рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Взаимосвязь экологии, экономики и социальных проблем

Взаимосвязь экологии, экономики и социальных проблем - раздел Экология, Экология   Экологические Показатели Рациональности Природопользования На...

 

Экологические показатели рациональности природопользования находят сопоставлением закономерностей функционирования природных экосистем и природно-техногенных систем. Закономерности перехода природных экосистем в природно-техногенные системы отражены в работе [29]. Согласно [29] природно-техногенная система – это совокупность взаимодействующих технических сооружений и природной среды. В указанной работе приведены математические корреляции, описывающие различные состояния (вероятности состояний) в преобразованных человеком экосистемах при различных видах его производственной деятельности. При решении экологических проблем прикладного характера целесообразно использовать рекомендации [29]. Однако мы остановимся на более общих вопросах, связанных с глобальным природопользованием, во избежание вуалирования роли истинно экологического аспекта при организации рационального природопользования.

Универсальной характеристикой различных видов деятельности являются затраты энергии. В этом случае количественные характеристики разных явлений приводят в одних и тех же единицах: Джоулях (Дж) или в Ваттах (1 Вт=1 Дж/с) – в случае непрерывного потока энергии. Понятие энергии связывает воедино все явления природы, природопользовательской деятельности человека, поскольку энергия – это общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи.

Количественно антропогенные возмущения оценивают как по величине показателя разомкнутости биологических круговоротов (К) (см. формулу (3.11)), так и величиной вложений энергии (энерговложений). Наиболее широко распространены такие показатели, как: «техноэнергетическое давление на территорию» [32], «вложение энергии в земледелие (животноводство)» [33].

Техногенные процессы, приводящие к преобразованию геолого-географического пространства Земли, можно подразделить на три группы [32]: ресурсодобыча и переработка, выработка и потребление энергии, запуск ракет и ядерные взрывы.

Значительная доля энергетических затрат человечества приходится на перемещение и преобразование вещества планеты. По оценкам 1985 года, ежегодно перемещается нефти и природного газа – около 4·109 т; углей – 2·109 т; горной породы – 20·109 т; строительная индустрия увеличивает скорость эрозии в 200-500 раз [32]. Извлечение для различных нужд подземных вод происходит значительно быстрее, чем их естественное восстановление. Изъятие из литосферы и закачка в нее растворимых веществ в 2-3 раза превышает подземный химический сток в зоне интенсивного водообмена. Суммарные отходы городов мира (примерно 3·109 т твердых; 5·108 м3 жидких и 109 т аэрозолей в год) превышают выбросы вулканов (за последние 400 лет 578 активных вулканов ежегодно продуцируют в сумме около 2,5·109 т лавы, пепла, газов и паров). Добыча и переработка ресурсов сказывается на физико-химическом состоянии геосферы и структуре геофизических полей – электрического, магнитного, гравитационного.

Выработка электроэнергии к 1990 г. достигла около 3,2·1011 Вт, оказывая огромное влияние на электромагнитное поле Земли [32]. Передача электроэнергии и электропотребление изменили характер электромагнитных бурь и магнитосферных возмущений, около 30% которых связывают с функционированием линий электропередачи (ЛЭП). Воздействие на геофизические поля технических средств производства электромагнитной энергии может вызвать региональные и глобальные перестройки литосферно-ионосферных связей. Все это приводит к появлению новообразований в лито-, гидро- и атмосфере и в происходящих в них процессах; что нарушает устоявшееся динамическое равновесие и влияет на устойчивость экологических систем.

Естественным результатом человеческой деятельности является производственно-преобразованная среда обитания, сформированная в результате многократного пропускания через промышленные процессы вещества лито-, гидро- и атмосфер и частичная замена естественных циклов техногеохимическими. Одна из главных причин нарушения устойчивости природных экосистем – несоответствие скорости естественных и антропогенно-стимулированных массоэнергопотоков. Это обусловливается искусственным созданием разнообразных контрастов, градиентов и потенциалов – источников перетоков вещества, энергии и информации; нарушающих эволюционно установившийся обмен в природных экологических системах. Природные экосистемы Земли интенсивно заменяются природно-техногенными. Изменение состава, свойств и энергетики биосферы может привести к двум альтернативным результатам: 1) катастрофическому ее разрушению и 2) к эволюционному преобразованию в новое качество, устойчивое в изменившихся условиях. Это необходимо учитывать при оценке устойчивости отдельных экосистем и при прогнозах катастрофических явлений. Одним из критериев таких оценок служит техноэнергетическое давление на территорию, которое измеряют в Дж/км2·с или Вт/км2. Согласно [32] в России наиболее нагруженными территориями являются: центр европейской части, среднее поволжье (нагрузка более 8·104 Вт/км2); наименее нагружены промышленные районы Южного Урала и юга Западной Сибири (здесь нагрузка менее 8·102 Вт/км2). Критические (предельные) значения данного показателя сегодня не определены.

