Антропогенное воздействие как геологический и геохимический фактор эволюции биосферы

 
Институт мировых ресурсов сообщает, что существует связь между биоразнообразием и изменением климата. В связи  с усилением глобального потепления и уменьшения видов и их местообитаний, шансы на адаптацию экосистем естественным образом уменьшаются. 

Исчезновение тропических лесов

Тропические леса когда-то покрывали 14% поверхности суши Земли. Сегодня, тропические леса занимают лишь 2% всей поверхности Земли и 6% поверхности суши в мире. Тем не менее, эти оставшиеся пышные тропические леса поддерживают более половины дикорастущих растений и деревьев нашей планеты и половину дикой природы во всем мире. По оценкам экспертов, последние оставшиеся тропические леса могут быть использованы меньше чем за 40 лет.

Тропические леса Амазонки, величайший из оставшихся в мире природных ресурсов, является самым мощным и биологически разнообразным природным явлением на планете. Они считаются "легкими нашей планеты", поскольку они обеспечивают существенные услуги по непрерывной переработке углекислого газа в кислород. Подсчитано, что они производит более 20 % кислорода Земли.

Биоразнообразие тропических лесов настолько обширно, что учеными были изучены менее 1% из миллионов видов, их населяющих, на содержание активных компонентов и их возможное использование. Почти половина видов растений, животных и микроорганизмов будут уничтожены или находятся под угрозой исчезновения в ближайшие четверть века из-за вырубки тропического леса. Ученые подсчитали, что из-за вырубки тропического леса мы теряем каждый день более 137 видов растений и животных. Это приравнивается к 50000 видов в год.

В настоящее время, 121 лекарства, отпускаемые по рецепту, продающиеся по всему миру, происходят из растительных источников. 25% Западной фармацевтической получены из ингредиентов из тропических лесов. Национальный институт рака США выявил 3000 растений, которые активны в отношении раковых клеток. 70% этих растений находятся в тропическом лесу. Двадцать пять процентов активных ингредиентов сегодняшних препаратов, применяемых в борьбе с раком получены из организмов, встречающихся только в тропических лесах.

Истощение озонового слоя

Озоновый слой в основном расположен в нижней части  стратосферы, области примерно от 10 до 50 км над поверхностью Земли, который содержит относительно высокие концентрации озона (O3). Хотя концентрация озона в озоновом слое очень мала, она поглощает 93-99% солнечного ультрафиолетового света, который являются потенциально опасным для жизни на Земле.

Озон в стратосфере  Земли создается за счет расщепления ультрафиолетовым светом молекул кислорода (O2), разбивая их на отдельные атомы кислорода (атомарный кислород); атомарный кислород затем соединяется с молекулой O2, образуя озон O3. Молекулы озона также неустойчивы (хотя в стратосфере они долговечные) и под действием ультрафиолетового света озон распадается на молекулы О2 и атом атомарного кислорода, процесс, называемый озоно-кислородным циклом, продолжается. 
УФ-излучение делится на три категории, исходя из его длины волны, они называются УФ-А (400-315 нм), УФ-В (315-280 нм) и УФ-С (280-100 нм). UV-C, который очень вреден для человека, полностью отсеивается озоновым слоем на уровне около 35 км над уровнем моря. УФ-В излучение может быть вредным для кожи и является основной причиной солнечных ожогов; чрезмерное воздействие может также вызвать генетические повреждения, в результате чего возникают такие проблемы, как рак кожи. Озоновый слой очень эффективно отсеивает УФ-В; так интенсивность излучения с длиной волны 290 нм на поверхности Земли в 350 миллиардов раз слабее, чем в верхней части атмосферы. Тем не менее, некоторая часть УФ-В достигает поверхности Земли. Большинство УФ-А достигает поверхности; это излучение значительно менее вредно, хотя оно потенциально может вызвать генетические повреждения.

Озоновый слой может быть исчерпан с помощью радикальных катализаторов, таких как оксид азота (NO), закись азота (N2O), гидроксил (ОН), атомарный хлор (Cl), и атомный бром (Br). Распад озона в стратосфере приводит к тому, что молекулы озона не в состоянии поглощать ультрафиолетовое излучение. Следовательно, непоглощенное и опасное уУФ-B излучение может достигать поверхности Земли. Уровень озонового слоя в северном полушарии падает на 4% за десятилетие. Примерно 5% снижение наблюдается вокруг северного и южного полюсов поверхности Земли, более обширные, но сезонные; это озоновые дыры.

В 2009 году, закись азота (N2O) являлся крупнейшим озоноразрушающим веществом, выбрасываемым в результате деятельности человека.

