энергия приливов (точнее, приливно-отливных движений воды, которые по предложению одного из виднейших российских океанологов Ю. М. Шокальского принято называть одним термином – приливы). Приливные явления известны людям с незапамятных времен и в жизни многих прибрежных стран играли и играют очень большую роль, в какой-то мере определяя весь ритм их жизни.

Общеизвестно, что приливы и отливы происходят два раза в сутки. В открытом океане амплитуда между полной и малой водой составляет примерно 1 м, но в пределах континентального шельфа, особенно в заливах и эстуариях рек, она бывает значительно большей. Суммарную энергетическую мощность приливов обычно оценивают от 2,5 млрд до 4 млрд кВт. Добавим, что энергия только одного приливно-отливного цикла достигает примерно 8 трлн кВт-ч, а это лишь немногим меньше общей мировой выработки электроэнергии в течение целого года. Следовательно, энергия морских приливов – неисчерпаемый источник энергии.

Добавим и такую отличительную черту приливной энергии, как ее постоянство. Океан, в отличие от рек, не знает ни многоводных, ни маловодных лет. К тому же он «работает по графику» с точностью до нескольких минут. Благодаря этому количество вырабатываемой на приливных электростанциях (ПЭС) электроэнергии всегда может быть заранее известно, в отличие от обычных ГЭС, на которых количество получаемой энергии зависит от режима реки, связанного не только с климатическими особенностями территории, по которой она протекает, но и с погодными условиями.

Тем не менее ученые считают, что технически возможно и экономически выгодно использовать лишь очень небольшую часть приливного потенциала Мирового океана (по некоторым оценкам, только 2 %). При определении технических возможностей большую роль играют такие факторы, как характер береговой линии, форма и рельеф дна, сила волн и ветра. Опыт показывает, что для эффективной работы ПЭС высота приливной волны должна быть не менее 5 м. Чаще всего такие условия возникают в узких заливах и эстуариях рек. Но подобных мест на земном шаре не так уж много: по разным источникам 25, 30 или 40.

Считается, что наибольшими запасами приливной энергии обладает Атлантический океан. В его северо-западной части, на границе США и Канады, находится залив Фанди, представляющий собой внутреннюю суженную часть более открытого залива Мэн. Этот залив знаменит самыми высокими в мире приливами, достигающими 18 м. Очень высоки приливы и у берегов Канадского Арктического архипелага. Например, у побережья Баффиновой Земли они поднимаются на 15,6 м. В северо-восточной части Атлантики приливы до 10 и даже 13 м наблюдаются в проливе Ла-Манш у берегов Франции, в Бристольском заливе и Ирландском море у берегов Великобритании и Ирландии.

Велики также запасы приливной энергии в Тихом океане. В его северо-западной части особенно выделяется Охотское море, где в Пенжинской губе (северо-восточная часть залива Шелихова) высота приливной волны составляет 9—13 м. На восточном побережье Тихого океана благоприятные условия для использования приливной энергии имеются у берегов Канады, Чилийского архипелага на юге Чили, в узком и длинном Калифорнийском заливе Мексики.

В пределах Северного Ледовитого океана по запасам приливной энергии выделяются Белое море, в Мезенской губе которого приливы имеют высоту до 10 м, и Баренцево море у берегов Кольского полуострова (приливы до 7 м). В Индийском океане запасы такой энергии значительно меньше. В качестве перспективных для строительства ПЭС здесь обычно называют залив Кач Аравийского моря (Индия) и северо-западное побережье Австралии. Однако и в дельтах Ганга, Брахмапутры, Меконга и Иравади приливы тоже составляют 4–6 м.

К числу энергетических ресурсов Мирового океана относят также кинетическую энергию волн. Энергию ветровых волн суммарно оценивают в 2,7 млрд кВт в год. Опыты показали, что ее следует использовать не у берега, куда волны приходят ослабленными, а в открытом море или в прибрежной зоне шельфа. В некоторых шельфовых акваториях волновая энергия достигает значительной концентрации: в США и Японии – около 40 кВт на 1 м волнового фронта, а на западном побережье Великобритании – даже 80 кВт на 1 м.

Еще один энергетический ресурс Мирового океана – океанические (морские) течения, которые обладают огромным энергетическим потенциалом. Достаточно вспомнить, что расход Гольфстрима даже в районе Флоридского пролива составляет 25 млн м³/с, что в 20 раз превышает расход всех рек земного шара. А после того как Гольфстрим уже в океане соединяется с Антильским течением, его расход возрастает до 82 млн м³/с. Уже не раз предпринимались попытки подсчитать потенциальную энергию этого потока шириной 75 км и толщиной 700–800 м, двигающегося со скоростью 3 м/с.

Когда говорят об использовании температурного градиента, то имеют в виду источник уже не механической, а тепловой энергии, заключенной в массе океанских вод. Обычно разность температур воды на поверхности океана и на глубине 400 м составляет 12 °C. Однако в акваториях тропиков, расположенных между 20° с. ш. и 20° ю. ш., верхние слои воды в океане могут иметь температуру 25–28 °C, а нижние, на глубине 1000 м, – всего 5 °C. Именно в таких случаях, когда амплитуда температур достигает 20° и более, считается экономически оправданным использование ее для получения электроэнергии на гидротермальных (моретермальных) электростанциях.

Теоретическая возможность такого использования сильного перепада температур океанских вод была доказана французскими учеными и инженерами еще в конце XIX в. Однако вплотную к техническому осуществлению этой идеи подошли только в 70-х гг. XX в. По современным представлениям, моретермальная электростанция является плавучей установкой, в теплообменнике которой нагретая Солнцем поверхностная океанская вода подогревает жидкость, испаряющуюся при сравнительно невысокой температуре, например аммиак. Получаемый при этом пар поступает к турбине, которая соединена с генератором, а затем отводится в глубинный холодный слой, где снова превращается в жидкость. Такая система имеет непрерывное действие, не нуждается в горючем и не оказывает отрицательного влияния на окружающую среду. Издержки на ее эксплуатацию также невысоки. Однако моретермальные электростанции требуют больших инвестиционных затрат и имеют низкий (7—10 %) коэффициент преобразования энергии.

В целом же энергетические ресурсы Мирового океана правильнее было бы отнести к ресурсам будущего.

25. Мировые лесные ресурсы

В научной литературе часто встречается характеристика роли леса, лесной растительности как составной части биосферы. Обычно отмечают, что леса образуют на Земле самые крупные экосистемы, в которых аккумулируется большая часть органического вещества планеты. Что они имеют большое значение для фотосинтеза, для нормального протекания процессов стабилизации кислородного баланса атмосферы, поглощения углекислого газа, а также для сохранения плодородия почв, чистоты вод. Что они – самые крупные хранилища генофонда биосферы, место обитания для большого числа растений и животных, важный источник древесных, пищевых, кормовых, технических, лекарственных и других ресурсов. Помимо всего этого леса поглощают шум, многие загрязняющие воздух вещества, тем самым благоприятно влияя на качество окружающей природной среды, а опосредованно и на настроение людей, находящих положительные эмоции в общении с природой. Словом, и экономическое, и экологическое, и эстетическое значение лесов всегда оценивают очень высоко.

Для количественной оценки мировых лесных ресурсов, как важной составной части биологических ресурсов суши, используются различные показатели. Самые главные среди них – это показатели лесной площади, лесистости (доля лесной площади во всей территории) и запаса древесины на корню. Однако при знакомстве с ними обращает на себя внимание довольно значительная разница в оценках. Если попытаться сравнить оценки ФАО, других международных организаций и отдельных специалистов в этой области, то подобная разница обнаружится довольно легко. Например, в разных источниках мировая лесная площадь оценивается в 51,2 млрд га; 43,2; 39,6; 36,0; 34,4;

30,0 млрд га. Соответственно велики и разночтения в показателях лесистости земной суши (37 %, 32, 30, 27 % и т. д.), а также в показателях запасов древесины (385 млрд м³, 350, 335 млрд м³ и т. д.).

Этот разнобой объясняется тем, что те или иные из этих оценок относятся к различным категориям лесной площади. Самые высокие из них относятся к площади всех земель лесного фонда, которые, помимо собственно лесных угодий, включают также кустарники, редины, вырубки, гари и пр. Средние соответствуют более строгому подходу к определению лесных угодий, более низкие – к лесопокрытой, т. е. непосредственно занятой лесами, площади, а самые низкие – к сомкнутым лесам, которые занимают не более 2/3 всех лесных площадей и, пожалуй, наиболее точно характеризуют истинную лесистость территории. Иногда статистика учитывает также первичные и вторичные леса.

Представление о региональных различиях в распределении мировых лесных ресурсов дает таблица 28.

Из приведенных в таблице 28 данных вытекают следующие выводы. Во-первых, о том, что лидирующее место в мире по всем важным «лесным» показателям занимает Латинская Америка. Во-вторых, о том, что во «второй эшелон» по этим показателям попадают СНГ, Северная Америка и Африка. В-третьих, о том, что зарубежная Азия, отличающаяся высокими общими показателями, имеет – как и можно было ожидать – самую низкую обеспеченность лесными ресурсами из расчета на одного жителя. И в-четвертых, о том, что по всем основным показателям, включенным в таблицу, замыкают ранжир крупных регионов зарубежная Европа и Австралия с Океанией.

Таблица 28

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МИРОВЫХ ЛЕСНЫХ РЕСУРСОВ ПО КРУПНЫМ РЕГИОНАМ

* Без стран СНГ.

Наряду с распределением мировых лесных ресурсов по крупным регионам мира большой интерес представляет и их распределение по основным лесорастительным поясам (рис. 24). На рисунке 24 хорошо прослеживается распространение хвойных лесов холодной зоны (или хвойных бореальных лесов), протягивающихся широкой полосой через северные части Евразии и Северной Америки. Южнее простирается пояс смешанных лесов умеренного пояса. Леса сухих областей наиболее характерны для Африки (там они представлены редкостойными лесами и кустарниками зоны саванн), но встречаются также в Северной и Южной Америке, в Австралии. Экваториальные дождевые леса произрастают в поясе с постоянно высокими температурами и обильными осадками к северу и югу от экватора. Главные их массивы расположены в бассейнах рек Амазонка и Конго, а также в Южной и Юго-Восточной Азии. Тропические влажные леса в целом сохранились гораздо хуже, и их следует искать только в отдельных районах Центральной и Южной Америки, Африки и Южной Азии. Наконец, влажные леса теплого умеренного пояса встречаются в виде отдельных довольно крупных ареалов в Северной и Южной Америке, в Восточной Азии и в Австралии.

Рис. 24. Схематическая карта лесов мира (по И. С. Малахову): 1 – хвойные леса холодной зоны; 2 – смешанные леса умеренного пояса; 3 – леса сухих областей; 4 – экваториальные дождевые леса; 5 – тропические влажные леса; 6 – влажные леса теплого умеренного пояса

Рисунок 24 дает основание и для более генерализованного подхода к выделению лесорастительных поясов, чаще используемого в учебной литературе. Он заключается в объединении их в два главных лесных пояса Земли – северный и южный, которые разделены широким поясом аридных территорий.

Площадь северного лесного пояса – 2 млрд га (в том числе под сомкнутым древостоем 1,6 и под кустарниками и редколесьем 0,4 млрд га). Самые большие лесные площади в этом поясе находятся в пределах России, Канады, США. Хвойными породами занято 67 % всей лесной площади, а лиственными – 33 %. Разнообразие видов в лесах северного пояса не столь велико: например, в зарубежной Европе насчитывается примерно 250 видов деревьев и кустарников. Прирост древесины также происходит довольно медленно. Так, в хвойных лесах России в среднем за год на 1 га прирастает 1,3 м³, в Финляндии – 2,3 м³, в США – 3,1 м³. В зоне смешанных лесов этот прирост заметно больше.

Площадь южного лесного пояса – также примерно 2 млрд га, но на 97 % он состоит из широколиственных лесов. При этом половину всей лесной площади занимает высокоствольный лес, а остальное приходится на низкоплотный разреженный лес, кустарник, а также лесной перелог. В южном лесном поясе древостой гораздо разнообразнее, чем в северном: во всех тропических лесах на 1 га можно встретить более 100 и даже 200 различных видов деревьев. Средний годовой прирост древесины с 1 га здесь в несколько раз больше, чем в лесах северного пояса. А средний запас древесины на корню достигает 250 м³/га, что в десятки раз превышает такой запас в некоторых видах лесов северного пояса. Поэтому и общий запас древесины в лесах южного пояса больше.

Естественно, что страны с самыми большими размерами лесных площадей надо искать в пределах либо северного, либо южного лесных поясов (рис. 25). В состав этих же поясов входят и страны с самой высокой лесистостью: в северном поясе это прежде всего Финляндия, Швеция, а в южном – Суринам и Гайана в Латинской Америке, Габон и Демократическая Республика Конго в Африке, Папуа– Новая Гвинея в Океании.

Россия – самая богатая лесными ресурсами страна мира. Из рисунка 25 вытекает, что это относится как к ее лесной, так и к лесопокрытой площади (последняя составляет 22,1 % от мировой). Общий запас древесины в лесах России – 82 млрд м³ – превышает запасы любого крупного зарубежного региона, за исключением Латинской Америки. Это означает, что на долю России приходится более 1/5 мировых запасов древесины, в том числе почти 1/2 запасов древесины хвойных пород. По соответствующим душевым показателям (5,2 га и 560 м³) она уступает только Канаде. Однако распределены лесные ресурсы России по ее огромной территории очень неравномерно: почти 9/10 всей лесопокрытой площади находится в зоне тайги, в особенности в пределах Восточной Сибири и Дальнего Востока.

Рис. 25. Первые десять стран по размерам лесной площади

26. Проблемы обезлесения

Обезлесениет (обезлесиванием) называется исчезновение леса по естественным причинам или в результате хозяйственной деятельности человека.

Процесс антропогенного обезлесения фактически начался еще 10 тыс. лет назад, в эпоху неолитической революции и возникновения земледелия и скотоводства, и продолжается до наших дней. По существующим оценкам, в эпоху этой революции лесами было покрыто 62 млрд га (62 млн км²) земной суши, а с учетом кустарников и перелесков – 75 млрд га, или 56 % всей ее поверхности. Если сравнить вторую из этих цифр с современной, которая была приведена выше, нетрудно сделать вывод о том, что лесистость суши за время становления и развития человеческой цивилизации уменьшилась в два раза. Пространственное отражение этого процесса показывает рисунок 26.

Этот процесс проходил в определенной и вполне объяснимой географической последовательности. Так, сначала сведению подверглись леса в районах древних речных цивилизаций Передней Азии, Индии, Восточного Китая, а в эпоху античной цивилизации – и Средиземноморья. В средние века широкое сведение лесов началось и в зарубежной Европе, где до VII в. они занимали 70–80 % всей территории, и на Русской равнине. В XVII–XIX вв., с началом промышленных революций, активной промышленной и городской застройки, а также с дальнейшим развитием земледелия и животноводства, процесс обезлесения в наибольшей мере охватил Европу и Северную Америку, хотя затронул и некоторые другие регионы мира. В результате только в 1850–1980 гг. площадь лесов на Земле сократилась еще на 15 %.

Рис. 26. Изменение площади, покрытой лесной растительностью, за время существования цивилизации (по К. С. Лосеву)

Сведение лесов быстрыми темпами продолжается и в наши дни: ежегодно оно проявляется на площади примрено в 13 млн га (эти цифры сопоставимы с размерами территории целых стран, например Ливана или Ямайки). Главные причины сведения лесов остаются прежними. Это необходимость увеличения сельскохозяйственных угодий и площадей, предназначенных для промышленно-городской и транспортной застройки. Это также постоянный рост потребностей в деловой и дровяной древесине (на топливо идет примерно 1/2 всей добываемой в мире древесины). Вот почему объем заготовки древесины все время возрастает. Так, в 1985 г. мировой показатель его составлял примерно 3 млрд м³, а к 2000 г. он увеличился до 4,5–5 млрд м³, что сопоставимо со всем годовым приростом древесины в лесах мира. А ведь надо помнить еще о том ущербе, который наносят лесной растительности пожары, кислотные дожди и другие отрицательные последствия человеческой деятельности.

При этом, однако, нужно учитывать, что географическое распределение процесса обезлесения в последние десятилетия претерпело существенные изменения. Его эпицентр переместился из северного в южный лесной пояс.

В экономически развитых странах, находящихся в пределах северного лесного пояса, благодаря рациональному ведению лесного хозяйства положение в целом можно оценить как сравнительно благополучное. Лесные площади в этом поясе в последнее время не только не сокращаются, но даже несколько возрастают. Это стало следствием осуществления системы мер по сохранению и воспроизводству лесных ресурсов. Она включает в себя не только контроль за естественным возобновлением лесов, характерный прежде всего для таежных лесов Северной Америки и Евразии, но и искусственное лесоразведение, применяемое в странах (прежде всего европейских) со сведенными ранее и малопродуктивными лесами. В наши дни объем искусственного лесовосстановления в северном лесном поясе достигает уже 4 млн га в год. В большинстве стран Европы и Северной Америки, а также в Китае прирост древесины превышает объемы ежегодных рубок.

Это означает, что все сказанное выше о растущем обезлесении относится в основном к южному лесному поясу, где этот процесс приобретает характер экологической катастрофы. Тем более что леса этого пояса, как хорошо известно, выполняют важнейшую функцию «легких» нашей планеты и именно в них сосредоточено более половины всех видов фауны и флоры, представленных на Земле.

Рис. 27. Гибель тропических лесов в развивающихся странах в 1980–1990 гг. (по «Рио-92»)

Общая площадь тропических лесов к началу 1980-х гг. еще составляла около 2 млрд га. ВАмерике они занимали 53 % всей площади, в Азии – 36, в Африке – 32 %. Эти леса, находящиеся в пределах более чем 70 стран, принято подразделять на вечнозеленые и полулистопадные леса постоянно влажных тропиков и листопадные и полулистопадные леса и древесно-кустарниковые формации сезонно-влажных тропиков. К категории влажных тропических лесов относятся примерно 2/3 всех тропических лесов мира. Почти 3/4 из них приходятся всего на десять стран– Бразилию, Индонезию, Демократическую Республику Конго, Перу, Колумбию, Индию, Боливию, Папуа – Новую Гвинею, Венесуэлу и Мьянму.

Однако затем сведение лесов южного пояса ускорилось: в документах ООН скорость этого процесса сначала оценивалась в 11, а затем стала оцениваться в 15 млн га в год (рис. 27). Статистика свидетельствует о том, что только в первой половине 1990-х гг. в южном поясе было вырублено более 65 млн га лесов. По некоторым оценкам, общая площадь тропических лесов за последние десятилетия уже уменьшилась на 20–30 %. Наиболее активно этот процесс протекает в Центральной Америке, в северной и юго-восточной частях Южной Америки, в Западной, Центральной и Восточной Африке, в Южной и Юго-Восточной Азии (рис. 28).

Этот географический анализ можно довести и до уровня отдельных стран (табл. 29). Вслед за первой десяткой стран-«рекордсменов», представляющих почти все отмеченные выше регионы, следуют Танзания, Замбия, Филиппины, Колумбия, Ангола, Перу, Эквадор, Камбоджа, Никарагуа, Вьетнам и др. Что же касается лесных потерь отдельных стран, выраженных не в абсолютных, а в относительных показателях, то здесь в качестве «лидеров» выступают Ямайка (там сводили 7,8 % лесов в год), Бангладеш (4,1), Пакистан и Таиланд (3,5), Филиппины (3,4 %). Но и во многих других странах Центральной и Южной Америки, Африки, Южной и Юго-Восточной Азии такие потери составляют 1–3 % в год. В результате в Сальвадоре, на Ямайке, Гаити почти все тропические леса фактически уже сведены, на Филиппинах сохранилось только 30 % первичных лесов.

Рис. 28. Страны с наибольшими ежегодными объемами сведения тропических лесов (по Т. Миллеру)

Можно назвать три главные причины, приводящие к обезлесению в южном лесном поясе.

Первая из них заключается в расчистке земель для городских, транспортных нужд и особенно для подсечно-огневого земледелия, которым в тропических лесах и саваннах все еще занято 20 млн семей. Считается, что подсечно-огневая система земледелия служит причиной сведения 75 % площади лесов Африки, 50 % лесов Азии и 35 % лесов Латинской Америки.

Таблица 29

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗМЕРАМ СРЕДНЕГОДОВОГО СВЕДЕНИЯ ЛЕСОВ

Вторая причина заключается в использовании древесины в качестве топлива. По данным ООН, 70 % населения развивающихся стран для обогрева жилищ и приготовления пищи используют дрова. Во многих странах Тропической Африки, в Непале, на Гаити их доля в используемом топливе доходит до 90 %. Подъем цен на нефть на мировом рынке в 1970-х гг. привел к тому, что леса стали вырубаться (прежде всего в Африке и в Южной Азии) не только в ближнем, но и в дальнем окружении городов. В 1980 г. в районах, испытывавших недостаток дров, проживало примерно 1,2 млрд жителей развивающихся стран, а к 2005 г. численность их возросла до 2,4 млрд.

Третья причина заключается в возрастании экспорта тропической древесины из стран Азии, Африки и Латинской Америки в Японию, Западную Европу и США, ее использовании для нужд целлюлозно-бумажной промышленности.

Бедные и тем более беднейшие из развивающихся стран вынуждены идти на это, чтобы хоть немного улучшить свой платежный баланс, отягощенный долгами богатым странам Севера. Многие считают, что их нельзя осуждать за такую политику. Например, на открытии проходившего в Париже в 1991 г. IX лесного конгресса бывший тогда президентом Франции Франсуа Миттеран сказал: «Какое мы имеем право упрекать население тропических районов, например, за то, что они способствуют разрушению лесов, когда они вынуждены это делать, чтобы просто прожить».

Для предотвращения полного уничтожения тропических лесов уже в XXI в. необходимы срочные и действенные меры. Среди возможных путей воспроизводства лесных площадей в южном поясе наибольший эффект, пожалуй, может дать создание лесных плантаций, специально предназначенных для выращивания высокопродуктивных и быстрорастущих пород деревьев, например эвкалиптов. Имеющийся опыт создания таких плантаций показывает, что они позволяют вырастить в 10 раз больше полноценной древесины, чем, скажем, европейские леса. В конце 1990-х гг. такие плантации во всем мире занимали уже 4,5 млн га, из которых 2 млн га находились в Бразилии.

На Всемирной конференции по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро в 1992 г. в качестве специального документа было принято Заявление о принципах в отношении лесов.

Многие из перечисленных выше проблем актуальны и для России, несмотря на ее богатство лесными ресурсами. При формальном подходе к этому вопросу оснований для какого-либо беспокойства не возникает. Действительно, расчетная лесосека страны составляет 540 млн м³, а фактически вырубается примерно 100 млн м³. Однако это средние показатели, не учитывающие различий между европейской частью страны, где расчетную лесосеку зачастую превышают, и азиатской ее частью, где ее недоиспользуют. Необходимо принимать во внимание и значительную гибель лесных насаждений, в первую очередь из-за лесных пожаров (в 2006 г. – 15 млн га). Поэтому в России принимают меры по рациональному лесопользованию и воспроизводству лесных ресурсов. Теперь площади под лесами в ней не уменьшаются, а растут.

27. Биологические ресурсы Мирового океана

Понятие о биологических ресурсах Мирового океана можно трактовать в двух смыслах – более широком и более узком. В первом из них это все разнообразие животных и растений, обитающих в морской и океанической среде, во втором – лишь та их часть, которая имеет или может иметь промысловое значение. Если действительно иметь в виду возможные для использования человеком ресурсы, то вторая трактовка, наверное, более правильна. Однако в литературе чаще встречается оценка суммарных биологических ресурсов Мирового океана.

Суммарную биомассу Мирового океана разные источники определяют с большими различиями, но чаще всего – в 35–40 млрд т. Это означает, что биомасса Мирового океана значительно меньше биомассы суши. Для нее характерно также другое соотношение фитомассы (растительные организмы) и зоомассы (животные организмы). На суше фитомасса превышает зоомассу примерно в 2000 раз, а в Мировом океане биомасса животных превосходит биомассу растений более чем в 18 раз. Без учета человеческого вмешательства в природные процессы морские экосистемы, как и экосистемы суши, могут поддерживать себя сами.

Для биологических ресурсов Мирового океана характерны не только очень большие размеры, но и исключительное разнообразие. Воды морей и океанов, по существу, представляют собой густонаселенный мир множества живых организмов: от микроскопических бактерий до самых крупных животных на Земле – китов. На обширных океанских пространствах, от освещенной Солнцем поверхности до темного и холодного царства морских глубин, обитает около 180 тыс. видов животных, в том числе 16 тыс. различных видов рыб, 7,5 тыс. видов ракообразных, около 50 тыс. видов брюхоногих моллюсков. В Мировом океане насчитывается также 10 тыс. видов растений.

Исходя из образа жизни и местообитания, все живущие в Мировом океане организмы обычно подразделяют на три класса.

К первому классу, обладающему наибольшей биомассой и самым большим разнообразием видов, относят планктон (в переводе с греческого – «блуждающий», «парящий»), который, в свою очередь, подразделяют на фитопланктон и зоопланктон. Планктон распространен преимущественно в поверхностных горизонтах океанской толщи (до глубины 100–150 м), причем фитопланктон – главным образом мельчайшие одноклеточные водоросли – служит кормом для многих видов зоопланктона, который по объему биомассы (20–25 млрд т) занимает в Мировом океане первое место.

Ко второму классу морских организмов относят нектон (в переводе с греческого – «плавающий»). Он включает в себя всех животных, способных самостоятельно передвигаться в водной толще морей и океанов. Это рыбы, киты, дельфины, моржи, тюлени, кальмары, креветки, осьминоги, черепахи и некоторые другие виды. Ориентировочная оценка суммарной биомассы нектона – 1 млрд т, половина ее приходится на рыб.

Третий класс объединяет морские организмы, обитающие на дне океана или в донных отложениях, – бентос (в переводе с греческого – «прикрепленный ко дну», «глубинный»). В качестве представителей зообентоса можно назвать различные виды двустворчатых моллюсков (мидии, устрицы и др.), ракообразных (крабы, омары, лангусты), иглокожих (морские ежи) и других донных животных. Фитобентос представлен прежде всего разнообразными водорослями. По размерам биомассы зообентос (10 млрд т) уступает только зоопланктону.

Географическое распространение биологических ресурсов Мирового океана (как и биологических ресурсов суши) крайне неравномерно. В его пределах довольно четко выделяются очень высокопродуктивные, высокопродуктивные, среднепродуктивные, малопродуктивные и самые малопродуктивные области. Естественно, что наибольший хозяйственный интерес представляют две первые из них. Именно эти области имел в виду В. И. Вернадский, когда писал о наличии в Мировом океане особых сгущений Такие сгущения жизни связаны преимущественно с шельфовыми зонами (рис. 29).

Интересно, что продуктивные области в Мировом океане могут иметь характер широтных поясов, что в значительной мере обусловлено неодинаковым распределением солнечной энергии. Так, обычно выделяют следующие природно-рыбохозяйственные пояса: арктический и антарктический (соответственно менее 1 и 15 % площади океанского сектора), умеренные пояса Северного и Южного полушарий (11 и 34 %), тропическо-экваториальный пояс (40 %). Наибольшее хозяйственное значение из них имеет умеренный пояс Северного полушария.

Для более полной характеристики географического распространения биологических ресурсов большой интерес представляет распределение их между отдельными океанами Земли.

Первое место и по общему объему биомассы, и по числу видов занимает Тихий океан. Это объясняется в первую очередь огромными размерами его акватории и большим разнообразием природных условий в ее пределах. Животный мир его по видовому составу в три-четыре раза богаче, чем других океанов. Фактически здесь представлены все виды живых организмов, населяющих Мировой океан. Тихий океан отличается от других также высокой биологической продуктивностью, особенно в умеренных и экваториальном поясах. Но еще более велика биологическая продуктивность в зоне шельфа: именно здесь обитает и нерестится подавляющее большинство тех морских животных, которые служат объектами промысла.

