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

§ 28. Концепція сталого розвитку

Якість довкілля є характеристикою його екологічної врівноваженості

Усі проблеми й негаразди, викликані антропічним (антропогенним) впливом на природу, про які детально йшлося в попередніх параграфах, є причиною зниження якості довкілля. Якість природного середовища — це загальна характеристика, що описує стан природних і видозмінених людиною екосистем, з огляду на їхню відповідність потребам організмів і людей. Згідно із цим поняттям якісним є те довкілля, у якому не порушено екологічний баланс природних процесів, відбувається колообіг речовин і життя продовжує відтворюватися. При цьому, щоб якість навколишнього середовища не знижувалася, вплив людини повинен бути врівноваженим із можливостями природи до відновлення. І мова йде не тільки про рівень забруднення чи зміни довкілля, але й про вичерпання природних ресурсів — компонентів навколишнього середовища, що використовуються живими істотами й людиною для задоволення власних потреб. І цих ресурсів має вистачати як сьогодні, так і в майбутньому.

Принципи раціонального природокористування орієнтують людську діяльність на екологічно безпечну взаємодію з довкіллям

Для того, щоб якість довкілля не погіршувалася у взаємодії із природою, людство повинне керуватися принципами раціонального природокористування. Раціональне природокористування — це така експлуатація природних ресурсів, що забезпечує максимально повне їх використання при найменшій шкоді для довкілля й створення умов для їхнього відновлення. При цьому повинні забезпечуватися умови для існування людини й отримання потрібних людству продуктів. Згідно з принципами раціонального природокористування навантаження на природу з боку людини повинно бути врівноваженим із відновним потенціалом середовища, а структура екосистем і колообіг речовин у них не має страждати. Бажано також, щоб технологічні процеси вивільняли до середовища відходи в мінімальних кількостях і в такому вигляді, який розповсюджений у довкіллі. Тоді екосистеми будуть спроможні їх ефективно утилізувати. Ну й зрештою, природокористування повинне орієнтуватися на довгострокову перспективу, бо часто короткочасні успіхи можуть мати відтерміновані негативні наслідки.

Сталий розвиток покликаний зберегти природні ресурси для майбутніх поколінь

Розуміння обмеженості природних ресурсів Землі й майбутніх негативних наслідків споживацького ставлення до природи слугувало стимулом для пошуку шляхів збалансування розвитку людства й екологічного навантаження на природу. Після публікації у 1972 році дослідження Римського клубу1 «Межі зростання» стало зрозуміло, що якщо взаємини між природою й суспільством найближчим часом не зміняться, то людство чекає межа розвитку. При її досягненні унаслідок погіршення природних умов і вичерпання ресурсів різко зросте смертність, і чисельність людства швидкими темпами почне зменшуватися (рис. 28.1).

1 Це неурядове міжнародне об'єднання дослідників і дослідниць, які займаються вивченням глобальних проблем людства і шляхів їх попередження та подолання.

Рис. 28.1. Графіки зміни основних параметрів розвитку людства згідно з дослідженням «Межі зростання»

Щоб уникнути такого сценарію розвитку подій, нам потрібно змінити ставлення до природних ресурсів, підвищити їхню цінність у суспільній свідомості, бо саме від них залежить те, як ми живемо зараз і житимемо в майбутньому. Пошуки оптимального шляху вирішення проблеми межі зростання стали основою концепції сталого розвитку — такого, що задовольняє потреби сучасного покоління й не позбавляє наступні можливості задовольнити власні потреби. Сталий розвиток ґрунтується на зміні екологічної, економічної й соціальної сфер людського життя таким чином, щоб ресурси витрачалися більш ефективно, а негативний вплив на довкілля зменшувався. І завдяки впровадженню цих ідей уже вдалося сповільнити темпи виснаження природних ресурсів.

Рис. 28.2. Цілі сталого розвитку до 2030 року

Від 1 січня 2016 року набули чинності нові 17 цілей «Порядку денного в галузі сталого розвитку на період до 2030 року», втілення яких потребує розуміння й активної участі як покоління авторського колективу цього підручника, так і покоління його читачів і читачок (рис. 28.2). І наша держава також намагається впроваджувати відповідні зміни у своєму розвитку.

Існують різноманітні шляхи зменшення виснаження ґрунтів

Надалі ми звернемо більшу увагу на досягнення тих цілей, що безпосередньо стосуються екологічної ситуації й про розв'язання яких детально не йшлося в попередніх параграфах. Однак, варто розуміти, що реалізація всіх цілей сталого розвитку повинна сприяти зменшенню негативної антропічної дії на довкілля.

Ціллю сталого розвитку № 2 є подолання голоду, для чого необхідно підвищити продуктивність сільського господарства, але при цьому зберегти природні екосистеми й сприяти покращенню якості земель. Ціль № 15 закликає боротися із надмірним вирубуванням лісів, деградацією ґрунтів і опустелюванням. Цього можна досягти завдяки збільшенню продуктивності господарств і зменшенню ерозії ґрунту, при цьому темпи перетворення природних екосистем на агроекосистеми повинні значно сповільнитися. Такі зміни можуть бути досягнені завдяки впровадженню інноваційних технологій, використанню більш досконалої техніки та покращених сортів і порід.

Одним зі шляхів зменшення виснаження ґрунтів (дегуміфікації) є впровадження органічного фермерства — ведення рослинництва чи тваринництва без використання пестицидів, штучних добрив, гормонів і антибіотиків, генетично модифікованих організмів. Однак його продуктивність є нижчою, порівняно з традиційним агровиробництвом, а тому ціна «органічних» продуктів є вищою за ціну звичайних. Використання відповідних кількостей мінеральних добрив, а також унесення органічних добрив (торф, перегній) дозволяє значно зменшити забруднення ґрунтів і вод. Для скорочення вичерпання ґрунтових ресурсів, запобігання розмноженню шкідників активно використовують сівозміну (дивись § 26) і полікультуру, коли на одному полі одночасно вирощують різні рослини (рис. 28.3).

А от замінити пестициди в боротьбі зі шкідниками складніше. Для перемоги над бур'янами замість гербіцидів1 можна застосовувати механічну обробку (прополювання), проте вона пришвидшує ерозію. Продуктивним шляхом боротьби є сприяння поширенню природних ворогів і шкідників. Для цього вздовж полів роблять захисні посадки, викопують водяні канали, поля заселяють хижаками, що поїдають рослиноїдів, чи комахами, що живляться бур'янами. Останнім часом більш популярними стають генетично модифіковані організми (докладніше про них ітиметься у § 42), що ростуть швидше й мають кращу стійкість до несприятливих умов і шкідників. Інші біологічні методи, як-от стерилізація шкідників, використання патогенних для шкідників вірусів і бактерій також сприяють зменшенню використання отрутохімікатів, при цьому не завдаючи шкоди природі.

1 Від лат. herba — трава і caedo — убиваю.

Рис. 28.3. Подвійна культура гарбуза й кукурудзи

Водовитрати на виробництві та в побуті цілком можливо зменшити

Серед завдань, які потрібно виконати для досягнення цілі сталого розвитку № 6, є зменшення обсягів скидання неочищених стічних вод і підвищення ефективності водокористування.

Зрозуміло, що прямим шляхом зменшення кількості забруднених стічних вод є їхнє ефективне очищення, активними учасниками якого можуть бути й живі організми (рис. 28.4). Очищення також дозволяє повернути до вжитку речовини, що зазвичай викидаються зі стічними водами (солі, йони металів, органічні розчинники), завдяки чому зменшується видобування природних ресурсів, потрібних для їхньої заміни.

Підвищення ефективності водокористування може досягатися змінами як у галузі виробництва, так і в побуті (про це вже йшлося у § 25). Для заводів і фабрик актуальним є впровадження менш водоємних виробничих ліній, повітряного охолодження замість водяного, повторного вжитку води. В аграрному виробництві повинні використовуватися сорти й породи, що пристосовані для зменшеного вживання води, економне зрошування, накривання землі (плівкою, дерев'яними ошурками, листям) для зменшення випаровування тощо. Не менш ефективною є й економія води в побуті: скорочення часу прийому душу, закривання води під час намилювання чи чищення зубів, рідше миття автомобілів, водоекономне прання, підтримання сантехніки у справному стані тощо. Ці навички мають стати такими, до яких привчають із дитинства.

