Под возобновляемыми понимаются ресурсы, восстанавливающиеся после потребления естественным или искусственным (антропогенным) путем в объеме, необходимом для сохранения экологической емкости биосферы. К возобновляемым ресурсам относятся атмосферный воздух, вода, ландшафты, животные и растительные виды биоты и др.
С экологической точки зрения стратегия природопользования, основанная на возобновляемых ресурсах, является эффективной и отвечающей требованиям устойчивого развития, если потребляемые ресурсы восстанавливаются за счет природных процессов биотической регуляции и антропогенных технологий или комбинации того и другого.
Антропогенные технологии могут быть двух типов. К первому типу относятся технологии, позволяющие получать новые продукты – аналоги природным и тем самым обеспечивать поддержание равновесия этих ресурсов в биосфере. Примером могут служить антропогенные технологии, применяющиеся в сельском хозяйстве и способствующие восстановлению баланса потребляемых продуктов питания.
Наряду с этим, существуют антропогенные технологии другого типа, основанные на восстановлении качества уже использованных ресурсов и их реабилитации – возвращения в производственный цикл. Такие технологии применяются при восстановлении качества воздуха, воды и некоторых других ресурсов путем очистки их от загрязнений. К сожалению, уровень их развития и применения во многих случаях оказывается недостаточным для того, чтобы полностью компенсировать дефицит естественного воспроизводства возобновляемых ресурсов. Эти обстоятельства не позволяют полностью восстанавливать содержание возобновляемых ресурсов, особенно на урбанизированных и техногенно нагруженных территориях, где даже с применением антропогенных технологий не удается предотвратить деградацию экосистем. В качестве примера можно рассмотреть ситуацию, сложившуюся с использованием атмосферного воздуха, воды и лесов.
Ресурсы атмосферы. Атмосфера Земли располагает огромными запасами чистого воздуха. Тем не менее, быстрый рост потребления кислорода и выброс загрязняющих веществ приводит к тому, что на отдельных территориях локального или даже регионального масштаба происходит преодоление экологического потенциала по содержанию чистого атмосферного воздуха. Почти в 80% городов России, где регулярно ведется наблюдение за состоянием атмосферного воздуха, концентрация загрязняющих веществ превышает санитарные нормы, а в 44 городах с проживанием 12% городского населения России (13.5 млн человек), отмечается высокий и очень высокий уровень загрязнения атмосферы [6]. Это обуславливается, главным образом, выбросами транспорта, а также энергетическими, ресурсодобывающими и другими промышленными предприятиями. Статус зоны чрезвычайной экологической ситуации имеют 21 город, включая такие города, как Череповец, Каменск-Уральский, Братск, Нижний Тагил, Норильск, Магнитогорск, Орск, Чапаевск, Ангарск, Новокуйбышевск, Новочеркасск и другие.
Большое влияние на загрязнение окружающей среды (включая атмосферу) оказывает накопление твердых коммунальных и некоторых отходов производства и потребления на открытых полигонах и свалках. При анаэробном микробиологическом разложении органических компонентов свалок (растительные, животные и производные от них остатки, а также бумага, древесина и др.) образуется биогаз, состоящий на 95-98% из метана и углекислого газа. Одна тонна коммунальных отходов может служить источником образования до нескольких сотен кубических метров биогаза. Кроме того, внутри свалок часто происходят внутреннее самовозгорание отходов и подъем температуры до 800-900°С, что способствует образованию вредных органических соединений, таких как альдегиды, фенолы, хлорорганика (диоксиды, фураны) и др.
Загрязнение воздушного пространства взвешенными веществами, а также диоксидом азота, диоксидом серы, бенз(а)пиреном, оксидом углерода, бензолом, сероводородом, этилбензолом, формальдегидами, фенолом, аммиаком, может приводить к неблагоприятным последствиям для здоровья людей. Статистика показывает, что из-за загрязненности атмосферного воздуха продолжительность жизни россиян сокращается в среднем на один год, а в наиболее загрязненных городах – до четырех лет. По имеющейся информации, дополнительная смертность за счет загрязнения атмосферы в России достигает 140 тысяч человек в год [7].
