Человек и окружающая среда

На этой странице вы узнаете

• Есть ли «заплатки» для озоновых дыр? 
• Как желание спасти экосистему может привести к вымиранию вида?
• Где находится Мордор из «Властелина колец»? 

В наше время биологами описано около 2 миллионов биологических видов. Ежегодно открывают все новые и новые виды, но при этом с каждым годом некоторые редкие виды полностью вымирают из-за жизнедеятельности людей. Сегодня мы узнаем, почему так происходит и как мы можем это исправить.

Развитие человека и его влияние на биосферу

История цивилизаций измеряется тысячами лет, и за это время образ жизни человека очень изменился. Уже на ранних этапах своего развития человек тем или иным образом оказывал влияние на биосферу, хоть и не так сильно, как сейчас. Каким же образом?

1. Развитие скотоводства привело к активному вытаптыванию пастбищ. Это привело к уменьшению количества растений и животных, которые до этого паслись на вытоптанных территориях.
2. Для ведения сельского хозяйства нужны большие площади: чтобы освободить территорию для высадки культурных растений, люди активно проводили вырубку растений.

Вырубка леса

3. Активное земледелие быстро истощает ресурсы, поэтому человек был вынужден осваивать все больше территорий и уничтожать все больше организмов.

В восемнадцатом веке человечество ступило на путь активного развития — началась промышленная революция. Ручной труд сменился на машинный, начали активно появляться заводы. Постепенно происходили процессы урбанизации. 

Урбанизация — это процесс роста городов из-за перемещения населения из сельской местности в город с целью поиска работы (на промышленных предприятиях, например) и повышения уровня жизни. 

Но какие были последствия у промышленной революции?

1. Получение химикатов и нерациональная утилизация продуктов производства приводят к загрязнению воздуха и воды.
2. Активное использование полезных ископаемых (например, нефти) приводит к истощению их запасов.
3. Рост потребления природных ресурсов, в частности полезных ископаемых. 
4. Уничтожение экосистем из-за вырубки лесов и загрязнения почв и водоемов отходами производства.
5. Возникновение глобальных экологических проблем. Например, к ним относятся кислотные дожди, возникновение озоновых дыр, изменение климата и так далее.

Глобальные экологические проблемы мы обсуждали в статье «Глобальные изменения в биосфере», но ниже все равно немного поговорим о них и постараемся разобраться, как деятельность человека изменяет облик нашей планеты. 

Глобальные экологические проблемы

Наверняка вы не раз видели в новостях заголовки о глобальном потеплении и других ужасных изменениях на Земле. Действительно, промышленная революция и стремительное увеличение численности людей напрямую сказались на состоянии природных систем, и об этих изменениях мы кратко поговорим ниже. 

Изменение круговоротов веществ в биологических системах

Ни для кого не секрет, что человек активно использует удобрения в сельском хозяйстве — это помогает повысить урожай. 

На изображении слева показана территория, которая не обогащена удобрениями, а справа мы видим активный рост растений из-за добавленных удобрений

Казалось бы, в чем вред использования удобрений? Но на самом деле он есть: добавленные человеком вещества изменяют состав почв, что приводит к к гибели растений, привыкших к определенному уровню кислотности и содержанию химических элементов в почве. Помимо этого, удобрения (особенно это касается азотсодержащих удобрений — нитратов и солей аммония) могут попадать в реки, а из рек — в океаны. Это приводит к нарушению равновесия в водных экосистемах и массовому вымиранию водных растений и животных. 

Помимо этого, человек использует в сельском хозяйстве пестициды — вещества, используемые для истребления вредителей. Они бывают нескольких видов: гербициды, инсектициды, фунгициды.

Гербициды — это вещества, используемые для уничтожения растений-сорняков.

Инсектициды — это вещества, используемые для уничтожения насекомых-вредителей. 

Фунгициды — это вещества, используемые для борьбы с грибами, вызывающими заболевания растений. 

Ограничить токсическое действие этих веществ невозможно, поэтому они накапливаются в окружающей среде и поражают многие виды растений и животных. 

Загрязнение окружающей среды токсинами и отходами производства

Ресурсы, используемые в промышленности, нужно уметь не только использовать, но и грамотно утилизировать их продукты, иначе отходы производства могут повлиять на живые организмы. Заводы являются одним из основных источников сбросов и выбросов в окружающую среду, которые содержат много токсинов, то есть веществ, ядовитых для организмов. Многие токсины не разлагаются в окружающей среде, поэтому накапливаются с течением времени, отравляя все больше и больше животных и растений. 

Другой пример загрязнения окружающей среды — загрязнение нефтью и пластиком. Их утилизация часто проводится неправильно, что в итоге приводит к их попаданию в водоемы. Пластик поглощают водные животные, которые принимают его за еду, а нефть образует пленки на поверхности водоемов и препятствует нормальному насыщению воды кислородом. Все это приводит к смерти организмов и постепенной деградации (упадку) экосистемы. Все чаще в последнее время также приходится говорить о радиационном загрязнении, то есть загрязнении радиоактивными веществами, которые попадают в окружающую среду при авариях на атомных электростанциях и несоблюдении правил утилизации опасных радиоактивных отходов. 

Слив нефти на заболоченной территории

Изменение климата

Выброс парниковых газов, о которых шла речь в статье «Глобальные изменения в биосфере», приводит к изменению климата. В новостях об этом обычно говорят, как о страшном и неизбежном глобальном потеплении.

Глобальное потепление — это стойкое повышение средней температуры на Земле. 

Как это может отразиться на организмах? Многие миллионы лет эволюции животные и растения адаптировались под определенную среду обитания и климатические условия, а при глобальном потеплении климат изменяется резко, и исходные механизмы приспособления в новой среде перестают работать. Неприспособленные к условиям организмы быстро погибают, а на восстановление численности уходит большое количество времени. Если хотите узнать, как происходит адаптация организмов к новым условиям, можно прочитать статью «Доказательства эволюции живой природы». 

Кислотные дожди

Появление такого явления, как кислотные дожди, связано с содержащими оксиды серы и азота выбросами производств. Помимо того, что название у этого вида осадков само по себе жуткое, оно еще и ведет ко многим неприятным последствиям, о которых шла речь в статье «Глобальные изменения в биосфере».

Возникновение озоновых дыр

Нашу планету от ультрафиолетового излучения (УФ) защищает озоновый слой,  состоящий из атмосферного газа озона. Из-за накопления в атмосфере таких веществ, как хлорфторуглероды (фреоны), часть озона расщепляется, что в итоге приводит к появлению дыр в озоновом слое. Это опасно тем, что наша планета становится менее защищенной от губительного УФ-излучения (его слишком сильное воздействие приводит к повреждению ДНК, солнечным ожогам и к развитию рака кожи). 

Есть ли «заплатки» для озоновых дыр? Раз озоновые дыры так опасны, почему бы для них не придумать заплатки? К сожалению, на данный момент это невозможно, и такой технологии в наше время не существует. Но есть хорошие новости: в начале 2023 года эксперты ООН сообщили, что озоновые дыры начали уменьшаться, а при хорошем раскладе в ближайшие 40 лет озоновый слой может полностью восстановиться!  Как это стало возможно? Дело в том, что сейчас использование опасных хлорфторуглеродов четко регламентировано, из-за чего в последние годы их концентрация в атмосфере снизилась. Так что, как видите, решать экологические проблемы возможно, если принимать должные меры!

Мы поняли, что проблему озоновых дыр у человечества практически получилось решить, а вот с какими изменениями пока бороться сложнее?

Истощение природных ресурсов

Все природные ресурсы делятся на возобновляемые и невозобновляемые. 

К возобновляемым ресурсам можно отнести то, что на нашей планете можно найти практически в неограниченном количестве и что может восстанавливаться само по себе — это солнечный свет, ветер, течение воды. К сожалению, в наше время эти ресурсы используются не так активно, но именно за ними будущее человечества. 

На данный момент люди в промышленности используют невозобновляемые ресурсы, например, нефть, уголь и другие полезные ископаемые. Их количество на Земле ограничено, их запасы не восстанавливаются, поэтому в какой-то момент запас таких веществ может быть исчерпан. Так что в ближайшие годы человеку важно начать переход от использования невозобновляемых ресурсов к использованию возобновляемых.

Кстати, вы слышали байку о том, что нефть появилась из динозавров? На самом деле, это правда: нефть образовалась в результате распада останков организмов, живших миллионы лет назад. Так что шутка о том, что пластиковые динозаврики состоят из настоящих динозавров — это не шутка!

Время практики! Решим задание, аналогичное № 18 КИМ ЕГЭ.

Задание. Какие из перечисленных изменений имеют глобальный характер? 
1) заболачивание водоема 
2) снижение биоразнообразия
3) разрушение озонового слоя
4) вырубка 10 деревьев  
5) распашка поля 
6) истощение запасов природных ресурсов

Решение. Мы уже знаем, что снижение биоразнообразия, разрушение озонового слоя и истощение запасов природных ресурсов — это глобальные экологические проблемы. А вот заболачивание водоема, вырубка 10 деревьев и распашка поля являются локальными изменениями.

Ответ: 236

Мы уже обсудили влияние жизнедеятельности человека на атмосферу, природные ресурсы и живые организмы, к чему эти процессы приведут в результате? Постепенно начнут исчезать целые природные экосистемы, а вместе с ними — снизится количество существующих на планете биологических видов. Поговорим об этом подробнее в следующем разделе. 

Влияние человека на биоразнообразие

Биоразнообразие — это разнообразие живых организмов. Чаще всего под этим термином подразумевается разнообразие биологических видов. 

Представьте, что вы гуляете по одному и тому же лесу десять лет подряд, и постепенно в нем вы начинаете замечать все меньше знакомых вам видов растений и животных. Если говорить научным языком, то в этом лесу снижается биоразнообразие.

Если не предпринимать никаких мер для охраны таких видов (о мерах мы еще поговорим позже), то может произойти полное вымирание вида. В последние годы скорость вымирания видов особенно увеличилась, и это неприятное изменение во многом связано с жизнедеятельностью человека. Обсудим, как именно люди влияют на разнообразие животных и растений.

1. Влияние человека на животных.

Многие тысячи лет люди занимаются охотой на животных, чтобы добывать себе пищу. С развитием человечества и ростом численности населения истребление животных в ходе охоты растет, постепенно начинают исчезать виды, которые истребляются человеком для добычи шкур и кожи. Животных, добыча которых идет с такими целями, называют промысловыми. К сожалению, промысел долгое время никак не регулировался, из-за чего многие животные сейчас находятся под угрозой вымирания. 

Примером промысловых животных являются киты и кашалоты. Чтобы получить мясо, жир и даже зубы этих животных, люди истребляли их в неограниченных масштабах. К счастью, люди вовремя остановились, и сейчас охота на китов запрещена в большинстве стран, что позволило восстановить их численность.

Взрослый кит и детеныш кита

Вымирание животных связано не только с их истреблением, но и с уничтожением среды их обитания. При вырубке деревьев уменьшается количество растительной пищи, что в итоге приводит к нарушению пищевых цепей и баланса в экосистеме. Как именно это происходит, можно узнать в статье «Экосистема, часть 1». 

Примером исчезающих по этой причине животных может быть известная всем милашка коала. Да-да, в 2022 году ее признали исчезающим видом! Из-за лесных пожаров и активной вырубки леса численность этих животных резко упала на 30%, поэтому для сохранения этого вида приняты специальные меры. 

Коала

Мы обсудили, как человек влияет на животных, а что насчет растений?

2. Влияние человека на растения.

Многие растительные виды страдают из-за прямого уничтожения человеком, например, после вырубки лесов и лесных пожаров. Некоторые виды растений погибают из-за чрезмерной добычи человеком.