Социально-экономические последствия изменения климата

Основные экологические  проблемы, которые появились в ХХ столетим, и видимые изменения окружающей среды являются следствием разрушения экосистем. Хозяйственная деятельность человека разрушает естественные экосистемы, заменяя экосистемы на агросистемы, промышленные системы и инфраструктуры. Человечество передает поток органической энергии антропогенному каналу с помощью энергии ископаемого топлива, чтобы обеспечить питание и комфорт для людей. Таким образом, сбалансированные системы питательных веществ цикулируют и их механизмы нарушаются.

Нарушенные экосистемы являются источником выбросов питательных веществ в окружающую среду. Изменения в концентрации СО2 в атмосфере начались в конце 19 - начале 20-го века. Это свидетельствует о нарушении питательного цикла веществ, который означает, что промышленная деятельность человека нарушила пределы пропускной способности биосферы. В то время 20% естественных экосистем на континентах были уничтожены и человечество потребляло 1% чистой биологической продукции, произведенной растительностью. Эти значения можно рассматривать как количественные характеристики пропускной способности Земли. Из законов о биотической регуляции окружающей среды следует, что человечество должно учитывать необходимость ограничения и запретов, основанных на законах биосферы, такие как закон распределения потока органической энергии в зависимости от размеров организма. Это вытекает от теории о биотической регуляции, которая говорит, что устойчивое экологическое развитие возможно только в том случае, если человечество не превышает пределы емкости экосистем и биосферы.

Экологические проблемы Казахстан

Окружающая среда Казахстана очень уязвима. Территория республики состоит из степей, полупустынь и пустынь. Там существует уникальные внутри континентальные моря и озера, такие как Каспийское море, Аральское море, озера Балхаш, Зайсан и Алаколь. 
 
Казахстан сталкивается с рядом важных экологических проблем. В результате антропогенного воздействия на природную среду Республики Казахстан способность обеспечивать будущее экономическое и социальное развитие было нарушено практически на всей территории страны. 
 
Экстенсивное развитие сельскохозяйственного производства оставило след в виде деградации земель и обеднения ландшафтов. 60% территории страны подвержено опустыниванию, приводящему к снижению плодородия почв, что приводит к снижению эффективности животноводства и роста растений. В результате более чем 40 лет использования пахотных целинных и залежных земель, 1,2 млрд. тонн гумуса были потеряны из-за ветровой и водной эрозии. 
 
Нерациональное управление ирригационными проектами вызвало снижение уровня Аральского моря на 13 м и уменьшению его размера на 50%. Аральское море исчезло на глазах одного поколения. Аналогичная судьба ожидает озеро Балхаш. Интенсивное и нерациональное развитие орошаемого земледелия, а также регулирование водных стока в засушливых климатических условиях привели к дефициту воды в бассейнах малых и крупных рек, таких как Или, Сырдарья, Ишим и другие. В то время как потребность в воде в республике составляет 100 кубических километров в год, существующая обеспеченность составляет 34,6 кубических километров. По водообеспеченности на душу населения Казахстан занимает последнее место среди стран СНГ. 
 
Ежегодно более 200 миллионов кубических метров загрязненных сточных вод сбрасываются в поверхностные водоемы. В республике было выявлено более 3 тыс. источников загрязнения подземных вод, площадь которых составляет от нескольких до сотен квадратных километров,

 
Загрязнение воздуха в Казахстане является еще одной важной экологической проблемой. Кислотные дожди наносят вред окружающей среде как в пределах страны, а также влияют на соседние страны. В 1992 году Казахстан был четырнадцатым по самому высокому уровню в мире промышленных выбросов углекислого газа, который составил в целом 297,9 млн метрических тонн, 17,48 метрических тонн на душу населения. В 1996 году общее количество выбросов снизилось до 173,8 млн метрических тонн. Загрязнение от промышленных и сельскохозяйственных источников также наносит ущепб водным запасам страны. Источники ООН сообщают, что в некоторых случаях, загрязнение рек промышленными металлами в 160 до 800 раз превышает пределы приемлемых уровней.

 
Большинство предприятий перерабатывающего  и энергетического комплексов имеют несовершенные технологии, которые устарели и физически изношены, способствуя увеличению вредных выбросов. В начале 90-х годов около 6 миллионов тонн загрязняющих веществ (50% - тепловой энергии, 20% черной металлургии, 13% - цветная металлургия, 4% - химия и нефтехимия) было выброшено в воздух ежегодно. Области опасного загрязнения воздуха совпадают с местами концентрированного проживания. В Карагандинской и Павлодарской областях приходится 10,5 и 7,7 тонн выбросов в год соответственно на каждого жителя.  
 
В результате деятельности предприятий горно-металлургического комплекса более 20 миллиардов тонн промышленных отходов накопленны на территории Республики Казахстан с годовой выработкой около 1 млрд. тонн. 95% из общего объема добываемой руды попадает в отходы, зачастую чрезвычайно токсичные, и размещаются в местах непригодных для хранения. Годовой объем образования токсичных отходов в республике 84,4 млн, из них 63% - отходы цветной металлургии. Они сосредоточены в основном в следующих областях: Карагандинская область - 29,4%, Восточно-Казахстанская область - 25,7%, Костанайская область - 17%, Павлодарская область - 14,6%. 
 
Нефтяная и газовая промышленности занимает первое место среди отраслей промышленности по объемам инвестиций. Несмотря на это, в основных регионах добычи нефти и газа и нефтепереработки - Атырауской и Мангистауской областях, работы проводятся с использованием отсталых технологий и устаревшего оборудования, приводящим к авариям и утечкам нефти. В результате, общая площадь, занимаемая нефтяными загрязнениями в Западном Казахстане, составило 194 тыс. гектаров, а объем разлитой нефти составляет более 5 млн. тонн. 
 
Практика сжигания попутного газа в факелах также наносит значительный экологический и экономический ущерб. Повышенный тепловой фон и подкисление компонентов окружающей среды вокруг месторождений при сгорании газа оказывают негативное воздействие на почву, растительность и животный мир прилегающих к нефтяным комплексам районов, внося вклад в увеличение парникового эффекта. Безвозвратные потери газа составляют более 740 миллионов кубических метров в год. Существует поэтому зависимость повышенной заболеваемости населения в зоне Тенгизского нефтегазового месторождения (более чем в 6 раз выше областных показателей) от загрязнения атмосферного воздуха диоксидами серы и азота. 
 
Загрязнение Каспийского моря также является большой проблемой. В результате повышения уровня Каспийского моря более 200 нефтяных скважин и месторождений нефти оказались затопленными, в том числе крупнейшие - Каламкас и Каражанбас, это угроза не только для биологического разнообразия (в Каспийском море сосредоточены 90% мировых запасов осетровых рыб, большое количество орнитологических видов животного мира, эндемики - каспийский тюлень), но и для всей экологической системы Каспийского моря. За последние 10 лет промысловый вылов рыбы снизился в10 раз.

 
Как место для тестирования ядерных программ бывшего Советского Союза, территория подверглась воздействию высоких уровней радиоактивного излучения и существует значительное радиоактивное загрязнение. Страна также имеет 30 урановых рудников, которые добавляют к проблеме неконтролируемого выброса радиоактивности. Казахстан стремится к международной поддержке, чтобы убедить Китай прекратить испытания атомных бомб вблизи его территории из-за опасных последствий. 
 
Огромная территория Республики Казахстан была повреждена вследствие деятельности военных полигонов и космических запусков. За период между 1949 и 1991 годы на Семипалатинском испытательном ядерном полигоне было произведено 470 ядерных взрывов. Невозможно точно подсчитать число людей, которые умерли, число облученных людей достигло полумиллиона. На территории бывшего Семипалатинского ядерного полигона около 2 млн. га сельскохозяйственных земель подверглось радиоактивному загрязнению. 
 
Вызывает особую озабоченность плохое состояние леса, занимающиго всего 3% территории страны, являющимся местом обитания наиболее ценных и редких видов животных и 90% известных видов высших растений в республике. Огромный ущерб лесным ресурсам наносят пожары - только в 1997 году было сожжено более 200 тысяч гектаров лесных угодий. 
 
Дикая природа Казахстан находится под угрозой исчезновения из-за общего уровня загрязнения. По современным оценкам, некоторые районы страны не будут в состоянии поддерживать любые формы дикой природы к 2015 году. В районах, где загрязнение является наиболее сильным, уже вымерли 11 видов млекопитающих и 19 видов птиц и насекомых. Начиная с 2001 года, 15 видов млекопитающих, 15 видов птиц, 5 видов пресноводных рыб и 36 видов растений находятся под угрозой. Исчезающие виды включают архар, Аральский лосось, дрофа, снежный барс и тигр. Дикая монгольская лошадь недавно исчезла из дикой природы. 
 
Интенсивное загрязнение воздуха, воды и почв, деградация животного и растительного мира, а также истощение природных ресурсов привели к разрушению экосистем, опустыниванию и значительным потерям биологического и ландшафтного разнообразия, росту заболеваемости населения и смертности. Снижение качества жизни населения и неустойчивое развитие республики яплянтся последствием таких изменений. В то же время государственные расходы на охрану окружающей среды являются самыми низкими среди евро-азиатских стран. Они составляют не более 0,5 долл. США на человека в год. 
 
Природопользование находится в ведении Правительства РК через его центральные органы исполнительной власти, такие как Министерство охраны окружающей среды, Министерства экономики и бюджетного планирования, Министерства энергетики и минеральных ресурсов, Министерства сельского хозяйства и Агентства по управлению земельными ресурсами. Национальные и местные органы власти устанавливают процедуры по охране и использованию окружающей среды, фиксирует сборы по использованию ресурсов, регулируют деятельность природопользователей в соответствии с законом и проводит работы по воспроизводству биологических ресурсов.