Підручник з Біології і екології. 11 клас. Шаламов - Нова програма

Сталий розвиток та раціональне природокористування

§ 22. Екологічні проблеми сучасності

Питання відносин людства й природи набули актуальності всього півстоліття тому

Цим параграфом ми починаємо новий розділ, що буде присвячений взаємодії людини й навколишнього середовища. Усі аспекти цього питання вивчає прикладна екологія, або наука про довкілля. Вона надзвичайно молода: її зародження відбулося у 1960-х роках у США. Поштовхом до об'єднання екологів-енвайронменталістів1 стала книга американської біологині Рейчел Карсон «Мовчазна весна» (рис. 22.1), у якій авторка в стилі, доступному для широкого загалу, описувала наслідки впливу пестицидів на довкілля й здоров'я людини. Основна ідея книги про значний негативний вплив людини на навколишнє середовище стала єднальною для багатьох екоактивістів та екоактивісток. Також суспільний ажіотаж підштовхнув екологічні дослідження до всебічного вивчення впливу людської діяльності на природу, а згодом і дослідження гармонійної взаємодії суспільства й живого світу.

Рис. 22.1. Перше видання «Мовчазної весни» та його авторка

Погіршення екологічної ситуації є наслідком зростання чисельності людей та їх добробуту

У 2010 році науковці університету Макгілла (Канада) сформулювали парадокс довкілля: протягом останніх сорока років добробут людей постійно зростає, а стан екосистем погіршується, хоча благополуччя людства пов'язане зі станом навколишнього середовища. На їхню думку, пояснення парадоксу полягає в тому, що, по-перше, завдяки використанню досконаліших технологій, людство легше виробляє потрібні йому товари із природних ресурсів. Другим чинником є те, що між змінами екосистем і їхнім впливом на цивілізацію повинен пройти певний час, тож найгірше для нас іще попереду. Але численні екологічні проблеми, зумовлені діяльністю людини, уже відбиваються на нашому побуті.

Сутність більшості проблем довкілля полягає в нестримному зростанні чисельності населення планети — демографічному вибухові (рис. 22.2). Протягом останніх 200 років кількість людей на Землі збільшилась у понад 7 разів, а лише за останні 50 років — удвічі.

Нині щороку чисельність населення в світі збільшується на понад 80 млн, що складає близько 1 % від усіх людей планети. Згідно з прогнозами, якщо темпи росту не зміняться, до 2050 року загальна кількість людей, що проживатиме на Землі, сягне майже 10 млрд осіб. Найбільший вклад у ріст чисельності роблять країни Південної та Південно-Східної Азії, Африки й Латинської Америки, де щорічне зростання кількості людей перевищує 2 %. Тоді як у розвинутих країнах ріст є незначним, або чисельність навпаки зменшується.

1 Від англ. environment — довкілля.

Рис. 22.2. Зростання чисельності людства протягом останніх 2000 років

Оскільки джерелом усіх продуктів, товарів та енергії є природа, то й вплив на неї зростав прямопропорційно чисельності. Про наслідки таких відносин ітиметься в наступних параграфах. А до цього варто окреслити загальні екологічні проблеми, що вже існують.

Забруднення є найбільшою екологічною проблемою сучасності

Оскільки обсяги продукції для людства гігантські, то й відходів виробництва утворюється щороку мільярди тонн. Наприклад, у процесі добування корисних копалин з'являються величезні обсяги порожньої породи, що вже не містить потрібного ресурсу (рис. 22.3, А). Колосальні об'єми газів викидаються в атмосферу промисловими виробництвами, а разом із ними туди потрапляють різноманітні шкідливі речовини й дрібні часточки пилу. Також, коли якийсь товар стає непотрібним чи ламається, він часто просто опиняється на смітнику, де перетворюється на відходи (рис. 22.3, Б). Незбалансоване використання мінеральних добрив і пестицидів у сільському господарстві спричиняє забруднення ґрунту й води, що негативно впливає на стан екосистем і здоров'я людини. Так, згідно з дослідженнями щороку 1,6 млн людей помирають і більше мільярду хворіють через низьку якість води, яку вони використовують.

Рис. 22.3. Приклади забруднення довкілля

A. Терикони біля вугільної шахти. Б. Поліетиленові пакети на сміттєзвалищі. B. Заболочування ставка внаслідок теплового забруднення гарячою водою з атомної електростанції.

Крім описаних механічних і хімічних забруднювачів, є й фізичні. Штучне світло, шум, тепло й радіація негативно впливають на природні екосистеми. Так, міське освітлення порушує фотоперіодизм у рослин, підвищення температури води спричиняє зменшення вмісту кисню в ній, «цвітіння» й заболочування (рис. 22.3, В), а радіація є потужним мутагенним фактором.

Одними з найбільших забруднювачів є міста, кількість населення в яких невпинно зростає в процесі урбанізації — посилення ролі міст у суспільстві та переселення людей із сільської місцевості. Наразі половина населення Землі проживає в містах. Через значне скупчення людей на невеликій площі (сумарна площа міст у світі складає близько 1 % від загальної площі суходолу) там утворюються величезні кількості твердих, рідких і газоподібних відходів.

Кліматичні зміни спричинені глобальним потеплінням

Одним із газів, який у великих кількостях викидається промисловістю й транспортом, є вуглекислий, що утворюється під час згоряння різних видів палива. Тому протягом останніх 200 років його концентрація в атмосфері зросла на 35 %. Як вам уже відомо, він не дає тепловим променям залишити Землю, чим спричиняє парниковий ефект (рис. 22.4).

Унаслідок цього протягом останнього століття температура на Землі невпинно зростає та вже підвищилася на 0,74 °С від показника початку XX ст. Нагрівання планети спричиняє танення льодовиків і підвищення рівня моря приблизно на 3,3 мм щороку, почастішання злив, спеки, піскових бур і ураганів, опустелювання й зміни клімату окремих регіонів. Уже зараз в Україні зими мають меншу тривалість морозного періоду, ніж раніше, а літні спеки б'ють усі рекорди. Згідно з різними моделями в наступні 100 років температура зросте ще на 2-6 °С.

Рис. 22.4. Парниковий ефект

А. Причина парникового ефекту — відбиття теплових променів парниковими газами. Б. Зростання концентрації вуглекислого газу й температури за останні 60 років.

Рис. 22.5. Зростання кількості вимерлих видів і населення з часом

Темпи зменшення біорізноманіття зростають із часом

Забруднення довкілля й кліматичні зміни спричиняють швидке зменшення біорізноманіття (рис. 22.5). Оскільки життя біоценозів екосистем залежить від стану абіотичного середовища, то вплив на біотоп різних забруднювачів, а також зміна температури й вологості призводять до змін умов існування організмів. Окрім цього, велика роль у скороченні чисельності популяцій і вимиранні належить безпосередньому впливові людини. Зі зростанням кількості населення на планеті, збільшувалася й потреба в їжі. Тому, щоб себе прогодувати, люди безупинно полювали, виловлювали рибу, аж поки не «з'їли» цілі біологічні види. Задля створення полів вирубувалися величезні площі лісів — найбагатших на види екосистем. Із тією ж метою розорювалися степи, змінювався їхній гідрологічний режим за рахунок створення зрошувальних каналів, степи перетворювали на пасовища. Унаслідок цього степові екосистеми просто зникали. Так сталося, наприклад, в Україні: єдиним клаптиком цілинного степу, який ніколи не використовували в господарський діяльності, є 11 тис. га абсолютно заповідної зони біосферного заповідника «Асканія-Нова».

Отже, зміна середовища мешкання, скорочення площ природних екосистем, безпосереднє винищення організмів є основними причинами значного вимирання багатьох видів організмів. Близько 900 видів тварин зникло з лиця Землі за останнє півтисячоліття, чисельність промислових видів риби скоротилася на 85 %, а популяції основних видів рослин і тварин — удвічі. І темпи вимирання організмів не зменшуються з часом.

Наслідки споживацького ставлення до природи не оминули й Україну

Україна є високоурбанізованою країною, оскільки майже 70 % її населення мешкає в містах. Як уже зазначалося вище, вони є джерелом інтенсивного забруднення навколишнього середовища. Викиди промислових виробництв, більшість із яких розташовано на сході й південному сході України, є джерелом потужного забруднення атмосфери й гідросфери. Також значна частина українських земель та акваторій морів забруднена відходами промисловості, пестицидами, надмірними кількостями мінеральних добрив. Через надзвичайно інтенсивне використання ґрунтів і порушення технології обробки зменшується вміст гумусу в них і, як наслідок, — родючість. Близько 7 % території України на сьогодні зайнято звалищами, що негативно впливають на навколишні екосистеми й людей, які проживають поруч.

Рис. 22.6. Екологічні проблеми України

А. Безлісі ділянки схилів Карпат. Б. «Цвітіння води» в Кременчуцькому водосховищі на Дніпрі (вид із космосу). В. Коні Пржевальського в зоні відчуження біля ЧАЕС.

