Самара  13°C

Прогноз на 29.05.2017:

Пасмурно, без осадков.

Температура от 12 до 14 °C (по комфорту от 11 до 13 °C), влажность 35%, давление 749 мм.рт.ст., ветер юго-западный, 4-6 м/с.

По данным gismeteo.ru

Приветствуем, путник!Ты можешь или Зарегистрироваться.
афоризм известного путешественника
  • Окружающая среда
  • Дискуссионный клуб

    Топ-10 пользователей:


    1.

    СкиФ

    СкиФ [19]  

     

    2.

    Dmitry

    Dmitry [14]  

     

    5.

    Ворон

    Ворон [10]  

     

    6.

    Дракон

    Дракон [9]  

     

    7.

    Sera

    Sera [7]  

     

    8.

    hobo

    hobo [8]  

     

    9.

    Ecologist

    Ecologist [6]  

     

    Полный рейтинг пользователей

    Окружающая среда:

    Жизнь на новой Земле. Часть I: Границы здоровья планеты

    4
    2405


    Забудьте о банках и автомобильной промышленности. Планета Земля - это единая система, которая, будем надеяться, слишком велика, чтобы погибнуть. Человечество веками бездумно истощало ее ресурсы и заваливало своими отбросами, просто переходя в другие места, когда родники иссякали, а почва слишком загрязнялась. Однако сегодня мы исчерпали возможности этой не очень умной тактики. Ученые, общественные деятели и простые люди во всем мире осознают, что человечество превратило планету естественную в планету индустриальную, и если мы хотим выжить, нам необходимо вернуться на путь поддержания ее устойчивого состояния.

    Так что же представляет собой план спасения? Прежде всего, нужно все-таки определить, насколько мир близок к катастрофе. Эколог Джонатан Фоули (Jonathan Foley) представляет результаты международного сотрудничества по оценке безопасных пределов для таких ключевых экологических процессов, как изменение климата и окисление океанов, которые могут подорвать устойчивость природной системы. Эти границы еще нужно уточнять, но если мы будем знать, какой из процессов наиболее значим, это укажет нам, где искать решение. Восемь специалистов, приглашенных редакцией журнала Scientific American, предлагают конкретные меры, которые, однако, могут лишь замедлить деградацию окружающей среды, но не устранить ее причину.

    Этой причиной, по мнению исследователя Билла Маккиббена (Bill McKibben) из Колледжа Мидлбери, стало непрерывное стремление современного общества к экономическому росту. В приведенных в этом номере эксклюзивных выдержках из его книги, которая недавно вышла из печати, Маккиббен утверждает, что мы должны отказаться от роста и провести реорганизацию на основе разумной экономии ресурсов. Критики считают эту идею нереалистичной. В текущем выпуске опубликовано и интервью, в котором Маккиббен отвечает на некоторые вопросы.

    Границы здоровья планеты

    Джонатан Фоули

    Ученые установили пределы для развития ключевых процессов в окружающей среде, превышение которых может угрожать жизни на Земле. К несчастью, три из них уже превышены.

    В течение примерно 10 тыс. лет - со времен зарождения цивилизаций и начала эпохи голоцена - наш мир представлялся невообразимо большим. Огромные просторы суши и океана обеспечивали неограниченные ресурсы. Люди могли свободно загрязнять места обитания, не страдая от проявлений вредных последствий: достаточно было просто перейти на соседние земли. Целые империи и экономические системы строились на основе возможности использования этих, казалось бы, неистощимых богатств, без осознания того, что это не может длиться вечно.

    Однако успехи здравоохранения, промышленная революция и, позднее, зеленая революция привели к тому, что численность мирового народонаселения выросла примерно с 1 млрд. в 1800 г. до почти 7 млрд. сегодня. Только за последние 50 лет оно более чем удвоилось. Расход ресурсов также достиг устрашающего уровня. За 50 лет мировое потребление продуктов питания и пресной воды выросло более чем втрое, а ископаемого топлива - в четыре раза. Сегодня человечество поглощает от трети до половины всех продуктов фотосинтеза на планете.

    Этот безудержный рост превратил загрязнение окружающей среды из местной проблемы в глобальную угрозу. Разрушение озонового слоя в стратосфере и повышение концентрации парниковых газов стали очевидными проблемами, но нарастают и другие опасные эффекты.

    Внезапное усиление роста населения, потребления ресурсов и вредных воздействий на природу изменило планету. Сегодня мы живем в «переполненном» мире, где ресурсы и способность уничтожения отходов ограниченны. Правила жизни в таком мире иные. Самое главное, что мы должны сегодня сделать, - это предпринять усилия, чтобы действовать в пределах «безопасного рабочего пространства» нашей природной системы. Если мы не пересмотрим свой образ мышления и действий, то вызовем катастрофические изменения, способные привести к губительным последствиям для человечества.

    Что может вызвать эти изменения? И как можно их предотвратить? Группа ученых (включая меня) из Европы, США и Австралии, возглавляемая Йоханом Рокстремом (Johan Rockstrеm) из Стокгольмского центра устойчивости к внешним воздействиям в Швеции, искала ответы на эти вопросы, задавшись связанным с ними более общим: действительно ли мы приближаемся к «переломным точкам», за которыми начинается новая эпоха - самая опасная за всю историю человечества?

    Рис. 1. Ключевые процессы в окружающей среде должны удерживаться в определенных границах, иначе безопасное для существования человечества рабочее пространство окажется под угрозой. Заливка цветом показывает, как далеко зашел соответствующий процесс по отношению к доиндустральному уровню в направлении к безопасному пределу или за него. Видно, что потеря биоразнообразия, поток азота и изменение климата уже превысили эти пределы

    Рассмотрев многочисленные междисциплинарные исследования ряда физических и биологических систем, наша группа обнаружила, что способность планеты поддерживать существование человечества могут нарушить девять экологических процессов. После этого мы установили для всех этих процессов пределы, в рамках которых человечество может действовать безопасно. Семь из этих процессов имеют четкие научно формулируемые значения пределов (диаграмма №1), содержащие, разумеется, некоторую неопределенность. Три из пределов - изменение климата, окисление океана и разрушение озонового слоя стратосферы - это переломные точки, а остальные четыре означают начало необратимой деградации. Два оставшихся процесса - загрязнение атмосферы аэрозолями и глобальное химическое загрязнение - изучались не столь глубоко, поэтому пределы для них не были установлены.

    Анализ, проведенный нашей группой, показал, что три процесса - уменьшение биоразнообразия, загрязнение азотом и изменения климата - уже пересекли безопасные границы, а все остальные стремятся к ним. Отдельные пределы могут быть уточнены, а в будущем могут быть обнаружены и новые, но полученная совокупность представляет собой «первичную» сводку наиболее опасных экологических условий и служит основой для размышлений о том, как справиться с угрозами.

    Последствия использования ископаемого топлива

    Понимание причин наиболее острых экологических проблем подсказывает пути их решения. В двух случаях - изменение климата и окисление океана - одна причина несомненна и понятна: использование ископаемого топлива, при сжигании которого в атмосферу поступает углекислый газ.

    Рис. 2. Если позволить процессам в окружающей среде выйти за соответствующие границы, это может иметь серьезные последствия. Однако решительные действия могут предотвратить их и удержать эти процессы в безопасных пределах.

    Изменение климата. Хотя человечество уже способствовало значительному потеплению климата, ученые и политики ищут способы предотвращения самых губительных его последствий, включая исчезновение полярных ледяных шапок, нехватку пресной воды и нарушение региональных погодных условий. Концентрация СО2 (объемная - мера, которую принято использовать) уже достигла 387 миллионных долей, и сейчас ведутся споры о том, какой суммарный уровень концентрации парниковых газов вызовет опасное для существования человечества изменение климата. Предполагаемые значения лежат в пределах от 350 до 550 миллионных долей. В своем анализе мы приняли для долгосрочного предела более строгий ориентир - 350, чтобы удержать планету на достаточном удалении от климатических переломных точек. Такое положение дел требует принятия срочных мер по стабилизации выбросов парниковых газов, а в ближайшие десятилетия - существенного их уменьшения.

    Окисление океана. Окисление океана - менее известный процесс, связанный с изменением климата. С ростом концентрации СО2 в атмосфере растет и поглощение этого газа океанской водой, при этом образуется угольная кислота, что повышает кислотность вод верхнего слоя океана. От природы океанская вода основна (рН ≈ 8,2), но данные указывают, что значение рН уже уменьшилось примерно до 8,0 и продолжает снижаться. В качестве количественной меры негативного влияния, оказываемого этим изменением, наша группа использовала падение концентрации арагонита (форма карбоната кальция) в поверхностном слое. Арагонит необходим многим организмам (от кораллов до разнообразных видов фитопланктона), представляющим собой основу океанской пищевой цепи, для построения скелетов или раковин. Рост кислотности может существенно снизить продуктивность океанских экосистем. Этот фактор может стать дополнительным стимулом для перехода к низкоуглеродной энергетике.

    Роль производства продовольствия

    Человечество заняло под поля и пастбища уже 35% суши, и расширение сельскохозяйственного производства выступает как основная мотивация освоения новых площадей, что ведет к разрушению природных экосистем. Практика использования земель уже создала угрозу превышения пределов для нескольких процессов.

    Потеря биоразнообразия. Освоение земель вызвало одну из крупнейших потерь видов за всю историю Земли. Сегодняшний темп потери числа биологических видов в 100–1000 раз выше естественного, отмеченного за весь исследованный геологический период. Утрата видов, наблюдаемая во всех наземных и морских экосистемах, может нарушить природные процессы. Необходимо значительно усилить меры по сохранению биоразнообразия, особенно в уязвимых тропических лесах. Такие инициативы, как программа ООН по уменьшению выбросов вследствие вырубки лесов и их деградации, предусматривающие финансирование, компенсирующее вырубку тропических лесов, могут одновременно способствовать снижению темпов потери биоразнообразия и уменьшению выбросов углерода.

    Загрязнение азотом и фосфором. Широкое применение искусственных удобрений нарушило химический баланс планеты. Их использование привело к повышению содержания азота и фосфора в окружающей среде более чем вдвое. В среднем в год используется 133 млн. т. азота и 10 млн. т. фосфора. Оба эти потока вызывают масштабное загрязнение вод, деградацию множества озер и рек и образование в прибрежных океанских водах больших мертвых зон, обусловленных нехваткой кислорода. Необходимо внедрение новых методов ведения сельского хозяйства, которые обеспечили бы увеличение производства продуктов питания без ущерба для окружающей среды.

    Истощение запасов пресной воды. Человечество отбирает у рек, озер и водоносных пластов около 2,6 тыс. куб. км пресной воды, расходуя ее на орошение (70%), промышленные (20%) и бытовые (10%) нужды. В результате этого сток многих крупных рек уменьшился, а некоторые водные артерии и водоемы полностью пересохли. Хрестоматийные примеры - река Колорадо, уже не достигающая океана, и почти высохшее Аральское море в Средней Азии. В будущем потребность в пресной воде может возрасти очень сильно. Значительное повышение эффективности использования воды во всем мире, особенно для орошения, поможет избежать еще более серьезного ухудшения ситуации.

    Держаться подальше от пределов

    Первая публикация результатов работы нашей группы в журнале Nature несколько месяцев назад вызвала полезную научную дискуссию. По большей части работа была принята хорошо и воспринята в качестве аналитического эксперимента с целью оценки и расчета опасных пределов, превышать которые ни в коем случае нельзя. Однако некоторые ученые критиковали нас за саму попытку установления этих рамок; другие не соглашались с приведенными нами цифрами.

    Рис. 3. Массовое разрастание водрослей (зеленые завитки в нижней части снимка) в Черном море, порожденное приносимыми Дунаем стоками с сельхозугодий, губит водные флору и фауну: вот пример взаимосвязи различных процессов в окружающей среде (в данном случае - использования земель и потери биоразнообразия)

    Возможно, самым важным замечанием было то, что, устанавливая подобные границы, мы подталкиваем людей к мысли, будто разрушение окружающей среды, пока оно остается внутри них, допустимо. Но это неправильно, мы предлагаем совсем другое! Общество должно начать действовать, чтобы не допустить даже приближения к этим пределам. Продвижение с одной трети пути до двух третей уже может принести большие бедствия. Мы убеждаем людей проявить достаточно энергии, мудрости и альтруистичности (по отношению к будущим поколениям), чтобы удерживаться возможно дальше от пределов, ибо каждый из них означает экологический кризис.

    Большинство критических замечаний были обоснованными, и многие из них наша группа предвидела. Мы знали, что уточнение самого понятия пределов, а тем более их численных значений, потребует дальнейших исследований, и мы продолжаем работать над этим. Но мы чувствовали, что сама концепция продуктивна и поможет сформировать коллективное мнение об экологических пределах возможности существования человечества. И мы надеялись, что полученные нами результаты породят дискуссию в научном сообществе. Похоже, мы добились желаемого.

    При выборе экономических, социальных и экологических требований, обеспечивающих надежность существования человечества, необходимо учитывать весь набор планетарных пределов. Общество начало решать некоторые из стоящих перед ним экологических задач, но по отдельности, рассматривая каждый предел независимо от другого. Однако все они тесно взаимосвязаны. Если превысить один из них, это повлияет и на другие. Например, превышение предела изменения климата может ускорить исчезновение биологических видов. Подобным образом загрязнение азотом и фосфором способно подорвать устойчивость водных экосистем, резко ускорив потерю в них биоразнообразия. Попытки решения проблем разных факторов по отдельности, как бы хорошо они ни были задуманы, скорее всего потерпят неудачу.

    От постановки проблемы - к решениям

    В наше критическое время ученым недостаточно просто определить задачу. Мы должны предложить решения. Вот для начала несколько идей:

    • Перейти к эффективной низкоуглеродной энергетике. Насущные проблемы изменения климата и повышения кислотности океана требуют скорейшей стабилизации содержания СО2 в атмосфере (желательно на уровне ниже 350 миллионных долей). Этот переход потребует масштабного повышения эффективности использования энергии с массовым переводом энергетики на низкоуглеродные источники.
    • Резко сократить освоение и деградацию земель, особенно вырубку тропических лесов. Неуклонное расширение поселений ставит под угрозу превышения многие планетарные пределы, особенно предел потери биоразнообразия.
    • Инвестировать в революционные методы ведения сельского хозяйства. Наши индустриализованные сельскохозяйственные системы подвергают риску превышения несколько пределов, в том числе границы загрязнения удобрениями и потребления пресной воды. Новые подходы возможны. В их числе - внедрение новых сортов растений и прецизионных агротехнических методов, а также более эффективное использование воды и удобрений.

    Воплощая эти решения в жизнь, мы должны помнить, что простых правил обеспечения надежного будущего не существует. Мы хотим выработать новые принципы работы наших экономических систем, политических и общественных организаций, учитывая при этом ограниченность наших знаний об экологических и общественных процессах. Любые критерии или новаторские методы должны улучшать показатели экологического благополучия, повышать устойчивость природных и общественных систем, чтобы они стали надежнее и менее уязвимы для неожиданных катаклизмов и ударов стихии. Мы должны сделать все, что в наших силах, чтобы остаться в пределах нашей уменьшающейся планеты.

    Итак, основные положения:

    • Несмотря на то что изменение климата привлекает больше всего внимания, в максимальной степени безопасные пределы превышены в других процессах. Это исчезновение биологических видов и уровень азотного загрязнения. К границе допустимого приближаются и другие процессы в окружающей среде.
    • Чтобы сделать существование человечества на Земле более надежным, крайне необходимы быстрый переход к низкоуглеродной энергетике, сокращение расчистки земель и радикальное изменение сельскохозяйственной практики.

    Перевод: И.Е. Сацевич, ежемесячный научно-информационный журнал «В мире науки» №6 2010

    Об авторе:
    Джонатан Фоули (Jonathan Foley) - директор Экологического института Университета Миннесоты. Специалист по исследованию атмосферы, однако в основном работает в области природопользования и глобальной экологии.

    Продолжение этого цикла статей смотрите здесь.


    СкиФ

     

    09:04, 16-12-2011 [19]  

    Комментариев еще нет, стань первым!

    Для того, чтобы добавлять комментарии, нужно зарегистрироваться.
    Это займет не больше минуты, и откроет широкие возможности, доступные пользователям портала Lince.ru.

    Ты также можешь авторизоваться через контакте или acebook, чтобы пропустить процесс регистрации и перейти сразу к делу.