Рис. 29. Рыбопродуктивность Мирового океана (по П. П. Моисееву): 1 – более 3000 кг/км²; 2 – более 1000; 3 – более 500; 4 – более 200; 5 – более 100; 6 – более 10; 7 – более 7 кг/км²

Очень богаты и разнообразны также биологические ресурсы Атлантического океана. Как и Тихий океан, он выделяется высокой средней биологической продуктивностью. Животные населяют всю толщу его вод. В умеренных и холодных водах обитают крупные морские млекопитающие (киты, ластоногие), сельдевые, тресковые и другие виды рыб, ракообразные. В тропической части океана количество видов измеряется уже не тысячами, а десятками тысяч. Разнообразные организмы обитают и в его глубоководных горизонтах в условиях огромного давления, низких температур и вечной тьмы. Плотность планктона наиболее велика между 45° и 75° обоих полушарий. А в прибрежных районах большое распространение имеют морские водоросли (макрофиты).

Значительными биологическими ресурсами обладает также Индийский океан, но изучены они здесь хуже и используются пока меньше. Что же касается Северного Ледовитого океана, то преобладающая часть холодных и ледовитых вод Арктики неблагоприятна для развития жизни и поэтому мало продуктивна. Лишь в приатлантической части этого океана, в зоне влияния Гольфстрима, его биологическая продуктивность значительно повышается.

Россия обладает очень большими и разнообразными морскими биологическими ресурсами. В первую очередь это относится к морям Дальнего Востока, причем самое большое разнообразие (800 видов) отмечается у берегов южных Курильских островов, где сосуществуют холоднолюбивые и теплолюбивые формы. Из морей Северного Ледовитого океана наиболее богато биоресурсами Баренцево море.

28. Мировые климатические ресурсы

Климатическими ресурсами называют неисчерпаемые природные ресурсы, включающие в себя солнечную энергию, влагу и энергию ветра. Их не потребляют непосредственно в материальной и нематериальной деятельности люди, не уничтожают в процессе использования, но они могут ухудшаться (загрязняться) или улучшаться. Климатическими их называют потому, что они определяются прежде всего теми или иными особенностями климата.

Солнечная энергия – самый крупный энергетический источник на Земле. В научной литературе приводятся многочисленные, хотя и довольно сильно различающиеся, оценки мощности солнечной радиации, которые к тому же выражаются в разных единицах измерения. По одному из таких расчетов, годовая солнечная радиация составляет 1,5– 10²² Дж, или 134-10¹⁹ккал, или 178,6-10¹² кВт, или 1,56 10¹⁸ кВт • ч. Это количество в 20 тыс. раз превышает современное мировое потребление энергии.

Однако значительная часть солнечной энергии не доходит до земной поверхности, а отражается атмосферой. В результате поверхности суши и Мирового океана достигает радиация, измеряемая в 10¹⁴ кВт, или 10⁵ млрд кВт-ч (0,16 кВт на 1 км² поверхности суши и Мирового океана). Но, конечно, только очень небольшая ее часть может быть практически использована. Академик М. А. Стырикович оценивал технический потенциал солнечной энергии «всего» в 5 млрд тут в год, а практически возможный для реализации – в 0, млрд тут. Едва ли не главная причина подобной ситуации – слабая плотность солнечной энергии.

Однако выше говорилось о средних величинах. Доказано, что в высоких широтах Земли плотность солнечной энергии составляет 80– 130 Вт/м², в умеренном поясе – 130–210, а в пустынях тропического пояса – 210–250 Вт/м². Это означает, что наиболее благоприятные условия для использования солнечной энергии существуют в развивающихся странах, расположенных в аридном поясе, в Японии, Израиле, Австралии, в отдельных районах США (Флорида, Калифорния). В СНГ в районах, благоприятных для этого, живет примерно 130 млн человек, в том числе 60 млн в сельской местности.

Ветровую энергию Земли также оценивают по-разному. На 14-й сессии МИРЭК в 1989 г. она была оценена в 300 млрд кВт-ч в год. Но для технического освоения из этого количества пригодно только 1,5 %. Главное препятствие для него – рассеянность и непостоянство ветровой энергии. Однако на Земле есть и такие районы, где ветры дуют с достаточными постоянством и силой. Примерами подобных районов могут служить побережья Северного, Балтийского, арктических морей.

Одной из разновидностей климатических ресурсов можно считать агроклиматические ресурсы, т. е. ресурсы климата, оцениваемые с позиций жизнедеятельности сельскохозяйственных культур. К числу факторов – сизни этих культур обычно относят воздух, свет, тепло, влагу и питательные вещества.

Воздух – это естественная смесь газов, составляющих атмосферу Земли. У земной поверхности сухой воздух состоит главным образом из азота (78 % общего объема), кислорода (21 %), а также (в небольших количествах) аргона, углекислого и некоторых других газов. Из них для жизнедеятельности живых организмов наибольшее значение имеют кислород, азот и углекислый газ. Понятно, что воздух относится к категории неисчерпаемых ресурсов. Однако с ним тоже связаны проблемы, широко обсуждаемые в географической литературе.

Прежде всего это проблема – как это ни парадоксально звучит – «исчерпания» содержащегося в воздухе и необходимого всему живому кислорода. Считается, что до середины XIX в. содержание кислорода в атмосфере было относительно стабильным, а поглощение его при окислительных процессах компенсировалось фотосинтезом. Но затем началась постепенная его убыль – прежде всего в результате сжигания органического топлива и распространения некоторых технологических процессов. В наши дни только сжигание топлива приводит к расходованию 10 млрд т свободного кислорода в год. Легковой автомобиль на каждые 100 км пробега расходует годовой кислородный «паек» одного человека, а все автомобили забирают столько кислорода, сколько его хватило бы для 5 млрд человек в течение года. Лишь за один трансатлантический рейс реактивный лайнер сжигает 35 т кислорода. Эксперты ООН подсчитали, что в наши дни на планете ежегодно потребляют такое количество кислорода, которого хватило бы для дыхания 40–50 млрд человек. Только за последние 50 лет было израсходовано более 250 млрд т кислорода. Это уже привело к уменьшению его концентрации в атмосфере на 0,02 %.

Конечно, такое уменьшение пока практически неощутимо, поскольку человеческий организм чувствителен к снижению концентрации кислорода более, чем на 1 %. Однако, по расчетам известного ученого-климатолога Ф. Ф. Давитая, при ежегодном увеличении безвозвратно расходуемого кислорода на 1 %, 2/3 его общего запаса в атмосфере могут быть исчерпаны за 700 лет, а при ежегодном росте на 5 % – за 180 лет. Впрочем, некоторые другие исследователи приходят к выводу о том, что уменьшение запаса свободного кислорода не представляет и не будет представлять собой серьезной опасности для человечества.

Свет (солнечная радиация) служит главным источником энергии для всех физико-географических процессов, протекающих на Земле. Обычно световая энергия выражается в тепловых единицах – калориях из расчета на единицу площади за определенное время. Однако при этом важно учитывать соотношение видимого света и невидимого излучения Солнца, прямой и рассеянной, отраженной и поглощенной солнечной радиации, ее интенсивность.

С агроклиматической точки зрения особенно важна та часть солнечного спектра, которая непосредственно участвует в фотосинтезе, ее называют фотосинтетически активной радиацией. Важно также учитывать длину светового дня, с которой связано подразделение сельскохозяйственных культур на три категории: растений короткого дня (например, хлопчатник, кукуруза, просо), растений длинного дня (например, пшеница, рожь, ячмень, овес) и растений, которые сравнительно мало зависят от этого показателя (например, подсолнечник).

Тепло – еще один важнейший фактор, определяющий рост и развитие сельскохозяйственных культур. Обычно запасы тепла исчисляют в виде суммы температур, получаемых растениями за период их вегетации. Этот показатель, называемый суммой активных температур, был предложен известным русским агроклиматологом Г. Т. Селяниновым еще в 30-х гг. XX в. и с тех пор широко вошел в научный оборот. Он представляет собой арифметическую сумму всех средних суточных температур за период вегетации растений. Для большинства зерновых культур умеренного пояса, относительно холодностойких, сумму активных температур обычно подсчитывают для периода, когда средние температуры превышают +5 °C. Для некоторых более теплолюбивых культур – таких, например, как кукуруза, подсолнечник, сахарная свекла, плодовые – отсчет этих температур ведут начиная с показателя +10 °C, для субтропических и тропических – +15 °C.

Влага также представляет собой необходимое условие жизни всех живых организмов и сельскохозяйственных культур. Это объясняется ее участием в фотосинтезе, большой ролью в процессах терморегуляции и переноса питательных веществ. При этом обычно для образования единиц сухого вещества растение должно впитать в себя в сотни раз большее количество влаги.

Для определения размеров потребления влаги растениями и необходимого уровня увлажнения сельскохозяйственных угодий применяют различные показатели. Один из наиболее употребительных показателей – гидротермический коэффициент – также был предложен Г. Т. Селяниновым.

Он представляет собой соотношение осадков и суммы активных температур. Этот показатель используют и для определения влагообеспеченности территории с подразделением ее на очень сухую (гидротермический коэффициент меньше 0,3), сухую (0,4–0,5), засушливую (0,5–0,7), испытывающую недостаток влаги (0,8–1,0), отличающуюся равенством ее прихода и расхода (1,0), обладающую достаточным количеством влаги (1,0–1,5) и ее избытком (более 1,5).

С позиций географического изучения агроклиматических ресурсов большой интерес представляет также агроклиматическое районирование мира. В отечественных источниках за его основу обычно берут схему такого районирования, которая была разработана для Агроклиматического атласа мира, вышедшего в 1972 г. Она составлена с использованием двух главных уровней.

На первом уровне районирование проводилось по степени теплообеспеченности с выделением следующих тепловых поясов и подпоясов:

– холодного пояса с коротким периодом вегетации, где сумма активных температур не превышает 1000 °C, а земледелие в открытом грунте практически невозможно;

– прохладного пояса, где теплообеспеченность возрастает от 1000 °C на севере до 2000 °C на юге, что позволяет выращивать некоторые нетребовательные к теплу культуры, да и то при очаговом земледелии;

– умеренного пояса, где теплообеспеченность изменяется в пределах от 2000 до 4000 °C, а продолжительность вегетационного периода колеблется от 60 до 200 дней, что создает возможности для массового земледелия с широким набором культур (этот пояс подразделяется на два подпояса – типично умеренный и теплоумеренный);

– теплого (субтропического) пояса с суммой активных температур от 4000 до 8000 °C, что позволяет расширить ассортимент сельскохозяйственных культур, введя в него теплолюбивые субтропические виды (в нем также выделяют два подпояса – умеренно теплый и типично теплый);

– жаркого пояса, где сумма активных температур повсеместно превышает 8000 °C, а иногда и 10 000 °C, что позволяет выращивать характерные для тропических и экваториальных зон культуры в течение всего года.

На втором уровне агроклиматического районирования термические пояса и подпояса подразделяются еще на 16 областей, выделяемых в зависимости от режима увлажнения (избыточного, достаточного, недостаточного – в течение как всего года, так и отдельных его сезонов).

Эту же классификацию, но обычно ограниченную первым уровнем и несколько упрощенную, применяют и в учебных атласах, в том числе в школьных. По соответствующим картам нетрудно ознакомиться и с ареалами распространения отдельных термических поясов. Можно определить также, что территория России находится в пределах трех поясов – холодного, прохладного и умеренного. Вот почему основную ее часть занимают земли с низкой и пониженной биологической продуктивностью и сравнительно небольшую – со средней продуктивностью. Ареалы с высокой и очень высокой продуктивностью в ее пределах фактически отсутствуют.

29. Рекреационные ресурсы

Хорошо известно, какое важное место в жизни современных людей приобрела рекреация.[25] Разнообразные занятия людей, участвующих в рекреации, называют рекреационной деятельностью. Она может быть более пассивной и более активной, вызывать большую или меньшую подвижность населения. При этом она может быть кратковременной (суббота – воскресенье) и длительной (во время отпуска). Для нее характерны сезонные колебания (летом – морские пляжи и берега рек и озер, зимой – районы лыжного и горнолыжного спорта и т. д.).

Рекреационная деятельность основана на использовании рекреационных ресурсов, определяющих рекреационный потенциал той или иной территории. Под рекреационными ресурсами понимают природные и антропогенные объекты, которые обладают такими свойствами, как уникальность, историческая или художественная ценность, эстетическая привлекательность и целебно-оздоровительная значимость, и могут быть использованы для организации различных видов рекреационной деятельности. В зависимости от ее характера принято выделять территории: 1) с высокой интенсивностью рекреации, на которых именно рекреация служит главным видом землепользования (парки, пляжи и другие зоны массового отдыха); 2)со средней интенсивностью рекреации, которые используют и для иных, нерекреационных целей (пригородные зеленые насаждения, лесные полосы); 3) с небольшой интенсивностью рекреации.

Как вытекает из приведенного выше определения, все рекреационные ресурсы можно подразделить на два основных подтипа: природно-рекреационные ресурсы и рекреационные ресурсы антропогенного происхождения.

К природно-рекреационным ресурсам могут относиться и благоприятные с точки зрения рекреации отдельные компоненты природы (рельеф, климат, растительность, водоемы), и целые природные комплексы. Последние могут включать в себя такие «пары» как, например, «лес– водоем», «лес– луг», «холм – поле» и т. д., либо иметь еще более сложное и комплексное строение.

В зависимости от влияния природных факторов на организм человека принято различать три типа рекреационных ресурсов. Первый тип – медико-биологический, с решающей ролью климатических условий (температура, влажность, погода и ее изменчивость, продолжительность безморозного периода и др.), которые во многом определяют комфортность природных комплексов для рекреации. Второй тип – психолого-эстетический, при котором в первую очередь оценивается эстетическое воздействие на человека природного ландшафта в целом или отдельных его компонентов; едва ли не решающую роль при этом играет разнообразие пейзажей. Третий тип – технологический, предполагающий прежде всего возможности инженерно-строительного освоения природно-рекреационных территорий (строительство санаториев, домов отдыха, кемпингов, лыжных и горнолыжных баз и т. д.).

Рекреационные ресурсы антропогенного происхождения чаще называют культурно-историческими ресурсами. Они служат главной предпосылкой для организации культурно-познавательной рекреационной деятельности и во многом определяют рекреационные потоки людей. Такие ресурсы подразделяют на материальные, олицетворенные в конкретных материальных объектах, и духовные, нашедшие отражение в науке, образовании, искусстве, литературе, народном быте и творчестве. Их принято также подразделять на памятники истории, археологии, градостроительства и архитектуры, искусства.

Многие страны уже давно начали составлять своего рода реестры своих главных природных и культурно-исторических достопримечательностей, принимать необходимые меры по их сохранению и одновременно пропагандировать их в качестве объектов рекреации и туризма. Но при всей важности такого национального подхода, еще более важной качественно новой ступенью стало понятие о Всемирном природном и культурном наследии человечества. Объекты Всемирного наследия становятся все более важными центрами рекреационной деятельности, в особенности рекреационно-познавательной. Иными словами, они формируют огромный рекреационный ресурс общечеловеческого значения.

30. Антропогенное воздействие на литосферу и ее охрана

Загрязнение окружающей природной среды отходами производственной и непроизводственной деятельности людей относится ко всем геосферам нашей планеты, в том числе и к литосфере. В этом случае речь идет прежде всего о твердых отходах, которые накапливаются на свалках, в отвалах, хвостохранилищах и служат опасными источниками загрязнения земной поверхности, почвенного покрова, а через него – и других компонентов экосистем.

В научной литературе нет единой оценки количества твердых отходов разнообразной деятельности человека. Еще в 1970-х гг. их мировой уровень определялся всего в 20–40 млрд т/год, ныне же чаще всего можно встретить оценку в 300 млрд т, соответствующую 50 т отходов из расчета на одного жителя Земли. По имеющимся прогнозам, объем таких отходов к 2025 г. может еще значительно возрасти.

Обычно твердые отходы подразделяют на бытовые (муниципальные), промышленные, сельскохозяйственные и шлам (сухой остаток после обезвоживания илов из очистных сооружений). Из них, как показывает практика, в более или менее значительной степени утилизируют только сельскохозяйственные отходы, тогда как остальные складируют, захоранивают или сжигают.

Твердые бытовые отходы (бытовой мусор) – это совокупность твердых отходов и отбросов, образующихся в бытовых условиях. Обычно они состоят из бумаги, металлов, древесины, стекла, полимеров, текстиля, пищевых отбросов и др. Мировым «рекордсменом» по объему бытового мусора были и остаются США, где еще в начале 1990-х гг. соответствующий показатель превышал 200 млн т в год. Однако для определения степени «замусоренности» литосферы обычно применяют не общие, а душевые показатели. Как вытекает из данных, приведенных в таблице 30, США лидируют в мире и по этому показателю. Обращает на себя внимание и то, что в составе первой десятки стран в этом случае фигурируют только экономически развитые страны, отличающиеся к тому же высоким уровнем урбанизации (основную часть бытового мусора дают города, особенно крупные).

Не менее, если не более серьезную экологическую опасность представляют собой промышленные отходы, объем которых обычно бывает на порядок больше, чем объем бытового мусора. Это прежде всего относится к некоторым «грязным» отраслям тяжелой промышленности – энергетической, металлургической, химической, целлюлозно-бумажной, которые большую часть используемого сырья пускают в отходы, способствуя тем самым металлизации и химизации окружающей природной среды.

Таблица 30

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО ОБЪЕМУ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ ИЗ РАСЧЕТА НА ОДНОГО ЖИТЕЛЯ

Но, пожалуй, еще более прямое негативное воздействие на литосферу оказывают отрасли горнодобывающей промышленности, причем и при шахтной, и при открытой добыче полезных ископаемых. Общая площадь нарушенных горными разработками земель в мире составляет 12–15 млн га.

Особое место среди твердых отходов занимают экологически наиболее опасные отходы, которые называют также токсичными отходами. Их хранят в специальных хранилищах, накопителях, на складах, в особых могильниках. К их числу относятся некоторые металлы (например, свинец, кадмий, ртуть, мышьяк), которые токсичны даже в очень малых дозах и к тому же обладают способностью накапливаться в организме человека, а также некоторые углеводороды, обладающие канцерогенными свойствами, пестициды и др. Примерно 9/10 токсичных отходов в мире приходятся на экономически развитые страны, причем на первом месте по их объему находятся США, а на втором стоит Россия.

Особую проблему составляют обезвреживание, хранение и захоронение радиоактивных отходов, которые образуются в результате работы атомных электростанций, судовых двигателей, предприятий военной промышленности, некоторых научных институтов. Такие отходы большей частью захоранивают в специальных хранилищах на суше. С течением времени это становится все более технически сложным и экологически опасным (в особенности захоронение высокоактивных отходов ядерного комплекса, например тепловыделяющих элементов ядерных реакторов – ТВЭЛов). Предприятия по переработке ТВЭЛов в экологическом отношении значительно более опасны, чем обычные АЭС. Больше всего радиоактивных отходов образуется в США, России, Канаде, во Франции, в Великобритании.

Из всего сказанного видно, насколько важно для защиты литосферы и улучшения общей экологической обстановки обеспечить удаление и переработку твердых отходов.

В США, Канаде, большинстве стран Европы твердые отходы складируют на специально отведенных участках. Таким путем в этих странах избавляются примерно от 70 %, а в Англии – даже от 90 % твердых отходов. Кроме того, бытовые отходы сжигают, компостируют или отправляют на мусороперерабатывающие заводы, которых в США, например, более 300. При этом значительную часть промышленных отходов передают в другие отрасли (например, на предприятия по производству строительных материалов), где они служат вторичным сырьем.

Для облагораживания земель, нарушенных горными разработками, особенно открытыми, применяют рекультивацию, обычно включающую два последовательных этапа. На первом, горнотехническом, этапе проводят выравнивание территории, восстановление плодородия почв, строительство дорог и т. д. На втором, биологическом, осуществляют восстановление флоры и фауны. Биологическая рекультивация может быть сельскохозяйственной, лесной или рекреационной.

Ясно, однако, что все эти меры направлены на устранение отрицательных последствий воздействия людей на литосферу, а не на их предупреждение, которое требует использования более современных технологических процессов, уменыиающих материалоемкость производства. При этом необходимо учитывать, что в настоящее время только 5—10 % всего добываемого и получаемого сырья переходит в конечную продукцию, тогда как 90–95 % в процессе переработки превращается в отходы. Нужно учитывать и то, что постепенное вовлечение в хозяйственный оборот все более бедных источников сырья, в особенности рудного, увеличивает объемы пустой породы, предназначенной для пополнения отвалов.

Все перечисленные проблемы очень актуальны и для России. Достаточно сказать, что в бывшем СССР ежегодно образовывалось 12–15 (или даже 15–20) млрд т твердых отходов, из которых утилизировали лишь небольшую часть. В результате Россия получила «в наследство», по разным оценкам, от 50 до 90 млрд т отходов (в отвалах, хранилищах, на полигонах и т. д.), в том числе 1 млрд т токсичных отходов. К тому же ежегодный прирост объема таких отходов уже в самой России составляет 5–7 млрд т, так что всего под их складирование занято 150 тыс. га земельной площади. Растет и количество бытовых отходов. В Москве, например, оно превышает 2,3 млн т в год, что соответствует 250–270 кг на одного жителя. Около тысячи действующих шахт и рудников и несколько тысяч карьеров уже привели к тому, что общая площадь нарушенных земель в стране составляет 1,2 млн га, из которых половина приходится на земли, нарушенные при добыче полезных ископаемых и геологоразведке.

31. Антропогенное загрязнение вод суши и их охрана

Многочисленные и разнообразные источники загрязнения вод суши можно подразделить на природные и антропогенные.

Среди природных источников крупными масштабами и поистине глобальным охватом выделяется вулканическая и флюидная активность Земли, при которой в качестве главных загрязнителей выступают газы, твердые взвешенные и растворенные в воде соединения серы, хлора, азота, фосфора, тяжелых металлов и радиоактивных элементов.

Загрязнение вод происходит также при процессах их физико-химического взаимодействия с горными породами, при выпадении атмосферных осадков, при биологической активности, связанной с жизнедеятельностью водорослей, бактерий и других микроорганизмов.

Однако гораздо большую отрицательную роль играет антропогенное загрязнение вод суши. Общая его характерная черта заключается в формировании высоких концентраций многих токсичных веществ на отдельных участках среды обитания людей. Изменения химического состава вод во многих из таких районов стали уже настолько значительными, что они приобрели резко аномальные геохимические свойства.

В качестве главных источников загрязнения вод выступают фактически все области хозяйственной деятельности людей – промышленность, транспорт, сельское хозяйство, коммунальное хозяйство, непроизводственная сфера. Но их участие в таком загрязнении все же не одинаково. В загрязнении поверхностных и подземных вод суши наиболее велика доля промышленности, в особенности предприятий энергетики, черной и цветной металлургии, нефтепереработки и нефтехимии, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. Один из крупных источников загрязнения вод – сельское хозяйство. Оно «сбрасывает» в них не только частички почвы и органических веществ, но и, главное, химические удобрения и ядохимикаты, а также отходы животноводческих ферм. Водный транспорт тоже представляет собой немалую угрозу для чистоты вод, особенно в случаях прямого сброса в них разного рода отходов и попадания нефтепродуктов. Наконец, к крупным загрязнителям следует отнести и коммунальное хозяйство городов. С ним связаны загрязнение и засорение водных источников разнообразными органическими и минеральными веществами, многие из которых особенно опасны для здоровья человека.

В зависимости от того, какие вещества попадают в гидросферу, принято различать три главных вида ее загрязнения – физическое, химическое и биологическое.

Физическое загрязнение гидросферы суши вызывается прежде всего твердыми отходами – обыкновенным городским мусором, потерями леса при молевом сплаве. Оно происходит также при добыче некоторых полезных ископаемых (золота и др.) непосредственно в руслах рек. Такое загрязнение обычно не создает непосредственной опасности для живых организмов, но может затруднять работу водного транспорта, рыболовства, наносить ущерб рекреации. К физическому загрязнению обычно относят и так называемое тепловое загрязнение, образующееся в результате сброса в водоемы и водотоки подогретых вод, уже использованных для охлаждения на ТЭС и АЭС. Химическое загрязнение гидросферы суши возникает в результате попадания в нее различных химических веществ и соединений. Это могут быть разнообразные вещества неорганического происхождения: кислоты, щелочи, сульфаты, а также тяжелые металлы и неорганические вещества, используемые в сельском хозяйстве (азот, фосфор, аммиак и др.). Это могут быть и продукты органической химии: спирты, фенолы, углерод, моющие средства – детергенты (или синтетические поверхностно-активные вещества – СПАВ), пестициды и гербициды. Это также могут быть нефтяные углеводороды и радиоактивные вещества (радионуклиды). Что касается биологического загрязнения, то его создают прежде всего микроорганизмы, многие из которых имеют характер болезнетворных. В водную среду они попадают вместе со стоками химической, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности, коммунального хозяйства городов, а в сельской местности – со стоками крупных животноводческих комплексов. Такие стоки могут служить источником самых различных заболеваний.

Статистика свидетельствует о том, что загрязнение водотоков и водоемов земной суши связано в первую очередь со сточными водами промышленно-городских агломераций и сельскохозяйственных территорий, которые загрязняют не только поверхностные воды, но и подземную гидросферу. Неочищенные сточные воды приводят к загрязнению водных объектов и разрушению естественных водных экосистем. Они приводят также к эвтрофикации (от греч. eutrophia – хорошее питание) вод, т. е. к повышению биологической продуктивности водных объектов в результате поступления в них биогенных элементов. Эвтрофикация связана также с сооружением водохранилищ, для которых характерны замедленные течения и водообмен.

Общий глобальный объем сточных вод все время растет. Уже к началу 1990-х гг. он превысил 2300 км⁴. Распределение его в этот период по крупным регионам мира показано на рисунке 30, анализ которого показывает, что, как и можно было ожидать, коммунальные стоки были особенно велики в Северной Америке, зарубежной Европе и зарубежной Азии, промышленные – в Северной Америке, зарубежной Европе, зарубежной Азии и СССР, а сельскохозяйственные – в зарубежной Азии, Северной Америке и СССР. В этих же регионах загрязнение сточными водами особенно сильно сказалось на функционировании экосистем, снизив их биопродуктивность, приведя к гибели многих видов флоры и фауны и угрожая здоровью людей.

В литературе приводится немало примеров того, как в отдельных частях этих регионов чрезмерно большие стоки уже стали превышать естественные возможности самоочищения водотоков и водоемов, а также примеров того, как в результате поступления загрязненных стоков в своего рода сточные канавы превратились реки Рейн, Сена, Темза, Северн, Тибр в Европе, Миссисипи, Огайо, Потомак в Северной Америке, да и многие реки стран СНГ.

Из всего сказанного вытекает насущная потребность в охране водных объектов от загрязнения, что позволило бы сохранить их в качестве важных элементов земной гидросферы и биосферы. Еще в 1977 г. под эгидой ООН была проведена Первая Всемирная конференция по водным ресурсам. И в дальнейшем эти вопросы еще не раз обсуждали на международном уровне. Особенно много внимания на таких обсуждениях обычно уделялось путям и способам очистки сточных вод.

Для очистки загрязненных стоков используют три главных метода – механический, биологический и физико-химический. Механическая очистка стоков служит для удаления из них твердых и взвешенных частиц. Биологическая очистка основана на использовании микроорганизмов, которые, разлагаясь, перерабатывают сложные органические соединения в растворенные безвредные вещества. После такой очистки при помощи аэробных процессов вода становится прозрачной, насыщенной кислородом. Однако ни механическая, ни биологическая очистки не обезвреживают некоторые виды промышленных стоков (содержащие соли тяжелых металлов и др.), поэтому в последнее время расширилось применение физико-химических методов очистки (дистилляция, вымораживание, обратный осмос и др.).

