ЛЕКЦИИ ПО ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ 4 страница

13. Какие из видов природы вашей местности можно отнести к биологическим ресурсам человека?

14. Реален ли полный анабиоз у человека? Почему?

15. Почему маки и тюльпаны могут расти в жарких пустынях? Как назвать этот путь адаптации? 40

ЛЕКЦИЯ 4. СРЕДООБРАЗУЮЩАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОРГАНИЗМОВ

Подвергаясь влиянию различных факторов среды, живые существа, в свою очередь, воздействуют на нее. Наиболее древний и общий путь такого воздействия — химический, связанный с осуществлением обмена веществ. Организмы преобразуют среду уже тем, что живут, извлекая из своего окружения необходимые вещества и энергию и выделяя продукты метаболизма.

Наибольшим разнообразием типов обмена веществ отличаются бактерии. По получаемой энергии они делятся на фототрофов и хемотрофов (используется световая или химическая энергия), по источникам углерода — на автотрофов и гетеротрофов (используется CO2 или готовые органические вещества), по источникам электрона — на литотрофы и органотрофы (разнообразные неорганические либо органические соединения). Бактерии участвуют во всех биогеохимических процессах на планете. По правилу Виноградского (1896 г.) для каждого природного вещества есть микроорганизмы, способные его разложить. Бактерии функционируют как в аэробных, так и анаэробных условиях. Вещества, выделяемые ими в окружающую среду, чрезвычайно разнообразны. Фотосинтезирующие цианобактерии, как и растения, в качестве побочного продукта выделяют кислород, метаногенные — метан. Результатом жизнедеятельности разных бактерий могут быть водород, сероводород, аммиак, сульфаты, окислы железа и марганца, разнообразные органические и неорганические кислоты и другие соединения.

Жизнь появилась на планете рано, около 4 млрд. лет назад, и сразу же стала влиять на химический состав верхних слоев Земли. Прокариотные сообщества сформировали систему биогеохимических циклов и биосферу. Наиболее ярко влияние прокариотических организмов на окружающую среду проявилось в истории атмосферного кислорода. Имеются достаточно убедительные свидетельства, что первоначально атмосфера не содержала свободного кислорода и была либо восстановительной, либо нейтральной, а молодая земная кора и океан содержали много недоокисленных соединений. Вместе с тем, самые ранние следы жизни в древних породах (не менее 3,5 млрд. лет) свидетельствуют о наличии фотосинтеза, который, по современным представлениям, разнообразные цианобактерии в сложных сообществах с другими прокариотами. Выделяемый при этом кислород перехватывали находящиеся в тесном сожительстве с ними аэробные гетеротрофные микроорганизмы, разлагающие созданное органическое вещество. 41

Неполнота этих мини-круговоротов приводила к ускользанию части кислорода в окружающую среду, а недоразложившиеся органические соединения использовались анаэробными гетеротрофными бактериями либо попадали в донный осадок. Кислород долго не накапливался в атмосфере, поскольку первоначально весь уходил на окисление, и прежде всего — соединений железа в литосфере и серы — в океане. Его накопление в свободном виде началось только после исчерпания восстановленных веществ в поверхностных оболочках планеты. Геологической границей, свидетельствующей о полном окислении земных пород, считается появление красноцветных толщ, в которых железо присутствует в трехвалентном состоянии. Эти породы имеют возраст 1,8 - 2 млрд. лет и свидетельствуют о кардинальных изменениях химии земной поверхности в результате деятельности живых организмов. Накопление кислорода в атмосфере и океане стало предпосылкой расцвета эукариотических форм и в дальнейшем — появления многоклеточных и сложно устроенных организмов. Анаэробные прокариоты оказались оттесненными в локальные местообитания с отсутствием кислорода. Предполагается, что часть из них вымерла.

Масштабное химическое влияние жизни на окружающую среду происходит на протяжении всей эволюции. В современной биосфере оно выражается в поддержании биогеохимических круговоротов отдельных элементов, в формировании локальных особенностей земной коры и местообитаний. Так, основной источник углекислого газа для фотосинтеза современной растительности — его выделение в результате дыхания всей совокупности организмов. Его поступление из недр Земли в составе вулканических газов — лишь тысячные доли процента от общего количества, находящегося в биологическом круговороте. Главную массу СО2 поставляют почвы, где сосредоточена деятельность многочисленных групп бактерий, грибов, животных и корней растений. Для почв России эта величина составляет от 1 до 18 т на га за вегетационный сезон, причем треть этого количества приходится на корневое дыхание растений, и не менее 40% — на дыхание грибного мицелия. Углекислый газ — не только источник углерода для фотосинтеза, но и один из важнейших парниковых газов, определяющих тепловой режим приповерхностных слоев атмосферы. Все современные организмы, выделяющие СО2, участвуют, таким образом, в поддержании температурных условий жизни на планете. Другой важный парниковый газ — метан поступает в воздушную среду за счет деятельности анаэробных метаногенных бактерий в основном со дна болот и озер, богатых органическими осадками. Болота Западной Сибири — важные поставщики этого газа в атмосферу Земли. 42

Парниковые газы участвуют в регуляции климата, и любые изменения в их содержании отражаются на уровне глобальных температур.

Химическое воздействие микроорганизмов на среду проявляется и во многих других областях. Так, деятельность серных бактерий ответственна за создание щелочности подземных вод, солончаков, окисление сульфидных руд. Железобактерии формируют в континентальных водоемах отложения озерной и болотной руды.

Воды океана характеризуются большим постоянством химического состава. Оно поддерживается жизнедеятельностью организмов. Так, карбонатное равновесие, несмотря на постоянный вынос реками соединений кальция с материков, обеспечивается биологическим образованием скелетов планктонных и донных обитателей — одноклеточных простейших фораминифер и водорослей кокколитофорид, моллюсков, кораллов и т.п., которые затем поступают в осадочные породы. Кремний удаляется в основном диатомовыми водорослями и радиоляриями. Химическое выветривание наземных пород происходит преимущественно под действием микроорганизмов, образующих органические кислоты, углекислоту и другие соединения, и корневых выделений растений.

Кроме изменения среды продуктами обмена веществ важнейший путь средообразующей деятельности организмов — накопление мертвых органических остатков (мортмассы). Оно происходит вследствие неполного баланса процессов продукции и деструкции. Часть органического углерода может надолго выпадать из круговорота и захораниваться в осадках. Таким путем в прошлом возникли материнские нефте- и газоносные породы, горючие сланцы, а на суше — залежи каменного угля. Торфообразование происходит и в настоящее время. Органический углерод этих и других пород соответствует эквивалентному количеству кислорода, накопленному атмосферой.

Постоянное поступление мертвой органики на суше привело к возникновению новой среды жизни — почвенному покрову континентов, или педосфере. Почва представляет собой тонкую поверхностную пленку литосферы, толщиной в 1-2 м, и тем не менее, особое, специфичное природное тело, созданное и поддерживаемое деятельностью многочисленных организмов. Основоположник научного почвоведения В. В. Докучаев предложил в 1886 г. «разуметь под почвой исключительно только те дневные или близкие к ним горизонты горных пород <… >, которые более или менее естественно изменены взаимным влиянием воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мертвых…». Позднее он подчеркивал, что «почвы есть функция (результат) от 43

материнской породы (грунта), климата и организмов, помноженная на время». Почва, по классификации В. И. Вернадского, относится к биокосным природным системам, где живое и неживое (косное) вещества взаимодействуют так тесно, что она приобретает особые свойства, которыми по отдельности эти компоненты не обладают.

Почва служит средой обитания огромному числу организмов. Она представляет собой трехфазную систему, где твердая ее часть перемежается с полостями и порами, в которых содержатся вода и воздух. Порозность почв составляет т 20 до 70%. В силу физических и химических условий в почве создается высокое разнообразие местообитаний и для воздуходышащих, и для водных организмов. Главная ее особенность — постоянное поступление энергетических ресурсов в виде отмерших органических остатков, основным поставщиком которых являются наземные растения.

Почва играет важнейшую роль в биосфере. Через нее проходят потоки всех элементов биогеохимических круговоротов на планете. Формируясь на контакте трех земных оболочек: литосферы, атмосферы и гидросферы, она сама оказывает на них существенное влияние. Почвы ускоряют химическое и физическое выветривание горных пород, но с другой стороны, повышают устойчивость литосферы против разрушения ветрами и потоками. Происходящие в почве процессы влияют на состав атмосферы и водную миграцию веществ. Одним из важнейших свойств почвы является ее плодородие — способность поддерживать жизнь разных организмов, обеспечивая продуктивность растений. Обязательная составляющая почвообразования — сложная трансформация органического вещества, его переработка огромной армией живых существ. Почвообразование — биогенный процесс. Возникновение, развитие и поддержание почв невозможно без участия живых организмов. Они осуществляют постепенную минерализацию мертвого органического вещества и возврат биогенных элементов в форму, вновь доступную для усвоения растениями. Другой важный процесс, сопровождающий минерализацию — гумификация. Часть разлагающихся материалов превращается при участии почвенных организмов в сложный комплекс соединений — гумусовые вещества, способствующие долгому и надежному поддержанию почвенного плодородия. Наиболее плодородные почвы (черноземы) содержат до 10% гумуса. В почвообразовании участвуют все группы живых организмов. Они являются, во-первых, поставщиками энергетических ресурсов почвы — мертвого органического вещества, во-вторых, изменяют химический состав по сравнению с материнской породой, и, в-третьих, служат важным фактором перемешивания и перемещения веществ. 44

Растения берут из почвы химические элементы и воду. Их корни насыщают и пронизывают всю толщу почвенного слоя, так что некоторые почвоведы определяют кратко почву как корнеобитаемый слой литосферы. Запасы корней достигают 8-12 т/га в степи и широколиственных лесах и 20 т/га в тропических. До 30% их ежегодно отмирает. На поверхность почвы каждый год поступает от 1 до 30 т/га опада, в зависимости от типа растительности. Сосущая сила корней создает постоянный ток воды из почвы в воздух за счет испарения растениями. Его масштабы в аридных районах сравнимы с количеством выпадающих осадков. Растущие корни рыхлят почвенные слои, после них остаются поровые пространства, заполняемые водой и газами. Трансформация растительного опада осуществляется бактериями, грибами и животными.

Почва — самый богатый природный субстрат по разнообразию и численности микроорганизмов. Высокая концентрация микробной жизни определяет ее роль как глобальной геохимической мембраны, через которую происходит обмен веществ в биосфере. По современным данным количество бактерий в почвах составляет от 1 до нескольких десятков миллиардов на грамм, а суммарная длина грибного мицелия достигает сотен и тысяч метров в грамме. Обилие дрожжей и водорослей соответственно около 10 тысяч клеток. Любой объем почвы содержит микроорганизмы, как разлагающие органические вещества (целлюлозу, лигнин, пектины, белки и т.п.), так и производящие фиксацию азота, трансформацию минеральных соединений. Из известных элементов таблицы Менделеева почвенные микроорганизмы участвуют в превращениях не менее 65, в то числе и тех, которые не используются в живых клетках (Hg, Cd, Cr и др.). Каждый комочек почвы предоставляет множество микросред для развития как аэробных, так и анаэробных микроорганизмов, способных осуществлять часто прямо противоположные химические функции. Продукты их жизнедеятельности способствуют также созданию почвенной структуры, склеивая минеральные частицы между собой в водопрочные агрегаты. Особая роль в структурировании почвы принадлежит грибам, которые влияют не только своими выделениями, но и механически оплетают гифами почвенные агрегаты, скрепляя их. Микроорганизмы участвуют в корневом питании растении, не только высвобождая биогенные элементы из сложных соединений, но и фиксируя атмосферный азот, который растения не могут усваивать сами, а также снабжая их физиологически активными веществами (витамины, ауксины, гиббереллины и др.).

Большую роль в жизни почвы играет также и животный мир. Почвы населены огромным количеством животных, в основном беспозвоночных, сильно отличающихся по 45

размерам (от нескольких микрон до десятков сантиметров). Чем мельче почвообитающие животные, тем выше их численность. Например, обилие амеб может достигать 40 и более тысяч на 1 г сырой почвы. Микроскопические круглые черви нематоды исчисляются миллионами (1-15 млн..) на квадратный метр, питающиеся разлагающимся опадом мелкие клещи и коллемболы — десятками и сотнями тысяч, насекомые и их личинки — сотнями и тысячами, дождевые черви — десятками и сотнями на эту же площадь. Роющие млекопитающие (мышевидные грызуны, землеройки, кроты и др.) учитываются уже не на квадратные метры, а на гектары площади. Почва обеспечивает возможность существования многим животным, не имеющим защиты от испарения чрез покровы. По ряду параметров (температурный, газовый, водный режим и т.п.) она предоставляет им условия, промежуточные между наземной и водной средой. Разнообразие почвенных животных очень велико и составляет не менее трети от общего числа известных на Земле видов. Из почв описано не менее 500 видов простейших, 11 тысяч видов нематод, 180 тысяч — насекомых, 30 тысяч моллюсков, примерно 20 тысяч клещей и 10 тысяч коллембол, свыше 200 — дождевых червей и множество разнообразных представителей других групп. Среди них присутствуют как потребители живых и мертвых частей растений (фитофаги, сапрофаги и детритофаги), так и хищники. Основная деятельность животных в почве — разрушение и размельчение растительного опада, что ускоряет его минерализацию и гумификацию. Пропуская опад через кишечник и выделяя многочисленные экскременты, животные многократно увеличивают поверхность растительных остатков, усиливая тем самым деятельность микроорганизмов, которые могут быть активными только в поверхностном слое частиц. Кишечные ферменты беспозвоночных влияют на химический состав опада, а избирательное поедание ими грибных гифов и бактериальных скоплений регулирует направление деятельности микрофлоры. Часть микроорганизмов постоянно обитает только в кишечниках беспозвоночных и влияет на минерализацию и гумификацию субстратов через пищевой режим их хозяев. Таким образом, животный и микробиальный мир действуют как единая система, обеспечивая круговорот веществ.

Животным, в силу их подвижности, принадлежит также важная роль в перемещении и перемешивании вещества почв. Они мигрируют по поровым пространствам, а более крупные характеризуются роющей деятельностью, проделывая в почве вертикальные и горизонтальные ходы и увеличивая ее порозность. При этом животные заносят органические остатки в более глубокие слои и выбрасывают на 46

поверхность массу почвы из ее глубины. Объем выбросов дождевых червей, муравьев, мокриц в аридных районах почти такой же, как в результате деятельности сусликов, сурков и других крупных норных обитателей. Пустынные мокрицы выносят на поверхность за год 5-6 кг грунта с метровой глубины на квадратный метр площади. Еще более активны муравьи и термиты. Дождевые черви в полосе умеренного климата ежедневно пропускают через кишечник объем почвы, вдвое превышающий их собственный. Экскременты почвенных животных представляют водопрочные агрегаты, где перемешаны органические и минеральные вещества. Они составляют значительную часть гумусового горизонта.

Если на суше деятельность организмов привела к созданию почвы, как особой среды жизни, то состав морских и пресных вод, их качество также зависят от их обитателей. Океан — тоже биокосная система, где живые и мертвые компоненты практически неотделимы друг от друга. Многочисленные и разнообразные организмы, населяющие толщу и дно водоемов, выделяют в воду продукты жизнедеятельности, в том числе растворенные органические вещества (РОВ). Их концентрация составляет от 30 до 150 мкг углерода на литр, и они служат энергетическим источником для планктонных бактерий. Продукты разложения отмерших клеток и тканей водных обитателей присутствуют в воде в форме оседающего взвешенного органического вещества (ВОВ). По массе ВОВ превышает живое в десятки раз. Это вещество, так же как и клетки бактерий, водорослей, простейших и другие мельчайшие и мелкие организмы постоянно потребляются видами-фильтраторами. Фильтрация, как способ добывания пищи, широко распространена в водной среде. Бактерии водной толщи в основном отфильтровываются инфузориями и другими простейшими и личинками многоклеточных, сами они, вместе с фитопланктоном, служат пищей зоопланктону, который, в свою очередь, потребляется более крупными фильтраторами. Не менее 40 тысяч видов обитателей дна и водной толщи добывают пищу, отцеживая съедобные и осаждая на дно несъедобные частицы. Среди них пластинчатожаберные моллюски, сидячие иглокожие и многощетинковые черви, мшанки, асцидии, планктонные рачки, некоторые рыбы и др. Животные-фильтраторы выполняют важнейшую роль в биологической очистке водоемов. Скопления моллюсков-мидий на площади в 1 квадратный метр способны очищать 150-280 кубометров воды за сутки, мелкие рачки дафнии в прудах — около 1,5 л воды на особь. В крупных волжских водохранилищах вся вода за вегетационный сезон проходит через фильтровальные аппараты одних только моллюсков-дрейссен до 18 раз. Обитатели всего Мирового океана, 47

