X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

XX век принес человечеству немало благ, связанных с бурным развитием научно-технического прогресса, и в то же время поставил жизнь на Земле на грань экологической катастрофы. Рост населения, интенсификация добычи и выбросов, загрязняющих Землю, приводят к коренным изменениям в природе и отражаются на самом существовании человека. Часть из таких изменений чрезвычайно сильна и настолько широко распространена, что возникают глобальные экологические проблемы. Имеются серьезные проблемы загрязнения (атмосферы, вод, почв), кислотных дождей, радиационного поражения территории, а также утраты отдельных видов растений и живых организмов, оскудения биоресурсов, обезлесения и опустынивания территорий.

Проблемы возникают в результате такого взаимодействия природы и человека, при котором антропогенная нагрузка на территорию (ее определяют через техногенную нагрузку и плотность населения) превышает экологические возможности этой территории, обусловленные главным образом ее природно-ресурсным потенциалом и общей устойчивостью природных ландшафтов (комплексов, геосистем) к антропогенным воздействиям.

Предлагаемые пути и методы решения пока не приводят к устойчивому результату. Неразрешимые пока проблемы внутри человеческого сообщества не позволяют сконцентрировать все силы и средства на решении экологических проблем. Человечество пока с большей охотой создает средства разрушения нежели созидания. Национальная разобщенность, межэтнические конфликты, неравномерность в развитии отдельных государств и регионов мира провоцируют неравномерность распределения материальных благ, несовершенство системы государственного управления большинства развивающихся стран, нестабильность политической ситуации, тормозящая процесс экономического развития не позволяют большей части человечества выйти на уровень жизни промышленно развитых стран.

Тысячелетиями человек жил, работал, развивался, но он и не подозревал, что, возможно, настанет день, когда станет трудно, а может и невозможно, дышать чистым воздухом, пить чистую воду, выращивать что-либо на земле, так как воздух, загрязнен, вода, отравлена, почва заражена радиацией или др. химическими веществами. Но многое изменилось с тех пор. И в нашем веке это вполне реальная угроза, и не многие люди осознают это. Такие люди владельцы крупных заводов, нефтегазодобывающей промышленности, думают только о себе, о своем кошельке. Они пренебрегают правилами безопасности, игнорируют требования экологической полиции, GREANPEACE-а, порой им бывает неохота или лень купить новые фильтры для промышленных стоков, газов, загрязняющих атмосферу.

Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справится со всеми выявившимися затруднениями. Однако, воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.

Новая цивилизация для того, чтобы она оказалось способной обеспечить дальнейшее существование на Земле человечества как развивающегося вида, должна опираться не только на новую технологическую основу производственной деятельности людей, но и на глубокое понимание места человека в окружающем мире, без чего невозможно формирование новой нравственности, т. е. нового общественно необходимого поведения людей. Широкая образованность носителя планеты необходима и для становления новой морали, т. е. духовного мира людей. Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справится со всеми выявившимися затруднениями.

Только по-настоящему образованное и интеллигентное общество будет способно вступить в эпоху ноосферы или в период своей истории, когда оно сможет реализовать режим коэволюции природы и общества. Это утверждение столь очевидно, что оно тоже может быть включено в исходную систему постулатов. Государство, которое не уделяет должного внимания проблемам экологии, лишает себя будущего.

Подлинная перспектива выхода из экологического кризиса в изменении производственной деятельности человека, его образа жизни, его сознания. Одно из направлений такого развития — создание безопасных производств.

Используя достижения науки, технологический прогресс может быть организован таким образом, чтобы отходы производства не загрязняли окружающую среду, а вновь поступали в производственный цикл как вторичное сырье. Пример дает сама природа: углекислый газ, выделяемый животными, поглощается растениями, которые выделяют кислород, необходимый для дыхания животных.

Безотходным является такое производство, в котором все исходное сырье, в конечном счете, превращается в ту или иную продукцию. Если учесть, что более 95% исходного сырья современная промышленность переводит в отходы, то станет понятной необходимость задачи создания безотходного производства. Около 80% отходов теплоэнергетической, горнодобывающей, коксохимической отраслей годны в дело. При этом получаемая из них продукция зачастую превосходит по своим качествам изделия, изготовленные из первичного сырья. Например, зола тепловых электростанций, используемая в качестве добавки при производстве газобетона, примерно в два раза повышает прочность строительных панелей и блоков.

Таким образом, создание безопасных или безотходных производств способно значительно снизить нагрузку на окружающую среду и повысить уровень экономии ресурсов Земли. Кроме этого особую актуальность в оздоровлении окружающей среды приобретают растения и растительные сообщества, являющиеся для природы и человека «зеленым легким» и «зеленой печенью», средой обитания и источником пищи, регулирующие важные природные процессы. В связи с этим любые исследования, направленные на оздоровление самих растений и растительных сообществ, будет вносить определенный вклад в изменение в положительную сторону экологических условий в компонентах биосферы, их качества и ценности, включая и вопросы получения экологически чистых сельскохозяйственных продуктов.

Зеленый покров планеты – самое ценное из достижений человека. Но несмотря на это до сих пор не все возможности растений учтены и использованы человечеством. Основные возделываемые растения были одомашнены за несколько тысяч лет до нашей эры. Все еще неизвестны пути оптимальной искусственной регуляции онтогенеза растений, которая без патогенетических последствий может привести к их максимальной продуктивности.

Установление путей регуляции онтогенеза растений – исключительно важное для программирования урожая с учетом плодородия почв – связано с установлением закономерностей, позволяющих регулировать фотосинтез, периодичность и динамику роста, азотный обмен и др. [1-5].

В настоящее время ухудшается состояние растительного покрова Земли. Основной причиной является разнообразие и разнонаправленность патологических явлений, возникающих у растений. Патологические явления объединены в три категории – это патологические реакции, патологические процессы и болезни. Все эти категории тесно взаимосвязаны. Например, увеличение числа патологических реакций приводит к возникновению патологического процесса, а увеличение числа патологических процессов и их распространение в теле растения приводят к возникновению болезни. Наиболее опасны для растения патологические явления, которые нарушают следующие состояния [6-13]:

- строение и функционирование отдельных звеньев фотосинтеза, аппарата газообмена, водного обмена, минерального обмена, энергетического обмена, биогенеза, метаболизма и механизмов их регуляции;

- нормальную деятельность меристем, нормальное осуществление клеточного цикла, гистогенез и дифференциацию клеток и тканей, органогенез, ритмику процессов онтогенеза;

- межклеточные, межтканевые, межорганные взаимосвязи и взаимодействия;

- возрастные преобразования в жизненном цикле и его нормальное осуществление, гаметогенез, оплодотворение, сроки функционирования и жизнедеятельности клеток, тканей, органов;

-фитоценогенез и флорогенез, системы иммунологических барьеров;

-физические, константы и характеристики растений и др.

Наиболее опасны нарушения, которые ведут к полному или частичному исчезновению определенных видов растений. Поводы для исчезновения растений разнообразны. Они могут быть связаны не только антропогенной деятельностью человека, но и некоторыми стихийными бедствиями. Важнейшими из них являются: 1) физическое истребление для сельскохозяйственных и лесохозяйственных целей, для добычи полезных ископаемых, строительства и промышленного производства. По некоторым данным на больших территориях растения исчезают при пожарах. Площадь ежегодных пожаров исчисляются несколькими млн. га, иногда количество ежегодных пожаров превышают 200 тысячи [14-16].

Таблица 1 – Условия, приводящие к нарушению растительного покрова Земли

Причины и факторы, вызывающие гибель растений	Возникающие обстоятельства и наиболее поражаемые виды растений
Физическое истребление	Для строительства рекреационных и других объектов, для сельскохозяйственных и промышленных производств. Наиболее поражаемы лишайники и травянистые растения
Отсутствие экологической ниши	Вырубка лесов, распашка степей и лугов, заболачивание, осушение, затопление, вытаптывание, эрозия
Нарушение условий среды обитания	Изменение химических, физических, механических и биологических характеристик среды; подкисление почв, вызванное выбросами промышленных предприятий; уплотнение почв и изменение их водного режима и газообмена при асфальтировании. Чаще всего подвергаются многолетние растения из-за ухудшения состояния корневой системы
Преобразование генетической конституции	Воздействие химических и физических агентов с трансформирующей активностью, например, пестицидов, радиоактивных изотопов
Гибель опылителей растений	Нарушение регламента использования химических средств в сельском и лесном хозяйстве
Предотвращение развития и функционирования микоризы	Изменение рН почвы
Ослабление возможности нормальной фиксации молекулярного азота атмосферы	Воздействие удобрений и пестицидов. При чрезмерном их употреблении ухудшается жизнеспособность азотфиксаторов и нарушается онтогенез у растений
Уменьшение способности к половому размножению	Нарушается нормальные количественные соотношения растений по полу, возникает половая несовместимость

Следует подчеркнуть, что ухудшение состояния жизнеспособности растений, их исчезновение на той или иной территории и вымирание обедняет как генофонд растений, так и лесистости. С каждым годом продолжает уменьшаться территория суши, покрытая лесом. Все это ухудшает качество жизни растений.

Загрязнения, оказывающие повреждающие действия на растения, целесообразно объединить в 4 категории: химическое, физическое, механическое и биологическое. Все эти виды загрязнений в основном связаны с загрязнением почвенной системы, так как она, наряду с компонентами атмосферы и гидросферы, компоненты, содержащиеся в ней. являются основой для роста и развития растений.

В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией загрязняются не только водные бассейны, но и почвы. Грунт — главный фундамент жизни на Земле — повсюду деградирует, все более насыщаясь бытовыми отходами и пестицидами. В то время как Земля накапливает 1 сантиметр чернозема за 300 лет, ныне 1 сантиметр почвы погибает за 3 года.

Не вызывает сомнений значение химического загрязнения почвы, ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В результате чего сегодня все больше пахотных земель выбывает из экономики, так на них строятся города и заводы. Предприятия черной металлургии пускают в отходы породу, содержащую свинец, кобальт, медь. При добыче угля ежегодно на поверхность поднимаются терриконы. При этом впустую растрачиваются тысячи гектаров плодородных земель. Загрязняется атмосфера, терриконы горят, ветер поднимает тучи пыли.

Загрязнение почвы в экономике играет наиболее отрицательную роль, чем загрязнение других сфер Земли. Во многие миллиарды долларов можно оценить ежегодные потери деградировавшей земли, леса, полезных ископаемых. В конечном итоге, загрязнение планеты начинает перерастать в масштабную свалку отходов человечества.

ЛИТЕРАТУРА

Проблемы фитогигиены и охрана окружающей среды /Под редакцией Э.И. Слепяна. – Л.: Зоологический институт АН СССР, 1981. – 215 с.

Бондаренко Н.Ф., Швытов И.А. Блок-схема интерированной имитационной модели плодородия почв // Доклады ВАСХНИЛ, 1979, № 2. – С. 12-15.

Шевелуха В.С. Периодичность роста сельскохозяйственных растений и пути ее регулирования. – М.: Колос, 1980. – 455 с.

Линдиман А.В. Процессы миграции свинца и кадмия в системе «почва-растение» / Дисс.... на соискание уч. степени канд.хим. наук – Иваново, 2009. – 172 с.

Орлов Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении – М.: Высш. шк., 2002. – 335 с.

Аржанова В.С., Ельпатьевский П.В. Геохимия ландшафтов и техногенез. – М.: Наука, 1990. – 196 с.

Мажайский Ю.А., Торбатов С.А., Дубенок Н.Н., Пожогин Ю.П. Агроэкология техногенно загрязненных ландшафтов. – Смоленск, 2003. – 384 с.

Маркарова Е.Н. Физиология корневого питания растений. – М. : Изд-вл МГУ, 1989. – 103 с.

Минеев В.Г., Ремпе Е.Х. Агрохимия, биология и экология почвы. – М.: Росагропромиздат, 1990. – 206 с.

Серегин И.В., Иванов В.Б. Физиологические аспекты токсического действия кадмия и свинца на высшие растения (обзор) // Физиология растений. – 2001. – Т. 48, № 3. – С. 461-485.

Дубинина Ю.Ю., Дульцева Г.Г. Изучение образования металлосодержащего аэрозоля при окислении выделяемых растениями металлоорганических газообразных веществ // Оптика атмосферы и океана. – 2003, -Т.16, № 5-6. – С. 415-417.

Биоиндикация загрязнения наземных экосистем /Пер. С нем. Под ред. Р. Шуберта. – М., 1988. – 350 с.

Новые направления в физиологии растений / Под ред. А.Л. Курсанова. – М.: Наука, 1985. – 286 с.

Антипов В.Г. Устойчивость древесных растений к промышленным газам. – Минск: Наука и техника, 1979. – 215 с.

Слепян Э.И. Растения и химические канцерогены. – Л.: Наука, 1979. – 206 с.

Илькун Г.М. Газоустойчивость растений. – Киев: Наука.думка, 1980. – 146 с.

Николаевский В.С. Биологические основы газоустойчивости растений. – Новосибирск: Наука, 1979. – 278 с.

Adriano D.C. Trace elements in the terrestrial environment. N.Y. : Springer- Verlag, 1986. – 167 p.

Balsberg-Pahlsson A.M. Toxicity of heavy metals (Zn,Cu, Cd, Pb) to vascular plants. F literature review // Water. Fir Soil Pollut, 1989, V. 47. – P. 287-319.

Schmidt G.H., Ibrahim N.M., Abdallah M.D. Toxicological studies on the Iong-term effects of heavy metals (Hg, Cd, Pb) in soil on the development of Aiolopus thalassinus (Fabr.) (Saltatoria: Acrididae) // Sci. Total Environ, 1991, V. 107. – H. 109-133.

 

Код для цитирования: Скопировать