4.01. Konflikt antroposfery i biosfery?
4.02. Reakcja ekosystemu na działalność ludzką
4.03. Cechy charakterystyczne form reakcji ekosystemu
4.44. Przykłady odwetu ekologicznego – nawożenie azotowe
4.05. Przykłady odwetu ekologicznego – nawadnianie terenów pustynnych,
hydroenergetyka
4.06. Przykłady odwetu ekologicznego – „czyste” preparaty, introdukcja obcych
gatunków
4.07. Przykłady bumerangu ekologicznego – ochrona gatunkowa słoni, ochrona
lasów przed pożarami
2
Co doprowadziło do tak znacznych napięć w ekosferze, że ujawnił się stan
określany jako kryzys środowiska ?
Wiemy już, że źródłem napięć powstających w poszczególnych ekosystemach
jest czynnik zewnętrzny. Tym czynnikiem zewnętrznym stał się człowiek.
biosfera
antroposfera
zamknięty układ
technologiczny
biosfera
antroposfera
społeczeństwo
techniczne w konflikcie
z przyrodą
układ otwarty
zharmonizowany ze
środowiskiem
biosfera
antroposfera
3
W relacji człowiek – środowisko obowiązuje zasada akcji i reakcji.
Reakcja ekosystemu na dokonywane w nim przez człowieka zmiany:
może mieć różny zasięg: lokalny, globalny
może ujawnić się w bliskiej lub odległej perspektywie czasowej
może mieć wreszcie różne natężenie
CZŁOWIEK
EKOSFERA
INGERENCJA
BOMBA EKOLOGICZNA
Z OPÓŹNIONYM ZAPŁONEM
ODWET EKOLOGICZNY
BUMERANG EKOLOGICZNY
4
Bomba ekologiczna z opóźnionym zapłonem
zjawiska o zasięgu globalnym i długofalowym działaniu
:
• eksplozja demograficzna,
• nasilanie się efektu cieplarnianego,
• ubytki ozonu w stratosferze,
• wycinanie lasów deszczowych.
Odwet ekologiczny
ujawnienie się nieprzewidzianych następstw niweczących spodziewane korzyści lub stwarzających nowe
problemy wymagające rozwiązania na skutek przekształcania środowiska z pogwałceniem
obowiązujących w nim praw:
•eksploatacja zasobów surowcowych,
urbanizacja,
mechanizacja i chemizacja rolnictwa,
•introdukcja obcych dla danego ekosystemu
gatunków roślin i zwierząt,
•wprowadzanie do środowiska ekotoksyn.
Bumerang ekologiczny
ujawnienie się nieprzewidzianych następstw niweczących spodziewane korzyści lub stwarzających nowe
problemy wymagające rozwiązania na skutek działań mających na celu ochronę środowiska
5
Tzw. jednostronne nawożenie, szczególnie nawożenie azotowe - bardzo szybki wzrost roślin, ale
zmiany w budowie anatomicznej (zmniejszenie grubości ścianek komórek), co powoduje:
mniejszą odporność na niekorzystne warunki klimatyczne – obniżenie plonów,
mniejszą odporność na szkodniki i choroby - stosowanie zwiększonej dawki pestycydów,
mniejszą trwałość w czasie magazynowania - stosowania chemicznych środków konserwujących.
Nadmierne nawożenie azotowe stanowi również zagrożenie dla zdrowia a nawet życia
zwierząt i ludzi.
Wprawdzie same azotany uważa się za mało toksyczne, ale w przewodzie pokarmowym ulegają
one przemianie w azotyny, które redukują hemoglobinę do methemoglobiny, efektem czego jest
niedotlenienie organizmu w skrajnych przypadkach prowadzące do śmierci.
Ponadto w organizmach zwierzęcych i ludzkich zachodzi synteza azotanów i amin prostych, w
wyniku której powstają nitrozoaminy będące substancjami kancerogennymi.
Dwumetylonitrozoaminy i dwuetylonitrozoaminy używane są do doświadczalnego wywoływania
nowotworów.
6
1939 rok -
Paul Muller (Szwajcaria) stwierdził silnie owadobójcze działanie jednego z chlorowanych
węglowodorów – DDT (nagroda Nobla)
Powszechne stosowanie DDT rozpoczęło się w czasie II wojny światowej. Dzięki zastosowaniu DDT
zlikwidowano ogniska malarii i febry, plagę wszy i pluskiew. Szacuje się, że 5 mln ludzi uratowano od
śmierci, 100 mln od chorób. Po zaprzestaniu stosowania DDT liczba zgonów na malarię wzrosła w latach
1968-1969 do 2,5 mln.
Jednak już w 1946 roku DDT okazał się w wielu przypadkach nieskuteczny. Zdarzało się, że populacja
szkodników wzrastała wskutek wyselekcjonowania form odpornych na DDT lub też występowała plaga
innych szkodników, które uwolnione spod kontroli biologicznej wytruwanego gatunku, nadmiernie się
rozmnażały.
Np. czerw jabłoniowy stał się głównym szkodnikiem sadów, gdy przy użyciu DDT wytępiono nie tylko
mszyce, ale i biedronki - naturalnego wroga czerwia.
Już pod koniec lat 60-tych wydano zakaz stosowania DDT. Jego toksyczność w stosunku do szkodników
zanikła. Stwierdzono natomiast jego szkodliwe oddziaływanie również na człowieka.
DDT jest praktycznie nierozkładalny w środowisku i wykazuje skłonności do kumulacji w tkankach.
Po 25 latach stosowania DDT rozpowszechnił się na całej kuli ziemskiej. Na Antarktydę spadło ponad
2 mln ton DDT. Uczeni prowadzący doświadczenia na zwierzętach nie dysponują materiałem wolnym
od skażenia.
Jego obecność stwierdzono w jajach ptaków, organizmach ryb żyjących w niedostępnych górskich
jeziorach, pingwinów żyjących na Antarktydzie, mleku matek a nawet w tkankach płodu ludzkiego.
Za dawkę śmiertelną uważa się 100 - 200 mg/kg ciała. W organizmach mieszkańców Europy
stwierdza się zawartość 5 -10mg/kg tkanki tłuszczowej.
7
W naturalnych ekosystemach pustynnych i półpustynnych parowanie i transpiracja ,
czyli wydzielanie pary wodnej przez rośliny lądowe nie przekracza 100-200 mm/rok.
W regionach sztucznie nawadnianych wzrasta nawet do 6000 mm/rok (Płn. Afryka).
Chcąc więc utrzymać uprawy należy uzupełniać ubytki wilgoci. Wykorzystuje się do
tego celu odsoloną wodę morską. Problem polega na tym, że odsolenie nie jest 100
% i przy tak znacznym nawadnianiu doprowadza się do zasolenia gleby.
Efektem jest zachwianie równowagi mikro- i makroelementów prowadzące do
degradacji gleby oraz obniżenia plonów a nawet zniszczenia upraw.
Negatywny wpływ zasolenia jest rejestrowany przez rośliny przy koncentracji soli
wynoszącej około 3000 mg/l , zaś kres aktywności biologicznej gleby następuje przy
koncentracji ok.5000 mg/l
.
8
Dawni budowniczowie urządzeń wodnych stworzyli możliwości swobodnego przepływu Nilu. Woda zalewała
pola osadzając na nich żyzny muł niesiony z Afryki Środkowej. Dalej położone pola nawadniane były
kanałami do dziś jeszcze istniejącymi, a wodę do góry pompowano tzw. śrubami Archimedesa, urządzeniami
pochodzącymi z 250 r. przed Chrystusem. Wylewy Nilu były regularne, życiodajna rzeka płynęła przez
pustynne tereny bez żadnych dopływów czy ubytków aż do delty obfitującej w ryby. Wszystko funkcjonowało
bez zarzutu. Także wybudowana w 1833 roku tama posiadała przydenne upusty umożliwiające swobodny
przepływ wody wraz z mułem użyźniającym pola. Nie zakłóciła więc naturalnych procesów.
Wybudowana w II poł XX w. tama jest większa (powierzchnia sztucznego jeziora 5000 km
2
, maksymalna
głębokość 180 m, długość tamy 3,6 km, maksymalna wysokość nasypu 110 m). W obawie przed
zniszczeniem przez zamuloną wodę urządzeń elektrowni, zrezygnowano z przydennych upustów.
Z budową tej tamy związane były tak kosztowne przedsięwzięcia jak przeniesienie świątyń (np. Abu Simbel).
Nie liczono się z kosztami, ponieważ inwestycja ta miała się zamortyzować w ciągu 2 lat. Tymczasem stało
się inaczej.
