В наше время ядерная война представляет собой наиболее серьезную угрозу для окружающей среды. Одновременное действие таких факторов, как понижение температуры и освещенности, уменьшение уровня атмосферных осадков, ионизирующая радиация, повышение уровня УФ-излучения, а также поступление в окружающую среду разнообразных отравляющих продуктов, приведет к резкому нарушению биологических сообществ и к снижению на длительный период их способности к восстановлению.
Существует три возможных глобальных эффекта мирового ядерного конфликта. Первый из них — это “ядерная зима” и “ядерная ночь”, когда температура на всем земном шаре резко упадет на десятки градусов, а освещенность будет меньше, чем безлунной ночью. Жизнь на Земле окажется отрезанной от своего главного энергетического источника — солнечного света. Второе последствие- радиоактивное загрязнение планеты в результате разрушения атомных электростанций, хранилищ радиоактивных отходов. И, наконец, третий фактор — глобальный голод. Годы ядерной войны приведут к резкому падению сельскохозяйственных культур.
Сама природа воздействия крупномасштабной ядерной войны на окружающую среду такова, что, как бы и когда бы она ни началась, конечный результат одинаков — глобальная биосферная катастрофа.
В середине 70-х годов человечество стало, наконец, понимать, что возможные последствия глобального обмена ядерными ударами могут превзойти любые ожидания. Несмотря на то, что в центре внимания продолжали оставаться хорошо изученные прямые поражающие факторы наземных и воздушных ядерных взрывов, т.е. ударная волна, тепловое излучение и радиоактивные осадки, ученые стали учитывать возможность глобальных экологических эффектов.
Многочисленные ядерные взрывы приведут к тепловому излучению и локальным радиоактивным осадкам. Весьма серьезными могут быть и косвенные последствия, такие как уничтожение коммуникаций, систем распределения энергии и общественных институтов. И пока сохраняется опасность такой трагедии для человечества, всякое стремление уменьшать или игнорировать катастрофическое воздействие ядерной войны на биосферу сослужит самую плохую службу будущему земной цивилизации.
1. Последствия для экосистем морей и эстуариев
1.1 Уязвимость экосистем открытого океана для возможных климатических возмущений
В данной главе рассматриваются последствия ядерной войны для пелагических и бентосных экосистем. Первые состоят из планктона и более крупных плавающих животных. Океанический фитопланктон дает около 90% всей первичной продукции океана. Лимитирующими факторами для него являются свет и биогены; для того чтобы фотосинтез протекал достаточно интенсивно, оба этих фактора должны одновременно присутствовать в одном и том же месте и в соответствующем количестве (рис. 1.2.1).
Проблема войны и мира
... и сетчатки глаз, вызывает световое излучение. Основными последствиями ядерных взрывов в Хиросиме и Нагасаки были термические ... на протяжении нескольких десятилетий. Единственный реальный путь предотвращения глобальной экологической катастрофы связанной с военными действиями ... Неслыханного вреда война приносит экосистемам и популяциям. Только лишь в период Второй мировой войны, военными действиями ...
Глубинная пелагическая экосистема полностью гетеротрофна и зависит от притока пищи извне, большей частью в виде оседающего планктона и частиц из приповерхностных пелагических экосистем. Глубинные пелагические сообщества включают различные популяции животных, в том числе колониальных простейших, хищных ракообразных и более крупных позвоночных. Бентосные сообщества также гетеротрофны и покрывают континентальный шельф и дно океанов на большой глубине. Они состоят из бактерий и животных, обитающих на поверхности или в толще донного ила, а в шельфовой зоне также из обширных водорослевых комплексов, дающих пищу многочисленным растительноядным организмам и связанным с ними хищниками.
Первое важное обстоятельство, касающееся возможного воздействия ядерной войны на экосистемы открытого океана, — высокая степень их “забуференности” в отношении перепадов температуры. Хотя и представляется возможным охлаждение морской поверхности на 1-2 С в ходе продолжительных климатических нарушений, вызванных ядерной войной, однако более значительной тепловой реакции открытого океана не предполагается. Лабораторные эксперименты показывают, что фитопланктон будет продолжать расти и при таком понижении температуры (рис. 1.2.2).
