Проблема углекислоты и антропогенная редукция биосферы
50% и более.
Весьма ощутимо вырождение лесов при значительном загрязнении
воздуха. Летучая зола, угольная и коксовая пыль закупоривают поры листьев,
уменьшают доступ света к растениям и ослабляют процесс ассимиляции.
Загрязнение почвы выбросами пыли металлов, мышьяковой пылью в соединении с
суперфосфатом или серной кислотой отравляет корневую систему растений,
задерживая ее рост. Токсичен для растений и сернистый ангидрид. О том, как
действует загрязненный воздух на растительность, можно судить по следующему
примеру. В Рурском бассейне деревья прекращают расти в высоту и увеличивать
толщину ствола. Однако при этом ветви разрастаются вбок, улавливая еще
больше загрязненного воздуха, что также тормозит их рост. Если за пределами
Рура (в 10 км от северной его границы) 70-летние насаждения сосны имеют
среднюю высоту 20 м и диаметр ствола 27 см, то в зоне загрязнения их высота
— 7 м, а диаметр ствола — 25 см. Полностью уничтожается растительность под
воздействием дымов и газов медеплавильных комбинатов в непосредственной
близости от них. Ущерб растительному покрову, и в первую очередь лесам,
наносится при выпадении кислых осадков в результате разноса соединений серы
на сотни и тысячи километров. Выбросы предприятий уничтожают почвенный
покров в радиусе нескольких километров. Региональное деструктивное
воздействие на лесные почвы оказывают кислые осадки. Ощутимое уменьшение
биомассы лесов происходит, по-видимому, и из-за пожаров.
Земледелие в наше время — мощный процесс, ведущий к быстрому
уменьшению запасов гумуса в почвах и выделению СО2. Больше всего гумуса
теряется в результате сильной эрозии и выдувания. В США, сильно
пострадавших от этих процессов, они изучены особенно тщательно. Для
возделываемых почв этой страны установлена средняя скорость смыва в 22—30
т/га в год. В смываемом материале содержание гумуса около 2%.
Следовательно, ежегодный вынос органического вещества с каждого гектара
земледельческих площадей США достигает 0,25—0,35 т (в пересчете на
углерод). Если взять за средний показатель потерь углерода из гумуса 0,3
т/га в год и использовать для получения минимальной оценки его убыли в
результате ускоренной денудации со всех возделываемых земель мира площадью
около 1,5 млрд. га, то в этом случае потери могут быть определены в 0,45
млрд. т в год.
Помимо этого возделываемые земли теряют гумус из-за его окисления
при распашке почвы и выжигании растительности при подсечно-огневой системе
земледелия. Постоянная потеря гумуса почвами замечена, когда в них
истощаются запасы азота, не восполняемые удобрениями! В этом случае почвы
теряют в среднем 0,37 т/ га в год углерода из гумуса, тогда как внесение
навоза в дозе свыше 6 т/га в год ведет к постепенному накоплению гумуса со
скоростью 0,08 т/га в год в пересчете на углерод.
В развитых странах в наше время азотное истощение почв
компенсируется внесением минеральных азотных удобрений и посевами бобовых
культур. Всего в мире в середине 70-х годов XX в. производилось около 40
млн. т связанного азота и примерно столько же его вносилось на
возделываемые земли с «зелеными удобрениями». В то же время на
земледельческих площадях развивающихся стран происходит убыль почвенного
азота и разложение гумуса. Допуская, что этот процесс затрагивает пахотные
земли площадью около 0,7 млрд. га, получим цифру потерь углерода гумуса
порядка 0,3 млрд. т в год.
Избыточная пастьба в тундрах, лесах, на лугах и особенно на
засушливых землях приводит к их разрушению. В настоящее время особенно
большой ущерб перевыпас наносит аридным землям Африки, Евразии, Латинской
Америки и Австралии. Если допустить, что на ежегодно захватываемых этим
процессом б—7 млн. га происходит замещение тропической растительности типа
саванны на полупустынную и пустынную, то потери органического вещества
должны составить в этом случае около 11 т/га в год, а всего в среднем 0,07
млрд. т. Одновременно с onycтыниваемых площадей постепенно удаляется почва
с ее органическим веществом. При этом запасы органического вещества в
почвах саванны весьма велики и отличаются от запасов пустынь на порядок.
Поэтому антропогенные пустыни, общая площадь которых сейчас достигла 1
млрд. га, по-видимому, являются устойчивым источником выноса органического
вещества, в большинстве своем окисляемого. Только ежегодный вынос ветрового
материала в океан в настоящее время может достигать не менее 2 млрд. т,
причем содержание Сорг в нем в среднем составляет 2,9% . Таким образом,
эоловый вынос в океан органического вещества, по-видимому главным образом
почвенного гумуса, может быть близок к 0,06 млрд. т.