Примером исчезающих растений может быть вереск. Из-за его лечебных свойств люди активно занимались его сборкой, численность вереска значительно снизилась, и теперь это растение находится под охраной. 

Вереск 

Также мы с вами обсуждали выше, что выбросы производств и загрязнение окружающей среды напрямую влияет на вымирание растений, так как они не могут жить на загрязненных и отравленных почвах. Чрезмерное использование удобрений полезно для человека, но при этом оно может привести к гибели диких растений из-за нарушения круговорота элементов в экосистеме.

Нередко бывают ситуации, когда биологические виды (и животные, и растения) вымирают из-за конкуренции с видами, которые искусственно завезены человеком. Осваивая новые территории, люди привозят вместе с собой культурные растения для посадки, и в итоге они используют часть ресурсов (питательные вещества, влагу, солнечный свет), которые раньше принадлежали только местным видам. 

Как желание спасти экосистему может привести к вымиранию вида?  Иногда человек «переселяет» растения и животных с благими целями. Например, бобовое растение кудзу было завезено в США для борьбы с эрозией почв. Но спустя время что-то пошло не так — вид стал настолько распространенным, что начал вытеснять местные виды, и в итоге принес больше проблем, чем пользы. Именно поэтому все перевозки живых организмов (в том числе растений и их семян) должны контролироваться с учетом всех экологических рисков.

Тот самый кудзу, вызвавший вымирание местных растений

Время практики! Решим задание, аналогичное № 26 КИМ ЕГЭ.

Задание. На графике изображено изменение численности растения вида N после завоза человеком в США растения азиатского растения кудзу, ранее не произраставшего на этой территории. Как называется явление, наблюдаемое на графике? Чем оно вызвано? Ответ поясните. 

Решение. Как мы видим, численность вида N на графике стремительно уменьшается, а через 8 лет вовсе становится нулевым. Этот процесс называется вымиранием. Одной из причин вымирания может быть конкуренция с завезенными человеком видами — эта ситуация и описана в условии задания.

Ответ: На графике показано вымирание вида N.Вымирание вида N вызвано завозом растения кудзу.Появление нового вида вызвало конкуренцию между растениями за ресурсы (воду, свет, питательные вещества).Новый вид растений в ходе конкуренции вытеснил местный вид растений N. 

Вымирающие виды растений и животных, которые нуждаются в особой охране, заносят во всем известную Красную книгу. Истребление краснокнижных организмов наказывается по закону, охота на таких животных и сбор таких растений строго ограничен, что позволяет восстановить их численность и избежать полного вымирания. 

Может ли еще человек сделать что-то для вымирающих видов? Конечно! И именно об этом мы поговорим в следующем разделе статьи. 

Меры охраны окружающего мира

По некоторым оценкам неконтролируемая деятельность человека может вызывать вымирание большего числа видов, чем падение астероида на Землю. Как мы уже видели на примерах из этой статьи, экологические проблемы можно и нужно решать, так что сейчас мы с вами обсудим, какие меры принимаются для сохранения биоразнообразия и экосистем. 

1. Создание регулирующих законов.

После осознания масштаба экологических проблем, люди приступили к созданию законов, регулирующих истребление животных и растений, работу производств, утилизацию отходов и применение высокотоксичных для окружающей среды веществ в промышленности. 

2. Создание заповедников.

Заповедник — особо охраняемая природная территория, на которой весь природный комплекс остается в своем естественном виде.

Создание таких территорий позволяет поддерживать естественную численность организмов и избежать их вымирания. Вдумайтесь: только на территории России на данный момент заповедники занимают 27 миллионов гектар, часть из них по своей площади больше, чем некоторые страны! 

Где находится Мордор из «Властелина колец»? Если вы смотрели фильмы «Властелин колец», то наверняка вспомните, как главные герои отправились в ужасающий и негостеприимный Мордор, чтобы уничтожить кольцо всевластия. А вы знаете, что воссозданный в фильмах Мордор — это вовсе не плод компьютерной графики, а реально существующая территория? Дело в том, что эти кадры снимали в Тонгариро — старейшем национальном парке в Новой Зеландии. В реальной жизни Тонгариро выглядит более дружелюбно, чем темный Мордор, погруженный в лаву вулканов!

Национальный парк Тонгариро 

3. Рациональное использование природных ресурсов.

В начале статьи мы говорили о том, что жизнедеятельность человека приводит к истощению природных ресурсов, некоторые из них при этом не могут восстановиться. Именно поэтому важно снизить использование невозобновляемых ресурсов и постепенно переходить на возобновляемые источники энергии — солнечный свет, энергию воды и ветра. 

Но это касается не только глобальных изменений в промышленности, но и каждого из нас! Гораздо лучше пользоваться модными шоперами для похода в магазин, чем каждый раз покупать пластиковые и полиэтиленовые пакеты, которые будут разлагаться в природе не одну сотню лет. Даже если кажется, что это мелочь, представьте, что каждый человек на нашей планете начнет вводить в привычку такие незначительные элементы, и в итоге мы вместе сможем очень помочь нашей планете. Поэтому задумайтесь в следующий раз перед тем, как в магазине ответить на вопрос «Пакетик брать будете?».

4. Восстановление лесов после их вырубки.

Пока что человеку тяжело (почти невозможно) полностью отказаться от использования древесины. Чтобы избежать тяжелых экологических последствий после вырубки леса, необходимо высаживать новые молодые деревья для восстановления численности растений. 

5. Создание резервов для сохранения редких видов.

К сожалению, некоторые виды не получается восстановить в естественной среде обитания, но чтобы все же их сохранить, люди могут сохранять такие организмы в ботанических садах и питомниках. Содержание отдельных особей в искусственно созданной среде обитания позволяет сохранить их для дальнейшего размножения и увеличения численности. 

Надеемся, что сегодняшняя тема вдохновила вас на более бережное отношение к природе! Только при общих усилиях человечество сможет сохранить богатства природы во всем их многообразии. Если вы прониклись этой статьей и хотели бы погрузиться в мир экологии, то очень советуем изучить статью «Среда обитания организмов. Экологические факторы», которая поможет вам с биологической точки рассмотреть те вопросы, что мы обсуждали сегодня. 

Термины

Биосфера — оболочка Земли, населенная живыми организмами. 

Экосистема — система, состоящая из сообщества живых организмов, их среды обитания и системы связей между ними. 

Фактчек

• Жизнедеятельность человека и развитие промышленности приводят к разрушению экосистем и снижению биоразнообразия.
• В современном мире из-за человека возникли такие глобальные экологические проблемы, как изменение круговорота веществ, загрязнение окружающей среды, изменение климата, кислотные дожди, возникновение озоновых дыр, истощение природных ресурсов. 
• Истребление животных и растений, а также уничтожение их сред обитания, приводит к их вымиранию. 
• Для сохранения окружающей среды создаются регулирующие законы, заповедники, резервы редких видов. Также важными мерами для охраны окружающей среды являются рациональное использование природных ресурсов и восстановление лесов.  

Проверь себя

Задание 1.
Какое из последствий связано с развитием скотоводства? 

1. Загрязнение окружающей среды нефтью
2. Кислотные дожди
3. Вытаптывание полей животными 
4. Изменение климата

Задание 2.
Что такое гербициды? 

1. Вещества, используемые для истребления сорняков
2. Вещества, используемые для истребления насекомых-вредителей
3. Вещества, используемые для истребления всех вредителей
4. Вещества, стимулирующие рост культурных растений

Задание 3.
Кто такие промысловые животные?

1. Животные, используемые в промышленности
2. Животные, используемые для получения мяса, шкур и меха
3. Домашние животные
4. Все дикие животные

Задание 4.
Что из себя представляет резерв для сохранения редких видов?

1. Заповедник
2. Охраняемую территорию 
3. Территорию, на которой ограничена охота на редкие виды
4. Сохранение отдельных особей редкого вида для их дальнейшего размножения

Ответы: 1. – 3; 2. – 1; 3. – 2; 4. – 4.