Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Биология»Содержание №20/2001

Я ИДУ НА УРОК

Н.Н. ЛУНЯК,
учитель биологии,
г. Воронеж

Глобальные экологические проблемы современности

Структурно-логические схемы про теме «Основы экологии»

Вниманию читателей предлагаются структурно-логические схемы по теме «Основы экологии», которые могут быть использованы на различных этапах урока: при изучении нового материала, закреплении отдельных элементов изучаемой темы, подготовке текстовых ответов. Структурно-логические схемы выполняют несколько функций: служат наглядным пособием при объяснении учителя, позволяют увеличивать объем изучаемого материала, упрощают и ускоряют процесс подготовки учащихся к уроку, развивают творческое мышление, активизируют процесс обучения.

1. Антропогенное изменение климата

Ежегодное увеличение содержания в атмосфере:

Причины:

– сжигание ископаемого топлива;
– антропогенные нарушения условий жизни микробных сообществ почв Сибири и Северной Америки.

Последствия:

– ускоряется процесс опустынивания (в мире ежегодно 6 млн га);
– изменение климата Сибири и Скандинавии;
– ускоряется подъем уровня Мирового океана (за счет таяния полярных льдов). За последнее столетие уровень океана поднялся на 10–12 см, а к середине XXI в. прогнозируется подъем на 150 см.

2. Истончение озонового экрана в стратосфере

Антарктида – 2/3 южного материка озоновая «дыра»:

–3% O3;
–1% O3 приводит к увеличению частоты заболеваний раком кожи на 5–7%, что составляет 6–9 тыс. населения на европейской территории страны.

 

1.04.89 г. – Монреальский протокол: снижение выпуска хлорфторуглеводородов на 50% к 1999 г.; необходим контроль состояния озонового слоя; уменьшение или прекращение выброса оптически и химически активных газов в атмосферу.

3. Экологические проблемы, связанные с водой

Причины:

– неконтролируемое увеличение количества различных загрязнителей (сельское хозяйство, промышленность, транспорт, бытовое загрязнение);
– экстенсивное использование водных ресурсов;
– водохозяйственное строительство без учета воздействия на природу (например, проблема Аральского моря).

Пестициды и экология

ПРОБЛЕМА АРАЛЬСКОГО МОРЯ

Проблема Аральского моря

4. Экологические последствия производства энергии

5. Кислотные осадки

– уменьшают содержание элементов питания в листьях (хвойные) и увеличивают вынос минеральных веществ из почвы
– снижают урожай
– губят естественную растительность (леса Белоруссии и Украины)
– уничтожают жизнь в пресных водоемах при pH 5 или ниже (в США более 80% озер безжизненны)
– переводят нерастворимые соединения, находящиеся в почве, в растворимые; в результате закисления почв соединениями Al, Co и др. металлов, они накапливаются в растениях и в водах водоемов в больших количествах

! ВСЕ ЕВРОПЕЙСКИЕ СТРАНЫ, КАНАДА, США ПОД- ПИСАЛИ СОГЛАШЕНИЕ О СОКРАЩЕНИИ ВЫБРОСОВ СЕРЫ В АТМОСФЕРУ К 1993 г. НА 30%

Кисляндия – выдуманный остров далеко в океане. От него до большой земли не меньше 2 тыс. км. На острове три населенных пункта – А, В и С. Посмотрите внимательно на карту и ответьте на следующие вопросы.

1. В каком из трех населенных пунктов дождевая вода будет наиболее кислой? Ответ обоснуйте.
2. В каком населенном пункте дождевая вода будет наименее кислой? Ответ обоснуйте.
3. Как жители Кисляндии могут решить проблему кислотных дождей?

6. Сокращение видового (генетического) разнообразия организмов

 

Основные факторы, угрожающие позвоночным животным:

  • 67% – разрушение или деградация местообитания;

  • 37% – переэксплуатация;

  • 19% – влияние интродуцированных видов, т.е. видов, которые преднамеренно или случайно были перенесены за пределы ареала;

  • 4% – потеря, сокращение или ухудшение кормовой базы;

  • 3% – уничтожение с целью защиты с/х растений, домашних животных, объектов промысла;

  • 2% – случайная добыча.

(Цифры – число видов (в %), находящихся под угрозой исчезновения (сумма превышает 100% из-за того, что ряду видов угрожает более одного фактора)

КОЛИЧЕСТВО ВИДОВ ЖИВОТНЫХ, НАХОДЯЩИХСЯ ПОД УГРОЗОЙ

 Международная Красная книга:

  • 236 видов млекопитающих;

  • 287 видов птиц;

  • 119 видов рептилий;

  • 36 видов амфибий.

