Особенности экологии городов и крупных сельскохозяйственных районов

Экологические проблемы городов, главным образом, наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транс­порта и промышленных предприятий, с образованием ант­ропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия.

Темпы роста населения мира в 1,5 - 2,0 раза ниже темпов роста городского населения, к которому сегодня относится 40% людей планеты. За период 1939-1979 гг. население круп­ных городов выросло в 4, в средних - в 3 и малых - в 2 раза.

Социально-экономическая обстановка привела к неуправ­ляемости процесса урбанизации во многих странах. Процент городского населения в отдельных странах равен: Аргенти­на - 83, Уругвай - 82, Австралия - 75, США - 80, Япония -76, Германия — 90, Швеция — 83. Помимо крупных городов-миллионеров быстро растут городские агломерации или слив­шиеся города (ассоциации). Таковыми являются Вашинг­тон-Бостон, Лос-Анджелес, Сан-Франциско в США; города Рура в Германии; Москва, Донбасс и Кузбасс в СНГ.

Круговорот вещества и энергии в городах значительно превосходит таковой в сельской местности. Средняя плот­ность естественного потока энергии Земли — 180 вт/м2, доля антропогенной энергии в нем - 0,1 вт/м2. В городах она воз­растает до 30 - 40 и даже до 150 вт/м2 (Манхэттен).

Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз боль­ше аэрозолей и в 25 раз — газов. При этом 60 — 70 % газового загрязнения дает автомобильный транспорт. Более активная конденсация влаги приводит к увеличению осадков на 5 — 10%. Самоочищению атомсферы препятствует снижение на 10 — 20% солнечной радиации и скорости ветра.

При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над городом охватывают слои атмосферы в 250 — 400 м, а кон­трасты температуры могут достигать 5 — 6°С. С ними связа­ны температурные инверсии, приводящие к повышенному загрязнению, туманам и смогу.

Города потребляют в 10 и более раз больше воды в расче­те на одного человека, чем сельские районы, а загрязнение водоемов достигает катастрофических размеров. Объемы сточных вод достигают 1 кубометра в сутки на одного чело­века. В связи с этим практически все крупные города испы­тывают дефицит водных ресурсов, и многие из них получа­ют воду из удаленных источников.

Водоносные горизонты под городами сильно истощены в результате непрерывных откачек скважинами и колодца­ми, а кроме того загрязнены на значительную глубину.

Коренному преобразованию подвергается и почвенный покров городских территорий. На больших площадях, под магистралями и кварталами, он фактически уничтожается, загрязняется бытовыми отходами, вредными веществами из атмосферы, обогащается тяжелыми металлами, обнаженность почв способствует появлению водной и ветровой эрозий.

Растительный покров городов обычно практически пол­ностью представлен «культурными насаждениями» — пар­ками, скверами, газонами, цветниками, аллеями. Структу­ра антропогенных фитоценозов не соответствует зональным и региональным типам естественной растительности. Поэтому развитие зеленых насаждений городов протекает в искусст­венных условиях, постоянно поддерживается человеком. Многолетние растения в городах развиваются в условиях сильного угнетения.

Сельскохозяйственные районы весьма различны по при­родным условиям, типам землепользования и степени осво­ения. Тем не менее экологические проблемы в них имеют много общего. Это связано со следующими обстоятельства­ми: охватом антропогенными нагрузками больших площа­дей; малой лесистостью и небольшими площадями луговостепных участков; значительной обнаженностью, эродированностью почвенного покрова; преобладанием определен­ных видов загрязнения в почве, воде и грунтах, связанных с удобрениями. Перечисленные обстоятельства свидетельству­ют о специфике экологического состояния сельскохозяйствен­ных районов, о правомерности выделения «агроэкологиче-ского» типа оценок территории.

Основной аспект агроэкологической оценки - анализ ус­ловий развития сельскохозяйственных растений: их роста, фенологии, урожайности, отношения к удобрениям, болез­ням, сезонным изменениям условий тепла и влаги — моро­зам, заморозкам, засухе, переувлажнению.

Экологические условия сельскохозяйственных угодий наиболее изменчивы на площадях богарного, неполивного земледелия. Более стабильны они в зонах орошения, где мероприятия по мелиорации ослабляют влияние внешних условий.

При региональной оценке районов сельского хозяйства важно определить степень устойчивости экосистем к антро­погенным нагрузкам. Устойчивость повышается от песча­ных грунтов к глинистым, от щелочных почв к кислым, при снижении континентальности климата, нарастании го­дового увлажнения и увеличения биологической продуктив­ности фитоценозов — как естественных, так и культурных.

Максимальная интенсификация хозяйства характерна для территорий, прилегающих к крупным городам и промыш­ленным зонам. Очевидно, объективная оценка экологиче­ского состояния возможна лишь при равном учете природ­ных и экономических факторов.

Кардинальные изменения природной среды сельскохозяй­ственных районов обусловлены тем, что на площадях угодий меняются потоки вещества, нарушается твердый, жидкий и растворенный сток. Сведение лесов увеличивает смыв почвы, сток рек, приводит к заилению русел, водохранилищ, пой­менных массивов. Расходы водотоков при сокращении лес­ных площадей на 10% снижаются в среднем на 5%. Актив­ная миграция элементов по склонам, их быстрое поступле-

ние в водоемы с одновременным сокращением стока приво­дит к сильному загрязнению поверхностных вод. Это загряз­нение может быть токсичным, поскольку такие опасные эле­менты, как кадмий, ртуть, стронций, свинец, цинк относят­ся к наиболее подвижным в большинстве видов почв.

Прилегающие к крупным населенным пунктам сельско­хозяйственные районы испытают на себе влияние промыш­ленного загрязнения. Наибольшую роль здесь играет заг­рязнение серой, которая в виде сернистых соединений лег­ко разносится воздушными потоками. В нормальноувлаж-ненных нейтральных почвах влияние этого вида загрязне­ния невелико, но в кислых оно усиливает подкисление. На переувлажненных почвах, особенно на поймах, это может привести к резкому закислению после осушения.

Основные изменения почв в земледелии связаны с механи­ческим воздействием и внесением удобрений. Вспашка меня­ет профиль почвы. Разрушает структуру, приводит к обедне­нию верхних горизонтов, способствует усилению водной эро­зии и дефляции. Наряду с рыхлением идет и уплотнение по­чвы. Велико также значение органических и минеральных удобрений, мировое потребление которых — около 90 млн тонн в год. Удобрения не только компенсируют вынос из почвы азота, фосфора и калия, но нередко оказываются из­быточными, заражают подземные и поверхностные воды.

Получение высоких урожаев в настоящее время невоз­можно без использования различных ядохимикатов для за­щиты растений. Потребление только пестицидов превыша­ет 4 млн тонн в год. Сейчас, однако, их использование со­кращается в связи с приспособлением к ним многих вреди­телей, гибелью почвенных микроорганизмов, загрязнением овощных культур и накоплением ядовитых веществ в по­верхностных водах, донных осадках водоемов, организмах животных и человека.

Чрезмерные антропогенные нагрузки приводят к напря­женной экологической обстановке во многих районах сельс­кохозяйственного освоения.