Водные ресурсы. Еще более серьезные проблемы возникают с использованием другого возобновляющего ресурса – пресной воды. Большая часть воды, содержащейся на Земле, находится в соленом состоянии. Пресная вода составляет всего лишь 2.5% от общей водной массы. При этом, 2/3 пресной воды находятся в твердом состоянии и аккумулируются во льдах и ледниках. Доступные для использования пресные воды составляют около 24 тыс. км3 (24000 млрд. м3).
Потребление пресной воды постоянно растет. Уже сейчас для хозяйственных и бытовых нужд из различных источников отбирается в мире более 4 тыс. км3 пресной воды. Ожидается, что ее расходование в ближайшие 20 лет увеличится еще на 40%. Значительная часть пресной воды отбирается из речных систем и открытых водоемов. Доля воды, используемой из подземных источников, составляет не более 10%. Около 70% расходуемой пресной воды употребляется в сельском хозяйстве, 20% в промышленности и только 10% − в коммунальных и других хозяйственных целях.
Из-за уменьшения запасов, загрязнения и увеличения потребления, объем экономически доступных пресных вод в мире постоянно сокращаются. Ожидается, что уже в ближайшие десятилетия объем загрязненных вод превзойдет доступный ресурс их потребления, что приведет к критической ситуации с водоснабжением во многих регионах мира [8].
Вода – важнейший и наиболее востребованный жизнеобеспечивающий ресурс Земли. Человек за период своей жизни выпивает в среднем около 40 тонн воды. Исчезновение воды – более серьезная проблема, чем истощение энергетических ресурсов, поскольку способы замены воды в биосфере отсутствуют.
Важнейшей проблемой водообеспечения является дебаланс пресной воды в различных регионах Земли, обусловленный двумя важнейшими факторами:
- неравномерным выпадением осадков и нерациональным водопотреблением в различных регионах, взаимосвязанным с климатическими условиями и характером хозяйствования;
- загрязнением вод и снижением их питьевого ресурса.
Указанные причины обуславливают формирование зон дефицитного и, наоборот, избыточного водообеспечения. Дефицитные зоны в России приурочены в основном к южным засушливым районам и характеризуются недостатком как поверхностных, так и подземных питьевых вод для социальных и хозяйственных целей. Помимо нарушения баланса кругооборота воды, в этих районах существенное значение имеют нерегулируемые заборы воды из речных систем вблизи их истоков. В результате, снижается сток рек, наблюдается падение уровня воды в реках и крупных водоемах, т.е. нарушается их нормальный водный режим, что дополнительно увеличивает дефицит водообеспечения. Так, годовой сток р. Волги уменьшается за счет этого на 10% по сравнению с нормой, у рек Дон, Кубань и Терек – на 25-40%, а забор воды рек Амударья и Сырдарья, питающих Аральское озеро, превышает 90% нормы годового стока [6].
Кроме того, дефицит пресной воды возрастает за счет ее загрязнения. По имеющимся данным, в настоящее время в процессе антропогенной деятельности на Земле загрязняется почти половина доступного объема ее потребления. Наибольшие масштабы загрязнения связаны со сбросами сточных вод (около 2000 км3/год), образующихся в коммунальном и сельском хозяйстве, а также на промышленных предприятиях энергетического, строительного и других профилей [9].
На городских и промышленных территориях интенсивно загрязняются не только поверхностные, но и подземные воды.
Дефицит влаги вызывает рост площади пустынь на земном шаре со скоростью до 60 км2/год, а главное, увеличивает количество людей, страдающих от недостатка воды. По оценке Всемирного банка уже сейчас около двух миллиардов человек в мире испытывает недостаток воды, а еще большее количество вынуждено пользоваться водой невысокого качества [6].