Z planowanych 10 mld kWh, w końcu lat 70-tych osiągnięto tylko 1/5, z czego połowę zużywa fabryka
nawozów sztucznych wzniesiona w pobliżu tamy.
Przesączająca się przez ściany zbiornika woda powoduje wypłukiwanie złoża solnego, co powoduje zasolenie
gleby. W pierwszych 10 latach ubyło 15 % terenów uprawnych.
Nie doceniono też parowania powierzchniowego i silnych wiatrów powstających w wyniku dużych różnic
temperatur dnia i nocy, co przy tak olbrzymiej powierzchni powoduje ogromne straty wody.
9
Wysiedlono 55 tys. czarnoskórych
Nubijczyków, wyróżniających się wysoką
kulturą. Musieli opuścić swe
wypielęgnowane domy i przenieść się do
baraków wybudowanych na kamienistym
pustkowiu wzłuż szosy z Assuanu do
Kairu.
Wybudowanie tamy odbiło się ujemnie na
stanie zdrowotnym miejscowej ludności.
Stwierdzono tam wzrastającą liczbę
przypadków choroby przewodu
pokarmowego, powodowanej przez
bakterie pasożytujące w organizmach
pewnego gatunku ślimaka wodnego. Na
skutek zmian środowiskowych, ślimaki te
uzyskały bardzo korzystne warunki
rozwoju i nadmiernie się rozmnożyły.
Walczy się z nimi wsypując do rzeki
olbrzymie ilości środków chemicznych
(fot.) i w ten sposób obok Nilu Białego i
Błękitnego pojawił się Nil „żółty” - zatruty i
martwy.
10
Dochody uzyskane z hodowli ryb miały pokryć straty wynikłe ze zniszczenia pastwisk i
pól uprawnych.
Tymczasem wody zbiorników zaporowych w strefie tropikalnej zachowują się tak jak
wody jezior -
słaba wymiana pionowa wód i związane z tym słabe dotlenienie głębszych
warstw wody
– pogorszenie warunków dla życia organicznego (także hodowanych ryb).
Ponadto wraz z wydłużeniem linii brzegowej powiększyła się liczba siedlisk muchy tse-
tse, co spowodowało spadek pogłowia bydła.
Wysiedlenie ludzi z tych obszarów doprowadziło do erozji gleby i poważnych zamieszek
wśród ludności, której oferowano gorszą ziemię lub przesiedlono do miast nie
przygotowanych na jej przyjęcie.
Uregulowany odpływ wody poniżej tamy okazał się bardziej szkodliwy niż powodzie,
które poprzednio corocznie użyźniały za darmo niżej położone tereny. Ponieważ
zmniejszyła się żyzność gleb, trzeba sprowadzać nawozy sztuczne, które są zbyt
kosztowne dla miejscowej ludności.
11
Przez wiele lat przemysł farmaceutyczny Stanów Zjednoczonych z wątroby fok żyjących w
rejonie Bieguna Południowego wytwarzał preparat przeciwko anemii dla dzieci i niemowląt.
Jak się później okazało, preparat ten zawierał o 600 % rtęci więcej ponad dopuszczalną normę.
Zadziałał tu mechanizm kumulacji rtęci w łańcuchu troficznym. W wątrobie fok stwierdzono
zastraszającą ilość rtęci - 16 x więcej niż wartość dopuszczalna
.
W 1787 roku przywieziono do Australii kilkadziesiąt okazów kaktusów, które tak się rozmnożyły,
że w 1925 roku zajmowały już powierzchnię 25 mln ha. Zniszczono je chemicznie dopiero w 1930
roku.
Podobne problemy mieli Australijczycy z królikami.
Nie zważając na zastrzeżenia przyrodników, australijscy farmerzy wpuścili na swoje plantacje
trzciny cukrowej tropikalną ropuchę pochodzenia amerykańskiego, spodziewając się, że
zniszczy ona chrząszcze atakujące trzcinę. Okazało się jednak, że ropuchy prowadzą nocny tryb
życia i wyruszają na polowanie wtedy, kiedy chrząszcze już nie żerują. W czasie swych nocnych
wędrówek żaby zjadały wszystko co napotkały na swej drodze, z wyjątkiem chrząszczy
szkodników. A ponieważ rozmnażają się w fenomenalnym tempie, opanowały całe plantacje
trzciny cukrowej w północnych prowincjach Australii. Atakujące trzcinę chrząszcze trzeba będzie
nadal zwalczać metodami chemicznymi (inf. 1993 r.)
12
W 1989 r. weszła w życie Konwencja o Międzynarodowym Handlu Gatunkami Zagrożonymi.
Zgodnie z jej postanowieniami obowiązuje zakaz obrotu kością słoniową. Jednak w ciągu 10 lat
obowiązywania tego zakazu liczebność słoni wzrosła tak znacznie, że wskutek ich żerowania
doszło do zniszczenia środowiska w stopniu utrudniającym przetrwanie innym gatunkom.
Przeprowadzone w 1999 r. badania wykazały, że w Parku Narodowym Krugera (RPA) żyje 9 tys.
słoni, podczas gdy zdolność nośna środowiska pozwala na przebywanie w nim tylko 7
tys.
osobników. Podobna sytuacja w Botswanie, Namibii i Zimbabwe.
W 1995 r. rząd Zimbabwe podał, że liczebność populacji słoni dwukrotnie przekracza ich dopuszczalną ilość.
Nawet inspektor ds. programu ochrony słonia afrykańskiego przyznał, że populacja słoni w jednym z parków
narodowych w Zimbabwe (Hwange) wymknęła się spod kontroli. Ten jednak park narodowy jest szczególnym
przypadkiem. Zlokalizowany został na terenach bezwartościowych dla rolnictwa – na suchych, jałowych
nieużytkach, na których nie mogło żyć zbyt wiele zwierząt. Podczas pory suchej większość parkowych
wodopojów jest zaopatrywana w wodę z zewnątrz. Jest to więc system stworzony przez ludzi i przez nich
również musi być podtrzymywany.
Jak rozwiązać ten problem: antykoncepcja albo odstrzał.
Na razie Botswana, Namibia i Zimbabwe otrzymały zgodę na sprzedaż rządowych zapasów ciosów, które
zgromadzono wskutek naturalnej śmierci słoni od momentu uprawomocnienia się zakazu handlu kością
słoniową. Zimbabwe sprzedało 20 ton, Namibia 12 ton a Botswana 18 ton. Rządy tych krajów zgodziły się
przeznaczyć uzyskane w ten sposób środki – ich wysokość jest tajemnicą – na potrzeby ochrony przyrody.
Możliwość pozyskiwania korzyści materialnych sprawia, że należy umożliwić okresowe przerzedzanie stad
słoni , gdyż jeśli ludzie nie będą mieć żadnych korzyści ze zwierzyny, zechcą wykorzystać te tereny do innych
13
Dla specjalistów, największe od półwiecza pożary lasów w USA u schyłku XX w. nie były
zaskoczeniem.
W wyniku prowadzonej od ponad 100 lat gospodarki leśnej (wyrąb, przecinka, nasadzenia) oraz
stosowanej od dawna polityki gaszenia wszelkich zarzewi ognia, w lasach zgromadziła się tak duża
ilość materiałów łatwopalnych w postaci ściółki i młodników, że stały się one beczką prochu.
Nagromadzony materiał palny zwiększa intensywność płomieni niszczących stare drzewa, które
mogłyby przetrwać pożar i stanowić podstawę odradzania się lasu.
Liczba pożarów koron drzew – kiedy przez las wędruje ściana ognia, w odróżnieniu od pożaru
ograniczonego do ściółki, rośnie wykładniczo.
Wyrażany jest pogląd, że można temu zapobiec stosując kontrolowane wypalanie.
Punktem zwrotnym dla zwolenników tej metody ochrony lasów stał się pożar w parku narodowym w
Yellowstone, który w 1988 r. strawił 10 % jego powierzchni. Od tego czasu nie gasi się tam ognia
wywołanego przez czynniki naturalne. Wprawdzie zaledwie poniżej 1 % kontrolowanych wypaleń
wymknęło się spod kontroli w ciągu 5 lat stosowania tej metody, ale ekologia pożarów to bardzo
trudna dziedzina.
Przykład ostatniego (lata 90.) pożaru „pielęgnacyjnego” w Nowym Meksyku w pobliżu Los Alamos
świadczy także o tym, że kontrolowane wypalanie może przekształcić się w niekontrolowany,
długotrwały (2 tygodnie) i bardzo groźny w skutkach pożar, zwłaszcza po okresie długotrwałej
suszy.