по подсчетам, пропускают через себя воду, равную его общему объему, всего за несколько суток. Прибрежная зона океана, особенно богатая скоплениями видов-фильтраторов, работает как гигантская эффективная очистительная система. Таким образом, химический состав, чистота и прозрачность природных вод — результат деятельности живых организмов.

Мощными средообразователями в океане являются виды-рифостроители. Такую роль в современных морях играют в основном коралловые полипы, создающие своими скелетами подводные местообитания, с которыми связана жизнь огромного разнообразия рыб, ракообразных, моллюсков, полихет, иглокожих и других групп животных, а также водорослей, из которых часть одноклеточных густо населяет тела самих полипов.

Основные средообразователи на суше — растения. Растительность влияет на климат, ослабляя силу ветра, участвуя в круговороте воды. Растительный покров создает облик ландшафтов, формируя условия жизни для животных. С тундровой, лесной, степной, луговой, пустынной, болотной растительностью связаны определенные виды птиц, млекопитающих, насекомых и других групп организмов, приспособленных к особенностям конкретных местообитаний. Растения определяют микроклимат, который часто позволяет другим видам избегать неблагоприятных условий.

Бактерии и одноклеточные водоросли влияют на окружающую среду через свой обмен веществ и размножение. У многоклеточных грибов и особенно — растений к этим путям добавляются формы роста, позволяющие им своими телами занимать и структурировать пространство (паутина мицелия, деревья, кустарники и травы). Животные, способные к активному перемещению, получают возможность адаптаций через поведение. Многие виды активно преобразуют свое окружение, создавая условия для переживания неблагоприятных периодов, защиты, размножения. Этому служит, прежде всего, строительная деятельность животных. Подземные галереи норных жителей — сурков, пищух, кротов, медведок и др. — среда, созданная ими и отличающаяся особым микроклиматом. Гнезда птиц по защитным от непогоды качествам не уступают часто постройкам человека: в похожем на валенок гнезде синицы-ремеза птенцам тепло и сухо и в дождь, и в ветер. Грандиозные постройки термитов определяют часто облик ландшафтов. Беззащитные от высыхания и прямых солнечных лучей, термиты процветают в созданной ими искусственной среде с постоянными условиями температуры и влажности. Сложное гнездостроение свойственно практически всем социальным насекомым: муравьям, пчелам, шмелям и др. Широко известны своей 48

средопреобразовательной деятельностью бобры, меняющие построением плотин гидрорежим местности. Таким образом у животных обозначен новый путь адаптации: не только приспособление к среде обитания, но преобразование ее в нужном для себя направлении.

Этот путь получил гигантское развитие у современного человека, причем в очень короткие эволюционные сроки: около 12 тыс. лет назад. Влияние доисторического человека на среду обитания принципиально не отличалось от влияния других крупных животных. Люди вели образ жизни собирателей и охотников, строили жилища, прокладывали тропы. Правда, достаточно давно был освоен огонь, но он использовался только для обогрева и приготовления пищи. Все изменилось с переходом от присваивающего хозяйства к производящему, с появлением земледелия и животноводства. Потребовалось использование земли под пашни, для выпаса скота. С ростом строительного производства формы влияния на окружающую среду быстро росли и расширялись. Позднее к этому добавилось развитие горной промышленности, энергетики, транспортных средств и новейших информационных технологий.

Современный человек живет в преобразованной им среде и видит вокруг себя дома, асфальт, поля, сады, парки, дороги, транспорт и т.п. Человечество получает все необходимое от природы через созданную им культуру, т. е. в широком смысле слова — всю совокупность созданных материальных и духовных богатств. Общество людей, в отличие от других видов, не приспосабливается к дикой природе, а наоборот, приспосабливает ее к своим нуждам и целям. В настоящее время практически вся природа Земли находится под влиянием человека. Этот виток развития, с одной стороны, дает человечеству огромные возможности, но с другой — ставит перед ним множество проблем и локального, и глобального характера, вплоть до проблемы выживания на собственной планете.

Технологическое влияние постепенно разрушает ту систему жизнеобеспечения, которую эволюция создала через средообразующую деятельность организмов. Деградирует почвенный покров планеты, нарушаются почвообразования, механизмы самоочищения водоемов, изменяется баланс газов в атмосфере, идет ускоренное вымирание видов, меняется состав сообществ. Учащаются природные катастрофы глобального масштаба. Человечество начинает влиять и на климат Земли. Все это результат стихийного развития цивилизации и роста народонаселения. 49

С другой стороны, развитие науки, и в частности, экологии, позволяет осознать и оценить реальные опасности и те механизмы и способы, которыми можно их предотвратить. Сейчас отчетливо понимается, что время «покорения природы» прошло, и главной стратегией человечества должно стать следование фундаментальным природным законам и встраивание своей деятельности в общую систему жизнеобеспечения в биосфере. Кроме достижений современной науки разные народы и племена владеют большим арсеналом эмпирических, опытным путем полученных методов не истощительного использования возобновимых ресурсов (земель, лесов, вод, промысловых объектов) и охраны среды, которые практически не применяются в настоящее время. Все вместе взятое должно быть соединено в единую систему рационального природопользования и составлять приоритетное направление политики государств, за что и ведут борьбу прогрессивные общественные деятели.

Антропогенные изменения среды наиболее ярко выражены в городах и промышленных агломерациях. Крупные города характеризуются огромным средоточием населения, высокой плотностью застройки, концентрацией промышленных и перерабатывающих предприятий, интенсивным движением транспорта. Как центры крупноочагового природопользования, города влияют на обширные пространства за их пределами. Через них идут потоки ресурсов и в переработанном виде вывозятся в другие районы. Город потребляет огромное количество энергии. Почвы города обычно «запечатываются» асфальтом и другими покрытиями. Городская жизнь считается более комфортабельной, чем сельская, но имеет также и множество негативных сторон, влияющих на здоровье и психологическое состояние людей. К основным проблемам городской среды относятся загрязнения: химические, шумовые, радио-магнитными излучениями и др. Повышен риск травматизма от транспорта. Отдельную сложность составляет поддержание санитарного состояния городской среды, работы систем водоснабжения и канализации и обезвреживание твердых бытовых отходов (ТБО). Их количество стремительно растет с ростом благосостояния населения. В Европе в среднем производится до 440 кг ТБО на душу населения в год, в США — 720, в России — около 250 кг, а ежегодно в целом — не менее 30 млн. т. Только в Москве каждый год поступает на свалки около 5 тыс. тонн ТБО. Полигоны, на которых складируются отходы, занимают все возрастающие площади вокруг городов, отравляя окружающую среду. В настоящее время грамотное управление городской средой обязательно включает целый ряд экологических способов ее оздоровления, а в прикладной науке возникла целая область — 50

урбоэкология, или экология города. Идет поиск методов предупреждения или смягчения отрицательного влияния урбанизации на население и природу регионов.

Добыча полезных ископаемых превращает обширные территории в пустыни, особенно она ведется открытым способом. Возникает подобие лунных ландшафтов, причем наверх часто попадают токсичные породы, которые не осваиваются растительностью. Рекультивация таких земель — одна из важнейших задач современности. Возвращать жизнь на нарушенные территории можно только на основе глубокого знания экологических закономерностей и конкретных особенностей местообитаний. Опыт восстановительных работ часто сталкивается с тем, что многолетние труды, сначала казавшиеся успешными, заканчивались полной неудачей. Рекультивация полностью нарушенных территорий — дорогое, длительное и наукоемкое мероприятие. Тем не менее, в ряде стран — Германии, Англии, Австралии и др. есть примеры успешного восстановления полноценной природной среды. Набирает силу и теория рекультивации.

Способы оптимизации территории разрабатывает ландшафтная экология. Человек сильно изменил внешний облик поверхности планеты во всех ландшафтных зонах. Это касается преобразования рельефа, растительности, водоемов. С европейской территории, например, полностью исчез ландшафт степи. Вырубаются леса, распахиваются земли. На территориях промышленного сельского хозяйства основная тенденция — создание обширных и однообразных полевых площадей, иногда — от горизонта до горизонта. Между тем и эмпирически, и в науке давно известно, что наиболее устойчивы и продуктивны ландшафты с внутренним разнообразием. Еще В. В Докучаев разрабатывал практику возведения полезащитных лесных полос в степных районах, создающих особый микроклимат и в конечном счете повышающих урожайность прилегающих полей. В настоящее время ландшафтная экология становится значимой областью прикладных исследований. Ее развитие связывается не только с экономическими задачами, но и с оздоровительными, поскольку убедительно доказано благотворное влияние разнообразия ландшафта на психику человека.

В современной науке и практике есть и положительный опыт борьбы с загрязнением вод. Основные источники загрязнения пресных водоемов — сельское хозяйство, промышленность и бытовые стоки. С полей в водоемы попадают остатки минеральных и органических удобрений и пестициды, используемые для борьбы с вредителями или сорняками. Борьба с последним типом загрязнений трудна, так как требует повышения 51

общей культуры земледелия и обязательного соблюдения законов оптимума с точными расчетами. Промышленные же и бытовые стоки могут быть технически собраны и отправлены на очистку. Технологии очистки вод разработаны, достаточно эффективны и просты. Наряду с физическими и химическими методами в них используются биотехнологии с применением разлагающих органику микроорганизмов и мелких фильтраторов. Разработаны биотехнологии борьбы с нефтяными пленками на поверхности вод, технологии с применением замкнутых циклов водоснабжения в промышленности и др. Главное же внимание должно быть направлено на предотвращение загрязнения водоемов и на то, чтобы не подрывать, а наоборот, всячески стимулировать активность организмов-фильтраторов, то есть поддерживать естественный механизм самоочищения вод. В мировой практике есть примеры масштабных успехов очищения водоемов. Так, крупнейшая река Западной Европы Рейн была превращена промышленными стоками 8 государств, по территории которых она протекает, в зловонный канал, в котором было запрещено купаться. Международными усилиями в 1960-1970 гг. начал осуществляться разработанный комплекс мер по строгому контролю за очисткой сбрасываемых вод, ужесточены санкции за нарушения. Примерно за два десятилетия река восстановилась настолько, что в нее вернулась рыба, а в 1995 г. — даже лососи, требовательные к чистоте вод. В США и Канаде в конце 1980 гг. удалось восстановить рыбный промысел в Великих Озерах, сильно загрязненных нефтью, ртутью, фенольными соединениями. В России разработаны федеральные программы борьбы с загрязнением Байкала и Волги, которые пока еще реализуются не очень эффективно.

В мире наблюдается неуклонное снижение почвенного плодородия, деградация пахотных и других сельскохозяйственных земель. В целом за счет водной и ветровой эрозии потеряно около 1/3 плодородного слоя. Почвы — трудно восстановимый природный ресурс. На формирование 10 мм почвенного слоя в разных климатических условиях требуется от 10 до 400 и более лет. Вместе с тем накоплен огромный опыт рационального использования почв, их окультуривания и повышения продуктивности. Современное почвоведение накопило глубокие знания о закономерностях почвообразовательных процессов и возможностях не истощительного использования почвенных ресурсов. Основные пути — это экологизация сельскохозяйственного производства, уменьшение влияния тяжелой техники, поддержание баланса биогенных веществ, улучшение структуры почвы, грамотная мелиорация, а главное — поддержание биологических процессов и активизация деятельности почвенных организмов. 52

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: