Сергей Титов - Естествознание. Базовый уровень. 11 класс

По-видимому, началом активного воздействия ноосферы на биосферу следует считать неолитическую революцию. Тогда-то и возникло то, что в экологии называют антропогенным фактором. Одомашниванием животных и растений никто до человека не занимался (если, конечно, не считать муравьёв). Развитие человечества после неолитической революции представляет собой типичный пример системы с положительной обратной связью. Перейдя от охоты и собирательства к земледелию и животноводству, человечество обеспечило себя продовольствием, что позволило ему увеличить свою численность в десятки раз. Соответственно должна была возрастать и численность домашних животных, а им требовались пастбища, откуда изгонялись их дикие сородичи. То же самое происходило и с земледелием. Для расширения полей для своих посевов люди сжигали леса, причём из-за отсутствия правильного земледелия земля постоянно истощалась, лесов приходилось сжигать всё больше, а исчезновение лесов вело к обмелению и пересыханию рек.

Рис. 258. Пустыня Сахара

Рис. 259. Теплицы являются примером современных агроценозов

Одним из наиболее ярких примеров влияния скотоводства на природные экосистемы является возникновение пустыни Сахара (рис. 258). Около 10 тыс. лет назад на территории Сахары была саванна, где водились бегемоты, слоны, жирафы и страусы. Выпас человеком огромного количества скота привёл к уничтожению растительности, пересыханию водоёмов, исчезновению диких, а вслед за ними и домашних животных.

Вместо природных экосистем возникали и постоянно расширялись искусственные экосистемы – агроценозы (рис. 259). Экосистемы, создаваемые человеком для удовлетворения своих потребностей, отличаются от природных экосистем многими признаками. Во-первых, характерной чертой естественного природного сообщества является видовое разнообразие, которое и определяет устойчивость экосистемы. Причём динамика количества видов, их численности и биомассы подчиняется определённым статистическим закономерностям. Видовое разнообразие определяет устойчивость экосистемы. Создавая же агроценозы, человек поступает как раз наоборот: старается заселить их как можно меньшим числом видов. Иногда ему требуется, чтобы сообщество состояло всего из одного вида, например, на поле должна расти только пшеница или только капуста. Естественно, такая экосистема не может быть устойчивой. Виды растений, более приспособленные к борьбе за существование в данных условиях, называемые сорняками, начинают вытеснять культурные растения, с ними приходится бороться путём прополки или применения гербицидов. В агроценозе поселяются насекомые, грызуны и другие живые организмы, приспособленные к питанию именно данным культурным растением (вредители). В отсутствие конкурирующих насекомых и грызунов они начинают размножаться в огромном количестве, и их тоже приходится уничтожать. Кроме того, агроценоз для того и создаётся, чтобы изымать из него продукцию. В результате круговорот веществ разрывается, эта продукция не попадает в детритную цепь, и человеку приходится вносить в почву удобрения. Таким образом, агроценоз представляет собой очень неустойчивую систему, которая без вмешательства человека быстро деградирует. Попробуйте хотя бы месяц не пропалывать грядку. Что от неё останется?

Кроме того, агроценозы влияют и на окружающие природные экосистемы. Инсектициды, предназначенные для уничтожения насекомых, питающихся культурными растениями, убивают и других насекомых. В результате на окрестных территориях исчезают насекомоядные птицы, земноводные, ящерицы, землеройки и прочие животные, пищей которым служат насекомые. За ними исчезают хищники, питающиеся насекомоядными животными. Жизнедеятельность окружающих экосистем оказывается нарушенной.

Пастбища для выпаса домашних животных тоже можно считать агроценозами. На них обитает ограниченное число видов животных, причём с очень высокой плотностью популяций. Мы уже говорили о том, что именно пастбищное животноводство привело к опустыниванию огромных территорий.

По мере расселения человечества и увеличения его численности наступление агроценозов на природные экосистемы усиливалось, а темпы увеличения численности людей очень впечатляют. Как предполагают некоторые исследователи, в эпоху первых агроценозов (7–8 тыс. лет до н. э.) на Земле жило около 10 млн человек. За 2 тыс. лет до н. э. их уже было около 50 млн. К началу новой эры землю населяло уже 200–250 млн человек. Дальнейший рост численности человечества вплоть до XVIII в. происходил очень медленно: за первые полторы тысячи лет новой эры население планеты увеличилось всего в два раза.