Лишь в тех местах, где особенности поведения животных тонко адаптированы к температурам окружающей среды, могут произойти определенные изменения. Таким образом, нельзя предполагать никакого непосредственного влияния температурных сдвигов ни на бентосные, ни на пелагические сообщества открытого океана. Однако возможны косвенные воздействия, опосредованные изменениями океанических течений, а также глубины и стабильности термоклина.
Что же касается освещенности, то она может существенно повлиять на первичную продукцию пелагических экосистем. Фитопланктон встречается до глубин, где инсоляция составляет 1-10 % от уровня на поверхности моря. Если она будет снижена на 95% и более в течение нескольких недель, рост большинства видов водорослей приостанавливается, поскольку количество получаемой ими лучистой энергии не достигнет компенсационной точки (т.е. уровня, при котором фотосинтетическая фиксация диоксида углерода как раз достаточна для компенсации его потерь растительным организмом при дыхании. При сокращении освещенности морской поверхности на 95 % световая компенсационная точка, в норме соответствующая нижней границе эуфотической зоны, переместилась бы почти вплотную к границе вода/воздух
Если в пелагиалях Северного полушария биомасса фитопланктона сильно истощится вследствие острого падения инсоляции, возможно сокращение численности питающегося им зоопланктона, а также молоди рыб, потребляющих зоопланктон. Зато питающиеся фито- и зоопланктоном беззубые киты, по-видимому, не пострадают от массового вымирания, если популяции планктона восстановятся в пределах нескольких месяцев. Если планктонный корм будет утрачен на достаточно длительное время, может начаться гибель рыб. В экосистемах открытого океана у зоопланктона скорее будет наблюдаться тенденция к полному вымиранию от голода — в основном из-за более низкой плотности популяций фитопланктона.
Проблемы охраны морей и океана
... употреблении морепродуктов в пищу? 4. Как произвести охрану вод Мирового океана, контроль за уровнем загрязнения Мирового океана, прибрежных вод, их самоочищения? 1.Промышленные и химические ... за пределы территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы, содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях ...
Возможное хроническое снижение освещенности на 5-20 % и температуры воздуха на 1 С вряд ли окажет на пелагические экосистемы существенное влияние. ядерная война экосистема климатический
С другой стороны, косвенные эффекты, обусловленные сдвигами в общей циркуляции океанических вод, могут существенно нарушить пространственное распределение зон апвеллинга и следовательно, высокой продуктивности. Нарушения океанических течений могут продолжаться довольно долго, влияя на промысел в течение лет или даже десятилетий.
Для бентосных экосистем, значительно удаленных от материков, последствия климатических возмущений будут минимальны. Влияние здесь будет ограничено опосредованными эффектами, связанными с изменением продуктивности пелагических экосистем.
1.2 Уязвимость прибрежных океанических экосистем для возможных климатических возмущений
Пелагические и бентосные сообщества более близких к материкам областей отличаются от экосистем открытого океана взаимодействием с близлежащей сушей. На пелагические организмы здесь в большей степени влияет поступление питательных веществ, осадочного и другого материала из наземных систем, поэтому они характеризуются в целом более высокой продуктивностью.
С точки зрения возможных последствий ядерной войны на прибрежные пелагические экосистемы также действуют снижение освещенности и другие факторы, аналогичные уже отмеченным для открытого океана. Кроме того, вблизи побережий эти экосистемы могут испытывать более значительные изменения температуры из-за мелководья и влияния стока пресноводных бассейнов. На прибрежные сообщества сильнее действуют штормы и вследствие этого усиленное осадконакопление и перемешивание. Поступающие осадки могут усугублять проблему инсоляции.
В условиях нормальной зимы прибрежная продукция представляется достаточно и накапливается быстрее всего при низкой освещенности. Если бы фитопланктон смог адаптироваться к необычному времени наступления “кажущейся” зимы, первичная продукция не претерпела бы значительных изменений. Таким образом, возможно, что прибрежные экосистемы устойчивее к стрессам, связанным с климатическими изменениями, чем пелагические биоценозы открытого океана.
Экосистемы у берегов тропиков гораздо чувствительнее к понижению как освещенности, так и температуры. Тепловой диапазон существования водных сообществ здесь в целом вдвое уже, чем в умеренных областях. Так, например, коралловые рифы представляют собой экосистемы, распространение которых ограничено наиболее теплыми частями океана, где вода не охлаждается ниже 20 С, а глубины в основном не превышают 50 м. Коралловые рифы страдают уже при температурах около 15 С. Вдобавок к этому кораллы очень чувствительны к повышенным уровням ультрафиолетового излучения В. Вполне возможно, что воздействие индуцированных ядерной войной климатических возмущений на коралловые рифы будет относиться к числу наиболее распространенных и серьезных для морских экосистем. Аналогичным образом, от похолодания должны пострадать мелководные сообщества тропических морских трав. Собственно береговые участки — такие как пляжи, илистые отмели и соленые болота — испытывают гораздо более глубоко идущие воздействия, чем прочие океанические экосистемы. Это касается в особенности спада температур. Последствия температурных спадов будут зависеть от сезона, местоположения, солености и высоты приливов. Произойдет гибель организмов, обитающих на поверхности дна. Популяции рыб в прибрежных водах, не сталкивающиеся в норме с низкими температурами, сильно сократятся в результате даже кратковременных похолоданий. Еще одно важное обстоятельство заключается в том, что икра и личинки многих промысловых видов рыб живут вблизи поверхности воды и, таким образом, испытают особенно сильное отрицательное воздействие температуры, ультрафиолетового излучения В, токсичных веществ и прочих факторов.
Экологические особенности возникновения лесных пожаров, причины ...
... температура, тем больше вероятность возникновения пожароопасной ситуации. Актуальность темы: обусловлена тем, что лесные пожары наносят большой ущерб экосистеме, его последствия ... развитие крупных пожаров оказывают влияние различные факторы: климатические, человеческие, технические, природные и ... минимизации ущерба, нанесенный пожарами, и ускорить сроки ликвидации последствий после него. Практическая ...
2. Возможные последствия для пресноводных экосистем
2.1 Уязвимость экосистем материковых водоемов для возможных климатических возмущений
Пресноводные водоемы делятся на стоячие (т.е. пруды и озера) и проточные (т.е. реки и ручьи).
В целом снижение температуры и уровня атмосферных осадков приведет к быстрому сокращению количества жидкой воды, запасенной в реках и озерах. Изменения грунтовых вод будут намного медленнее и гораздо менее выражены.
Особенности озер определяются их размерами, притоком питательных веществ, донным субстратом, подстилающими породами, атмосферными осадками и множеством других параметров. Ключевым моментом в реакциях пресноводных экосистем на климатические возмущения является предполагаемое снижение температуры, а на втором месте стоит сокращение инсоляции. Сглаживание температурных колебаний особенно сильно выражено в крупных пресных водоемах. Однако их экосистемы в отличие от экосистем открытого океана должны пострадать от изменений температуры, возможных после ядерной войны.
Установление на длительный период отрицательных температур может вызвать образование на поверхности водоемов толстого слоя льда. Слой льда на мелководном озере может охватить значительную долю его объема.
Российские специалисты собрали статистические данные по размерам озер, включающие информацию о площади поверхности водоемов и их общем объеме. Следует отметить, что подавляющее большинство озер, т.е. наиболее часто встречающиеся и доступные человеку, относится к категории самых мелких. Водоемы этой категории будут в наибольшей степени подвержены промерзанию на значительную глубину.
Одной из основных работ по оценке возможных последствий войны для озерных экосистем считается исследование Пономарева с сотрудниками, подготовленное а рамках проекта СКОПЕ-ЭНЮУОР. В этом исследовании была использована имитационная модель, разработанная в Санкт-Петербургском научно-исследовательском вычислительном центре Академии Наук для оценки динамики озерных экосистем и входящих в них видов, взаимоотношений между озерами и их водоразделами и влияния на озера промышленного развития. Рассматриваются три биотических компонента (фитопланктон, зоопланктон и детрит), связанные с такими понятиями, как азот, фосфор, донные осадки, растворенный кислород, температура воздуха, инсоляция и радиация . В разных вариантах анализа начало возмущения (ядерная война) приходилась либо на февраль, либо на июль.
Особенности управления действиями сил гражданской защиты по снижению ...
... мерами реагирования гуманитарного характера. Изменение экологических условий может провоцировать чрезвычайные ситуации из-за одновременного увеличения давления на окружающую среду. Предотвращение чрезвычайных ситуаций и смягчение последствий ... хрупкость экосистем). Чрезвычайные ситуации, как правило, определяются как неожиданное наступление событий, имеющих затяжные и тяжелые последствия. Несмотря ...
Последствия климатических изменений более серьезны и долгосрочны. Возвращение температуры и освещенности к нормальным уровням произойдет при этом сценарии как раз к моменту обычного наступления зимы.
Если климатические возмущения, вызванные ядерной войной, произойдут зимой там, где озерная вода в норме имеет температуру, близкую к нулю, они приведут к увеличению толщины льда.
В мелководных озерах не исключено промерзание до дна, приводящее к гибели большинства живых организмов. Если острые зимние возмущения климата затронут пресноводные экосистемы, не замерзающие в нормальной обстановке, биологические последствия обещают быть весьма серьезными. Хронические климатические нарушения, начавшиеся весной, или затянувшиеся последствия зимней ядерной войны могут задержать таяние льда.
При наступлении морозов в конце весны (а для южных озер — в любое время года) скорее всего произойдет полное отмирание живых компонентов экосистем под прямым воздействием падения температуры и освещенности. Однако, если морозы ударят летом, последствия, вероятно, будут не столь опустошительными, поскольку многие из наиболее уязвимых стадий жизненных циклов уже будут пройдены. Масштабы последствий будут определяться продолжительностью холодов. Продолжительность воздействия особенно сильно скажется следующей весной.
Климатические возмущения в осеннее время будут иметь наименьшие последствия для северных пресноводных экосистем, поскольку к этому моменту живые организмы уже пройдут все репродуктивные стадии. Беспозвоночные, фитопланктон и редуценты, даже если их численность значительно сократилась, восстановятся, как только климатические условия возвратятся к норме. Тем не менее, остаточные эффекты могут еще долго сказываться на функционировании экосистемы в целом, причем не исключается возможность некоторых необратимых процессов.
Заключение
Возможные глобальные последствия ядерной войны для окружающей среды находились в центре внимания ряда исследователей в течение четырех десятилетий с момента первых атомных бомбардировок Японии.
После анализа приводимых данных по чувствительности экосистем к послевоенным экологическим возмущениям возникает ряд совершенно очевидных выводов:
Природные экосистемы уязвимы для экстремальных климатических возмущений, причем по-разному в зависимости от типа экосистемы, ее географического положения и времени года, когда произойдут возмущения.
В результате синергизма факторов и распространения их влияния от одних элементов экосистем к другим происходят более крупные сдвиги, чем можно было бы предполагать при изолированном действии возмущений. Так, повышенная интенсивность ультрафиолетового излучения В, загрязнение воздуха и радиация не вызывают катастрофических последствий, действуя по отдельности, однако, проявляясь одновременно, эти факторы могут оказаться губительными для чувствительных экосистем благодаря своему синергизму.
Пожары, являющиеся прямым следствием крупного обмена ядерными ударами, могут охватить обширные территории.
Восстановление экосистем после климатических стрессов острой фазы, следующей за крупномасштабной ядерной войной, будет зависеть от степени приспособленности к естественным нарушениям. В некоторых типах экосистем изначальный ущерб может быть очень большим, а восстановление крайне медленным, причем полное восстановление до исходного ненарушенного состояния вообще маловероятно. Антропогенное влияние способно замедлить процесс экологического восстановления.
Экологические последствия радиационных аварий, их ликвидация
... количество радиоактивных продуктов. Крупномасштабные радиационные загрязнения и облучение населения происходило в начале деятельности предприятий ядерного топливного цикла в США (Хендфордский ядерный комплекс, ... части организован Полесский радиоэкологический заповедник. 5. Последствия ликвидации для населения Всего, к работам по ликвидации последствий катастрофы государством было мобилизовано около ...
Локальные радиоактивные осадки могут оказать очень значительное влияние на экосистемы.
Экстремальные скачки температуры даже на достаточно короткие периоды способны нанести чрезвычайно большой ущерб
Морские экосистемы наиболее уязвимы для продолжительного снижения освещенности.
Для характеристики биологических реакций на глобальные стрессы необходима разработка следующего поколения экосистемных моделей и создание обширных баз данных по отдельным компонентам экосистем и по экосистемам в целом, подвергающимся различным экспериментальным нарушениям. Прошло много времени с тех пор, как были предприняты серьезные экспериментальные попытки описать влияние ядерной войны на биологические системы. Сейчас эта экологическая проблема стала самой важной из всех, с какими когда-либо сталкивалось человечество.