Оценивая разные методы очистки сточных вод, нужно иметь в виду, что даже самые современные из них не удаляют некоторых особо стойких загрязнителей, поэтому для нормального вторичного использования очищенных вод необходимо дополнительно разбавлять их чистыми русловыми водами. При этом на единицу объема сточных вод обычно требуется 10—12-кратное разбавление чистыми водами (а иногда и 100-кратное!). В научной литературе оно получило наименование качественного истощения водных ресурсов. Именно оно представляет собой главную опасность: выходит, что для разбавления 2300 км³ сточных вод, которые сбрасывались еще в начале 1990-х гг., даже по минимуму потребовалось бы 23 тыс. км³ чистой воды, а это половина всего годового речного стока! На самом же деле устойчивый, доступный для использования сток и того меньше.

Рис. 30. Годовой объем сброса сточных вод (по «Экологическому энциклопедическому словарю»)

Вот почему основные перспективы охраны водных ресурсов суши ныне связывают уже не столько с ликвидацией последствий их загрязнения при помощи очистки (к тому же очистные сооружения очень дороги), сколько с мерами по предупреждению такого загрязнения. Для этого начинают использовать принципиально новые методы, прежде всего оборотно-повторные системы водоснабжения, которые по сравнению с прямоточным водоснабжением дают большую экологическую выгоду. Еще более радикальная мера – перевод технологических процессов на малоотходный режим с резким сокращением потребления воды и сброса загрязненных стоков в водоемы. И наконец, оптимальная мера – переход к вообще безводной (сухой) и, следовательно, бессточной технологии.

В Советском Союзе ежегодный объем сточных вод составлял 160 км³. В России, где, как и в СССР, основными загрязнителями вод служат жилищно-коммунальное хозяйство и промышленность, в связи с сокращением территории страны и длительным спадом промышленного производства этот объем уменьшился сначала до 70–80 км³, а в начале XXI в. – до 50–55 км³. Но лишь 2/3 стоков подвергается необходимой очистке. Поэтому на многих реках предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязнений превышена в 10, а иногда и в 100 раз. Наиболее загрязнен бассейн Волги, принимающий 2/5 общероссийского объема сточных вод. В последнее время в соответствии с Водным кодексом РФ в стране пересмотрены лимиты забора пресной воды из водных объектов и сброса сточных вод в поверхностные водные объекты на территории всех субъектов Российской Федерации.

32. Антропогенное загрязнение Мирового океана и его охрана

Загрязнение Мирового океана и его морей происходит в результате прямого или косвенного поступления в морскую среду (в морскую воду, на морское дно, в прибрежные и устьевые районы морей) различного рода загрязняющих веществ. Общий их ежегодный объем составляет сотни миллионов, если не миллиарды тонн. Поэтому неудивительно, что такое загрязнение ухудшает качество морской воды, крайне неблагоприятно воздействует на живые организмы и здоровье человека. Оно препятствует развитию всей морской биоты (планктона, морских растений, морских животных, ихтиофауны), снижая тем самым биоресурсный потенциал Мирового океана и нарушая нормальное функционирование его экосистем.

Источники загрязнения Мирового океана чрезвычайно разнообразны. К наиболее распространенным и опасным загрязнителям морских и океанских вод относятся: 1)нефть и нефтепродукты, которые оказывают пагубное воздействие на морские экосистемы и все звенья экологической цепи; 2) тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий и др.), которые после попадания в морскую среду либо растворяются, либо накапливаются в донных отложениях, попадая отсюда в ткани рыб и других морских организмов; 3) пестициды и другие хлорорганические соединения, которые также представляют собой серьезную угрозу как для морской фауны, так и для людей; 4) радиоактивные вещества. Ко всем этим загрязнителям, заражающим океаническую среду, нужно добавить огромную массу разного рода жидких и твердых коммунально-бытовых отходов. Некоторые из них, например пластмассовые изделия (синтетические пленки, бутылки, канистры), замусоривают эту среду, а другие (фекалии, пищевые отбросы) могут вызывать и сильное ее микробиологическое отравление.

Все эти загрязняющие компоненты поступают в морскую среду самыми разными путями: из атмосферы вместе с атмосферными осадками; с суши вместе со стоками рек и в результате прямого сброса отходов в море как в своего рода «мусорный контейнер6; с морских судов и нефтепромыслов. Но при этом около 70 % загрязнений морской среды связано все же с наземными источниками, включая большие и малые города, промышленность, строительство, сельское хозяйство.

Охарактеризовать географию загрязнения Мирового океана сложно. Но тем не менее некоторые общие черты этого процесса проявляются достаточно отчетливо. Прежде всего обращает на себя внимание то обстоятельство, что стоки и сбросы с суши в наибольшей мере загрязняют прибрежные акватории – особенно в тех местах, где на побережье находятся большие промышленно-городские агломерации, с которыми связано образование больших масс промышленных и коммунально-бытовых отходов. Однако зачастую довольно сильному загрязнению подвержены и те морские и океанские акватории, которые расположены вдалеке от побережий. Во-первых, потому, что морские течения могут выносить загрязнения далеко в открытый океан (например, холодное Курильское течение увлекает загрязненные промышленные воды от берегов Японии далеко на северо-восток). Во-вторых, потому, что отдаленные от берегов акватории морей и океанов могут получать значительную дозу загрязнений из атмосферы. В-третьих, они могут получать ее от многих тысяч судов морского флота. Можно также отметить, что внутренние моря и полузакрытые морские заливы обычно бывают заражены и загрязнены сильнее, чем окраинные и открытые. Примерами тому служат Средиземное, Северное, Красное и Желтое моря, Мексиканский и Персидский заливы.

Рассмотрим теперь более подробно нефтяное загрязнение Мирового океана как наиболее распространенное и опасное. Встречающиеся в литературе оценки общего количества нефти и нефтепродуктов, ежегодно попадающих в акватории Мирового океана, различаются очень сильно: от 3–5 млн т до 10–15 млн и даже 25–30 млн т. Видимо, наиболее достоверным надо считать показатель в пределах от 3 до 8 млн т в год.

Попадая в морскую среду, нефтяные углеводороды оказывают на нее крайне неблагоприятное воздействие. Одна часть их испаряется, попадая в атмосферу. Другая, причем отличающаяся наибольшей токсичностью, растворяется в морской воде, создавая большую угрозу для всех морских организмов. Третья растекается по водной поверхности, образуя нефтяную пленку, крайне отрицательно влияющую на экологическую обстановку. Эта нефтяная пленка сокращает количество поглощаемой поверхностью океана солнечной энергии. Она затрудняет испарение влаги, а при достаточно большой толщине может и вовсе воспрепятствовать ему. Нефтяная пленка резко снижает газообмен между атмосферой и водами океана и к тому же уменьшает содержание в них кислорода. Наконец, четвертая часть нефтяных углеводородов с преобладанием наиболее тяжелых фракций постепенно оседает на дно, поглощая при этом большое количество кислорода.

Главные источники нефтяного загрязнения морской и океанической среды (если исходить из годового сброса в размере 3–3,5 млн т) показаны на рисунке 31. Из него вытекает, что основной «вклад» в это загрязнение принадлежит морскому транспорту, прежде всего танкерному флоту, который перевозит примерно половину всей добываемой в мире нефти. Какое-то количество нефти обычно попадает в море при загрузке и разгрузке танкеров в портах. Еще большее количество – в результате слива балластных вод, мойки и очистки грузовых танков судна после рейса, остальное – при обслуживании танкера в доках и работе двигателя.

Рис. 31. Главные источники нефтяного загрязнения

Об авариях (катастрофах) танкеров надо сказать особо. Судя по рисунку 31, из-за них в Мировой океан попадает меньше нефти и нефтепродуктов, чем по некоторым другим причинам. Однако именно аварийные разливы наносят ему наибольший экологический ущерб, поскольку имеют «залповый» характер, не дающий морской среде времени для адаптации к изменившейся обстановке. Да и случаются подобные аварии и катастрофы не так уж редко. По данным Регистра Ллойда, который ведет статистику всего мирового судоходства, только в 1973–1990 гг. аварии танкеров случались 580 раз, причем значительная утечка нефти произошла в 370 случаях! Еще более наглядной иллюстрацией может служить рисунок 32, на котором показаны конкретные места аварий танкеров, имевших место с 1974 по 1989 г. Среди них было 16 аварий, из-за которых в море попало от 100 до 200 тыс. баррелей (нефтяной баррель равен 159 л) нефти и нефтепродуктов, и 24 аварии еще более крупного масштаба. Названия некоторых супертанкеров, потерпевших аварии у берегов различных стран, приведены в таблице 31.

Аварии танкеров могут быть вызваны техническими причинами – различного рода поломками, возникновением пожаров. Иногда на танкерах происходят взрывы («Кастельо де Бельвер» на рейде Кейптауна). Но еще чаще танкеры попадают на рифы и камни («Амоко Кадис» в Бискайском заливе). А у южной оконечности Африки, где супертанкеры из Персидского залива, меняя курс, берут направление на Европу или США, причиной катастроф могут оказаться волны-«убийцы», высота которых достигает 20 м. Они просто разламывают корпус судна.

Таблица 31

ПРИМЕРЫ КРУПНЫХ АВАРИЙ МОРСКИХ ТАНКЕРОВ

Из других источников нефтяного загрязнения можно назвать поступление нефти и нефтепродуктов с суши вместе с муниципальными и промышленными отходами, а на шельфе – при разведке и добыче нефти, особенно в случае аварий на нефтяных платформах.

Но есть еще один источник нефтяного загрязнения, не отраженный на рисунке 31, – военные действия. В 1980–1988 гг. во время ирано-иракской войны более 150 танкеров получили повреждения, сопровождавшиеся разливами нефти. Еще более страшную экологическую катастрофу представлял собой преднамеренный сброс в Персидский залив 1,5 млн т нефти, предпринятый Ираком в начале 1991 г., во время оккупации Кувейта. Такой сброс по масштабам можно сравнить только с одновременной аварией нескольких супертанкеров!

Разные специалисты неоднократно предпринимали попытки картировать нефтяное загрязнение Мирового океана. Однако, как и оценки объема такого загрязнения, их карты различаются очень сильно. На рисунке 33 представлен один из «максималистских» вариантов такого картирования, но в целом он дает более или менее правильное представление об этом явлении.

Рис. 32. Места крупных аварий танкеров в 1970—1980-х гг.

Пожалуй, наиболее загрязнен нефтью и нефтепродуктами Атлантический океан. У берегов Европы это объясняется добычей нефти в Северном море и массовым транспортированием нефти и нефтепродуктов по Средиземному, Северному и другим морям, а также по прилегающим акваториям Мирового океана. У побережья Африки такое загрязнение связано прежде всего с прохождением там основных трасс супертанкеров и с добычей нефти в Гвинейском заливе. У берегов Северной и Центральной Америки также проходят крупные нефтяные грузопотоки, а в Мексиканском заливе и Карибском море, кроме того, ведут ее добычу на шельфе. В открытой части Атлантического океана загрязнение в целом имеет менее устойчивый характер, однако повышенные скопления нефтяных углеводородов встречаются и здесь – на трассах танкеров и там, где проходят Канарское, Пассатные и некоторые другие океанские течения. Значительную часть этого океана покрывает нефтяная пленка, широко распространено и загрязнение нефтяными комками.

В Тихом океане нефтяное загрязнение наиболее велико у азиатского побережья, где ведут добычу нефти на шельфе и проходят дороги супертанкеров. У побережья Северной и Южной Америки оно немного меньше, а в открытой части океана образует отдельные очаги. И в этом океане течения способствуют распространению нефтяной пленки на новые акватории.

Рис. 33. Нефтяное загрязнение Мирового океана (по Ю. И. Мониной)

В Индийском океане наиболее загрязнена нефтью и нефтепродуктами та его часть, которая прилегает к Персидскому заливу – району добычи «морской нефти» и главному во всем мире району зарождения морских нефтяных грузопотоков. Из-за этих грузопотоков получают свою долю загрязнения восточное побережье Африки и прибрежные районы Южной и Юго-Восточной Азии.

В Северном Ледовитом океане нефтяное загрязнение значительно меньше, но тем не менее в некоторых морях (Гренландское, Бофорта) оно также имеет место.

Средний показатель нефтяного загрязнения Мирового океана составляет 5—10 мг/л. При более высокой концентрации многие рыбы уже не могут существовать, а их икра, равно как и личинки ракообразных и моллюсков, погибают уже при концентрации 0,01—0,1 мг/л. Остается добавить, что в Мировом океане есть и такие зоны, где подобная концентрация достигает 50—300 мг/л!

Наряду с нефтяным особую опасность для морской среды представляет радиоактивное загрязнение Мирового океана. Захоронение радиоактивных отходов на дне морей и океанов в специальных зацементированных контейнерах («каменных гробах») практиковалось на первом этапе развития атомной энергетики. Первыми так поступили США в 1946 г., а после 1949 г. их примеру последовали Великобритания, Франция, Бельгия, Швейцария, Германия, Италия, Швеция, Япония, Республика Корея, Китай и даже Новая Зеландия. При этом исходили из общего представления о безбрежности и бездонности Мирового океана, которому превращение в «ядерный могильник» не должно нанести вреда. Многие АЭС были построены непосредственно на побережье – с целью использования морской воды в качестве охладителя и для удобства сбрасывания в океан твердых и жидких отходов. Затем в водах Мирового океана стали захоранивать и отработанные ядерные отходы атомного подводного флота и других атомных морских судов.

На рисунке 34 показаны главные районы захоронения твердых радиоактивных отходов в зарубежных странах. США захоранивают такие отходы в Тихом, Атлантическом океанах и Мексиканском заливе, европейские страны – в прилегающей части Атлантики и Средиземном море, Япония – в прилегающих акваториях. К этому нужно добавить также жидкие радиоактивные отходы с плутониевых заводов, которые в США попадают прежде всего в район устья р. Колумбия, а в Великобритании – в Ирландское море.