Пороговая величина вложения энергии в земледелие найдена и согласно [33] составляет для средних географических широт 15·109 Дж/га×год (4,8·104 Вт/км2). При превышении затрат энергии этой величины начинаются вредные для среды последствия: эвтрофикация водоемов, усиленный смыв химических соединений в реки, интенсивная эрозия и т.п. Поясним, вложение энергии в земледелие – это дополнительное привнесение энергии на единицу обрабатываемой или иным образом эксплуатируемой (выпас, сенокос и т.п.) территории путем тягловых усилий (распашка, боронование, дискование и т.д.), внесения органических и минеральных удобрений, применения ядохимикатов, управления потоками пасущихся животных, сбора урожая и других агротехнических и агрохимических мероприятий. Затраты энергии в высокоинтенсивном земледелии развитых стран составляют (15-20)·109 Дж/га·год, что превышает допустимый предел. Интересно, что средний приход энергии от Солнца в умеренных широтах равен (48-61)·1012 Дж/га·год и величина 15·109 Дж/га·год относительно мала.

На основании численного значения предельного вложения энергии в земледелие в умеренных широтах (15·109 Дж/га·год) и найденного при этом значения разомкнутости круговоротов биогенов – порядка нескольких десятков процентов [15] (зададимся величиной 40%),при фоновом уровне разомкнутости в сотые доли процента [15], можно определить, что привнесение антропогенной энергии в природную экосистему до (15·109·0,01):40=3,8·106 Дж/га·год, не нарушает ее саморегуляции, т.е. система является по сути невозмущенной деятельностью людей. Такой порядок антропогенных вложений допустим для национальных парков в средних географических широтах. Однако из изложенного в разделе 3 следует, что величина 15·109 Дж/га·год недопустимо велика для тропических районов. Критический барьер здесь значительно ниже. Аналогично для северных, полярных районов. Ю.Н. Голубчиков отмечает [13]: «Трудности полярного земледелия коренятся в применении на малоустойчивых северных почвах структуроразрушающей мощной техники. Раньше земледельцы шли пахать, лишь только чуть оттаивали и обсыхали поля. Главным было уловить длинный полярный майско-июньский день, богатый всем спектром солнечных лучей в сочетании с биоэнергетически активизирующей растения талой водой. Пахали поверхностно – соха не поднимает пласт глубже 12 см. Ниже идет подзолистый горизонт и, если вывернуть его на поверхность – можно получить пустые закрома. Теперь же ждут, пока смогут пройти трактора, а сеять начинают еще позже… В результате поле становится подобием дороги: в сухую погоду – сплошная пыль, … во влажную – грязь. Вот и не успевает вызревать урожай». По мнению Ю.Н. Голубчикова перевод народов Крайнего Севера на оседлый образ жизни и создание стационарных поселений подрывает кормовую базу оленеводства и обусловливает здесь нерациональное природопользование. При этом по биосферной значимости стада российских оленей ни в чем не уступают известным популяциям крупных травоядных национальных парков Африки. В связи с переводом северных кочевников на оседлость вместо небольших колхозов, дававших неплохую прибыль, появились крупные убыточные поселки. Интенсивный выпас домашнего скота в их окрестностях подорвал кормовую базу оленеводства. Численность оленьего стада неуклонно сокращается, а себестоимость мяса – растет.

Рассматривая природопользование в историческом аспекте, следует отметить неизбежность роста энергозатрат, который отражен в законе падения природно-ресурсного потенциала: в рамках одной общественно-экономической формации (способа производства) и одного типа технологий природные ресурсы делаются все менее доступными и требуют увеличения затрат труда и энергии на их извлечение и транспортировку [33].

Примерами сказанного может служить минеральное сырье, истощающееся в густо населенных и комфортных областях планеты, добываемое из все более глубоких пластов; сельскохозяйственное производство; гидрогеологическое хозяйство, страдающее от все более глубокого залегания вследствие истощения подземных вод и т.д.

Также сформулирован закон снижения энергетической эффективности природопользования: с ходом исторического времени при получении из природных систем полезной продукции на ее единицу в среднем затрачивается все больше энергии [33].

Увеличиваются и энергетические расходы на одного человека. Расход энергии на одного человека (в МДж/сут) в каменном веке был 16, в аграрном обществе порядка ~49; в индустриальном ~280, а в передовых развитых странах настоящего времени ~103 МДж/сут, т.е. примерно в 63 раза больше, чем у наших далеких предков [33]. В среднем общее энергопотребление одного человека на рубеже ХХ-ХХI в.в. составило 2,5·103 Дж/с или 2,5 кВт, включая энергию потребленной пищи, затраты на хозяйственные и социальные нужды. С начала ХХ в. количество энергии, затрачиваемое на 1 единицу сельскохозяйственной продукции в развитых странах мира возросло в 8-10 раз; на 1 единицу промышленной продукции – в 10-12 раз. Общая энергетическая эффективность сельскохозяйственного производства (соотношение вкладываемой и получаемой с готовой продукцией энергией) в промышленно развитых странах примерно в 30 раз ниже, чем при примитивном земледелии. Энергопотребление в сельском хозяйстве США с 1950 до 1970 г. увеличилось в 6 раз. В Испании за период с 1950 до 1978 г. потребление энергоресурсов в сельском хозяйстве возросло в 29 раз, а на 1 затраченную килокалорию в земледельческом секторе вместо 6,1 ккал (в 1950 г.), получили всего 0,7 ккал (в 1978 г.) полезной продукции, т.е. почти в 9 раз меньше [33].

Падение энергетической эффективности сельскохозяйственного производства объясняется заменой природного плодородия почв их искусственным плодородием (внесением удобрений) и необходимостью дополнительного эффекта для повышения урожая, что требует дополнительного вложения энергии. В ряде случаев увеличение затрат энергии на удобрение и обработку полей в десятки раз приводит к повышению урожайности лишь на 10-15%. Необходимо, параллельно с улучшением агротехники, учитывать общую экологическую обстановку, налагаемые ею ограничения. При индустриальном сельском хозяйстве: эксплуатация закрытого грунта, выращивание бройлеров и т.п. – энергетическая эффективность колеблется в пределах от 1:0,14 (производство яиц) до 1:0,0033 (салат из теплиц). Следует ожидать, что сближение энергетических показателей открытого и закрытого грунта приведет к полному вытеснению первого вторым, т.к. закрытый грунт более рентабелен экономически: меньше потери воды и других ресурсов, а экологически он позволяет организовать условно-замкнутое сельскохозяйственное производство. Последнее ведет к снижению загрязнения окружающей природной среды и увеличению числа невозмущенных хозяйственной деятельностью территорий.

Важным показателем эффективности функционирования природно-продуктивной системы является природоемкость (е) [12]. Этот показатель хорошо характеризует тип и уровень эколого-экономического развития, являясь базовым в экономике природопользования. Величина природоемкости зависит от эффективности использования природных ресурсов во всей цепи, от исходных природных ресурсов, первичной продукции (полученной на их основе) до конечной стадии технологических процессов, связанной с преобразованием природного вещества.

Различают два уровня показателей природоемкости [12]:

- макроуровень, уровень всей экономики;

- продуктовый, отраслевой уровень.

На макроуровне при расчете природоемкости учитывают макроэкономические показатели: затраты природных ресурсов или одного ресурса (N) на единицу валового внутреннего продукта (ВВП); валового национального продукта (ВНП) и т.п. Измерение этих показателей может производиться как в стоимостной форме (руб./руб.), так и в натурально-стоимостной (т/руб. и т.д.). Например, на макроуровне показатель природоемкости валового внутреннего продукта (ВВП) можно охарактеризовать соотношением:

(4.2)

Наиболее обобщенный показатель природоемкости представляет собой отношение стоимостной оценки всех используемых в сферах производства и потребления природных ресурсов к макроэкономическому показателю (ВВП или другому). В качестве временного интервала можно выбрать год (для стабильных производств) или более продолжительные периоды времени (например, 5 лет для сглаживания годовых разбросов в урожайности в аграрном секторе). Отметим, нигде в мире нет адекватной стоимостной оценки природных ресурсов. Общим для условий централизованно планируемой системы, и для рынка является недооценка природных ресурсов, занижение их цены. Таким образом, показатель природоемкости на макроуровне всегда заведомо занижен.

В качестве частных показателей природоемкости на макроуровне для ВВП, национального дохода и пр. можно рассматривать показатели энергоемкости, металлоемкости, материалоемкости и т.д. В аграрном секторе это может быть количество сельскохозяйственных угодий, необходимых для производства 1 рубля сельскохозяйственной продукции.

Уровень продуктивный или отраслевой природоемкости определяется затратами природного ресурса (N) в расчете на единицу конечной продукции (V), произведенный на основе этого ресурса (например, количество земли, требуемой для производства 1 т зерна; количество леса, требуемого для производства 1 т бумаги).

(4.3)

Фактически это оценка эффективности функционирования природно-ресурсной вертикали, соединяющей первичный ресурс с конечной продукцией. Чем меньше здесь показатель природоемкости, тем эффективнее процесс преобразования природного вещества в продукцию, меньше отходы и загрязнения.

Основные достоинства показателя природоемкости проявляются при его измерении в динамике или при сравнении с другими странами, экономическими структурами, технологиями и пр.

Из всего изложенного выше следует, что наиболее важным с экологических позицийявляется анализ затрат энергии при производстве различных видов продукции. В начале 80-х годов ХХ столетия удельные затраты энергии на производство единицы ВНП в ходе решительных мер по экономии энергии в промышленно развитых странах сократились на 15%. В период с 1980 по 1990 г. ВНП в развитых странах вырос на 20%, а потребление энергии – лишь на 2% (результат устранения неоправданных потерь энергии). Однако, в это же время в развивающихся странах расход энергии возрос на 24% и составил 10% от общемирового (против 5% в начале периода), т.е. имел тенденцию к быстрому росту. Несмотря на ожидаемое снижение потребления энергии (в кг условного топлива) на 1 денежную единицу ВНП, общее увеличение ВНП и абсолютно необходимое возрастание валового национального дохода в развивающихся странах приведут к дальнейшему росту абсолютного (глобального) энергопотребления, а падение природно-ресурсоного потенциала – к росту энергетических затрат. Таким образом рост антропогенных возмущений в биосфере неизбежен. И тем актуальнее задача снижения численности народонаселения.

В таблице 4.3. приведен сравнительный анализ эффективности использования энергетических ресурсов в различных странах в конце 90-х годов ХХ столетия [12].

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Экология

Государственное образовательное учреждение.. высшего профессионального образования Санкт Петербургский государственный..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Взаимосвязь экологии, экономики и социальных проблем

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Экология
    Учебное пособие     Санкт-Петербург 2006 Утверждено редакционно-издательским советом СПбГИЭУ в ка

Экологические факторы среды
Целям разработки механизма количественной оценки взаимоотношений организмов с окружающей средой служит введение и дальнейшее развитие представлений об экологических факторах. Экологическ

Экологические системы
3.1. Особенности организации живой материи   Многочисленные определения сущности жизни можно свести к двум основным. Согласно первому, жизнь

ДНК и-РНК
«Сборка» белковой молекулы осуществляется в рибосомах. Здесь происходит трансляция – перевод информации с языка нуклеиновых кислот на язык белков. Трансляция (от лат. transl

Гомеостаз, сукцессии, состояние климакса
  Процессы, протекающие в экосистеме очень разнообразны. В ней осуществляются жизненные процессы, связанные с переходом вещества и энергии с одних пищевых уровней на другие, с изменен

Теории динамики популяций
  Теории динамики популяций, целью которых является прогнозирование динамики и управление численностью, подразделяют на две большие категории: факториальные и системные (см. табл.3.1)

Экосистем и качество жизни людей
  Нормальное качество жизни людей поддерживается стабильным функционированием природных экологических систем. Под качеством

Экологические особенности человека
  Нормальное функционирование организма в соответствии с перечисленными в разделе 3 свойствами, или нарушение его вплоть до потери того или иного свойства – и есть проявление экологич

Динамика численности населения Земли
  Дата Численность населения Средний годовой прирост численности

Контроль и прогнозирование
4.2.1. Понятие «природный ресурс»   Понятие «природный ресурс» условно и приобретает смысл только в течение некоторого отрезка времени, соизмеримого с истори

И прогнозирования
  При активном природопользовании наряду с проблемой истощения ресурсов появилась и проблема ухудшения здоровья населения в результате загрязнения окружающей людей среды. Здор

Процедура «оценка воздействия на окружающую среду», процедура ОВОС
  Целям сохранения природных ресурсов, снижения загрязнения среды и установления компромисса между природой и хозяйственной деятельностью людей на региональном уровне служит процедура

Абиотические условия
Автотроф 73 Агробиоценоз(ы) 85, 105, 126* Агрофитоценоз 105*, 126 Агроценоз(ы) 85, 105, 126*, 189 Адаптация 56 Аминокислоты 33, 34 Анаэробная о

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги