Учебник Биология - ВУНМЦ 2000

Глава 6. БИОЦЕНОТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО

6.2. МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ АНТРОПОГЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДЫ

6.2.6. АНТРОПОГЕННАЯ ЭКОСИСТЕМА

Для антропогенных экосистем характерно преобладание искусственной среды над естественной (рис. 303). К антропогенным экосистемам относят города, сельские поселения, транспортные коммуникации. В этих системах доминирующим экологическим фактором является человек и его хозяйственно - культурная деятельность. Города - особая среда обитания человека, представляющая собой сочетание высокоразвитых промышленных и социально - бытовых условий. Несколько лет назад появился термин урбанизация. Процесс урбанизации - мощный экологический фактор, сопровождающийся преобразованием природных экосистем, массовым выбросом различных отходов в окружающую среду. Этот процесс связан с превращением естественных ландшафтов в искусственные под влиянием городской застройки. Человек осваивает неосвоенные пространства, формирует их в соответствии со своими потребностями (рис. 304).

Рис. 303. Основные типы экосистем. Цифрами обозначены: 1 - тундры, 2 - болота, 3 - степи, 4 - леса, 5 - луга, 6 - пресноводные водоемы, 7 - моря, 8 - экосистемы подземных вод, 9 - экосистемы высокогорных ледников, 10 - экосистемы океанических глубин, 11 - сельскохозяйственные экосистемы, 12 - лесные культуры, 13 - морские "огороды", 14 - экосистемы биологических очистных сооружений, 15 - города и промышленные предприятия, 16 - экосистемы биологических очистных сооружений, 17 - рыборазводные пруды, 18 - культура дождевого червя, 19 - плантации шампиньонов.

Рис. 304. Связь городской экосистемы с другими экосистемами. Цифрами обозначены: 1 - загрязнение, 2 - ресурсы, 3 - сельскохозяйственные машины, 4 - горючее, 5 - удобрения, 6 - пестициды, 7 - предметы быта, 8 - переработанная сельскохозяйственная продукция, 9 - сырье, 10 - продукты питания, 11 - вода, 12 - продукты питания, 13 - энергия, 14 - ресурсы.

В Европе доля городского населения с 1950 по 2000 г. г. возрастет с 56 до 79%. По прогнозам ООН к 2000 г. половина населения мира будет жить в городах. Город - экосистема, созданная человеком. Главная особенность городов - большая плотность населения. К крупнейшим городам мира относят Мехико (19 млн. человек), Сан - Паулу (18 млн.) и др. Появление таких крупных городов (мегаполисов) связано со слиянием десятков близко расположенных городов и поселков в единую систему, занимающую большие пространства. Городам сопутствует нехватка жилья для населения, загрязнение окружающей среды, шум, травматизм, заболеваемость, преступность, терроризм и т.д.

Крупный город изменяет все компоненты природной среды: атмосферу, растительность, воду, рельеф, почву, климат.

Город - центр культуры, образования. Он много дает человеку в его культурном развитии, выборе профессии, обеспечении современными условиями существования. Но в городе человек находится в трудных условиях существования. Темпы адаптивных возможностей не всегда успевают за темпом роста научно - технического прогресса. Городские жители терпимы к шуму, высокой плотности населения. Но они подвержены стрессам, иммунитет часто бывает снижен, что приводит к различным заболеваниям. Отмечается рост гиподинамии, аллергических заболеваний, болезней сердечно - сосудистой системы, органов пищеварения, болезней крови, онкологических заболеваний. Одной из причин может быть загрязнение окружающей среды.

В крупных городах велико загрязнение воздушного бассейна (рис. 305). По данным ВОЗ наибольшие превышения предельно допустимых норм концентрации диоксидом серы, зафиксированы в Милане, Лондоне, Мадриде и других крупных городах мира.

Рис. 305. Соединение загрязнителей в атмосфере.

Аэрозольные загрязнения приводят к повышению облачности, нарушают теплообмен и способствуют увеличению месячной, годовой температуры в городах по сравнению с окружающей средой, что отрицательно сказывается на здоровье горожан. В атмосферный воздух городов с технологическими выбросами промышленных предприятий и электростанций, с выхлопными газами автомобилей и авиационного транспорта поступает огромное количество пыли, золы, диоксида серы, азота, фенола, оксидов углерода и других веществ.

С действием атмосферных загрязнителей связаны токсические туманы, наблюдаемые в периоды неблагоприятных метеоусловий, сопровождающиеся резким увеличением концентрации сернистого газа и взвешенных веществ (рис. 306). Это отрицательно сказывается на здоровье людей, особенно страдающих сердечно - сосудистыми и бронхолегочными заболеваниями. Многие аллергические заболевания связаны с загрязнением воздуха биологическими продуктами, такими как белковая пыль. Задымленность воздуха снижает интенсивность ультрафиолетовой радиации зимой на 30%, летом - на 5%. Развивается световой голод, вызывающий авитаминоз D, и связанная с ним утомляемость, снижение иммунитета.

Рис. 306. Схема образования кислотных дождей.

Загрязнение атмосферы отрицательно сказывается не только на здоровье людей, но и негативно влияет на городскую флору, фауну, почву, памятники архитектуры, искусства, на работу транспортных средств.

Город потребляет огромное количество воды, но лишь незначительную ее часть человек использует на личные нужды. Основную часть воды тратят на производственные процессы. Использованная вода возвращается в природу загрязненной различными отходами: тяжелыми металлами, нефтепродуктами, органическими соединениями и т.д. Так, например, через канализационные сети Москвы ежегодно сбрасывается около 2,4 млрд. тонн загрязненных сточных вод. Загрязнение воды тяжелыми металлами (ртутью) способно вызвать тяжелую интоксикацию организма. В 1956 г. в шести городах Японии была зарегистрирована странная болезнь, названная впоследствии болезнью Минамата. У больных возникали поражения почек, нервной и кровеносной систем. Жители данной местности употребляли в пищу морепродукты, содержащие большое количество ртути, которая попадала в море вместе с промышленными отходами химических заводов.

В питьевой воде некоторых городов обнаружены диоксины, обладающие высокой токсичностью. Выявлено, что химические предприятия Уфы ежесуточно сбрасывают в реку Уфу около 0,3 кг диоксина.

Главными источниками загрязнения почвы являются тяжелые металлы - отходы металлургического производства, угольные, тепловые электростанции, автотранспорт. Только один алюминиевый завод выбрасывает в год около 700 тонн фтора. Загрязнение почвы отмечается на удалении до 20 км от источника.

Весьма опасные загрязнители - промышленные и бытовые свалки. Например, посчитано, что количество мусора на каждого горожанина составляет до 600 кг в год. В США производят мусора 520 кг в год на одного жителя, в Москве - 320 кг. Свалки опасны еще и тем, что служат местом обитания грызунов, являющихся распространителями и источниками таких заболеваний, как чума, бешенство, туляремия и др. В загрязненной почве размножаются мухи, переносчики различных инфекций.

Одна из форм загрязнения окружающей среды - отрицательное воздействие шума на человека. Шум бывает бытовой, производственный, транспортный, авиационный, городской и т.д. Основным источником городского шума служат промышленные предприятия и транспорт. Шум приводит к повышению утомляемости, неврозам, росту сердечно - сосудистых заболеваний, является постоянным раздражителем нервной системы. Многолетнее воздействие шума ведет к ухудшению слуха, расстройствам сна. Разработаны нормы допустимых уровней внешнего шума от различных источников. Допустимый шум уличного движения у стен домов составляет днем 50 дБ, а ночью - 40 дБ. Общий уровень шума в жилых помещениях не должен превышать днем 40 дБ, а ночью - 30 дБ.

Для ликвидации шумового загрязнения используют шумозащиту - комплекс мероприятий по снижению шума.

Транспорт может быть не только источником шума, но и загрязнять вредными компонентами (окисью углерода, углеводородами, окисью азота, канцерогенами) окружающую среду. В отработанных газах автомобилей содержится около 280 вредных веществ. Автомобили используют кислород атмосферы и большое количество топлива. Выхлопные газы - одна из причин образования смогов, выпадения кислотных осадков, роста респираторных заболеваний. В городе Москве 2/3 общего загрязнения атмосферы приходится на автомобильный транспорт. Один из эффективных путей снижения загрязнения воздуха от автотранспорта - улучшение качества топлива, замена двигателей внутреннего сгорания на экологически чистые (электромобили).

Города полностью или частично лишены продуцентов и поэтому называются гетеротрофными. Главная особенность экосистемы городов в том, что в них невозможно экологическое равновесие. Все процессы регулирования потоков вещества и энергии человек берет на себя. Человек должен регулировать как потребление энергии, сырья для промышленности, пищи для людей, так и количество ядовитых отходов, поступающих в атмосферу, воду, почву в результате деятельности промышленных объектов и транспорта.

Проблемы экологии городов связаны с уменьшением выбросов в окружающую среду различных загрязнителей и защитой от них воды, атмосферы и почвы. Эти проблемы решают, создавая малоотходные технологии, эффективные очистные сооружения.

Большое влияние на экологию города оказывают зеленые насаждения, улучшающие микроклимат, улавливающие пыль, газы и благотворно влияющие на психическое состояние горожан. По мере насыщения городов зелеными насаждениями увеличивается разнообразие городской фауны. В городах средней полосы России обитает до 1/3 всех видов птиц, живущих в данной местности.

Процесс урбанизации отдельных видов животных и птиц базируется на отборе особей, не боящихся человека. Они создают устойчивые многочисленные популяции, размножающиеся в городских условиях. Затем формируется настоящая городская экосистема с продуцентами, консументами, редуцентами. В этой экосистеме большое участие принимает человек. Роль продуцентов могут играть отходы и мусор, производимый горожанином, и подкормка, которую он осуществляет.

Потребность городских жителей в регулярном общении с природой - одна из жизненно важных. Сбережение естественных участков природы в городах имеет важнейшее значение для биосферы.