Континентальний схил

x

0 200
° 7,6
5

І

g 1000

jtr

1 3000

u 6000 з" 15

10 000

1,2

Рис. 3.6 Схема розподілу океанського простору з різними екологічними факторами

З погляду екології, океанський простір поділяють (Д. Гайнріх, М. Гергт, 1998) за глибиною на епіпелагіаль, мезопелагіаль, батипелагіаль, абісопелагіаль та хадопелагіаль (від мілководдя до найбільших океанських глибин у 5—7 км та океанських жолобів — 7—11 км) (рис. 3.6).

Батіаль, абісаль та хадаль є життєвими просторами глибинних (пелагіальних) організмів, а неретичні життєві простори близькі до узбережжя.

157

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Г па в а З

Геоекологія

Достатні світлові умови для фотосинтезу забезпечуються лише в 10 % морської води, 90 % води перебуває в абсолютній темряві, й морські організми отримують поживні речовини завдяки опус­канню загиблих організмів і їх решток із верхніх шарів. Оскільки абсорбційна система продуцентів пристосована до різних світло­вих зон, вони можуть існувати в морських екосистемах на глиби­нах до 200 м.

В океанській глибинній зоні (понад 140—300 м) коливання температури невеликі, тому тут живуть стенотермні види. Твари­ни одного виду можуть пристосовуватися до температури води через її вплив на певній фазі розвитку. Для екології мають значення зони температурних перепадів (термокліни), які відо­кремлюють теплі й холодні шари. Властивості зависання планк­тону залежать від густини води, у зв'язку з чим на термокліні відбувається флуктуація цих організмів.

Солоність морських вод у середньому становить 35 %о. Вміст поживних солей незначний і є важливим фактором, що стримує ріст біомаси.

Солоність морських вод коливається залежно від пори року та географічного положення (вплив температур повітря, річкового стоку, танення льоду). За вмістом солей розрізняють оліго-, мезо-, полігалінні та морські зони. Солона вода через осмотичний тиск становить екологічну проблему для організмів. Більшість видів віддають перевагу зонам зі стабільним умістом солей (вони стеногалінні). Естуарії і літоральні зони населяють евригалінні види.

На життя морських організмів великий вплив справляють різні морські течії (дрейфуючі — спричинені вітрами, компенса­ційні, глибинні, підйомні, градієнтні, припливно-відпливні та ін.).

Гідростатичний тиск, що зростає з глибиною (кожні 10 м во­дяного стовпа збільшується на 1 атм, або 10⁵ Па), також впливає на функціонування гідробіонтів, але фізіологію пристосування морських організмів до тиску майже не досліджено. Хоча відомо, що тиск спричиняє зміну інтенсивності обміну речовин (через підвищення вмісту СО₂ у протоплазмі), що під його впливом де­формується білок, підвищується активність плавання.

Такі фактори, як освітленість, солоність, механічні сили водних мас, зумовлюють чіткий розподіл морських організмів за зонами умов життя (мілководні, середньоглибинні, глибоко­водні).

158

Дуже важливу екологічну роль у Світовому океані відіграють корали, які виконують таку саму очищувальну функцію, що й тропічні ліси. Корали (коралові поліпи) мають біологічне поход­ження, ростуть від морського дна вгору зі швидкістю 0,1—3 см на рік, живуть колоніями в угрупованні з зеленими водоростями в прозорій теплій чистій воді на глибинах до 70 м. Найсприят­ливіші для тропічних коралів температури — 25—28 °С. За ниж­чих і вищих температур вони гинуть, як і внаслідок зменшення чистоти й прозорості води (від пилових бур, підняття мулу з дна та ін.). Ріст коралових рифів гальмують організми, які їх поїдають (риби-папуги, колючі морські зірки, бурильні губки).

Продуктивність морських водних мас змінюється в дуже широких межах. У відкритому морі вона порівнянна з продук­тивністю пустель, а в зонах підйомних течій та літоралі — з продуктивністю степів і саван.

• Найбільшу біомасу одного виду на Землі має криль (рачки) — 400— 500 млн т.

» Найбільшими хребетними тваринами є сині кити (довжина — 32 м). Вони — планктонофільтрувальні, живляться переважно рачками.

До продуцентів належить фітопланктон (діатомові, джгути­кові, синьозелені водорості, коколітофориди й силікофлягеляти), до первинних консументів — зоопланктон (70 % його — рачки).

Найближчими десятиліттями біомаса Світового океану віді­граватиме велику роль у житті людства, якщо воно своєю діяль­ністю не спричинить деградації морських екосистем (як це відбу­вається на континентах). Тому їх охорона, як і водних екосистем суші, — одне з найпріоритетніших завдань сьогодення.

Ш Охорона вод Світового океану. Стан вод Світового океану сьогодні викликає велику тривогу. Його забруднюють переважно річки, з водами яких щороку надходить понад 320 млн т заліза, 6,5 млн т фосфору та ін. Дуже багато забруднень потрапляє в оке­ани також з атмосфери: 200 тис. т свинцю, 1 млн т вуглеводнів, 5 тис. т ртуті й т. д. Майже третина мінеральних добрив, що вно­сяться в ґрунт, вимивається з нього дощовими водами й вино­ситься річками в моря та океани; лише азоту й фосфору таким шляхом потрапляє у Світовий океан близько 62 млн т щорічно. Ці речовини викликають бурхливий розвиток деяких водоростей, що вже неодноразово спричиняло появу «червоних припливів»,

159

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Глава З

Геоекологія

виникнення різних інших типів «цвітіння» води. Під час «цвітін­ня» водорості виділяють у воду високоотруйні токсини, що при­зводить до масової загибелі інших гідробіонтів.

До найшкідливіших забруднювачів Світового океану належать нафта й нафтопродукти. Щорічно їх потрапляє сюди 5—10 млн т, здебільшого в результаті втрат під час добування нафти з мор­ських родовиш, аварій танкерів, берегового стоку тощо.

♦ Так, унаслідок аварії танкера «Екссон валдіз», що сталася в
1990 р. поблизу узбережжя Аляски, в море потрапило 40 тис. т
нафти. Величезні нафтові плями рознеслися морськими течіями
й вітром далеко від місця аварії, забруднивши великі ділянки
узбережжя материка та островів і спричинивши загибель тисяч
тюленів, морських птахів, риби тощо.

♦ В 1991 р. під час війни між Кувейтом та Іраком (відомої як
операція «Буря в пустелі») нафта, що вилилася з підірваних
танкерів і нафтопроводів, покрила 1550 км² поверхні Перської
затоки й 450 км берегової смуги, де загинуло багато морських
черепах, птахів, крабів та інших тварин.

Нафтова плівка на поверхні моря пригнічує життєдіяльність морського фітопланктону — одного з головних постачальників кисню в земну атмосферу, порушує тепло- й вологообмін між океаном і атмосферою, губить мальків риб та інші морські організми.

Більш як половину біологічної піраміди, яку вінчає людина, становлять морські організми. Якщо вони загинуть, піраміда завалиться, зникне всяка основа життя на суші й у повітрі... Наземне життя дедалі більше залежить від життя в океані: мертвий океан — мертва планета.

Т. Хейєрдал

Моря й океани забруднюються також твердими відходами — промисловими й побутовими. їх у Світовому океані нагромади­лося вже понад 20 млн т. Більшість із них містять сполуки важ­ких металів та інші шкідливі речовини, які згубно діють на морську біоту.

У Світовий океан потрапило дуже багато радіоактивних речо­вин унаслідок випробувань атомної зброї, роботи атомних реак­торів військових підводних човнів і криголамів, скидання контей­нерів із відходами атомних електростанцій тощо.

160

Загальне радіоактивне забруднення Світового океану з вини людини становить 1,5 ■ 10⁹ Кі, тоді як чорнобильська аварія «зба­гатила» біосферу на 5 • 10⁷ Кі, тобто у Світовому океані сьогодні міститься 300 Чорнобилів!

Найсильнішого забруднення зазнає мілководна зона Світово­го океану. Шельф океану — це район, де багато морських організмів проводить значну частину свого життя; до того ж саме тут рибалки заробляють собі на хліб насущний, а мільйони людей

відпочивають.

Глобальні кліматичні зміни, зокрема потепління морських вод, спричиняють негативні процеси в морських екосистемах.

♦ Так, восени 2002 р. в центральній частині Японського моря виявлено медуз-мутанті в незвичайних розмірів. Одна з найбіль­ших медуз була діаметром 3 м і масою понад 150 кг (вид Stomolopus nomurai). Екземпляри близько 1 м у діаметрі тисяча­ми потрапляють у рибальські сітки. Потепління клімату призвело також до появи в Німеччині тропічних фімелів (фіолетові

фімелі — теслі).

Проблема захисту Світового океану нині стала однією з най­актуальніших, вона стосується всіх країн, навіть тих, що не мають безпосереднього виходу до океану. З огляду на це ООН розроби­ла й ухвалила кілька важливих угод, які регулюють судноплавст­во, рибальство, видобування корисних копалин із морських родо­вищ тощо. Найвідомішою з них є угода, підписана більшістю країн світу в 1982 p., — «Хартія морів».

Літосфера

Земля й вода, якщо тільки вони безсовісно не пограбовані, можуть знову й знову давати все необхідне для життя.

С. Юделл, американський еколог

'ітосфера — це зовнішня тверда оболонка Землі, щ, Ащо охоплює всю земну кору й частину верхньої мантії; вона складається з осадових, вивержених і метаморфіч­них порід.

161

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Г л а в а З

Геоекологія

Літосфера, як елемент глобальної екосистеми, виконує важ­ливі функції:

• на її поверхні живе більшість рослинних і тваринних організ­
мів, у тому числі й людина;

• верхня тонка оболонка літосфери на материках — це грунти,
що забезпечують умови життя для рослин і є основним джере­
лом отримання продуктів харчування для людей;

• літосфера — це й «комора» корисних копалин — енергетичної
сировини, руд металів, мінеральних добрив, будівельних
матеріалів тощо.

У літосфері періодично відбувалися й відбуваються грізні про­цеси — виверження вулканів, землетруси, зсуви, селі, обвали, ерозія земної поверхні, які призводять до небезпечних еко­логічних ситуацій на певних ділянках планети. Іноді ці процеси спричинюють глобальні екологічні катастрофи.

Нижня межа літосфери нечітка й визначається за різким змен­шенням в'язкості порід, збільшенням їхньої щільності та іншими геофізичними характеристиками. Товщина літосфери на конти­нентах і під океанами різна й становить відповідно 25—200 та 5—100 км. Найглибші шахти, пройдені людиною, сягають З— 4 км, а найглибша в світі свердловина (пройдена на Кольському півострові) — трохи більше за 12 км. Про склад і будову глибших зон літосфери нам відомо лише на основі непрямих методів (сейсмо- та електророзвідка, гравіметрія тощо).

Ш Охорона Грунтів. Ґрунти — органо-мінеральний продукт багаторічної спільної діяльності живих організмів, води, повітря, сонячного тепла й світла. Це природні утворення, які характери­зуються родючістю — здатністю забезпечувати рослини речовина­ми, необхідними для їхньої життєдіяльності.

Найродючіші й найпотужніші грунти — чорноземи — форму­валися протягом багатьох тисячоліть у зонах лучних степів, де був сприятливий клімат (тепле літо, кількість опадів — 500— 600 мм/рік), оптимальні умови для розвитку багатої трав'янистої рослинності. Найбільші в світі запаси чорноземів зосереджені на території України. Про їхню цінність свідчить хоча б такий факт: у роки Другої світової війни німецькі окупанти вивозили україн­ський чорнозем залізничними ешелонами до Німеччини. Сьо­годні, на жаль, запаси та якість цього неоціненного природного ресурсу в нашій державі істотно знизилися, що пояснюється вар- 162

варською, непродуманою їх експлуатацією, ерозією, засоленням, відчуженням земель під кар'єри та промислові споруди тощо.

Дуже важливим компонентом грунту є гумус (перегній) — органічна речовина, що утворилася з решток відмерлих рослин під впливом діяльності мікроорганізмів, які переробляють їх, розкладають, збагачують вуглекислим газом, водою, сполуками азоту та іншими речовинами. Ґрунтоутворення — важлива части­на біологічного кругообігу речовин та енергії. Ґрунт забезпечує рослини калієм і вуглецем, азотом і фосфором тощо. Родючість ґрунту залежить від кількості цих речовин у гумусі, гумусу в ґрунті й товщини шару ґрунту. Найкращі чорноземи містять до

9 % гумусу.

Ґрунти становлять величезну цінність не лише тому, що це основне джерело отримання продуктів харчування; крім того:

• вони беруть активну участь в очищенні природних і стічних
вод, які фільтруються крізь них;

• фунтово-рослинний покрив планети — це регулятор водного
балансу суші, оскільки він поглинає, втримує й перерозподіляє
велику кількість атмосферної вологи;

• це й універсальний біологічний фактор, і нейтралізатор бага­
тьох видів антропогенних забруднень.

Тому користуватися ґрунтом, землею слід розумно й бережно. В гонитві за врожаєм грунти розорюються дедалі глибше й частіше, в них у неймовірних кількостях вносяться мінеральні добрива й пестициди. В результаті на величезних площах степо­вої і посушливої зон ґрунти втратили здатність убирати й пропу­скати воду, їхня структура деградувала, вони перенасичені шкідливими хімічними сполуками. Повсюдно родючість ґрунтів катастрофічно зменшується.

За останні 35—40 років уміст гумусу в грунтах України змен­шився на 0,3—0,4 %. За розрахунками Української академії аграр­них наук, щорічні втрати гумусу становлять від 0,6 до 1 т/га. Це наслідок використання недосконалих технологічних схем у сіль­ському господарстві та істотного зменшення внесення органічних добрив, що пов'язане із занепадом тваринництва.

Потрібні термінові заходи для відтворення структури й родю­чості ґрунтів — їх нейтралізація, розсолення, збагачення гумусом тощо. Як наголошується в одній з останніх доповідей ООН, подальше існування нашої цивілізації поставлене під загрозу через широкомасштабну загибель родючих земель, що зростає.

163

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Глава З

Геоекопогія

Нині охорона й раціональне використання земельних ресурсів — одна з найактуальніших проблем.

Великих збитків сільському господарству завдає ерозія грунтів. Цьому негативному явищу сприяє активне утворення ярів у результаті діяльності людини — вирубування лісів на схилах, зни­щення трав'яного й чагарникового покривів, неправильного ро­зорювання землі тощо. Спричинюють ерозію й пилові бурі, коли в умовах посухи вітри видувають мільйони тонн грунтів, в одних місцях зносячи сантиметри й навіть десятки сантиметрів верх­нього родючого шару й перетворюючи багаті угіддя на безплідну пустелю, а в інших — засипаючи поля, сади, луки, дороги й будівлі шаром пилу та піску інколи завтовшки 2—3 м. Вітрова й водна ерозії цілком знищують ґрунти або істотно зменшу­ють вміст у них азоту, фосфору, калію, мікроелементів — усього того, від чого залежить родючість. Активізують ерозію ґрунтів часті оранки, культивації, боронування, ущільнення, трамбу­вання колесами й гусеницями важкої сільськогосподарської техніки.

До основних заходів задля відновлення ґрунтів на оголених ділянках належать насадження лісозахисних смуг, екологічно об­ґрунтоване зрошення земель, запровадження сівозмін, періодич­на консервація угідь (коли земля «відпочиває»).

Одне з найбільших лих після ерозії ґрунтів — їх засолення, основна причина якого полягає в неправильному зрошенні. Про­тягом останніх десятиліть тисячі гектарів посушливих земель у степових районах, пустелях і напівпустелях, де проводилось інтенсивне зрошення й спочатку значно підвищувалася врожай­ність, згодом стали непридатними для використання через «білу отруту» (так місцеві жителі називають сіль), якою забиваються всі пори ґрунту та його поверхня в результаті випаровування зрошу­вальних вод. Раніше, до масового зрошення, на великих терито­ріях росли дикі трави, чагарники, а на розумно зрошуваних землях постійно була високою врожайність полів і садів. А тепер через перезволоженість, надлишок води в ґрунтах та їхню засо­леність гинуть дерева, поля, сади, виноградники, плантації бавов­нику. В сусідніх із полями селищах вода заливає льохи, якість питної води істотно погіршилась, особливо навколо каналів, що спостерігається в Середній Азії вздовж Каракумського каналу, й у нас на півдні України, поблизу Північно-Кримського, Кахов­ського та Краснознам'янського каналів.

164

Охорона земної поверхні. Площа суші на Землі становить 148 млн км²; 10 % цієї площі припадає на льодовики Антарктиди й Гренландії. Решта території — вичерпні ресурси поверхні Землі: 33,1 % цієї території займають сільськогосподарські угіддя, 30,1 % — ліси, 36,8 % — так звані «інші» землі (площі, зайняті населеними пунктами, промисловими підприємствами, транс­портними магістралями тощо, а також болота, гори, тундри, пус­телі). Через діяльність людини структура земної поверхні постійно змінюється: зменшуються площі сільськогосподарських угідь і лісів, розширюються площі «інших» земель. Берегти зем­лю — це означає розумно, по-хазяйськи її використовувати, щоб слугувала вона довго, багатьом прийдешнім поколінням.

Чималі витрати земельних ресурсів пов'язані з промисловим і цивільним будівництвом, спорудженням військових об'єктів (аеродромів, баз, полігонів, складів тощо), видобуванням корис­них копалин.

Сільськогосподарські землі — найцінніша частина земельних ресурсів, оскільки вони забезпечують людство продуктами харчу­вання. Більша частина сільськогосподарських земель відводиться під ріллю, решта — під площі багаторічних насаджень (плантації, сади, виноградники, лісосмуги), луки й пасовиська. Населення Землі, що швидко примножується, вимагає збільшення кількості продуктів харчування, основний постачальник яких — орні землі. А можливостей для розширення їхніх площ майже не залишило­ся. Навпаки, в багатьох країнах спостерігається неухильне скоро­чення орних земель. Тому єдиний спосіб задовольнити дедалі більші потреби в продуктах харчування — це інтенсифікація сільськогосподарського виробництва, тобто одержання вищого врожаю з тих самих площ. У світі є певний досвід у цій справі.

♦ Наприклад, у 50—60-ті роки в деяких країнах Азії й Латин­ської Америки відбувалася так звана «зелена революція», коли за сприяння спеціалістів ООН було введено високоврожайні сорти рису, пшениці, сої, інших культур, застосовано нові технології вирощування, меліорації і т. д., що дало змогу різко (в 3—5 разів і навіть більше) підвищити врожайність основних сільськогоспо­дарських культур. Індія, наприклад, не лише забезпечила своє населення рисом, але навіть стала експортувати його.

Сьогодні в посушливих районах Землі спостерігається дуже небезпечне явище дезертизації, або спустелювання (рис. 3.7). Причини його — вразливість природи в цих зонах, надмірне

165

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля

Глава З

Геоекологія

І I

використання земель під пасовиська (худоба виїдає й витоптує слабкий трав'янистий покрив), вирубування на паливо нечислен­них дерев і кущів. У результаті різко активізується деградація грунтів і територія спустелюється. Так, за останні 50 років площа пустелі Сахара збільшилася на 650 тис. км². Спеціалісти ООН підрахували, що у світі кожної хвилини на безплідну пустелю пере­творюється 44 га землі!

Ступінь спустелювання:

І високий

Рис. 3.7 Спустелювання материків

Ліс — надзвичайно важлива складова частина біосфери: це один із основних поглиначів вуглекислого газу й виробників кисню, постачальник дуже цінних матеріалів (деревини, сиро­вини для хімічної промисловості, продуктів харчування тощо), поглинач пилових і газових забруднень атмосфери, захисник поверхні Землі від водної ерозії та суховіїв; це середовище життя багатьох звірів, птахів, комах; ліс має величезне оздоровче значення, оскільки деякі дерева — біла береза, сосна, ялиця та інші — продукують особливі леткі

166

речовини — фітонциди, які вбивають хвороботворні мікроби й роблять повітря цілющим;

• і, нарешті, ліс діє на людину заспокійливо, сприяє пробуджен­ню в неї творчої наснаги, добрих, піднесених почуттів.

Ліс — це особливий, незмірно добрий і безконечно щедрий організм, який не просить нічого для підтримки свого існування й великодушно розсипає продукти власної життєдіяльності; він бере під захист усі живі істоти й пропонує затінок навіть лісорубові, який губить його.

С. Гаутама, основоположник буддизму

Відповідно до норм лісового законодавства, прийнятих біль­шістю країн, ліси поділяються на три групи:

1) ліси, що виконують водоохоронні (заборонні смуги по бере­
гах річок, озер і т. д.), захисні (протиерозійні ліси, державні лісо­
захисні смуги), санітарно-гігієнічні та оздоровчі (ліси заповідників
і національних парків) функції;

2) ліси захисного та обмежено експлуатаційного значення —
лісові масиви в густонаселених районах і місцевостях з обмеже­
ними лісовими ресурсами;

3) ліси експлуатаційні — тайга, тропічні ліси.

У лісах першої та другої груп (а саме такі є на території України) забороняється заготівля деревини, тут допускаються лише так звані санітарні рубки, коли вирубуються тільки хворі й усохлі дерева. А взагалі в лісоводів є давнє добре правило: «Зру­бав дерево — посади два нових!»

«Інші» землі поділяються на дві групи:

1) малопридатні для сільського господарства землі — пустелі,
гори, тундра, яри тощо; деякі з них можуть бути освоєні, але з
великими матеріальними й фінансовими затратами;

2) заселені й забудовані території, тобто такі, що вже не мож­
на використати якось інакше.

■ Рекультивація порушених земель. У результаті господарської діяльності людини утворюються порушені землі, що втратили свою господарську цінність, а іноді навіть стали джерелом забруднен­ня природного середовища. Найбільше порушують землю відкриті гірничі виробки (кар'єри). В Криворізькому регіоні, наприклад, великі площі колись родючої землі перетворено залізорудними кар'єрами на ділянки «місячного ландшафту», де

167

Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля