Проблема взаимоотношений человека с природой - одна из самых острых и неотложных забот человечества. Современное индустриальное производство с его существующими технологиями оказывает на природу негативное воздействие. Так, в атмосферу Земли ежегодно выбрасывается около 200 млн. т окиси углерода, более 50 млн. т различных углеводородов, около 146 млн. т двуокиси серы, 53 млн. т окислов азота. Ежегодно на земном шаре сжигается более 7 млрд. т условного топлива, в результате чего в атмосферу поступает 34*1015 ккал тепла. Из недр Земли извлекается около 100 млрд. т руд и строительных материалов. Водозабор для хозяйственно-бытовых нужд ежегодно составляет свыше 10 % стока рек. За последние 50 лет концентрация углекислоты в атмосфере возросла на 10 – 12 %, а содержание твердых, взвешенных частиц в воздухе только за последние 10 лет повысилось на 12 %. Аналогичное положение наблюдается с загрязнением водных, почвенных и других компонентов биосферы [1]. В 70-х годах 20 века на Урале открыт дискуссионный клуб дома ученых бывшего Уральского научного центра, ныне Уральское отделение Российской Академии наук. Открыт этот клуб был членом Центрального совета Всероссийского общества охраны природы, писателем Б.С. Рябининым и директором Института экологии животных и растений академиком С.С. Шварцем. В ходе дискуссий был сделан вывод о том, что человек должен очень осторожно вторгаться в законы природы, чтобы не сделать большой беды. Для этого нужны грамотные специалисты, умеющие оценить ситуацию и предложить техническое решение по проблеме рационального природопользования. Следует отметить, что масштабы деятельности человека в настоящее время уже сопоставимы с глобальными природными процессами формирования и эволюции биосферы. В связи с этим одной из острейших проблем стала проблема охраны биосферы - оболочки Земли, занятой веществом - совокупностью всех организмов, населяющих планету. В настоящее время важное значение имеет формирование «экологического мировоззрения» самого человека, понимание его места в биосфере. Решение проблемы рационального природопользования предполагает планомерное экологическое воспитание всех членов общества и особенно тех, кто принимает решение об использовании природных ресурсов, развитии новых технологий и производств. Большое внимание к проблемам рационального природопользования связано с принятием ряда государственных нормативных актов по охране водного, земельного и лесного фондов, рациональному использованию и охране охотничьих животных, заповедному делу и др. ПРОБЛЕМЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ Человек и биосфера Окружающая природная среда, включающая в себя естественные ресурсы и природные условия, необходимые для существования человека, находится в постоянном взаимоотношении с обществом на всех этапах его развития. На современном этапе развития общества научные основы рационального природопользования должны исходить из понятия о единстве биосферы как живой оболочки Земли. Географическая оболочка планеты Земля состоит из литосферы, атмосферы, гидросферы. Биосфера, или «сфера жизни», пронизывает собой все другие оболочки и практически совпадает с понятием «географическая оболочка Земли» с некоторой корректировкой её масштабов в сравнении с другими сферами. Распространенность «сферы жизни», иначе биосферы, определяется не только по наличию живых организмов, но и по следам их жизнедеятельности, т.е. активно преобразованной живыми организмами материи. За верхнюю границу биосферы, в зависимости от широтной ориентации, принимают расстояние в пределах 10-15 км, или зону тропопаузы. В высоких слоях атмосферы на границе тропосферы и стратосферы жизнь присутствует только в виде покоящихся спор грибов и бактерий. Нижней границей биосферы являются самые глубокие слои осадочных пород на дне океанических впадин (более 11 км ниже уровня моря). Суммарная протяженность по вертикали тогда составляет приблизительно 25 - 30 км [1]. Наиболее густонаселенной зоной жизнедеятельности живых организмов, соприкасающихся с человеком, является верхний слой (евфотическая зона) океана глубиной немногим более 100 м и поверхность Земли до границ обитания человека (примерно 5 км над уровнем моря), она и составляет современную экосистему Земли. Исходя из самого понятия биосферы и глобальных масштабов воздействия на неё человека, имеющееся до сих пор отношение человека к природе нельзя признать удовлетворительным для сегодняшнего дня. Охрана отдельно взятых природных ресурсов не обеспечивает общей охраны биосферы как единой системы, ибо при этом господствуют частные методы и подходы, выработанные в процессе использования только данного вида ресурсов. Задача состоит в том, что выработать новую гарантированную, комплексную систему охраны биосферы и уже на её основе осуществлять более разумный дифференцированный подход к вопросам рационального использования отдельных природных ресурсов. Возникновение учения о биосфере связано с именами многих выдающихся естествоиспытателей, однако широкое развитие и всеобщее признание учение о биосфере получило благодаря идеям выдающегося советского минералога и геохимика В.И Вернадского, опубликовавшего в 1926 г. свои лекции по биосфере. Из его высказываний следует, что химическое состояние наружной коры планеты, биосферы всецело находится под влиянием жизни, определяется живыми организмами. Живые организмы, совокупность жизни, превращают космическую, лучистую энергию в земную, химическую и создают бесконечное разнообразие нашего мира. Они своим дыханием, своим питанием, своим метаболизмом, постоянным использованием своего вещества, а главное - длящейся сотни миллионов лет непрерывной сменой поколений, рождением, смертью и размножением порождают одно из грандиознейших планетных явлений, не существующих нигде, кроме биосферы [2]. Основа динамического равновесия и устойчивости биосферы - круговорот вещества и превращения энергии. В.И. Вернадский рассматривал биосферу не как простую совокупность живых организмов, а как общий процесс жизни на Земле, который исторически основан на постоянном взаимодействии всего живого с неорганическими условиями среды. Отсюда следует биосферу рассматривать как целостную глобальную экологическую систему, обладающую определенной структурой и устойчивостью, с присущими ей особенностями формирования и развития. Такое понимание биосферы как сложно организованного единого целого особенно важно сейчас, когда техногенное воздействие человека на природу достигает небывалых масштабов и способно вызывать планетарные изменения окружающей среды. Это обстоятельство должно иметь первостепенное значение при разработке системы рационального использования природных ресурсов и природоохранных мероприятий. Со времени появления первых фотосинтезирующих клеток, что сопряжено с древнейшими осадочными породами Земли, прошло более двух миллиардов лет. В пределах этого времени по данным палеонтологии и геохимии выделен ряд древних биосфер Земли (докембрийская, палеозойская, мезозойская, кайнозойская), каждая из которых характеризуется определенными палеографическими условиями, особенностями развития органического мира и спецификой биогеохимических процессов. Современная биосфера является итогом длительного исторического развития всего органического мира в его взаимодействии с неживой природой. Она прошла тоже значительную эволюцию со времени появления человека, т.е. на протяжении последних 2 - 3 млн. лет. Биогеоценоз является элементарной единицей биосферы. Этот термин ввел в науку академик В.Н. Сукачев. В пределах каждого ландшафта может быть выделен ряд биогеоценозов. Биогеоценоз обозначает участок биосферы, через который нельзя провести ни одну существенную почвенно- геохимическую, гидрологическую, геоморфологическую и другие границы. Это значит, что биосфера делится на биогеоценозы, которые объединяются в системы более высокого ранга, отличающиеся определенными природными особенностями (например, ландшафты степной и лесной зоны). Биоценоз система взаимосвязанных растений, животных и микроорганизмов, является составным элементом биогеоценоза. В формулировке В.Н Сукачева биогеоценоз - это совокупность, на известном протяжении земной поверхности, однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая свою специфику взаимодействия этих слагаемых её компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и с другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении и развитии [3]. Преобразующая деятельность человека приводит в настоящее время к изменению не только отдельных биогеоценозов, но и целых ландшафтов. Например, аграрный и городской ландшафты исключительно результат деятельности человека. Производственная деятельность человека становится мощным геохимическим фактором, влияющим на развитие современной биосферы. Система рационального природопользования должна в обязательном порядке учитывать эти важнейшие особенности биосферы, взаимосвязь и взаимозависимость между отдельными её компонентами. Влияние цивилизации общества на биосферу В настоящее время в условиях технически развитого общества производственная деятельность человека является мощной геохимической силой, которая способна к преобразованию природы земной поверхности и изменению хода ряда геохимических процессов. Это выражается в ускорении миграции химических элементов на Земле, в значительном усилении многих химических процессов, создании и вовлечении в биохимический круговорот большого количества новых соединений и химических процессов, освоении и использовании в производстве ряда элементов, которые не играли существенной роли в геохимическом круговороте на протяжении геологической истории Земли. В результате техногенной деятельности человечества биосфера Земли преобразуется и становится, по определению В.И. Вернадского, ноосферой «сферой разума» [4]. Сущность и своеобразие ноосферы состоит в том, что в ней, наряду с природными процессами, чрезвычайно важное значение имеют социальные закономерности, характер общественно-экономических формаций, существующих на Земле. Таким образом, ноосфера - сфера труда и разума - является ареной борьбы различных идеологий, определяющих тенденции в отношении общества к окружающей среде и использованию её ресурсов на благо человека. Формы воздействия человека на окружающую среду чрезвычайно разнообразны. Подавляющее большинство негативных последствий человеческой деятельности связано с несовершенством технологий современных производств и выбросом в окружающую среду огромного количества экологически несовместимых отходов. Сама природа в процессе эволюции выработала «безотходное производство». Любые продукты, образованные одним биологическим звеном, тут же включаются в общий круговорот вещества в биосфере и утилизируются в нем. В отличие от этого многие производственные отходы не поддаются или поддаются с трудом биологической переработке и утилизации в биосфере. Идет накопление отходов, нарушается самоочистительная функция биосферы, нарушается экологическое равновесие и в итоге создается ряд опасностей и трудных проблем для самого человека. К примеру, пластмассы, полиэтиленовые пленки, молочные пакеты и другие массовые производства с небольшим сроком службы не поддаются биологической утилизации в биосфере. Есть приемлемый способ уничтожения таких отходов - сжигание, однако возникают проблемы по сбору, сортировке и утилизации отходов. Другой способ - рециклирование, т.е. возвращение отходов в промышленный процесс и утилизация на том же или смежных производствах. Значимую проблему, связанную с загрязнением окружающей среды, составляет эвтрофикация водоемов, вызываемая избытком питательных солей, прежде всего фосфатов. Источником последних являются бытовые сточные воды, легкорастворимые искусственные минеральные удобрения, выщелачиваемые из почв и мигрирующие в водоемы. Для примера, ежегодные потери вносимых в почву минеральных солей составляют 25 % и более. Так, в Белоруссии, в условиях сильного увлажнения осенью 1974 г. на торфяных почвах суммарные потери калия, азота и кальция достигали в некоторых местах более 750 кг на 1 га. К опасным химическим загрязнителям среды относятся ядохимикаты, применяемые для борьбы с сорняками и насекомыми - вредителями, могильники радиоактивных изотопов и др. Характерная черта нашего времени - урбанизация - всё возрастающая концентрация населения в городах. За 40 лет (например, с 1920 по 1960 г.г.) городское население мира увеличилось втрое, а в 2000 г., по существующим прогнозам, оно возрастет более чем в три раза и достигнет 3 млрд. человек. В Российской Федерации и СНГ в городских поселениях живет около 60 % населения, а в 2000 г. в них будет сосредоточено около 85 %. В ряде стран (США, Япония, Индия) возникли сверхгорода (мегаполисы). Так, например, предполагается, что в США в трех таких городах-гигантах будет сконцентрировано около половины населения страны. Только одно объединение БостонВашингтон создаст численность 80 млн. человек (1/4 часть населения США). Уже в 1980 г. население Токио с пригородами (промышленный пояс Токай-до) достигло 65 млн. человек. При высокой плотности население оказывается в условиях сильно преобразованной, высокотехногенной окружающей среды. С большим подъемом уровня жизни, развитием техники, науки, культуры наблюдается значительное ухудшение качества окружающей человека среды. Возрастает загазованность и запыленность атмосферы, происходит ухудшение качества источников водоснабжения, загрязнение почвы, изменяется режим солнечной радиации, увеличивается шумовой фон и др. Воздействие комплекса неблагоприятных факторов в условиях крупного города приводит к перенапряжению психических и физиологических возможностей человека, вызывая у него стрессовое состояние. Следует помнить два вида последствий, говоря о неблагоприятном воздействии человеческой деятельности на ресурсы биосферы. Уже сегодня отмечается исчезновение или нарушение отдельных звеньев природы. Имеются Красные книги по растительному и животному миру. Неразумное отношение к природе, основанное на сиюминутной выгоде, без учета всей сложности взаимодействия природных процессов и наносимого им ущерба и есть основа возникновения отдельных неблагоприятных последствий сегодняшней деятельности человека.