ПОЯСНЕНИЯ К СТРУКТУРНО-ЛОГИЧЕСКИМ СХЕМАМ

В настоящее время общество обеспокоено экологическими кризисами, порождаемыми деятельностью людей. В прошлом экологические кризисы, вызванные практическими действиями людей, носили локальный характер и не угрожали человечеству в целом. Иное дело сейчас, при современном уровне техники и энерговооруженности цивилизации. Какие же глобальные экологические проблемы встали сегодня? Что нужно делать для их решения?

Климат

В последние годы ученые внимательно следят за глобальными изменениями климата, анализируя многолетние метеорологические данные и широко применяя метод моделирования – самый распространенный метод оценки ожидаемых изменений климата Земли. За последнее столетие произошло повышение средней температуры поверхности Земли не менее чем на 0,5° С. Как и предсказывали ученые, вследствие так называемого парникового эффекта зимние температуры увеличились более значительно, чем летние.

Парниковый эффект возникает потому, что углекислый газ, метан, закись азота, попадая в атмосферу, затрудняют отдачу тепла с поверхности планеты, т.е. действуют как стекло в теплице. Установлено, что ежегодно количество метана увеличивается на 1%, углекислого газа – на 0,4% и закиси азота – на 0,2%.

Углекислый газ ответствен примерно за 50% парникового эффекта. Источником углекислого газа, связанным с деятельностью человека, является сжигание ископаемого топлива. Расчеты, произведенные Г.А. Заварзиным (Россия) и К.Кларком (США), показали, что основным источником парниковых газов являются антропогенные нарушения функционирования микробных сообществ в Сибири и части Северной Америки.

Если не принять срочных мер, к середине столетия глобальная температура поднимется на 1,5–4,5°С.

Такое, казалось бы, небольшое изменение температуры поверхности планеты приведет к существенным последствиям: резко усилится процесс опустынивания, сейчас ежегодно охватывающий более 6 млн га в мире; резко ускорится подъем уровня Мирового океана (за счет таяния полярных льдов). По ряду оценок к середине столетия можно ожидать подъем уровня океана на 1,5 м.

Сегодня в 50-километровой зоне морских побережий проживает до 30% населения планеты, и хотя подъем уровня океана растянется на многие десятилетия, ущерб от него для мировой экономики станет одним из главных последствий изменения климата.

С помощью метода моделирования проводится изучение чувствительности лесов к парниковому эффекту и делаются попытки прогнозировать изменения этих экосистем. Полученные данные показывают, что парниковый эффект может оказать негативное воздействие на влажнотропические леса, которые приспособлены к существованию в узком диапазоне температур и влажности.

Глобальное потепление климата может привести к изменению структуры и месторасположения биомов Земли.

Экологи отмечают и положительные стороны парникового эффекта: расширение лесных экосистем в связи с потеплением климата; изменение режима атмосферных осадков в сторону их увеличения; повышение урожайности с/х растений за счет увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере.

Для предотвращения глобального потепления климата экологи предлагают следующие меры:

– замена ископаемого топлива на экологически чистую энергию (энергия ветра, Солнца, морских течений);
– создание энергосберегающих и безотходных технологий, позволяющих уменьшить выброс в атмосферу углекислого газа, метана и других газов;
– разработка технологий поглощения и связывания углекислого газа (создание хранилищ сжиженного CO2 на больших глубинах в морях; поглощение CO2 с помощью цеолитов по методу, разработанному японскими учеными);
– сохранение лесных экосистем, которые выполняют функцию природного поглотителя CO2 (1 га леса поглощает в течение года 15–30 т CO2 и выделяет до 11–23 т O2);
– повышение культуры земледелия, в частности применение фитомелиорации, поможет регулировать содержание CO2 в атмосфере.

Итак, в мире в целом вырисовывается картина определенной деградации природной среды в результате потепления климата, уменьшения количества осадков в одних регионах Земли и их увеличения в других, подъема уровня океана и ряда других неблагоприятных следствий парникового эффекта.

Разрушение озонового слоя в стратосфере

Сокращение количества озона в стратосфере над нашей страной в среднем составляет около 3%. Уменьшение содержания озона только на 1% ведет к увеличению заболеваемости раком кожи на 5–7%. Это означает, что 6–9 тыс. человек на европейской территории нашей страны ежегодно заболевают раком кожи только из-за разрушения озонового слоя.

Озон защищает биоту от гибельной дозы жесткой ультрафиолетовой (УФ) радиации, которая может проникать и через водную толщу до глубины 300 м. Повышение интенсивности УФ-радиации приводит к гибели планктона, бактерий, снижению интенсивности фотосинтеза у растений, а у людей, кроме рака кожи, возникают патологии сетчатки глаза, крови, ЦНС. Разрушение озонового экрана может изменить и общую циркуляцию атмосферы, т.е. климат.