Рис. 28.4. Очищення води, забрудненої під час роботи сховища нафтопродуктів, здійснюється завдяки рослинам

Використання відновлюваних джерел енергії може сприяти зменшенню викидів вуглекислого газу

Оскільки спалювання викопного палива для отримання енергії є одним із найпотужніших джерел викидів СО2, то одним із завдань для досягнення цілей сталого розвитку № 7 і № 13 є збільшення частки енергії з відновлюваних джерел. Відновлювані джерела енергії — це природні джерела, що протягом тривалого часу не вичерпуються (енергія Сонця, гідроенергія, вітрова енергія, геотермальна енергія) або швидко відновлюються (енергія біомаси). Завдяки використанню сонячних колекторів і сонячних батарей вдається обігрівати й отримувати електроенергію від безкоштовного джерела — Сонця. Такі рішення недорогі й швидко окупаються (за 3-5 років), легко встановлюються й обслуговуються, завдяки чому набули популярності серед населення (рис. 28.5). Ба більше, кількість сонячних електростанцій в Україні продовжує зростати, і влада підтримує цей поступ.

Рис. 28.5. Сонячні колектори (А) і сонячні батареї (Б) на даху багатоповерхівок

Гідроенергетика є джерелом 8% усієї електроенергії в Україні. Утім побудова гребель гідроелектростанцій значно змінює водний режим регіону, спричиняє затоплення величезних територій і розриває ареали водних видів на окремі частини, тому не може вважатися екологічно безпечною.

Будувати вітряні електростанції має сенс у передгір'ї та на берегах морів. Їхня зручність полягає в малій площі території, що потрібна для встановлення, а також значній автономності й невибагливості в обслуговуванні. Але недоліком є те, що окремий вітряк генерує мало енергії. Крім того, він може заважати міграції птахів, що б'ються об лопаті гвинтів під час польоту, і створювати шумове забруднення при обертанні.

Спалювання рослинної біомаси (наприклад, деревини) є доступним джерелом енергії для всіх верств населення, особливо в лісових регіонах. Однак вирубування лісів повинне обов'язково компенсуватися більшою за масштабом посадкою дерев. Інакше вміст вуглекислого газу в атмосфері внаслідок горіння біомаси невпинно зростатиме. Крім того, не варто забувати про можливість використання відходів для продукування біогазу (рис. 28.6).

Паралельно із переходом на відновлювані джерела енергії, потрібним є й упровадження екологічних видів транспорту. Використання громадського й особистого електротранспорту, їзда на велосипедах містом, застосування водню як пального сприяють зменшенню рівня забруднення повітря, а також суттєво зменшують кількість вуглекислого газу, що вивільняється до атмосфери.

Рис. 28.6. Міська біогазова станція в Індії

Для отримання біогазу (метану) використовуються органічні рештки, зброджування яких дає змогу утилізувати частину побутових відходів.

Цікаве життя

Як не досягнути межі зростання?

Обкладинка останньої редакції дослідження має назву «Межі зростання: 30 років потому» (2004 рік).

Оскільки ресурси нашої планети обмежені, то виникло питання — коли людська цивілізація досягне межі демографічного й економічного зростання. Завдяки роботі Донелли й Денніса Медоуз, Йоргена Рандерса та інших було створено математичну модель «World3». Вона містила важливі параметри, як-от: вироблення продовольства, розвиток промисловості, ріст населення, рівень забруднення й кількість невідновлюваних ресурсів. Автори поєднали ці параметри за допомогою 16-ти диференційних рівнянь із більш ніж 30-ма змінними й коефіцієнтами. Варіюючи останні, у 1972 році було розроблено 12 гіпотетичних сценаріїв розвитку людства, які було описано в доповіді Римського клубу «Межі зростання».

П'ять із дванадцяти сценаріїв були песимістичними: відповідно до них на людство очікував пік чисельності у середині XXI ст. на рівні 10-12 млрд і наступне різке скорочення населення до 1-3 млрд зі зниженням рівня життя. До цієї групи сценаріїв належав і базовий — «якщо не робити нічого». Хоча жоден із песимістичних сценаріїв не прогнозував повне вимирання людства.

Решта сім сценаріїв були більш-менш сприятливими. Найкращим планом розвитку подій було визначено сценарій активного обмеження народжуваності (на рівні смертності 1975 року), обмеження капітальних інвестицій і контролю за забрудненнями. При цьому сприятливий сценарій, який найлегше реалізувати, полягав у «м'якому» обмеженні народжуваності. Автори стверджували, що чим швидше ми почнемо контролювати ріст населення, то більші матимемо шанси уникнути кризи.

За 30 років у 2004 році модель було переглянуто. Виявилось, що ріст чисельності населення, використання невідновлюваних ресурсів і порушення довкілля протягом цих років відповідали прогнозованим у сценарії: «якщо не робити нічого» й час на «м'які» зміни вже втрачено. Найоптимальнішим став сценарій обмеження росту чисельності й розвитку технологій, згідно з яким не більше двох дітей повинно народжуватися в кожній родині (щоб стабілізувати населення Землі на позначці 8 млрд), потреба в невідновлюваних ресурсах має скоротитися на понад 80 %, виробництво товарів повинно бути обмежене, а сільське господарство стати ефективним і екологічним.

Значна кількість наукової спільноти критикує як самі рівняння, так і змінні та коефіцієнти, обрані для них. Але всі сходяться на думці, що сучасна цивілізація потребує змін у своєму способі існування, бо інакше ріст проблем екологічного, економічного й соціального плану буде невідворотнім, і рано чи пізно спричинить колапс виживання людей на Землі.

Життєві запитання — обійти не варто!

Елементарно про життя

• 1. Завдяки дотриманню принципів раціонального природокористування

  • А можливо зменшити ефективність використання природних ресурсів
  • Б якість довкілля не знижуватиметься
  • В кількість природних ресурсів, що видобуваються, буде швидко зростати
  • Г потреби людства задовольнятимуться лише частково

• 2. Для боротьби зі шкідниками найменш екологічним методом є

  • А заселення на поля природних ворогів шкідників
  • Б використання вірусів і бактерій, що нищать шкідників
  • В засадження лісосмуг уздовж полів
  • Г обробка полів отрутохімікатами

• 3. Завдяки очистці стічних вод заводів

  • А корисні речовини повертаються в природний колообіг
  • Б менше токсичних речовин використовується у виробничих процесах
  • В підвищується ефективність використання природних ресурсів
  • Г погіршується екологічний стан розташованих поряд річок

• 4. Отримання енергії шляхом спалювання біомаси сприяє

  • А зменшенню викидів вуглекислого газу до атмосфери
  • Б зменшенню спалювання викопного палива
  • В збільшенню використання атомної енергії
  • Г збільшенню площ природних екосистем

• 5. Увідповідніть завдання сталого розвитку й шлях його досягнення.

  • 1 збереження природних екосистем
  • 2 підвищення ефективності водокористування
  • 3 зменшення обсягів скидання стічних вод
  • 4 зменшення кількості викидів СО2
  • А зменшення ерозії ґрунту
  • Б розвиток велоінфраструктури в містах
  • В відмова від використання генетично модифікованих культур
  • Г вчасний ремонт і заміна сантехніки для уникнення протікань
  • Д очищення й повторне використання води на виробництві

У житті все просто

• 6. Обґрунтуйте необхідність упровадження в Україні ідей сталого розвитку.

• 7. Проаналізуйте переваги й недоліки побудови гідроелектростанцій.

• 8. Сформулюйте кілька гасел, що ілюструють способи економії води в побуті й закликають робити це.

У житті не все просто

• 9. Доведіть, що реалізація кожної з цілей сталого розвитку, наведених на рисунку 28.2, сприятиме раціональному природокористуванню.

• 10. У вигляді таблиці схарактеризуйте відновлювані джерела енергії за їх енергоефективністю, витратами на впровадження та позитивним впливом на якість довкілля.