Рис. 34. Главные районы захоронения твердых радиоактивных отходов в Мировом океане (по В.В.Довгуше и М. И. Тихонову)

Начиная с 1980-х гг. захоронение радиоактивных отходов в морской среде было резко сокращено. Однако опасения природоохранных организаций от этого не уменьшились, поскольку уже захороненные «каменные гробы», как полагают, могут обеспечить полную надежность и безопасность только в течение нескольких десятилетий.

В последнее время происходит некоторое снижение загрязнения Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, а также другими видами загрязнителей. Это стало следствием охранительных мер, принятых как на национальном, так и на международном уровнях. Еще в 1973 г. была подписана Международная конвенция, запрещающая сброс нефтяных отходов вблизи побережья и ограничивающая количество отходов, которые могут быть сброшены в открытом море. В 1981 г. вступила в силу Конвенция по охране человеческой жизни на море, потребовавшая специального дооборудования танкеров. Много внимания было уделено проблемам предупреждения загрязнения морской среды на Конференции ООН по окружающей среде и развитию, состоявшейся в Рио-де-Жанейро в 1992 г. А в 1995 г. принята Всемирная программа действий по защите морской среды от загрязнений из наземных источников. Она определила практические меры по предупреждению и уменьшению таких загрязнений и контролю над ними.

Все эти проблемы весьма актуальны и для России, 13 внутренних и окраинных морей которой испытывают интенсивную антропогенную нагрузку, включающую в себя сброс сточных вод, нефтяное и радиоактивное загрязнение. Больше всего сточных вод сбрасывается в Балтийское, Азовское и Каспийское моря. Для нефтяного загрязнения особую опасность представляют аварии танкеров. Например, в 1981 г. в Куршском заливе Балтийского моря в результате аварии танкера «Глобе Асими» был нанесен большой урон морской фауне и флоре. В1997 г. во время шторма в Японском море раскололся на две части танкер «Находка» с грузом мазута. Что же касается радиоактивного загрязнения, то можно отметить такую особенность: отходы АЭС и других предприятий атомной промышленности в СССР захоранивались на суше, а не в морях. Зато отходы очень большого атомного флота (около 250 подводных лодок, несколько крейсеров и ледоколов) служили опасным источником радиоактивного «мусора» для морей Арктического и Тихоокеанского бассейнов. Северный флот сбрасывал такие отходы в Баренцево и Карское моря, Тихоокеанский – в Японское и Берингово. Имели также место сливы жидких радиоактивных отходов в Белое и Балтийское моря. В последнее время меры по охране морской среды в России становятся более строгими.

33. Антропогенное загрязнение атмосферы и ее охрана

Атмосферный воздух, представляющий собой смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы, – важнейшая жизнеобеспечивающая среда для всего живого на Земле. Но он воздействует не только на человека и живые организмы, но и на почвенно-растительный покров, гидросферу, геологическую среду, а также на различные техногенные объекты – здания, сооружения, памятники и др. Поэтому загрязнение атмосферы, под которым понимают попадание в нее физических и химических веществ и соединений, нарушающих ее газовый баланс, может крайне неблагоприятно сказываться на окружающей природной и техногенной среде.

Все источники загрязнения атмосферы подразделяют на естественные и антропогенные.

Естественное загрязнение атмосферы происходит в результате извержений вулканов, ветровой эрозии и пыльных бурь, попадания в нее космической пыли. Главную роль при этом играет вулканическая и флюидная активность Земли. Крупные извержения вулканов приводят к единовременному выбросу в атмосферу (причем не только в ее нижние, но и в более высокие слои) огромного количества газов и пепла. Воздушные потоки разносят их на очень большие расстояния. При этом влияние их сказывается иногда на протяжении нескольких лет.

В качестве примера такого рода в литературе часто приводится извержение вулкана Кракатау (вблизи о. Ява) в 1883 г., которое считают самым сильным за всю историю человечества. Согласно сообщениям, взрыв этого вулкана был слышен в Индийском океане на расстоянии 4800 км. На высоту почти 20 км было выброшено 75 млн м³ мельчайших твердых частиц вулканического пепла. Неудивительно, что в течение нескольких следующих месяцев этот пепел опоясал весь земной шар, главным образом в средних широтах. Подобные катастрофические извержения случаются и в наши дни. К их числу относятся, например, извержения вулкана Пинатубо на Филиппинах и вулкана Ходсон в Чили в начале 90-х гг. XX в.

Другим примером «поставщика» пыли может служить пустыня Сахара. Возникающие над ее поверхностью пылевые облака затем переносятся восточными и северо-восточными пассатами над всей Западной Африкой.

Антропогенное загрязнение атмосферы вызывается гораздо большим количеством разного рода источников и наносит ей значительно более ощутимый вред, причем такой, который намного превышает способность воздушного океана к самоочищению. В качестве главных источников загрязнения атмосферы выступают: тепловая энергетика, металлургическая, химическая и нефтехимическая, целлюлозно-бумажная промышленность, строительная индустрия и автомобильный транспорт.

Человеческая деятельность приводит к тому, что загрязняющие вещества поступают в атмосферу в основном в двух видах – взвешенных частиц (аэрозолей) и различных газообразных веществ.

Аэрозольное загрязнение– это загрязнение атмосферы крупно– и мелкодисперсными твердыми (пыль) и жидкими (капельки) частицами, не относящимися к постоянному составу атмосферы или резко превышающими их фоновые концентрации. Общее количество аэрозолей антропогенного происхождения, поступающих в атмосферу Земли в течение года, оценивают в 1 млрд т; по расчетам разных авторов, они составляют от 10 до 50 % суммарного содержания подобных взвесей в атмосферном воздухе.

Аэрозоли в атмосфере способствуют образованию тумана и смога. Туман сам по себе не опасен для человеческого организма, но становится таковым, если в него попадают токсичные примеси. Что же касается смога (от англ. smoke – дым), то он может крайне отрицательно влиять на здоровье и самочувствие людей. Это относится и к влажному, так называемому лондонскому смогу (дымному туману), который наиболее характерен для умеренных широт, возникает обычно в осенне-зимнее время и довольно часто бывает в крупных городах Западной Европы и Северной Америки. В еще большей мере это относится к сухому фотохимическому, так называемому лос-анджелесскому, смогу, который образуется в летнее время в условиях сильной солнечной радиации. В результате фотохимических реакций он обладает повышенной токсичностью.

Еще один крупный источник аэрозолей преимущественно антропогенного происхождения – лесные пожары, порождающие дымные облака, простирающиеся порой на тысячи километров.

Еще большую опасность для человека и других живых организмов представляет поступление в атмосферу газообразных веществ, на которые приходится 97 % всех антропогенных выбросов в эту геосферу. Речь идет, прежде всего, о химических соединениях серы, азота, хлора и углерода.

Оксиды серы образуются главным образом в процессе работы тепловых электростанций и металлургических заводов, которые сжигают уголь, нефть и мазут (в угле содержание серы колеблется от 0,5 до 6 %, а в нефти и мазуте – от 0,5 до 3 %). Оксиды азота образуются при сжигании тех же видов топлива, но в этом случае основным его источником служит сам воздух. Общий объем поступлений сернистого газа, или диоксида серы (S0₂), в атмосферу Земли в разных источниках обычно оценивается от 100 млн до 150 млн т в год, оксида азота – около 100 млн т.

С попаданием в атмосферу соединений серы, а также азота непосредственно связана становящаяся все более актуальной проблема так называемых кислотных (кислых) дождей. Механизм их образования очень прост. Диоксид серы и оксиды азота в воздухе соединяются с парами воды, концентрируясь в первую очередь у основания облаков. Затем вместе с дождями (туманами) они выпадают на землю фактически в виде разбавленных серной и азотной кислот. Такие осадки резко нарушают нормы кислотности почвы, ухудшают водообмен растений, способствуя высыханию лесов, особенно хвойных. Попадая в реки и озера, они угнетающе действуют на их фауну и флору, нередко приводя к полному уничтожению биологической жизни – от рыб до микроорганизмов.

Большой вред они наносят и различным конструкционным материалам, ускоряя коррозию металлов, разрушение исторических и архитектурных памятников.

Главные регионы распространения кислотных осадков в мире – США, зарубежная Европа, Россия. Но в последнее время они отмечены также в промышленных районах Японии, Китая, Бразилии, Индии, некоторых других стран. Статистика свидетельствует о том, что в первую десятку городов по уровню концентрации диоксида серы входят Тегеран, Рио-де-Жанейро, Стамбул, Москва, Пекин, Катовице, Тяньцзинь, Мехико, Каир и Сеул. А в первую десятку по степени концентрации оксидов азота попадают Милан, Мехико, София, Пекин, Кордова, Сан-Паулу, Сантьяго, Катовице, Нью-Йорк и Лондон.

С распространением кислотных осадков связано характерное географическое явление, которое обычно называют трансграничностъю. Оно проявляется в том, что расстояние между районами образования кислотных осадков и районами их выпадения может достигать многих сотен и даже тысяч километров. Например, главный виновник кислотных дождей в южной части Скандинавии – промышленные районы Великобритании, Бельгии, Нидерландов, ФРГ. В канадские провинции Онтарио и Квебек такие дожди переносятся из соседних районов США.

Несмотря на столь негативное воздействие соединений серы и азота на окружающую среду, пожалуй, еще больше внимания ученых, политических деятелей и широкой общественности привлекают последствия попадания в атмосферу различных соединений углерода. При этом прежде всего имеется в виду диоксид углерода, или углекислый газ (СО₂), который образуется при сжигании всех видов минерального топлива, но также оксид углерода, или угарный газ (СО), образующийся при неполном сгорании топлива и работе двигателей внутреннего сгорания, и метан (СН₄), поступающий в атмосферу в результате сжигания биомассы, утечки из нефтяных и газовых скважин и по другим причинам. В количественном отношении среди них резко преобладает диоксид углерода. Он во многом и определяет общее поступление углерода в атмосферу. В отличие от довольно ядовитого оксида углерода (угарного газа) диоксид углерода (углекислый газ) сам по себе не ядовит, но с его накоплением в воздухе связана опасность возникновения парникового эффекта. Поэтому углекислый газ, как и метан, принято относить к числу так называемых парниковых газов.

Таблица 32

ГЛОБАЛЬНОЕ ПОСТУПЛЕНИЕ УГЛЕРОДА В АТМОСФЕРУ ЗЕМЛИ

Анализ таблицы 32 показывает, что в 1950–2005 гг. мировой объем эмиссии углерода вырос в 3,7 раза достигнув 7 млрд т, или 26 млрд т СО₂.[26] По прогнозам этот объем в 2015 г. составит 30, а в 2030 г. – 40 млрд т.

Однако ответственность за эти выбросы углерода в атмосферу разные регионы мира несут в разной степени. Из общего объема поступлений диоксида углерода, достигшего в середине 90-х гг. XX в. 22,4 млрд т, на Азию пришлось 7,1 млрд т (31,7 %), на Европу – 6,8 млрд т (30,6 %), на Северную и Центральную Америку – 5,7 млрд т (25,5 %) начале XXI в.

Еще отчетливее эти различия выступают при анализе данных по отдельным странам (табл. 33).

Таблица 33

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗМЕРАМ ВЫБРОСОВ УГЛЕРОДА В АТМОСФЕРУ ЗЕМЛИ В НАЧАЛЕ ХХ1в.

Как явствует из данных, приведенных в таблице 33, основную ответственность за выбросы углерода в атмосферу несут развитые страны. Отсюда вытекает и определенная географическая закономерность, которая уже не раз была отмечена в литературе: наиболее интенсивное поступление углерода в атмосферу характерно для той части Северного полушария, которая расположена между 40 и 50° с. ш. Тем не менее в состав первой десятки стран по размерам выбросов углерода вошли уже Китай, Индия и ЮАР. Можно добавить, что во вторую десятку входят также Мексика, Иран и Бразилия. При этом в Китае, как и в экономически развитых странах, эмиссия диоксида углерода связана главным образом со сжиганием минерального топлива, в Индии и Бразилии – со сжиганием минерального топлива и сведением (выжиганием) тропических лесов. Кстати, в выбросах диоксида углерода участвуют и многие наименее развитые страны, где сохранилась подсечно-огневая система земледелия. Не следует забывать и о том, что по размерам выбросов углерода из расчета на душу населения первые места в мире занимают нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие страны – Бахрейн (29 т) и Катар (70 т).

Характеризуя газообразные вещества, поступающие в атмосферу в результате человеческой деятельности, необходимо упомянуть также хлорфторуглеродные соединения (ХФУ, фреоны), имеющие чисто антропогенное происхождение. Эту группу газов широко используют в качестве хладагентов в холодильниках и кондиционерах, в виде растворителей, распылителей, стерилизаторов, моющих средств и др. Хотя было известно и парниковое действие хлорфторуглеродов, их производство продолжало довольно быстро расти, достигнув уже 1,5 млн т. Оно и продолжало бы расти, если бы не было обнаружено отрицательное воздействие фреонов на озоновый экран Земли.

Наконец, нельзя не упомянуть и о радиоактивном загрязнении атмосферы. Хотя надземные атомные взрывы давно уже запрещены, все-таки до 1980-х гг. их было произведено (в основном США и Советским Союзом) более 500, в результате чего радиационный фон планеты повысился на 2 %. Но и в наши дни радиационное заражение воздуха может происходить при добыче и переработке урана, при работе разного рода атомных объектов, не говоря уже об авариях на них (пример – Чернобыльская АЭС).

Меры по борьбе с загрязнением и тем более заражением атмосферы начали предпринимать уже давно. Сначала для борьбы с кислотными осадками на ТЭС стали сооружать высокие и сверхвысокие дымовые трубы. Однако опыт показал, что таким способом можно защитить от вредных веществ лишь более или менее дальнее окружение ТЭС. Например, труба высотой 100 м увеличивает радиус рассеивания до 20 км, труба высотой в 250 м – до 75 км. Но за этими пределами кислотные осадки все равно выпадают. Поэтому в наши дни ученые и инженеры пришли к единодушному выводу: главный путь предупреждения загрязнения атмосферы должен заключаться в постепенном сокращении самих вредных выбросов, ликвидации их источников. Отсюда вытекают гораздо более высокие требования к топливу, запрет на использование высокосернистых угля и нефти и многие другие радикальные меры с акцентом на совершенствование существующих и внедрение новых, прогрессивных технологий. Эти меры нашли отражение и в международных соглашениях.

Охрана атмосферы от загрязнения очень актуальна и для России. В нашей стране максимум такого загрязнения был зарегистрирован в 1970-е гг. Затем в результате осуществления некоторых охранных мер оно стало снижаться. В еще большей степени это относится к постсоветской России, где такое уменьшение загрязнений произошло главным образом по причине сильного спада промышленного производства и связанного с ним сокращения выбросов диоксида углерода. Но при этом нужно учитывать, что в связи с ростом автомобильного парка возросло поступление в атмосферу оксида углерода и диоксида серы. В конце 1990-х гг. в 185 городах России с населением в 60 млн человек средняя за год концентрация хотя бы одного из загрязнителей атмосферы превышала ПДК. Поэтому в последнее время в России начали осуществлять дополнительные меры по мониторингу состояния атмосферы и ее охране.

34. Оскудение генофонда живой природы и его охрана

В узком смысле слова генофондом (от греч. genes – рождающий, рожденный и от франц. fond – основание) называют совокупность генов особей, составляющих данную популяцию или вид. Но этот термин применяют и в гораздо более широком смысле – как совокупность генов (наследственных свойств) всех существующих на Земле организмов. Надо помнить, что каждый биологический вид в какой-то мере неповторим. Отсюда вытекает необходимость охраны генофонда нашей планеты (за исключением генофонда опасных болезнетворных организмов). Она диктуется хозяйственными, научными, эстетическими, этическими и другими соображениями.

С понятием о генофонде теснейшим образом связано понятие о биологическом разнообразии или сокращенно биоразнообразии. Это понятие используют уже более полувека, но в широкий обиход оно вошло только в 1972 г., когда на Всемирной конференции ООН по окружающей среде, проходившей в Стокгольме, экологи сумели убедить политических лидеров в том, что охрана живой природы должна стать приоритетным направлением как национальной, так и международной экологической политики. Роль биоразнообразия в формировании и поддержании жизни на Земле чрезвычайно велика, поскольку оно обусловливает биологический круговорот живого вещества и связанной с ним энергии. Это относится ко всем трем видам биоразнообразия: генетическому (внутривидовому), видовому и разнообразию экосистем, или мест обитания живых организмов.

В научной литературе можно встретить немало попыток оценить генофонд и биоразнообразие нашей планеты, но они отличаются на редкость большой противоречивостью, варьируя от 1 до 100 млн видов. По-видимому, оптимальным следует считать диапазон от 3 до 10 млн видов; из них описаны примерно 1,5–2 млн видов. С одной стороны, это количество все время возрастает по мере открытия ранее неизвестных видов, особенно в таких труднодоступных и малоизученных экосистемах, как тропические леса, высокогорья, толща и дно Мирового океана.

С другой стороны, однако, на Земле происходит столь же объективный процесс сокращения генофонда и уменьшения биоразнообразия, который дает право отнести растительный и животный мир не только к категории возобновляемых, но и к категории исчерпаемых, невозместимых ресурсов. Иными словами, генетические потери невосполнимы. Они отрицательно сказываются на развитии всего живого на Земле, тем более что многочисленные данные свидетельствуют о том, что сокращение генофонда и оскудение биоразнообразия происходят все ускоряющимися темпами.

Ученые полагают, что такое оскудение началось еще во время неолитической революции, за несколько тысячелетий до нашей эры. Затем оно продолжалось в периоды древнего мира, средних веков, нового и в особенности новейшего времени. В литературе есть много примерных оценок подобных потерь, но они тоже сильно различаются. Так, американский эколог Т. Миллер приводит приблизительную оценку, в соответствии с которой за период между 8000 г. до н. э. и 1975 г. средняя скорость исчезновения видов выросла в 1000 раз! В начале 1990-х гг. были опубликованы более достоверные данные ООН о масштабах потери генофонда в XVII—ХХ вв. и угрозе биоразнообразию в наши дни (рис. 35). Чтобы перевести этот график на язык более конкретных цифр, приведем также таблицу 34.

Рис. 35. Количество уничтоженных и находящихся под угрозой уничтожения видов (по «Рио-92»)

Анализ таблицы 34 показывает, что мировое разнообразие видов растений и животных уже понесло значительный ущерб и стоит перед угрозой еще больших потерь.

Таблица 34

УТРАТЫ ВИДОВОГО РАЗНООБРАЗИЯ НА ЗЕМЛЕ ПОСЛЕ 1600 г.

По последним данным американских ученых, ныне под угрозой исчезновения находится 33,5 тыс. видов растений (14 % от общего числа обследованных их видов). Из 9,6 тыс. видов птиц, обитающих на Земле, 2/3 переживают снижение численности, а 11 % угрожает вымирание. Из обитающих на Земле 4,4 тыс. видов млекопитающих 11 % находятся под угрозой вымирания и еще 14 % могут попасть в эту категорию, если существующие тенденции будут продолжаться. Из 24 тыс. видов рыб под угрозой вымирания ныне находится 1/3.

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что этот процесс особенно ускорился в XX в. За последнее столетие с лица Земли исчезли (или близки к исчезновению) более 1000 видов позвоночных животных и до 25 тыс. видов высших растений. Эти потери относятся прежде всего к последним десятилетиям, когда мир вступил в эпоху НТР и антропогенное вмешательство в природные процессы еще более возросло. Известный американский ученый Д. Медоуз пишет, что ныне, по приблизительным оценкам, ежегодные потери составляют от 10 до 100 видов. Он же приводит мнение экологов о том, что на Земле такого всплеска вымирания не было уже 65 млн лет – с конца мелового периода, когда исчезли динозавры.

Этот процесс, достигший прямо-таки глобальных масштабов, имеет и чисто географические особенности. Так, более всего видов птиц (36) исчезло в Океании, рептилий (12) – в Африке, а рыб (30), млекопитающих (37), беспозвоночных (126) и амфибий (2) – в Северной и Центральной Америке. Отмечают также, что едва ли не самые большие потери биоразнообразия характерны для тропического пояса, где обитают почти 75 % всех диких видов растений и животных, в том числе 50 % – в тропических лесах, площадь которых сокращается особенно быстро. В качестве примеров такого рода чаще всего приводят острова, например Мадагаскар. Говоря об отдельных животных, можно привести пример тигра, из восьми подвидов которого три (балийский, яванский и туранский) уже исчезли с лица Земли, а популяции остальных уменьшились до критического предела. Катастрофически сократилось количество слонов в Африке. А изображение панды – бамбукового медведя – еще в середине 1980-х гг. стало эмблемой Всемирного фонда охраны природы.

Прогнозы в целом тоже нельзя считать утешительными. По оценкам западных специалистов, к 2010–2015 гг. биосфера Земли может утратить до 10–15 % составляющих ее видов.

Причины утраты биоразнообразия изучены уже достаточно всесторонне. Их принято подразделять на прямые и косвенные.

Прямое воздействие человека на генофонд планеты и его разнообразие выражается в непосредственном истреблении, уничтожении животного и растительного мира. Оно может быть преднамеренным и непреднамеренным. Под косвенным воздействием понимают прежде всего те изменения, которые человеческая деятельность вносит в среду обитания биологических видов и популяций, разрушая привычные для них экологические ниши, саму организацию их жизни.

Отечественные ученые предприняли попытку свести все эти причины в единую систему.[27] В результате было установлено, что биологическое разнообразие утрачивается или оскудевает вследствие:

– уничтожения исходных экосистем в результате раскорчевки, выжигания и вырубки лесов, распашки степей, осушения болот и пойменных водоемов, застройки естественных ландшафтов, что ведет к полному разрушению привычных для живых организмов условий обитания;

– преобразования природных экосистем под воздействием разных видов человеческой деятельности (например, перевыпаса скота на пастбищах), что приводит к их обеднению;

– создания новых экосистем на месте прежних (строительство водохранилищ и пр.), что снижает их разнообразие и биологическую продуктивность;

– прямого изъятия из природной среды некоторых видов растений и животных под воздействием рубок леса, сенокошения, сбора ягод, грибов, вылова рыбы, охоты, что ведет к перераспределению, а иногда и к истреблению биоресурсов;

– ухудшения и полного изменения условий обитания растений и животных под влиянием химического и радиационного загрязнения и отравления атмосферы, водоемов, почв, что затрудняет самоочищение природных экосистем и обедняет их;

– появления таких неблагоприятных физических факторов окружающей среды, как массовая гибель животных от транспортных средств, промышленной и другой деятельности людей;

– биологического нарушения экосистем в результате непродуманных мер по акклиматизации растений и животных, чуждых новым условиям обитания;

– неконтролируемой рекреации, дачного строительства и т. п.

К этому перечню можно добавить сведения о том вреде, который наносит биоразнообразию торговля дикими животными. Общий ее объем еще в середине 1990-х гг. превысил 6 млрд долл. в год. Речь идет прежде всего о таких животных и товарах, как живые обезьяны (50 тыс. шт.), слоновые бивни (70 тыс. шт.), живые птицы (4 млн шт.), змеиные шкуры (10 млн шт.), шкуры диких кошачьих (140 тыс. шт.), тропические рыбы (350 млн шт.). Ежегодно через мировой рынок проходит 450 тыс. кг слоновой кости (главные импортеры Сянган, Япония, Китай и Бельгия), 630 тыс. экземпляров живых попугаев (главные экспортеры Аргентина, Индия, Танзания и Уганда, а импортеры – США, Германия, Великобритания, Япония, Франция, Испания), 6,6 млн змеиных шкур (главные импортеры США, Япония, Франция, Великобритания, Сингапур, Венгрия).

Меры по сохранению и восстановлению генофонда и биологического разнообразия организмов могут быть самыми различными – экономическими, административными, правовыми и др. Пожалуй, наиболее широко известно составление Красных книг – официальных документов, содержащих системные сведения о животных и растениях, находящихся под угрозой исчезновения.

Для всего мира Красные книги начал создавать еще в 70—80-х гг. XX в. Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП). В первую из них были внесены 236 видов млекопитающих, во вторую – птицы, в третью – земноводные и пресмыкающиеся, в четвертую – рыбы, в пятую – растения. Примерами редких и очень редких животных могут служить: сумчатый волк, мадагаскарская руконожка, большая панда, азиатский лев, лошадь Пржевальского, центральноамериканский тапир, индийский, яванский, суматранский носороги, дикий верблюд, олень Давида, оленебык канна, карликовый буйвол, купрей, белый орикс, песчаная газель, черноголовый буревестник, новозеландский пастушок, желтоклювая желтая цапля, красноногий ибис. Численность некоторых из этих животных составляет лишь десятки и сотни особей.

По мнению географов, одним из важнейших путей сохранения биоразнообразия должна стать организация разного рода охраняемых территорий – резерватов, заповедников, национальных и местных парков, природных памятников, охраняемых ландшафтов.

Болыпую положительную роль играет принятая на Всемирной конференции в Рио-де-Жанейро (1992) специальная конвенция о биоразнообразии. Следует особо отметить, что сохранение биоразнообразия конвенция трактует не только в природоохранном (консервационном) аспекте. Она предусматривает также возможность разного рода хозяйственного использования биоресурсов. Конвенция 1992 г. дала новый импульс для расширения подобных мероприятий в национальном масштабе. А 2001 г. был объявлен ЮНЕСКО Годом биоразнообразия.

Россия, подписавшая Конвенцию о биоразнообразии в 1995 г., также приняла несколько важных документов национального уровня. К ним можно отнести законы «Об охраняемых территориях», «О животном мире», «Об экологической экспертизе» и др. Начата реализация Государственной научно-технической программы «Биологическое разнообразие». Что же касается Красных книг, то их начали издавать еще в СССР. В наши дни в России насчитывается 127 видов исчезающих растений (0,56 % от общего числа видов) и 59 исчезающих видов животных.

35. Международный характер проблемы «Общество и окружающая среда»

Эту проблему можно рассматривать и ее рассматривают на трех уровнях: страновом, региональном и глобальном.

Вполне естественно, что каждая страна прежде всего заботится о решении своих собственных ресурсных и экологических проблем. В последние три-четыре десятилетия в США, странах зарубежной Европы, в Японии, в бывшем СССР, да и в некоторых странах развивающегося мира были изданы законы и постановления, иногда очень строгие, направленные на улучшение качества окружающей среды, сокращение возвращаемых в эту среду антропогенных «отходов». Появилось и такое определение: «расползание грязи по планете». Ныне многие страны имеют специальные министерства по охране окружающей среды или другие соответствующие органы примерно такого же ранга. Во многих странах Запада не только возникли, но и приобрели уже немалый вес партии «зеленых». В первую очередь это относится к ФРГ, Бельгии, Нидерландам, Франции, Италии. И тем не менее мер, предпринимаемых отдельными государствами, недостаточно, поскольку взаимодействие природы и общества никак не может ограничиваться территориями отдельных государств.

Вот почему так важен региональный уровень, при котором совместные мероприятия осуществляет большое число стран, имеющих общие природоохранные интересы. Ярким примером такого рода может служить общеевропейское сотрудничество, соответствующее положениям Заключительного акта совещания по безопасности и сотрудничеству в Европе (Хельсинки, 1975 г.). Оно включает в свои задачи борьбу с загрязнением воздуха, охрану морских и речных вод, рациональное использование почв, наблюдение за городской средой населенных пунктов, создание сети природоохранных объектов и многое другое. Подобные широкие региональные программы обычно включают в себя и несколько субрегиональных, например по внутренним морям (Средиземное, Северное, Балтийское, Черное) или международным рекам (Дунай, Рейн).

Наконец, когда говорят о глобальном уровне, то имеют в виду объединение усилий стран всего мирового сообщества. Такой подход наиболее важен, особенно с учетом того, что ресурсы Мирового океана, космические, климатические вообще относятся к категории общечеловеческих, да и трансграничность передвижения воздушных и водных масс тоже способствует глобализации многих важных представлений, формированию единого широкого экологического пространства.

В связи с этим возникает интересный и важный вопрос о формах глобального сотрудничества в системе «Общество и окружающая среда». Существуют десятки международных организаций и учреждений, прямо или косвенно занимающихся этой проблемой. В первую очередь, очевидно, следует сказать о деятельности ООН и ее специализированных учреждениях в области охраны окружающей среды и природоохранного образования.

Первая конференция ООН по окружающей среде состоялась в 1972 г. в Стокгольме. Уже в следующем году в рамках ООН была принята обширная программа по проблемам окружающей среды – ЮНЕП (United Nations Environment Programme – UNEP). Она координирует работы, ведущиеся в разных странах, обобщает мировой опыт, поддерживает перспективные начинания.

Главное направление работы ЮНЕП – обеспечение Глобальной системы наблюдений (мониторинга) за состоянием окружающей среды, которая включает наблюдения за климатическими условиями, за переносом загрязняющих веществ, за возобновляемыми природными ресурсами, за состоянием Мирового океана, а также наблюдения для целей здравоохранения. ЮНЕП отвечает за глобальную информационную сеть, за Международный регистр потенциально токсичных химических веществ. ЮНЕП руководит работами по борьбе с опустыниванием и обезлесиванием, объединяет усилия стран Азии, Африки и Латинской Америки по использованию бассейнов некоторых рек и озер, осуществляет программу региональных морей, затрагивающую 130 государств. Под контролем ЮНЕП находятся использование малоотходных и безотходных технологий, производство и транспортирование ядовитых веществ и отходов. ЮНЕП руководит также специальной программой по образованию в области окружающей среды. Важно отметить, что ЮНЕП осуществляет всю свою работу в тесном контакте с другими специализированными органами ООН: по вопросам продовольствия и сельского хозяйства (ФАО), по вопросам труда (МОТ), Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), Всемирной метеорологической организацией (ВМО), Всемирным фондом охраны природы (ВФОП) и др.

Одна из главных организаций в системе ООН – ЮНЕСКО – также включилась в решение проблемы «Общество и окружающая среда». Еще в 50—60-х гг. XX в. под ее эгидой были осуществлены такие программы, как «Аридные зоны», «Влажные тропики», «Гидрологическое десятилетие», «Международная биологическая программа». После этого ЮНЕСКО выступила с инициативой осуществления специальной долгосрочной программы «Человек и биосфера», которая была принята в 1970 г. Сокращенное ее название МАБ (Man and Biosphere – MAB).

Ныне в работе МАБ участвуют около ста стран, включая Россию. Как правило, эту работу ведут по отдельным проектам. Примерами их могут служить: «Экологическое воздействие деятельности человека на тропические и субтропические экосистемы», «Экологическое воздействие различных видов землепользования и практики хозяйствования на леса умеренной зоны и Средиземноморья», «Экологическое воздействие деятельности человека на ресурсы озер, болот, дельт, рек, эстуариев и прибрежных районов» и др.

Важной международной организацией является также Всемирный союз охраны природы (до 1988 г. он назывался Международным союзом охраны природы и природных ресурсов – МСОП). Членами этого союза состоят 626 национальных научных, государственных и других учреждений из 120 стран, 33 международные организации, включая Международный географический союз (МГС). Союз издает Красную книгу, которая периодически пополняется. Еще в конце 1980-х гг. совместно с ЮНЕП и другими организациями он подготовил и опубликовал «Всемирную стратегию охраны природы»– важный международный документ, отражающий коллективную озабоченность народов состоянием окружающей среды и содержащий развернутую программу их совместной деятельности. Он содержит конкретные рекомендации, относящиеся и к отдельным видам производств, и к отдельным районам Земли.

В 1983 г. ООН создала Всемирную комиссию по окружающей среде и развитию. Через четыре года эта комиссия опубликовала отчет «Наше общее будущее», в котором прозвучало предупреждение о том, что если мировое экономическое развитие будет и впредь происходить без учета ресурсно-экологических возможностей нашей планеты, то человечество ожидают тяжелые испытания и резкое ухудшение окружающей среды.

В 1986 г. после нескольких лет подготовки в рамках Международного совета научных союзов (МСНС) была утверждена Международная геосферно-биосферная программа (МГБП), в которой активно участвуют и географы.

В 1992 г. в Рио-де-Жанейро состоялась еще одна Конференция ООН по окружающей среде и развитию, в которой участвовали главы и представители 179 государств. Форум «Рио-92» принял важные постановления и рекомендации, касающиеся окружающей среды. Среди них – «Повестка дня на XXI век», представляющая собой программу социально-экономического развития человечества и улучшения качества окружающей среды.

Наряду с многосторонним сотрудничеством в области охраны окружающей среды, которое осуществляют как на межправительственном, так и на неправительственном уровне, широко распространено также двустороннее сотрудничество в этой сфере. Россия, например, имеет соответствующие соглашения с США, Канадой, Францией, Великобританией, другими странами. Как правило, они заключаются между различными природоохранными ведомствами.

36. Междисциплинарный характер проблемы «Общество и окружающая среда». Роль географии в ее решении

«Общество и окружающая среда» – это не только международная, межгосударственная, но и междисциплинарная проблема. В ее решении в той или иной мере участвуют едва ли не все гуманитарные, естественные и технические науки (рис. 36). Они исследуют различные компоненты этой проблемы – природные, технические, экономические, медицинские, социальные, политические, географические, архитектурно-планировочные и др.

Большую, а по мнению многих видных географов, даже ведущую, «дирижирующую» роль в решении этой проблемы призвана сыграть географическая наука. Так, академик И. П. Герасимов не раз писал о том, что именно география всем ходом своего двухтысячелетнего развития более других наук подготовлена к подобной роли. Она уже накопила огромную информацию о природных условиях и ресурсах

Рис. 36. Междисциплинарный характер проблемы «Общество и окружающая среда»

всего мира, о степени и формах их освоения и использования. Кроме того, география одновременно и естественная, и общественная наука, обладающая столь необходимым в данном случае комплексным подходом к природным и социально-экономическим явлениям.

Можно утверждать, что в ответ на запросы практики в отечественной географии сформировались оба тесно связанных между собой научных направления: ресурсно-географическое и эколого-географическое.

География природных ресурсов (географическое ресурсоведение) изучает размещение и структуру природных ресурсов и их сочетаний, проблему их экономической оценки, охраны, воспроизводства, рационального использования, а также ресурсообеспеченности и прогнозов состояния ресурсной базы. Хотя это направление в нашей стране стало развиваться только в 60-егг. ХХв., к концу его на большинство принципиальных вопросов географического ресурсоведения удалось дать уже вполне обоснованные ответы.

Прежде всего это относится к самому понятию о природных (естественных) ресурсах, под которыми понимают конкретные виды материи и энергии, формирующиеся в природной среде, но используемые обществом для своих целей. В более узкой трактовке под ними понимают те тела и силы природы, которые в процессе материального производства извлекают из нее (например, полезные ископаемые). Однако в последнее время все чаще используют расширенную трактовку этого понятия, отражающую размывание граней между понятиями «природные ресурсы» и «природные условия» (говорят о климатических ресурсах и т. п.).

Это относится также к созданию различных классификаций природных ресурсов. По степени извлекаемости их обычно подразделяют на исчерпаемые (в том числе возобновляемые и невозобновляемые) и неисчерпаемые. Применяют и «природную классификацию», при которой ресурсы подразделяют в зависимости от их принадлежности к той или иной сфере географической оболочки (ресурсы литосферы, гидросферы, биосферы и др.). Широко распространена также классификация природных ресурсов по видам их хозяйственного использования (ресурсы для промышленности, сельского хозяйства, рекреации и др.). Наиболее сложна и важна комплексная природно-хозяйственная классификация природных ресурсов.

Наконец, это относится и к созданию различных научных концепций географического ресурсоведения.

В качестве первого примера можно привести концепцию территориальных сочетаний природных ресурсов, выдвинутую А. А. Минцем еще в начале 1970-х гг. Под территориальным сочетанием природных ресурсов (ТСПР) он понимал источники разных видов природных ресурсов (минеральных, земельных, водных и др.), которые расположены на определенной территории и объединяются общностью их фактического или перспективного использования в рамках одного производственно-территориального комплекса. Им же была разработана картосхема размещения ТСПР на всей тогдашней территории СССР.

В качестве второго примера приведем концепцию природно-ресурсного потенциала территории. Под таким потенциалом (ПРП) понимают совокупность природных ресурсов определенной территории, которые могут быть использованы в хозяйстве с учетом тенденций научно-технического прогресса. Суммарный ПРП территории оценивают либо в баллах, либо в стоимостном выражении. В свою очередь, его подразделяют на частные ПРП – минерально-сырьевой, земельный, водный, климатический и др. Отечественные географы рассчитывали такие потенциалы и для всей территории страны, и для отдельных ее районов.

Совместно с экономистами географы стали проводить работу по составлению кадастров природных ресурсов, т. е. систематизированных сводов данных о земле (земельный кадастр), лесах (лесной кадастр), воде (водный кадастр). Эти кадастры послужили основой для экономической оценки природных ресурсов, которая учитывает количество, качество, концентрацию, условия использования, географическое положение ресурсов. Такую оценку можно производить также и в денежной форме (стоимостная оценка), и в баллах (балльная оценка). По степени охвата различают покомпонентные (по отдельным видам ресурсов) и интегральные оценки.

Третий пример – предложенная И. В. Комаром концепция ресурсных циклов. Ресурсный цикл – это цикл превращения природных веществ, который включает в себя выявление, добычу, переработку того или иного природного ресурса и обратное возвращение в природу отходов этих процессов. И. В. Комар выделил шесть следующих ресурсных циклов: 1) энергоресурсов; 2) металлорудных ресурсов; 3) неметаллического ископаемого сырья; 4) лесных ресурсов; 5) почвенно-климатических ресурсов; 6) ресурсов дикой фауны и флоры. Как нетрудно заметить, первые три цикла связаны с невозобновляемыми, а остальные – с возобновляемыми природными ресурсами.

Успешно развивается и второе, эколого-географическое направление исследований. Можно сказать, что за последние два-три десятилетия сформировалось очень важное и перспективное учение о геоэкологии. Геоэкология занимается изучением двух главных аспектов взаимодействия общества и природы: во-первых, влияния человеческой деятельности на природные геосистемы и, во-вторых, обратного влияния измененных человеком природных условий на состояние и развитие человека и других живых организмов на Земле. В составе геоэкологии развиваются ее более частные направления: физико-географическое, историко-географическое, экономико-географическое, социально-географическое (социальная экология). Появились работы по эколого-экономическому районированию, по ландшафтной экологии, по экологии Мирового океана и др., хотя многие вопросы остаются еще нерешенными и вызывают научные споры.

К числу наиболее важных научных концепций геоэкологии следует отнести концепцию мониторинга окружающей среды, разработка которой началась в 1970-х гг. Мониторинг (от лат. monitor – напоминающий, надзирающий) окружающей среды представляет собой комплексную систему долгосрочных наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей среды под воздействием антропогенных факторов. Его осуществляют на стационарных станциях наблюдения, во время маршрутных исследований, а также при помощи дистанционных (аэрокосмических) методов. Академик И. П. Герасимов предложил выделять три уровня мониторинга: 1) биоэкологический мониторинг, который по территориальному охвату относится к локальному мониторингу; 2) геосистемный мониторинг, соответствующий по территориальному охвату региональному мониторингу; 3) биосферный мониторинг, завершающий всю систему «слежения» за окружающей средой уже на глобальном уровне.

Разрабатывая концепцию мониторинга, географы участвуют в определении предельно допустимых концентраций (ПДК) различных природных веществ и соединений в окружающей среде. Эти работы тесно смыкаются с работами в области медицинской географии, которая изучает природную очаговость и эндемичность заболеваний, причины их возникновения – на фоне оценки качества окружающей среды. Именно из медицинской географии в географическую науку пришло подразделение условий обитания людей на комфортные, дискомфортные и экстремальные.

Комфортными принято считать такие условия, при которых в состоянии здоровья человека не происходит каких-либо отклонений от нормы. К дискомфортным относятся условия среды, при которых в состоянии здоровья человека наблюдаются отклонения от нормы, выраженные в виде разных болезней. Наконец, экстремальными называют условия, пребывание в которых может угрожать жизни и здоровью человека, а абсолютно экстремальными – при которых без специальных систем жизнеобеспечения жизнь становится невозможной.

Здесь же, видимо, нужно упомянуть и о новом направлении исследований – рекреационной географии, которая занимается территориальной организацией рекреационной деятельности населения. В. С. Преображенский, Ю. А. Веденин и другие ученые создали концепцию о территориально-рекреационной системе. Они же предложили четырехчленную классификацию рекреационного использования территории. Во-первых, это рекреационно-лечебный тип ее использования (например, лечение минеральными водами). Во-вторых, это рекреационно-оздоровительный тип (купально-пляжные районы и т. п.). В-третьих, это рекреационно-спортивный тип (горнолыжные базы, спортивные лагеря и т. д.). В-четвертых, это рекреационно-познавательный тип, связанный с использованием в рекреационных целях природных ландшафтов и (или) историко-архитектурных достопримечательностей.

К числу перспективных можно отнести также выдвинутую географами Академии наук концепцию природно-технических (геотехнических) систем, определяющую взаимодействие природы и техники. Разработка таких систем позволит применять различные технические средства (машины, механизмы, конструкционные, горюче-смазочные материалы) с учетом природных условий различных районов – например, пустынных, северных. Отсюда вырастает понятие о так называемой региональной технике.

С известной долей условности можно утверждать, что в 60—70-х гг. XX в. в отечественной науке преобладало ресурсно-географическое направление. Но в 80—90-х гг. центр тяжести сместился в эколого-географическую сферу. Во всех отраслях и подотраслях географии происходит усиление экологических подходов. В последнее время начали использовать также термин «экогеография» (экологическая география). Под ним понимают раздел географической науки, предметом которого является изучение географической среды с экологической точки зрения.