Дефицит качественной питьевой воды является важным фактором состояния здоровья населения. Еще в XIX веке Луи Пастер говорил: «люди выпивают 90% своих болезней». В России ежегодно фиксируется до 1000 дополнительных случаев заболеваний на 100 тысяч населения, обусловленные не качественной питьевой водой [7].
Дефицит питьевой воды стимулирует развитие рынка бутилированной воды, стоимость одного литра которой достигает в среднем 1 доллара США, что дороже стоимости литра нефти.
Наряду с дефицитными, на Земле образуются переувлажненные зоны, где поступление воды превышает допустимый предел, что также создает критические ситуации и дестабилизирует развитие экосистем. В России переувлажнение формируется на значительной части Сибири и Дальнего Востока, а также на территориях, прилегающих к горным хребтам южного обрамления России. Избыточное количество поверхностных и подземных вод на этих территориях вызывает развитие различных опасных гидрологических и геологических явлений, угнетающе действующих на биосистемы, принося огромный социальный и материальный ущерб [10, 11]. К числу таких процессов относятся затопление, подтопление, переувлажнение почв, водная эрозия, абразия, образование оползней и плывунов, суффозия, развитие карста и другие. По данным МЧС России, в результате переувлажнения в стране затапливается около 400 тыс. км2 территорий, более 300 городов, тысячи мелких населенных пунктов, более 7 млн. га сельхозугодий. Средний многолетний ущерб от этих явлений составляет около 70 млрд. руб. в год.
Таким образом, анализируя ситуацию с водными ресурсами, можно отметить нарушение устойчивости развития общества из-за образования зон с дефицитом и, наоборот, с избытком пресных вод. В обоих типах зон происходит превышение нижнего или верхнего предела экологической емкости экосистемы, что сопровождается появлением экологических проблем, приводящих к крупным материальным и социальным потерям.
Лесные ресурсы. К числу важнейших возобновляемых ресурсов планеты, оказывающих огромное влияние на решение социальных, экономических и экологических задач, относятся леса планеты [12]. В современном мире происходит постоянное снижение площади лесов и преобразование лесных массивов в промышленные, сельскохозяйственные и урбанизированные ландшафты. Статистические данные показывают, что площадь сводимых в год лесных массивов в мире составляет 14.6 млн. га, а восстанавливаемых – 5.2 млн. га, т.е. площадь лесов убывает ежегодно на 9.4 млн. га или 0.26% от мировых запасов. Тенденция к сокращению площади лесов особенно характерна для тропиков и умеренного пояса Земли.
В России почти половина территории страны (46.6 %) покрыта лесами, которые интенсивно вырубаются. Отношение площади лесовосстановления и лесоразведения к площади вырубленных и погибших лесных насаждений составляет 62,3 %. В лесном хозяйстве России сохраняется ряд серьезных проблем, одной из которых является низкая эффективность лесопользования. Эксперты подсчитали, что с каждого гектара лесного фонда Россия имеет доход около 20 руб. По данным статистики лесное хозяйство России дает менее 1.5 % ВВП нашей страны. Почти весь объем экспортной древесной продукции России скупается Финляндией и Китаем. Финляндия приобретает ежегодно у России около 25 млн. м3 леса-кругляка, благодаря этому она захватила около 10% всего мирового рынка лесной и бумажной продукции. Огромный ущерб приносят лесные пожары, а также лесные вредители: жуки-пилильщики, лесной шелкопряд, короед. Ежегодный ущерб от лесных пожаров составляет 32.3 млрд. руб. в год. Эти проблемы обострились в основном потому, что за последние три десятилетия на охрану лесов выделяется скромная сумма, были сокращены государственные структуры по охране лесов (лесничества). В результате снизилась культура ведения лесного хозяйства, выросло браконьерство и неконтролируемая торговля древесиной, участились лесные пожары и заболевания лесов [13].