Деннис Тейлор – Биология. В 3-х томах. Т. 3 (страница 111)

12.9.2. Гидропоника

Данный метод получения сельскохозяйственной продукции основывается на принципах, выявленных в ходе давно проводимых экспериментов по изучению минерального питания растений (что достигалось выращиванием растений на питательных растворах разного состава). Системы гидропоники устанавливают теперь в теплицах при непрерывной циркуляции питательного раствора, за счет которой не только приносятся необходимые биогенные элементы, но и осуществляется аэрация корней. Состав питательной среды находится под постоянным наблюдением и регулируется с помощью компьютеров. Корневая система находится в песке или в гравии. Гидропоника используется обычно там, где: а) земля бедна биогенными элементами; б) лимитирована вода; в) есть потребность в некоторой сельскохозяйственной продукции, выращиваемой вне обычного сезона и потому реализуемой по высоким рыночным ценам.

Таблица 12.22. Отмеченное увеличение урожая при выращивании его методом гидропоники

12.10. Охрана природы

Основную цель охраны природы можно сформулировать следующим образом: это поиск таких методов эксплуатации биологических и минеральных ресурсов Земли, которые позволят создать условия, оптимальные для всех связанных общей судьбой живых существ планеты, в том числе и человека. Для достижения этой цели необходима не только практическая деятельность по защите среды и сохранению ее в состоянии пригодном для обитания, но и разъяснение важности этих проблем и мероприятий. Накопленные экологические данные позволяют надеяться на то, что при бережном отношении к воде, земле и природе вообще человечество сможет и в будущем обеспечить себя всем необходимым: пищей, жильем, промышленной продукцией, сохранить физическое и интеллектуальное здоровье и возможности для нормального отдыха.

Охрана природы это совсем не то же самое, что охрана памятников старины, когда объект поддерживается в неизменном виде. Процессы, происходящие в биосфере чрезвычайно сложны и изменчивы, а значит и охрана природы должна быть гибкой и динамичной. Для эффективного управления природой необходимо знать, что происходит в окружающем нас мире; эти знания дает экология и другие науки о Земле.

Вся деятельность по охране природы в неявном виде определена нашим отношением к миру, в котором мы живем. Это своего рода этика охраны природы; вкратце ее можно выразить следующими высказываниями:

"Мы унаследовали мир от наших родителей, но гораздо больше взяли взаймы у собственных детей"

"Обмани Землю, и она обманет тебя"

"Вымирание необратимо!"

Таким образом, проблема охраны природы часто затрагивает нравственные и политические аспекты.

Чтобы охрана природы была эффективна, необходима интеграция задач, которые ставит перед собой наука и общество. Длительное процветание человеческого общества возможно лишь при благополучном состоянии биосферы. Но на небольших отрезках времени цели охраны природы часто находятся в противоречии с прогрессом в развитии общества и промышленности. Таким образом, результаты охраны природы часто бывают чрезвычайно противоречивы и многогранны. Ниже приводятся некоторые примеры того, какова практическая роль охраны природы.

Сохранение генетического разнообразия. Это один из важнейших доводов в пользу охраны влажного тропического леса, обладающего высоким видовым разнообразием. Культурные растения и животные также являют собой источник генетического материала, а значит, и они нуждаются в охране. Этот материал хранится в многочисленных, разбросанных по всему миру, банках семян и спермы. Предположим, что в окружающей среде произойдут значительные изменения абиотических или биотических факторов, например наступит глобальное потепление климата, обусловленное парниковым эффектом, или под влиянием спонтанных или индуцированных мутаций появятся новые паразиты и болезни. Даже в этом случае накопленный наследственный материал окажется бесценным источником новых пород домашних животных и сортов сельскохозяйственных культур, которые будут приспособлены к новым условиям среды.

Восстановление заброшенных земель, таких, как отвалы шахт и каменоломни и создание на их месте лесов, парков, или сельскохозяйственных угодий, а также создание новых участков суши-все это уменьшает пресс цивилизации на мало нарушенные ландшафты сельской местности.

Вторичное использование отходов значительно снижает расход сырья. Так, если бумагу не сжигать безо всякой пользы и не выбрасывать, а перерабатывать вновь, то потребности бумажной промышленности в древесине резко уменьшатся. Бытовой мусор можно использовать для получения энергии, сжигая его в системах отопления небольших районов. При этом необходимо принять меры по снижению загрязнения воздуха.

Сохранение лесов на водоразделах предотвращает эрозию, слишком быстрый отток дождевой воды по склонам и паводки, и в то же время позволяет сберечь древесину, которую можно будет использовать в будущем.

Сохранение ресурсов моря и суши.

12.10.1. Земля как космический корабль

В течение многих тысяч лет человеческая деятельность не наносила природе заметного ущерба. Если в какой-либо местности истощались ресурсы, люди откочевывали в другие районы. Там они выжигали лес и возделывали освободившиеся участки, или находили иное пропитание. В сообществах охотников-собирателей существовала полная гармония между потребностями человека и возможностями природы; такой уклад жизни сохранился и по сей день у бушменов Калахари, аборигенов Австралии и эскимосов.

Серия технологических революций, которые претерпела история человечества, нарушили равновесие между человеком и природой. Возникновение 10000 лет назад земледелия и животноводства привело к быстрому росту населения, в результате которого постепенно появились первые крупные поселения. Затем произошли дальнейшие революционные сдвиги в технологии добывания пищи, здравоохранении и промышленности, превратившие мизерное по началу население земного шара в огромное технически оснащенное общество, которому требуется все больше сырья и энергии. В шестидесятые годы XX века, когда люди впервые покинули планету, появилась первая возможность взглянуть на Землю из космоса, после чего все ясно осознали, что возможности для роста населения и ресурсы Земли не беспредельны.

Итак, экологи пришли к заключению, что Земля — это космический корабль, оснащенный всем необходимым для длительного полета, но не имеющий никаких иных источников энергии, кроме собственных, а также лучистой энергии ближайшей звезды — Солнца. Считается, что жизнь на Земле существует примерно 3,5 млрд. лет и нет никаких оснований опасаться, что она не просуществует по крайней мере еще столько же, если мы сами не уничтожим ее.

Как сказано в разд. 12.3, энергия, необходимая для жизни, поступает на Землю в основном в виде солнечного излучения, которое используется зелеными растениями для фотосинтеза, а от них поступает далее в пищевые цепи, и следовательно, управляет биогеохимическими циклами. Кроме того, солнечная энергия определяет климатическую зональность планеты и океанические течения, т.е. непосредственно влияет на среду обитания живых существ.

В 1980 г. три всемирные организации (UNEP, IUCN, WWF) разработали Международную программу охраны природы, основу которой составляет экологический анализ того, как управлять космическим кораблем-Землей. В этом документе указывается, что сохранение физических свойств среды и охрана растительных сообществ планеты — это тот минимум, который необходим для поддержания системы жизнеобеспечения. Атмосфера, океан и почва дают жизнь растениям, а они обеспечивают существование всех животных, и в то же время представляют собой важнейший фактор, препятствующий эрозии почвы.

Кроме того, Международная программа охраны природы постулирует необходимость сохранения генетического разнообразия. В процессе эволюции возникло великое множество разнообразных живых существ, появившихся в результате естественного или искусственного отбора. При вымирании видов происходит непрерывная потеря биологических ресурсов, и это обязательно скажется на будущем благополучии человечества. В Международной программе охраны природы впервые выдвинута концепция оптимального использования экосистем Земли. Согласно этой концепции, все население земного шара может рассчитывать на удовлетворительные условия существования до тех пор, пока система жизнеобеспечения используется нормально и не происходит подавления других обитателей "космического корабля", ведущего к их гибели. Многие представители флоры и фауны Земли могут оказаться в будущем более полезными, чем это представляется сейчас.

12.10.2. Загрязнение-результат ошибок в эксплуатации системы жизнеобеспечения

До самого последнего периода истории Земли живые системы планеты эволюционировали почти в полной гармонии с атмосферой, гидросферой и литосферой, не испытывая влияния человеческой деятельности. Но по мере развития сельского хозяйства и промышленности воздействие человека на среду стало все заметнее. Повсеместная индустриализация, особенно развернувшаяся за последние два столетия, привела к потенциально опасным уровням загрязнения среды.

Можно сказать, что загрязнение — это поступление в окружающую среду каких-либо веществ или энергии в таких больших количествах или в течение столь длительного времени, что эти вещества или энергия начинают наносить ущерб людям и окружающей их природе. Легко распространяясь от одних компонентов системы жизнеобеспечения к другим, загрязнение в той или иной степени влияет на все параметры среды — антропогенные и природные, физические и биотические. Например, поступление в атмосферу чрезмерного количества некоторых газов ведет к возникновению "кислотных дождей" (гидросфера), которые в свою очередь приводят к закислению почвы (литосфера), а также к глубоким изменениям в лесных и водных экосистемах (биосфера), разрушению зданий и других объектов человеческой деятельности.