work ecolog (741628), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Условия существования особей разного возраста в популя­ции часто резко различны. Различна и их смертность, например, личинки многих беспозвоночных и рыб подвержены более вы­сокой смертности, чем взрослые особи.

Май Июнь Июль Август Сентябрь

Рис. 4 Возрастная структура популяции полевки-экономки на Крайнем Севере (по С.С. Шварцу, 1980

Рост популяций и кривые роста

Если рождаемость в популяции превышает смертность, то по­пуляция, как правило, будет расти. Рассмотрим это на примере оди­ночной бактериальной клетки, помещенной в питательную среду и находящейся в условиях, оптимальных для роста. Клетки и все ее потомки делятся каждые 20 минут. Можно отметить четыре фазы роста бактерий.

Рис. 5. Типичная кривая роста бактерий

Лаг-фаза — бактерии адапти­руются к новой среде обитания, и поэтому мак­симальная ско­рость роста не достигается. В этот период у бактерий могут, например, синте­зироваться новые ферменты, необходимые для усвоения тех пи­тательных веществ, которые содержатся в новой среде.

Логарифмическая фаза — это такая фаза, когда бактерии растут с максимальной скоростью. Число клеток увеличивается почти экс­поненциально, а кривая роста идет прямолинейно. Затем рост коло­ний начинает замедляться, и культура входит в стационарную фазу, а затем и в фазу замедления роста. Кривая роста приобретает сигмоидную (S-образную) форму. Такой тип роста называют зависимым от плотности популяции, которая влияет на истощение пищевых ре­сурсов и накопление токсических продуктов, а потому нарост. С уве­личением плотности скорость роста популяции постепенно снижает­ся до нуля, кривая выходит на плато. При нулевом росте популяция стабильна, т. е. размеры ее не меняются. Отдельные организмы при этом могут расти и размножаться. Нулевая скорость роста означает лишь то, что скорость размножения, если оно происходит, уравно­вешена смертностью. Такая сигмоидная кривая роста получена для ряда одноклеточных и многоклеточных организмов, например, для клеток водорослей в культуральной жидкости, для фитопланктона озер и океанов весной, для насекомых (мучные хрущаки, а также клещи, интродуцированные в новое местообитание с обильными за­пасами пищи, где нет хищников). Когда экспоненциальный рост про­должается вплоть до внезапного падения плотности популяции в ре­зультате исчерпания ресурсов среды, получается кривая другого типа, называемой «J-образной», или кривой «бум и крах». Такой рост не зависит от плотности, так как его регуляция связана с плотностью популяции до самого момента катастрофы. Крах может происходить по тем же причинам, например, из-за истощения пищевых ресурсов, которое в случае сигмоидной кривой роста заблаговременно оказы­вало регулирующее влияние на рост. Миграция, или расселение, так же как и внезапное снижение скорости размножения, может способ­ствовать уменьшению численности популяции. Расселение может быть связано с определенной стадией жизненного цикла, например, с образованием семян. Примеры того и другого типа показаны на рис. 6. Для обоих типов характерна экспоненциальная фаза в на­чале роста. Рассматривая вопрос об оптимальных размерах популя­ции в данной среде, следует учитывать поддерживающую емкость или кормовую продуктивность среды. Чем выше поддерживающая емкость, тем больше максимальный размер популяции, который может существовать неопределенно долгое время в данном местообитании. Дальнейшему росту популяции будут препятствовать один или несколько лимитирующих факторов. Это зависит от доступнос­ти ресурсов для данного вида. В случае J-образной кривой роста (рис. 6) популяция внезапно выходит за пределы поддерживающей емкости среды. Эту величину обозначают символом К, который можно использовать также для обозначения максимальных разме­ров стабильной популяции в данных условиях. Рост, соответствую­щий сигмоидной и .J-образной кривой, можно описать алгебраичес­ки с помощью простых дифференциальных уравнений. Оба уравне­ния относятся к популяциям, в которых поколения полностью перекрываются, так что популяция изменяется непрерывно. Это и позволяет использовать дифференциальные уравнения (таб.3).

Сигмоидная и J-образная кривые — это две модели роста популяции. Здесь предполагается, что все организмы сходны между собой, имеют равную способность к размножению и рав­ную вероятность погибнуть. Отсюда скорость роста популяции в экспоненциальной фазе зависит только от ее численности и не ограничена условиями среды, которые остаются постоянными.

Математические формулы логарифмического или экспонен­циального роста были приведены в 20-х годах XX столетия А. Лоткой. В настоящее время уравнения, описывающие экспо­ненциальный рост, в экологии используются прежде всего для определения потенциальных возможностей к росту популяции.

Поддерживающая емкость среды

. Поддерживающая. емкость среды

Резкое снижение численности

30

Возраст, дни

60

Рис. 6. Два типа кривых роста популяции (по Н. Грину и др., 1993)

А — сигмоидная (S-образная) кривая роста дрожжей в культуре; Б — J-образная кривая роста дафний в культуре

Ограничения техногенного типа экономического развития.

Рассмотрим необходимость смены техногенного типа развития экономики России на устойчивый тип. Почему этот вопрос жизненно ва­жен для нашего общества? Можно ли при техногенном развитии оздоровить экономику, перейти к рынку, повысить благосостоя­ние? Сейчас часто встречается позиция, согласно которой сна­чала нужно решить текущие экономические проблемы, а затем после улучшения экономической ситуации заниматься приро­дой. Возможна ли такая последовательность: сначала экономи­ка, а потом природа?

Для ответа на эти вопросы рассмотрим более подробно основные черты техногенного типа экономического развития сложившегося у нас в стране. Можно выделить по край мере три ограничения ("тупика") техногенного типа развития: экологическое, экономическое (инвестиционное) и со­циальное.

• экологические ограничения все более лимитируют экстен­сивный экономический рост. Деградация природного фундамента экономики может произойти в самое ближайшее время, если не принять срочных мер. Например, по оценкам специалистов в ближайшие два десятилетия во многих сельскохозяйственных регионах можно ожидать экологический кризис, вызываемый де­градацией земельных ресурсов.

Уже сейчас очевидны кризисные последствия промышлен­ного и аграрного развития для водных ресурсов в реках Волге, Дон, озере Байкал, Азовском и Каспийском морях и др. Они сверх допустимых норм загрязнены органикой, тяжелыми ме­таллами, фенолом, нефтепродуктами и другими веществами, и в самой ближайшей перспективе можно ожидать усугубления это­го. Острой проблемой становится широко распространенное, особенно в Европейской части России, загрязнение подземных вод. Это приводит к обострению дефицита питьевой воды и со­провождается кризисом в обеспечении водой населения урбани­зированных регионов.

Растет число отходов, в том числе токсичных. Их захоро­нение и утилизация поставлены крайне неудовлетворительно.

Многие виды природных ресурсов близки к исчерпанию. Крупных промышленных запасов нефти в России осталось при­мерно на 20—30 лет. Практически исчерпаны лесные ресурсы европейской части страны. Подобные ситуации сложились и в использовании других видов природных ресурсов.

В ближайшие годы резко возрастет опасность возникнове­ния крупных техногенных аварий и экологических катастроф, что связано с колоссальным износом промышленного, транс­портного и очистного оборудования. На многих предприятиях этот износ достигает 80—90%. О возможных огромных экономи­ческих потерях по этим причинам свидетельствуют масштабные аварии нефтепроводов в Коми (1994 г.) и Башкирии (1995 г.).

• Вторым ограничением техногенного типа экономичес­кого развития является экономическое, или, в более узком смыс­ле, инвестиционное. Для поддержания техногенного, природоемкого развития с каждым годом необходимо выделять все больше средств в природоэксплуатирующие народнохозяйственные ком­плексы и отрасли. Деградация и истощение природных ресурсов требуют огромных капитальных вложений для разработки новых ресурсов или усиления эксплуатации уже имеющихся. Только на два крупнейших в экономике природоэксплуатирующих комп­лекса — топливно-энергетический и агропромышленный — вы­деляется значительная часть всех инвестиций в экономику.

Однако эффективность этих затрат непрерывно падает. Уве­личивается диспропорция между выходом продукции и затрачи­ваемыми для этого средствами. Это особенно хорошо видно на примере развития крупнейшего агропромышленного комплекса в бывшем СССР. С 20-х годов парк тракторов в бывшем СССР увеличился к 1990 г. в 100 раз, количество зерновых комбайнов — с 2 шт. в 1928 г. до 700 тыс. шт., парк грузовых автомобилей — примерно в 2500 раз, поставки минеральных удобрений — в 350

раз и т.д.

Однако такое колоссальное наращивание производствен­ного потенциала дало минимальный эффект: "гора родила мышь". Особенно показательно сопоставление роста в среднем за 80-е годы выхода зерна с единицы площади (в 2 раза) и объема годо­вых капитальных вложений в сельское хозяйство (более чем в 4000 раз) по сравнению с их среднегодовым уровнем в 20-е годы. Площадь посевов зерновых культур возросла за это время менее чем в 2 раза. Таким образом, для получения единицы зерна к началу 90-х годов требовалось в 1100 раз больше капитальных вложений по сравнению с 20-ми годами.

Приведенные цифры наглядно показывают, что если сей­час понадобится увеличить урожай с аналогичными затратами материально-технических средств, энергии, то для этого в эко­номике просто не хватит ресурсов.

Аналогичные тенденции сложились при добыче топливно-энергетических ресурсов, заготовке древесины и т.д.

Очевидно, что при таком типе экономического развития требуется все больше средств даже для поддержания на прежнем уровне объемов эксплуатации и добычи природных ресурсов и получаемой на их основе готовой продукции. Необходимы иные, ресурсосберегающие пути формирования эффективного народ­нохозяйственного комплекса, основанные на учете экологичес­ких факторов.

• Социальные ограничения. Сформировавшийся техногенный, природоемкий тип экономического развития является в перспек­тиве тупиковым не только в связи с экологическими и экономи­ческими ограничениями, но и в силу чисто социальных причин. Среди них на первом месте — ухудшение в глобальных масштабах здоровья населения. Одного этого уже достаточно для пересмотра концепции социально-экономического развития страны.

Во многих регионах наблюдается ухудшение качества сель­скохозяйственной продукции, увеличение содержания в ней раз­личных вредных веществ, тяжелых металлов и пр. Аналогичные процессы происходят с питьевой водой. Сейчас только 50% пи­тьевой воды в городах соответствуют санитарным нормативам, Обостряются экологические условия проживания, особен­но в крупных индустриальных городах, где многократное пре­вышение нормативов загрязнения, воздушного бассейна стало обычным. Тяжелая обстановка складывается в промышленных центрах и городах, где сосредоточены промышленность и авто­мобильный транспорт. Только 15% городского населения Рос­сии живет в нормальной экологической среде. В 84 крупных го­родах страны с общей численностью населения около 50 млн. человек загрязнение воздуха превышает допустимые санитарно-гигиенические нормы в 10 и более раз.

Все это приводит к росту различного рода заболеваний, ослаблению иммунитета, генетическим изменениям. Плохое со­стояние окружающей среды определяет примерно 20—30% забо­леваемости населения и 50% онкологических заболеваний.

Особенно негативно ухудшение экологической ситуации сказывается на детях. По уровню детской смертности Россию можно сравнить со слаборазвитыми странами. По данным ме­дицинских учреждений только 12% выпускников школ могут считаться абсолютно здоровыми. По мнению известного эконо­миста В.И.Данилова-Данильяна, страна близка к критическому уровню генетической неполноценности, за которым начинается национальная деградация. Низкое качество окружающей среды, алкоголизм привели к резкому увеличению числа детей с раз­личными генетическими отклонениями. Современный уровень рождаемости таких детей достигает 17%. Биологические законы существования живых видов показывают, что генные отклоне­ния у 30% популяции приводят к ее гибели. Если деградация генофонда пойдет и дальше такими же темпами, то без преуве­личения можно сказать, что современная экологическая ситуа­ция в России убивает будущие поколения.

Среди других социальных проблем, порождаемых ухудше­нием состояния окружающей среды, следует упомянуть нацио­нальные и миграционные проблемы. Так, деградация природы в результате массовой добычи нефти и газа, строительства гагантских нефте- и газопроводов в районах Арктики и Сибири приве­ла к утере традиционных мест обитания и занятий (оленевод­ство, охота, рыболовство) для малых народностей Севера. В ре­зультате наблюдается люмпенизация, резкое сокращение продолжительности жизни, вымирание 7 из 26 народностей.

Реализация экономических проектов, связанных с крупно­масштабными экологическими изменениями, приводит и к рез­кому усилению миграционных процессов. В международной прак­тике это явление связано с термином "экологические беженцы". Например, строительство волжского каскада ГЭС привело к за­топлению огромного количества городов и населенных пунктов, что сопровождалось выселением 1 млн. 200 тыс. человек. Потеря традиционных мест обитания для десятков тысяч людей произошла и в результате Чернобыльской и Аральской катастроф, уже упо­мянутого разрушения природной среды Севера.

Существование экологических ограничений на пути тех-ногенного развития российской экономики требуют поиска пу­тей смены "тупикового" типа развития, экологизации экономи­ки, перехода к устойчивому типу развития.

Направления экологизации экономического развития. Альтернативные варианты решения экологических проблем

Рассмотрим принципиальные теоретические моменты в экологизации экономического развития. Необходимость анали­за эффективности природопользования с позиций конечных эко­номических результатов, исследования целостной природно-про-дуктовой системы хорошо показывает реальные границы и объект экономики природопользования как науки. Большинство имею­щихся представлений об экономике природопользования явля­ются "суженными", они обычно рассматривают проблемы ис­пользования собственно природных ресурсов фактически только на первых этапах природно-продуктовой цепочки, борьбу с заг­рязнением окружающей среды как следствие экономического развития. Сейчас необходим макроподход, представление эконо­мики природопользования как некой метанауки, в рамках кото­рой необходимо исследовать все народное хозяйство с позиций экологизации экономического развития, снижения нагрузки на окружающую среду. Только разобравшись в сложившихся экономических структурах, особенностях функционирования народ­нохозяйственных комплексов и отраслей, можно эффективно решить обостряющиеся экологические проблемы.

Характеристики

Список файлов реферата