Тем не менее уже 4–5 тыс. лет назад антропогенное воздействие стало существенным экологическим фактором. Спасаясь от опустынивания, человек либо покидал ставшие бесплодными земли и переселялся на новые территории, либо прибегал к орошаемому земледелию (рис. 260). В тех местах, где происходили ежегодные разливы больших рек, таких как Нил, Тигр и Евфрат, Инд и Ганг, Янцзы и Хуанхэ, появились первые цивилизации с густонаселёнными городами. Но поскольку разливы рек происходили не всегда регулярно и достигали не всех территорий, где селились люди, приходилось для дополнительного орошения прорывать каналы. Интенсивное строительство каналов и поливное земледелие вели к засолению почв. Кроме того, большое количество людей требовало содержания множества домашних животных, которые паслись в окрестностях городов, уничтожая росшие там деревья и кустарники и выбивая пастбища. Поэтому вокруг крупных городов часто возникали пустыни, а сами города приходили в упадок, из-за чего многим древним государствам приходилось менять местоположение своих столиц.

В эпоху Великих географических открытий появление европейцев на новых территориях, прежде всего на островах, приводило к серьёзным изменениям существующих там биоценозов.

Рис. 260. Древнеегипетские изображения землепашцев

В качестве одного из наиболее распространённых примеров часто приводят остров Святой Елены, который некогда весь был покрыт тропическим лесом, а теперь представляет собой почти голую скалу. Причиной являются завезённые сюда европейцами козы, которые съели почти всю растительность острова вплоть до крупных деревьев. Появление многочисленных популяций культурных растений и домашних животных в Северной и Южной Америке, Сибири и Австралии значительно изменило экологическую структуру этих территорий и привело к исчезновению многих видов растений и животных.

Однако вплоть до XIX в. на нашей планете обитало относительно немного людей, плотность населения была не слишком велика, возникавшая промышленность работала с недостаточно большой интенсивностью. Поэтому, хотя ноосфера и оказывала значительное влияние на биосферу, это влияние не было критическим, и говорить об экологической катастрофе в глобальном масштабе не приходилось. Понятие «глобального экологического кризиса», активно обсуждающегося в современном мире, возникло лишь в прошлом столетии.

1. К какому периоду развития человеческого общества относится зарождение сельскохозяйственного производства?

2. Что было причиной опустынивания Сахары?

3. Назовите причины возможного возникновения недостатка воды в ряде районов мира.

4. Чем отличаются агроценозы от природных экосистем? Назовите известные вам агроценозы.

1. Докажите, что комплексы биологической очистки сточных вод и биотехнологические производства тоже являются искусственными экосистемами.

2. Выясните, какие искусственные экосистемы в сельском хозяйстве и в промышленности существуют в вашем регионе. Если возможно, вместе с учителем организуйте туда экскурсию. Напишите отчёт об экскурсии.

Серьёзные изменения биосферы, связанные с антропогенными воздействиями, начались в прошлом веке. Невероятное возрастание числа жителей Земли (так называемый демографический взрыв) и научно-техническая революция стали основными причинами этих изменений. Обе причины взаимосвязаны, так как количество потребляемой человечеством энергии и материальных ресурсов возрастает почти пропорционально его численности и даже несколько опережает её.

В течение длительного времени число обитающих на земном шаре людей почти не увеличивалось. Как уже было сказано, население Земли в начале нашей эры, по приблизительным подсчётам, составляло 200–250 млн человек. За последующие полтора тысячелетия его численность возросла всего в два раза и составила 425–450 млн. Резкий скачок в скорости прироста населения Земли, особенно в Европе и отчасти в Азии, произошёл в конце XVIII в. Это было связано с улучшением гигиенических условий, увеличением продолжительности жизни, сокращением эпидемий и началом интенсивного промышленного производства. В начале XIX в. численность жителей Земли достигла 1 млрд, после чего продолжала стремительно нарастать. Из таблицы, составленной В. П. Максаковским (табл. 6), и из диаграммы (рис. 261) видно, что, для того чтобы число жителей нашей планеты достигло первого миллиарда, понадобилась вся история человечества до XVIII в., на следующий миллиард ушло 107 лет, на третий – 33 года, а затем каждые 12–13 лет стало равномерно прибавляться по миллиарду.