Осушение болот приводит к окислению части накопленного в торфяниках
органического вещества. Кроме того, при удалении метрового слоя болотных
вод с площади в 1 га дополнительно высвобождаются и окисляются десятки тонн
растворенного органического вещества.
Орошение земель также в ряде случаев приводит к потерям почвы (до
1000 т/га в год) в результате ирригационной эрозии. В то же время
правильная мелиорация бедных пустынных земель, наоборот, мероприятие,
которое увеличивает ресурсы органического вещества в почве. В настоящее
время ежегодно 0,2—0,3 млн. га орошаемых земель превращаются в пустоши из-
за засоления и заболачивания. После этого они чаще всего быстро
разрушаются.
Строительство и рост городов, создание коммуникаций и горные
разработки ведут, как правило, к полному разрушению почвенно-растительного
покрова, хотя затем на части охваченных этими процессами территорий
создаются культурные почвы и растительность. Это лишь отчасти компенсирует
потери органического вещества. В настоящее время размах строительства
городов и коммуникаций и добыча полезных ископаемых увеличивается так
быстро, что за последнюю четверть XX в. площадь городов выросла примерно на
63 млн. га, т. е. стала больше в 2,5 раза. К концу 60-х — началу 70-х годов
площадь земель под строениями, наземными коммуникациями и городскими
парками составляла 300 млн. га, а к 2000 г., она удвоится. Если сейчас
ежегодно горными разработками перемещается около 100 млрд. т породы, то к
2000 г. эта цифра увеличится примерно в 6 раз. Это означает, что несколько
десятков миллионов гектаров суши будут представлять собой земли, нарушенные
горными разработками. Очевидно, не будет преувеличением считать, что
ежегодно строительные работы и горная добыча разрушают почвенно-
растительный покров на площади 5—10 млн. га, что ведет к убыли запасов
органического вещества биосферы, исчисляемой десятками и сотнями тонн в
сухом весе с 1 га. Даже самый осторожный подсчет должен дать суммарную
цифру ежегодных потерь в несколько сот миллионов тонн органического
вещества.
Мероприятия по увеличению биомассы и органического вещества
биосферы в настоящее время отстают по своим масштабам от процессов, ведущих
к редукции биосферы. Так, площади лесопосадок превышают площади сведенных
лесов лишь в некоторых развитых странах. За 1980—1990 гг. площадь лесов
должна была увеличиться в ФРГ на 129 тыс. га, в Испании — на 1936 тыс., в
Финляндии — на 503 тыс., в Ирландии — на 84 тыс., в Новой Зеландии —на 521
тыс. и в Нидерландах — на 21 тыс. га. В сумме это составляет увеличение
лесистости на общей площади перечисленных стран примерно на 32 тыс. га в
год.
Суммарная потеря углерода, органического вещества в наземной
биосфере, только по приведенным оценкам, составляет 5—6 млрд. т в год.
Однако в действительности она, конечно, больше, так как мы не могли оценить
потерь биомассы и гумуса при дигрессии лесов, осушении болот. Можно
утверждать, что антропогенная редукция биосферных резервуаров углерода на
суше (в первую очередь таких, как фитомасса и гумус почвы) играет сейчас не
меньшую, а, быть может, большую роль в нарушении круговорота углерода и
увеличении концентрации атмосферного СО2, нежели сжигание ископаемого
топлива.
О том, какую роль будет играть в накоплении атмосферного СО2
дальнейшая антропогенная редукция биосферы, можно судить по прогнозам
изменения мирового земельного фонда. К сожалению, общие прогнозы такого
рода сделаны на неопределенное время. Поэтому мы воспользуемся лишь
прогнозами исполкома ЮНЕП по эволюции возделываемых земель и сокращению
площади лесов, дающих коммерческую древесину. Площадь может к 2000 г.
сократиться в 2 раза.
В настоящее время обсуждаются различные меры, которые могли бы
воспрепятствовать нарастающему «антропогенному перегреву» Земли. Существует
предложение извлекать избыток СО2 из воздуха, сжижать и нагнетать в
глубоководные слои океана, используя его естественную циркуляцию. Другое
предложение заключается в том, чтобы рассеивать в стратосфере мельчайшие
капельки серной кислоты и уменьшать тем самым приход солнечной радиации на
земную поверхность. Однако Г. В. Баринов указывает, что рассеивание
аэрозолей в атмосфере — недостаточно обоснованный метод.
Огромные масштабы антропогенной редукции биосферы уже сейчас дают
основание считать, что решение проблемы СО2 должно осуществляться путем
«лечения» самой биосферы, т. е. восстановления почвенного и растительного
покрова с максимальными запасами органического вещества вс
| |  скачать работу |
Проблема углекислоты и антропогенная редукция биосферы |
