CZŁOWIEK W PRZESTRZENI PRZYRODNICZEJ ZAKRES ROZSZERZONY POGLĄDY NA RELACJE CZŁOWIEK - ŚRODOWISKO DETREMINIZM GEOGRAFICZNY pogląd mówiący o bardzo dużym znaczeniu środowiska przyrodniczego na rozwój społeczeństwa, gospodarki i kultury NIHILIZM GEOGRAFICZNY pogląd, według którego środowisko przyrodnicze nie ma wpływu na rozwój społeczno-gospodarczy. Człowiek dzięki swoim umiejętnościom może środowisko dowolnie przekształcać POSYBILIZM GEOGRAFICZNY pogląd zakładający współzależność środowiska przyrodniczego i ludzkości środowisko jest niezbędną podstawą funkcjonowania ludzi, ale człowiek może je częściowo przekształcać Rozwój zrównoważony Rozwój zrównoważony to taki proces zmian społecznych, gospodarczych i środowiskowych, który zapewnia równowagę pomiędzy zyskami i kosztami rozwoju i to w perspektywie przyszłych pokoleń, czyli jest odzwierciedleniem polityki i strategii ciągłego rozwoju gospodarczego i społecznego bez szkody dla środowiska i zasobów naturalnych, od których jakości zależy kontynuowanie działalności człowieka i dalszy rozwój. Koncepcja rozwoju zrównoważonego została przyjęta podczas Szczytu Ziemi (Konferencji Narodów Zjednoczonych Środowisko i Rozwój ) w roku 1992 w Rio de Janeiro. Rozwój zrównoważony Rozwój zrównoważony zakłada równowagę między dobrobytem społeczeństw, rozwojem gospodarczym a ochroną środowiska. Podstawowe zasady rozwoju zrównoważonego to: człowiek powinien żyć w harmonii z przyrodą, czyli podejmować tylko takie działania, które pozwolą zaspokoić jego potrzeby, a zarazem będą wywierały możliwie jak najmniejszą presję na środowisko ochrona środowiska przyrodniczego musi być integralną częścią każdego programu rozwoju Rozwój zrównoważony rozwój musi przebiegać tak, aby przyszłe pokolenia nie odczuwały jego ujemnych skutków należy dążyć do likwidacji nierówności w poziomie życia w poszczególnych regionach, a nade wszystko do przezwyciężenia ubóstwa i zacofania należy odejść od powszechnego w KWR-ach wzorca konsumpcji, od pogoni za posiadaniem coraz większej ilości rzeczy 1
Przykłady sposobów realizacji zasad rozwoju zrównoważonego Rozwój energetyki odnawialnej połączony z ograniczeniem energetyki cieplnej Ograniczenie wydobycia i wykorzystania surowców mineralnych Rozpowszechnienie recyklingu Działania zmierzające do racjonalnej gospodarki zasobami wodnymi Działania zmierzające do zachowania bioróżnorodności Wprowadzenie podatków za korzystanie z zasobów środowiska oraz za emisję zanieczyszczeń Regionalne i światowe działania zmierzające do poprawy stanu środowiska przyrodniczego Propagowanie transportu publicznego Przeciwdziałanie deforestacji Wpływ działalności człowieka na atmosferę Do niekorzystnych zmian w atmosferze powstających w wyniku antropopresji zaliczamy: Globalne ocieplenie Zanik warstwy ozonowej ( Dziura ozonowa ) Kwaśne deszcze Smog Globalne ocieplenie Globalne ocieplenie to zjawisko szybkiego wzrostu temperatury powietrza w przyziemnej warstwie atmosfery (troposferze). W ciągu około stu pięćdziesięciu lat średnia temperatura powietrza wzrosła o prawie 1 C. Nie należy mylić globalnego ocieplenia ze zjawiskiem cieplarnianym, które na Ziemi występuje od czasów pojawienia się atmosfery czyli ponad 4 mld lat. Wśród naukowców toczy się spór o główną przyczynę globalnego ocieplenia. Jedni uważają, że główną przyczyną są czynniki naturalne, a inni wskazują czynniki antropogeniczne. Globalne ocieplenie Globalne ocieplenie spowodowane jest wzrostem stężenia w atmosferze ziemskiej (konkretnie w troposferze) głównych gazów cieplarnianych (które zatrzymują promieniowanie długofalowe (cieplne) Ziemi, a przepuszczają do powierzchnie Ziemi promieniowanie słoneczne (krótkofalowe). Do najważniejszych gazów cieplarnianych zaliczamy: dwutlenek węgla (CO 2 ), metan (CH 4 ), parę wodną (H 2 O) oraz podtlenek azotu (N 2 O) Zmiany stężenia metanu w rdzeniach lodowych na Antarktydzie 2
Globalne ocieplenie przyczyny naturalne Długookresowe zmiany kształtu orbity ziemskiej i nachylenia osi Ziemi do płaszczyzny ekliptyki patrz cykl Milankowicia Zwiększona aktywność wulkaniczna emisja do atmosfery dużej ilości CO 2 i CH 4 Wzrost aktywności Słońca Organizmy żywe wydalające CO 2 i CH 4 Globalne ocieplenie przyczyny antropogeniczne Antropogeniczne przyczyny wzrostu stężenia CO 2 w atmosferze: spalanie paliw kopalnych (węgla, ropy i gazu) w elektrowniach cieplnych rozwój motoryzacji opartej na silnikach spalinowych rozwój przemysłu (zwłaszcza hutnictwa, przemysłu cementowego oraz innych gałęzi wykorzystujących procesy spalania) intensywna deforestacja Globalne ocieplenie przyczyny antropogeniczne Antropogeniczne przyczyny wzrostu stężenia CH 4 w atmosferze: intensyfikacja hodowli zwierząt zwłaszcza bydła intensyfikacja uprawy ryżu wzrost produkcji ścieków oraz odpadów organicznych ( metan powstaje w procesach gnilnych) rozwój górnictwa zwłaszcza węglowego Globalne ocieplenie przyczyny antropogeniczne Inne przyczyny antropogeniczne: wzrost zanieczyszczenia wód oceanicznych powoduje zmniejszenie tempa pochłaniania CO 2 przez wody powierzchniowe wzrost temperatury powietrza oraz temperatury wód morskich powoduje intensyfikację parowania, w efekcie rośnie stężenie pary wodnej w atmosferze stosowanie nawozów azotowych przyczynia się do wzrostu ilości związków azotu w atmosferze (w tym NO 2 ) Globalne ocieplenie - skutki topnienie lodowców górskich oraz lądolodów topnienie pokrywy lodowej na obszarach polarnych podnoszenie poziomu wód morskich (wynikające z topnienia lodowców oraz z podnoszenia się temperatury wody) zalewnie nisko położonych terenów nadbrzeżnych możliwa konieczność przesiedlenia ludności z zagrożonych terenów nadbrzeżnych przesunięcie się stref klimatyczno roślinnych 3
Globalne ocieplenie - skutki wzrost ilości zjawisk ekstremalnych w atmosferze ziemskiej (gwałtowne wiatry, susze, ulewne opady) pustynnienie niektórych rejonów przesuwanie się w kierunku biegunów granic upraw roślinnych możliwość wyginięcia niektórych gatunków dzikich zwierząt (np.: niedzwiedzi polarnych) zwiększenie możliwości gospodarczego wykorzystania Oceanu Arktycznego (rozwój rybołówstwa, transportu morskiego oraz wydobycia surowców spod dna morskiego) Globalne ocieplenie - zapobieganie ograniczanie roli energetyki cieplnej zastępowanie jej energetyką atomową lub odnawialną stosowanie w transporcie energooszczędnych silników spalinowych oraz ich zastępowanie przez silniki elektryczne, hybrydowe lub wodorowe ograniczanie roli transportu indywidualnego na rzecz transportu zbiorowego stosowanie na kominach filtrów wychwytujących zanieczyszczenia odzyskiwanie metanu z oczyszczalni ścieków i wysypisk odpadów zwiększenie lesistości poprawa czystości wód powierzchniowych Niszczenie warstwy ozonowej Warstwa ozonowa (ozonosfera) znajduje się w stratosferze i chroni powierzchnię Ziemi przed promieniowaniem UV, które jest szkodliwe do organizmów żywych. W latach 70-tych XX wieku zauważono znaczy spadek stężenia ozonu nad obszarami polarnymi zjawisko to nazwano dziurą ozonową (mówimy o niej, gdy stężenie ozonu wynosi 50% wartości normalnej). Niszczenie warstwy ozonowej Przyczyny: emisja do atmosfery freonów i halonów (związki będące pochodnymi węgla, chloru i fluoru) wykorzystywanych głównie w dezodorantach, urządzeniach chłodniczych i gaśnicach. Związki te pod wpływem promieniowania słonecznego rozkładają się. Uwalniane wówczas atomy chloru rozkładają ozon. 4
Niszczenie warstwy ozonowej Skutki: do powierzchni Ziemi dociera więcej promieniowania UV powodując: wzrost zachorowań ludzi na nowotwory skóry oraz choroby oczu, przyspieszenie tempa starzenia się skóry możliwość przyspieszenia zmian genetycznych zmniejszenie plonów (promienie UV uszkadzają komórki roślinne) zmniejszenie połowów ryb (w wyniku zmniejszenia ilości planktonu roślinnego) Niszczenie warstwy ozonowej Zapobieganie: Już w 1987 roku podpisano tzw. protokół montrealski, będący międzynarodowym traktatem w sprawie przeciwdziałania dziurze ozonowej. Ponieważ działania te były dość proste technicznie i tanie dla gospodarki świata udało się szybko znacznie ograniczyć emisję freonów i halonów do atmosfery (zastępując szkodliwe związki innymi). Jest duże prawdopodobieństwo, że w ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat warstwa ozonowa się odbuduje. Kwaśne deszcze Powstają na skutek reakcji pary wodnej z tlenkami azotu i siarki (emitowanymi do atmosfery w procesach spalania paliw kopalnych w elektrowniach cieplnych, domowe kotłownie opalane węglem oraz motoryzacja) tworząc w powietrzu roztwory kwasu siarkowego i azotowego. W efekcie na powierzchnię ziemi dostają się opady i osady atmosferyczne o odczynie kwaśnym. Naturalnymi źródłami tlenków siarki i azotu są erupcje wulkaniczne, pożary oraz rozkład materii organicznej Kwaśne deszcze Skutki: Zakwaszanie gleb zmniejszanie ich urodzajności Zakwaszanie wód powierzchniowych zmniejszanie ich produktywności Degradacja roślinności (zwłaszcza drzew iglastych) Przyspieszona korozja konstrukcji metalowych Niszczenie elewacji budynków Choroby oczu i skóry, alergie Kwaśne deszcze Zapobieganie: Instalacja filtrów na kominach elektrowni i fabryk Zastępowanie pieców węglowych innymi sposobami ogrzewania domów prywatnych Instalowanie katalizatorów w silnikach samochodowych Zastępowanie energetyki cieplnej elektrowniami jądrowymi i odnawialnymi Ograniczanie roli transportu indywidualnego na rzecz zbiorowego 5
Obumarłe drzewa w Sudetach skutek kwaśnych opadów Smog Smog to gęsta zanieczyszczona antropogenicznie mgła unosząca się nad dużymi ośrodkami miejskoprzemysłowymi. Powstaje podczas wyżowej, bezwietrznej, inwersyjnej pogody uniemożliwiającej unoszenie się i rozpraszanie zanieczyszczeń. Kumulują się one tuż nad powierzchnią ziemi, a ich duże stężenie jest zagrożeniem dla zdrowia i życia ludzi. Smog SMOG SIARKOWY (LONDYŃSKI) powstaje w klimacie umiarkowanym w jesienią i zimą. Głównym źródłem zanieczyszczeń są domowe kotłownie opalane węglem. Jego spalanie powoduje powstawanie tlenków siarki, azotu i węgla oraz sadzy. Zanieczyszczenia te mieszają się z mgłą tworząc związki chemiczne agresywnie działające na drogi oddechowe człowieka oraz powodujące alergie. Zapobieganie: zastępowanie przydomowych kotłowni węglowych innymi sposobami ogrzewania domów (gaz, kotłownie miejskie itp.) Smog SMOG FOTOCHEMICZNY (LOS ANGELES) powstający w klimatach podzwrotnikowych i zwrotnikowych w upalne dni. Źródłem zanieczyszczeń są głównie spaliny samochodowe, które pod wpływem promieniowania słonecznego tworzą substancje szkodliwie wpływające na zdrowie ludzi Zapobieganie: ograniczanie indywidualnego transportu samochodowego na rzecz transportu zbiorowego. Smog siarkowy nad Krakowem Smog fotochemiczny nad Meksykiem 6
Wpływ działalności człowieka na hydrosferę Deficyt wody słodkiej w niektórych regionach świata. Przyczyny: wzrost ilości ludzi, rozwój przemysłu, rozwój rolnictwa uprzemysłowionego oraz wzrost zanieczyszczenia wód lądowych i deforestacja przyspieszająca obieg wody Sposoby przeciwdziałania: stosowanie w przemyśle technologii wodooszczędnej (np.: zamkniętego obiegu wody) gromadzenie deszczówki i jej wykorzystywanie do podlewania roślin oszczędzanie wody w gospodarstwach domowych budowa sztucznych zbiorników retencyjnych odsalanie wody morskiej uzdatnianie wody w oczyszczalniach ścieków Mapa przedstawiająca ilość wody słodkiej przypadająca na 1 mieszkańca w ciągu roku Katastrofa ekologiczna Jeziora Aralskiego Jezioro Aralskie położone na Nizinie Turańskiej należało do największych pod względem powierzchni jezior świata. Było to jezioro słone, bezodpływowe zasilane w wodę przez dwie duże rzeki: Amu-darię i Syr-darię. W latach 60-tych XX wieku władze ZSRR postanowiły wykorzystać obszary dorzeczy tych rzek do celów rolniczych, a szczególnie do uprawy bawełny. Wybudowano rozległą sieć kanałów melioracyjnych zasilanych wodami Amu-darii i Syrdarii. Pobór wody z tych rzek był tak duży, że okresowo rzeki te wysychały przed ujściem do jeziora. Konsekwencją zmniejszenia dopływu wód było wysychanie jeziora (powierzchnia zmniejszyła się o 90%). Ponieważ uprawa bawełny i innych roślin wymagała stosowania dużej ilości nawozów sztucznych i pestycydów zwiększyła się też znacznie ilość zanieczyszczeń dostarczanych do jeziora. Katastrofa ekologiczna Jeziora Aralskiego Skutki przyrodnicze Zmniejszenie powierzchni i objętości jeziora Wzrost poziomu zasolenia jeziora Wzrost stężenia zanieczyszczeń w jeziorze Wyginięcie większości gatunków organizmów wodnych w jeziorze Klimat lokalny stał się bardziej suchy Wzrost zasolenia gleb w okolicach jeziora (sól jest rozwiewana przez wiatr) Skutki gospodarcze i społeczne Upadek rybołówstwa na jeziorze Upadek transportu wodnego na jeziorze Wzrost bezrobocia wśród miejscowej ludności Wzrost zachorowań na choroby wywołane zanieczyszczeniami unoszącymi się w powietrzu Problemy rolnictwa wynikające z wzrostu zasolenia gleb Leje depresyjne Lej depresyjny to obniżenie poziomu wód podziemnych w wyniku ich intensywnego poboru przez człowieka. Pod względem genezy wyróżniamy dwa typy lejów depresyjnych: związane z poborem wód podziemnych do celów komunalnych i gospodarczych powstają one pod dużymi aglomeracjami miejsko-przemysłowymi związane z działalnością górniczą (górnictwo odkrywkowe i głębinowe) wody podziemne zalewają kopalnie, więc trzeba je ciągle wypompowywać Skutki istnienia lejów depresyjnych: przesuszanie gleb brak wody w płytkich studniach przydomowych zanik niektórych cieków wodnych 7
Wpływ działalności człowieka na hydrosferę wzrost zanieczyszczenia wód lądowych i morskich Przyczyny: gospodarstwa domowe (ścieki komunalne), przemysł (ścieki przemysłowe, kwaśne opady, awarie podczas wydobycia ropy naftowej), rolnictwo (odchody zwierząt, nawozy sztuczne i chemiczne środki ochrony roślin oraz transport (zwłaszcza wodny katastrofy statków) Skutki: zmniejszenie zasobów wód nadających się do wykorzystania, przyspieszona eutrofizacja wód jezior i mórz śródlądowych Zapobieganie: oczyszczanie ścieków, stosowanie w przemyśle technologii wodooszczędnych, racjonalne stosowanie środków chemicznych w rolnictwie, szybka i skuteczna likwidacja skutków awarii, akcje zwiększające świadomość ekologiczną ludzi Eutrofizacja wód Eutrofizacja wód to inaczej ich nadmierne użyźnianie. Przyczyną zjawiska są ścieki organiczne dostające się do wód stojących (jezior i mórz typu śródlądowego). Główne źródła tych ścieków to rolnictwo, gospodarka komunalna oraz przemysł spożywczy. Trzeba pamiętać, że proces eutrofizacji jest naturalny działalność człowieka jedynie go znacznie przyspiesza. Eutrofizacja wód Ścieki organiczne zawierają dużo biogenów: głównie związków azotu i fosforu. Ich obecność w wodzie powoduje rozwój fitoplanktonu (zwłaszcza sinic). Nadmierna ilość fitoplanktonu utrudnia dopływ światła do głębszych warstw wody, powoduje deficyt tlenu w tych warstwach oraz zwiększa ilość toksycznych substancji wydzielanych przez sinice. Po pewnym czasie glony zaczynają obumierać (tzw. zakwit glonów) zmienia się zapach i kolor wody oraz gwałtownie maleje ilość tlenu. Martwa materia organiczna opada na dno zbiornika, gdzie ulega rozkładowi podczas tego procesu, w warunkach deficytu tlenowego, wydziela się dużo siarkowodoru, który wypiera resztki tlenu z wody powstają wówczas beztlenowe pustynie siarkowodorowe życie w wodzie zamiera. Zakwit sinic w jeziorze 8
Wpływ działalności człowieka na litosferę Człowiek poprzez swoją działalność deformuje powierzchnię ziemi tworząc różnego typu formy rzeźby pochodzenia antropogenicznego. Zaliczamy do nich wyrobiska podziemne, tunele, formy wklęsłe: wyrobiska, wykopy itp., formy wypukłe: hałdy, składowiska itp., sztuczne wyspy, falochrony itp. Podstawowe źródła tych zmian to: górnictwo głębinowe i odkrywkowe przemysł przetwórczy transport (budowa dróg) rolnictwo (budowa terasów, rowów melioracyjnych) budownictwo (sztuczne wyspy, falochrony, wyrównywanie powierzchni pod budowę domów) Antropogeniczne formy rzeźby terenu Problem odpadów Wzrastająca liczba ludności świata oraz rosnąca produkcja towarów i ich konsumpcja powodują szybki wzrost wytwarzanych odpadów komunalnych i przemysłowych. Ich przechowywanie jest coraz bardziej kosztowne, a w przypadku niewłaściwych warunków przechowywania prowadzi do skażenia wody, powietrza i gleby. Metody zmniejszania ilości odpadów: sortowanie i recykling odpadów wykorzystywanie opakowań wielokrotnego użytku wykorzystywanie opakowań biodegradowalnych spalanie odpadów pochodzenia organicznego lub ich kompostowanie Wpływ człowieka na pedosferę Erozja gleby wymywanie przez wodę lub wywiewanie przez wiatr cząstek gleby. Przyczyny antropogeniczne erozji gleby: wycinanie lasów (deforestacja) nadmierny pobór wód podziemnych (lej depresyjny) oraz osuszanie terenów podmokłych niewłaściwie przeprowadzone zabiegi agrotechniczne (np.: orka prostopadła do poziomic) niewłaściwy dobór roślin uprawnych i płodozmian nadmierny wypas zwierząt prowadzący do całkowitego zniszczenia szaty roślinnej 9
Wpływ człowieka na pedosferę Degradacja gleby zmiany właściwości fizycznych i chemicznych gleby prowadząca do spadku jej urodzajności. Przyczyny antropogeniczne: zakwaszanie gleb (przez np.: kwaśne opady) wzrost stężenia metali ciężkich w glebie zmniejszenie ilości próchnicy i innych związków mineralnych w glebie w wyniku stosowania monokultury upraw zbyt intensywne stosowanie środków chemicznych (nawozów i środków ochrony roślin) niewłaściwie prowadzone nawadnianie (w klimatach skrajnie suchych) prowadzące do zasolenia gleb Wpływ działalności człowieka na biosferę Główne zagrożenia dla bioróżnorodności na kuli ziemskiej to: zmniejszająca się w wyniku działalności człowieka powierzchnia naturalnych siedlisk roślin i zwierząt zbyt intensywne połowy kłusownictwo nadmierne wylesianie rozwój sieci transportowej wzrost zanieczyszczenia powietrza i wody rozpowszechnianie przez człowieka gatunków inwazyjnych Wpływ działalności człowieka na biosferę Skutki dla biosfery: wymarcie niektórych gatunków roślin i zwierząt znaczne ograniczenie liczebności wielu gatunków organizmów żywych deforestacja zmniejszenie różnorodności genetycznej poszczególnych gatunków organizmów żywych Deforestacja Przyczyny: pozyskanie drewna (na opał, do produkcji celulozy i papieru, dla budownictwa, dla przemysłu meblarskiego itp.) pozyskanie nowych terenów dla rolnictwa budowa nowych szlaków komunikacyjnych pozyskanie nowych terenów dla budownictwa eksploatacja surowców mineralnych Deforestacja na przykładzie wyspy Borneo Deforestacja Skutki: zmniejszenie bioróżnorodności przyspieszenie obiegu wody zmniejszenie retencji wód opadowych i zwiększenie zagrożenia powodziowego przyspieszenie tempa erozji gleby zmniejszenie intensywności procesu fotosyntezy zmniejszenie pochłaniania CO 2 i produkcji O 2 zmniejszenie pochłaniania szkodliwych gazów i pyłów zmniejszenie wilgotności lokalnego klimatu 10
Działania na rzecz ochrony środowiska Najważniejsze międzynarodowe inicjatywy w zakresie ochrony środowiska: 1969 raport sekretarza generalnego ONZ U Thana - Człowiek i jego środowisko 1987 protokół montrealski porozumienie w sprawie przeciwdziałania dziurze ozonowej 1992 Szczyt Ziemi w Rio de Janeiro podpisanie Agendy 21 (globalny program działań na XXI wiek określający zasady zrównoważonego rozwoju) oraz Konwencji o różnorodności biologicznej 1997 protokół z Kioto porozumienie w sprawie przeciwdziałania globalnemu ociepleniu 2002 - Szczyt Ziemi w Johannesburgu ocena realizacji Agendy 21 Rezerwaty Biosfery Międzynarodowy Program "Człowiek i Biosfera" (Man and Biosphere - MAB), zapoczątkowany został przez UNESCO w 1971 roku. Celem programu jest kreowanie zrównoważonych relacji między ludźmi i biosferą, zaś metodą realizacji jest tworzenie międzynarodowej Sieci Rezerwatów Biosfery. Skupia ona obecnie 651 takich obiektów w 120 krajach. Rezerwaty mają na celu ochronę różnorodności biologicznej i poprawę zdolności obserwowania zmian ekologicznych w obszarze całej planety. Służą także pobudzaniu społecznej świadomości powiązań istniejących pomiędzy różnorodnością ekologiczną i kulturową. 11