Вирубування лісів на схилах Карпатських гір (рис. 22.6, А) спричинило нетримання води в ґрунті, тому місцеві села часто страждають від повеней і зсувів ґрунту. Осушування боліт на Поліссі з метою використання їхньої території для сільського господарства спричинило зниження рівня ґрунтових вод. Як наслідок, зменшилася кількість вологи, доступної для рослин. Це сприяє скороченню площ лісів і пришвидшує ерозію ґрунтів.

Побудова гребель і водосховищ на Дніпрі суттєво вплинула на прилеглі екосистеми. Через наявність нездоланних перешкод уздовж течії популяції риб стали відокремленими, й деякі з них зникли у зв'язку із занадто малою чисельністю. Окрім того, швидкість течії в річці знизилась й почастішали «цвітіння води» (евтрофікації), які є наслідком інтенсивного розмноження ціанобактерій (рис. 22.6, Б). Причиною цього також є змивання значних кількостей добрив із полів і надходження фосфоровмісних мийних засобів промислового й побутового походження. Уміст Фосфору є лімітувальним фактором для росту ціанобактерій, тож коли його стає багато, то мікроорганізми починають швидко розмножуватися. «Цвітіння» спричиняє нестачу світла у воді, через що значна частина підводних рослин гине. Їхнє інтенсивне гниття споживає багато кисню, розчинного у воді, а його брак завдає удару по рибах, які задихаються.

Чисельність диких тварин у лісах, степах і водоймах України продовжує щороку зменшуватися через значні антропогенні зміни довкілля. Наприклад, кількість беркутів на території України скоротилась до кількох десятків, бурих ведмедів до двох сотень, хоча ще сто років тому українські популяції цих тварин були на порядок більшими. Обидва види тварин занесено до Червоної книги України, хоча в багатьох сусідніх країнах Європи вони не потребують охорони.

Однією з найбільш забруднених територій України є простір навколо Чорнобильської АЕС: 30-тикілометрова зона відчуження повністю вилучена з людської діяльності через її значне радіаційне забруднення після аварії. Утім відсутність людини на цих територіях сприяла відновленню там природних екосистем, розмноженню великих тварин і активнішому розвитку рослинності (рис. 22.6, В).

Життєві запитання — обійти не варто!

Елементарно про життя

• 1. Книга Рейчел Карсон «Мовчазна весна» сприяла розвитку прикладної екології завдяки тому, що

  • А привернула увагу до надмірного споживання людством природних ресурсів
  • Б підвищила інтерес керівництва США до питань використання антибіотиків
  • В яскраво продемонструвала негативний вплив людей на довкілля
  • Г висунула «парадокс довкілля»

• 2. Що з наведеного НЕ є джерелом забруднення середовища?

  • А вуличні ліхтарі
  • Б каналізаційні стоки
  • В сільськогосподарські поля
  • Г зсуви гірського ґрунту

• 3. Проаналізуйте графік на рисунку 22.5 і виберіть правильну відповідь.

  • А найвищий темп вимирання видів спостерігається останні 50 років
  • Б темп вимирання біологічних видів то збільшується, то зменшується
  • В темп вимирання видів є орієнтовно сталим із 1850 року
  • Г із 1900 до 1950 року вимерло лише 3-5 сотень видів

• 4. Увідповідніть екологічні проблеми сучасності з їхніми наслідками.

  • 1 забруднення довкілля
  • 2 зміна клімату
  • 3 зменшення біорізноманіття
  • А збільшення частоти буревіїв
  • Б зростання частки населення в містах
  • В зменшення ефективності фотосинтезу через запилення поверхні листків
  • Г втрата видів рослин, що могли б стати джерелом медичних препаратів

У житті все просто

• 5. Доведіть зв'язок між зменшенням видового різноманіття та іншими глобальними екологічним проблемами.

• 6. Схарактеризуйте причини сучасних екологічних проблем України.

У житті не все просто

• 7. У чому проявляється екологічний слід кожної людини? Підрахуйте свій і порівняйте з таким у однокласниць і однокласників.

• 8. Деякі дослідники й дослідниці сучасне зменшення біологічного різноманіття називають «шостим масовим вимиранням». Які докази цього твердження можна навести?

Проект для дружної компанії

• 9. Екологічний життєвий цикл товару.

  • 1) Опишіть життєвий цикл певного товару від добування ресурсів із природи до руйнування його компонентів у природі.
  • 2) Запропонуйте зміни, які можна внести у життєвий цикл задля зменшення рівня забруднення. Визначте ті, здійснення яких найдоцільніше, найлегше і найбільш екологічно вигідне.