С первого января 1989 г. вступил в силу Монреальский протокол по сокращению к 1999 г. производства хлорфторуглеродов на 50%. Протокол, несомненно, важный, но даже при строгом его соблюдении содержание озона в стратосфере в следующем десятилетии будет уменьшаться.

Вода

Одной из острых экологических проблем является проблема пресной воды. Количество чистой воды постоянно уменьшается в связи с ее экстенсивным использованием, а также с неконтролируемым ростом различных загрязнителей и ведением водохозяйственного строительства без учета требований экологии.

В 1950-е гг. мелиораторы направили воды рек Амударьи и Сырдарьи на хлопковые поля, сократив при этом поступление их в Аральское море. Избыточное орошение привело к подтоплению и заболачиванию огромных территорий в Средней Азии, прекращению использования ранее обрабатываемых земель в результате засоления и подтопления. Ныне на 40% полей, занятых хлопком, урожайность ниже экономически выгодного предела. Высохшая часть Арала стала источником солей – до 150 млн т их ежегодно разносится ветром на тысячи километров от Арала, подсаливая и без того соленые поля. Ветер разносит не только соль, но и стойкие хлорфторорганические вещества – пестициды. Именно они стали причиной гибели почти полумиллиона сайгаков в местах их размножения весной 1988 г.

В целом по стране около 30% земель считаются мелиоративно неблагополучными, а около 3 млн га полностью загублено мелиорацией и исключено из с/х использования.

Одной из серьезных проблем в ближайшие годы у нас станет загрязнение подземных вод. Неумеренное применение пестицидов и минеральных удобрений привело к значительному загрязнению грунтовых вод.

Важное место в ряду экологических проблем занимает проблема пестицидов, поскольку она связана не только со стратегией развития сельского хозяйства, но и со здравоохранением, охраной животного и растительного мира, жизнеобеспечением биосферы вообще. Сейчас в биосфере находится более 50 тыс. чуждых ей химических веществ – ксенобиотиков. Как показала проверка (Ленинград, 1987), более 30% продуктов питания содержали пестициды в концентрациях выше допустимого уровня. Во многих областях европейской части страны содержание некоторых пестицидов превысило нормы в 42% детских продуктов и более чем в 50% овощей.

Исследования, проведенные в России, установили, что во всех районах, где используются пестициды, показатели здоровья населения резко ухудшены. Похоже, что пестициды, как и радиация, не имеют нижнего порога действия: при любой пестицидной нагрузке происходит нарушение функций иммунной системы организма. В итоге организм становится безоружным перед самыми обычными заболеваниями дыхательной, нервной, сердечно-сосудистой систем, а также органов размножения и пищеварения.

По-видимому, единственно правильной стратегией, исходя из интересов сохранения здоровья людей и поддержания жизнеобеспечивающих систем биосферы, следует признать постепенный отказ от использования пестицидов и развитие экологически обоснованных форм ведения сельского хозяйства.

Кислотные осадки

Экологической проблемой для нашей страны стало увеличение кислотности дождей, снега, тумана в результате выброса в атмосферу окислов серы и азота, образующихся после сжигания топлива. Кислотные осадки снижают урожай, губят растительность, разрушают здания, уничтожают жизнь в пресных водах. В Западной Европе от этих осадков пострадало до половины лесов. Они вызвали тяжелые поражения лесов в Белоруссии, на Урале, в некоторых районах Сибири вокруг крупных промышленных центров. Кислотные осадки переводят нерастворимые соединения, находящиеся в почве, в растворимые. В результате закисления почв соединения алюминия, кобальта и других металлов могут попадать в выращиваемые растения и в воду в концентрациях, представляющих опасность для здоровья.

Сокращение биологического разнообразия

Это одна из самых сложных проблем, поскольку исчезнувший вид восстановить невозможно. У нас в стране исчезает примерно один вид млекопитающих за 3–5 лет, ежегодно мы теряем несколько видов во всех группах животных и растений. Наиболее тревожное положение сложилось в наших центрах видового разнообразия – на оз. Байкал, Кавказе, на юге Дальнего Востока, в Средней Азии.

Генофонд планеты включает генофонды разных систематических групп. Необходимо сохранить генофонд каждого вида в целом и всех его популяций. Вид представляет собой наименьшую генетически закрытую систему. В каждой популяции особи одного вида взаимосвязаны. У них имеются сходные признаки приспособленности к окружающей среде. Каждый вид и его популяции имеют собственную «эволюционную судьбу». При сохранении определенных условий вид и составляющие его популяции могут существовать неограниченно долго.

Вследствие генетической неповторимости каждого вида его уничтожение может иметь последствия, которые пока трудно представить.

 

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru