На протяжении многих тысячелетий рост численности населения земного шара происходил сравнительно медленно. В начале нашей эры на Земле проживало примерно 250 млн. человек, к началу 19 века население планеты достигло 1 млрд., а уже в 1986 г. превысило 5 млрд. человек, а в настоящее время составляет около 6 млрд. человек. Отметим, что оптимальным народонаселением является численность порядка 1 млдр. человек (по прогнозам ученых).
Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, но в течение очень длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. В первой половине нынешнего века эти изменения нарастали и в настоящее время лавиной обрушились на человеческую цивилизацию. Стремясь к улучшению условий своей жизни, человек постоянно наращивает темпы материального производства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто ядовитых или непригодных для утилизации. Это создает угрозу и существованию биосферы, и самого человека.
В связи с этим охрана биосферы - одна из важнейших современных задач человечества.
Среди потенциальных экологических опасностей можно отметить проблему исчерпания природных ресурсов. Все ресурсы природы можно разделить на возобновимые и невозобновимые. Ресурсы живой природы естественно возобновимы, но лишь небольшая часть ресурсов неживой природы может быть отнесена к таковым. Из невозобнавимых ресурсов первостепенное значение имеют полезные ископаемые. Невозобновимость естественным путем большинства полезных ископаемых ставит черед человечеством сырьевую проблему. Так, например, природе требуется много тысяч лет для накопления запасов каменного угля, сжигаемого человекомза один год. Научно-технический прогресс требует широкого применения цветных и редких металлов, но их содержание в руде обычно не превосходит 2-3%. Причем коэффициент извлечения для этих металлов составляет 50-70%, а для редких металлов 4-20% - в результате огромные объемы породы накапливаются в отвалах.
Положение с возобновимыми ресурсами немного лучше, но отметим, что именно их возобновимость вызвала определенную самоуспокоенность и в результате привела к тому, что были истреблены многие виды животных и растений.
К воспроизводимым ресурсам относятся пресные воды, их запасы достаточно велики, однако потребности промышленности, сельского, жилищно-коммунального хозяйства интенсивно возрастают. Интенсивная добыча воды, особенно в больших городах при плотной застройке домов, приводит к снижению естественного стока и препятствует естественному пополнению самых ценных для человека верхних горизонтов подземных вод, что приводит к постепенному истощению запасов пресной воды. Дефицит подземных вод ощущается во многих районах земного шара, например в Германии, Бельгии, Швейцарии и т.д.
Аналогичная ситуация сложилась в некоторых регионах РФ и имеет тенденцию к распространению на другие.
Определенная опасность обусловлена все возрастающими темпами роста вырабатываемой энергии.
Количество энергии, вырабатываемой на Земле, в скором времени станет соизмеримо с энергией, получаемой от Солнца. Отсюда опасность теплового перегрева планеты, превышения энергетических барьеров биосферы.
Важнейшей проблемой является проблема питания и производства сельскохозяйственной продукции.
Сельскохозяйственное производство можно рассматривать как определенный биосферный процесс.
Риск истощения почвы и выветривания ее плодородного слоя также растет по мере увеличения глубины вспашки и интенсификации воздействия на землю.
Широкое использование удобрений и пестицидов увеличивает масштабы сельскохозяйственного загрязнения биосферы
Неумелое и бесконтрольное их использование приводит к нарушению круговорота веществ в биосфере. Отметим, что особую опасность представляют стойкие органические вещества, применяемые в виде ядохимикатов. Они накапливаются в почве и воде, в донных отложениях водоемов. А самое главное, они включаются в экологические пищевые цепи, переходят из почвы и воды в растения, затем в животных , а в конечном итоге попадают с пищей в организм человека. Введение избыточного количества удобрений или средств защиты растений, неправильное ведение севооборота способны привести к значительному снижению плодородия почв, к колебаниям урожайности сельскохозяйственных культур. Как уже отмечалось уменьшение производства продовольствия даже на 1 % может вызвать дефицит продуктов питания для десятков миллионов человек.
Подсчитано, что только за последнее столетие в результате водной и ветровой эрозии на нашей планете потеряно около 2 млрд. гектар плодородных земель сельскохозяйственного пользования.
Важнейшим экологическим аспектом является развитие нехимических методов защиты растений. Для биологической защиты растений используют различные микроорганизмы. Родоначальником этого направления был выдающийся русский ученый И.И. Мечников. Еще в конце 18 века И.И.Мечников обратил внимание на то, что личинки хлебных жуков гибнут от плесени паразитических грибков. А поскольку это явление имеет место в природе, попытались воспроизвести данный процесс искусственно. Опыты подтвердили предположение ученого, биологический метод защиты стал использоваться первоначально против свекловичного долгоносика - злейшего врага сахарной свеклы. В 50гг прошлого века был синтезирован энтобактрин, с успехом используемый против колорадского жука. Отметим, что число эффективных средств биозащиты, созданных на основе патогенных грибов, бактерий и вирусов постоянно растет. И все же надо заметить, что биологическая защита не способна решить все проблемы, ибо одного лекарства от всех бед в природе просто не существует. Успех в борьбе с вредителями сельскохозяйственных растений может иметь место в результате использования целого комплекса мероприятий, в которых будут сочетаться агротехнические, химические, биологические и организационные меры.