Климатические ресурсы и здоровье человека
Климат области благоприятен для здоровья человека практически во все сезоны года. Экстремальные погодные условия (сильные морозы, жара, длительная сырость и др.) наблюдается у нас сравнительно редко (5 % лет). Основную опасность для здоровья человека представляет загрязнение воздуха или в целом территории вредными (канцерогенными) веществами. Естественно, что основная масса загрязнителей попадает в атмосферу в городах, вокруг заводов, вдоль транспортных магистралей, при обработке полей ядохимикатами, особенно с самолетов. Особую тревогу у жителей области вызывает радиануклидное загрязнение обширной территории после Чернобыльской катастрофы. Ветры, особенно при обработке полей в сухую погоду, поднимают радиоактивную пыль в воздух, а вместе с ним она попадает в дыхательные пути, на продукты и одежду.
Однако не меньшую опасность представляют и другие загрязнители. В выхлопных газах автомобиля содержится до 9 % СО2, 4 % СО, 0,06 % окислов азота, 0,5 % углеводородов, 0,008 % сернистого газа. И это если двигатель хорошо отрегулирован. В ином случае выброс вредных веществ увеличивается во много раз. При сжигании этилированного бензина в атмосферу попадает свинец. В крови городских жителей содержится свинца в 1,5 раз больше, чем у сельских жителей. От рака легких в крупных городах мира умирают примерно в два раза чаще, чем на селе (в пересчете на одинаковое число жителей).
За сутки человек вдыхает 12 м3 воздуха, а вместе с ним и примесей, многие примеси остаются в организме.
Воздух должен содержать достаточное количество кислорода (около 21 %). Человеку за час для дыхания нужно 20–25 л кислорода. Примерно столько же углекислого газа он выдыхает. Если в плохо проветриваемом помещении много людей, кислород быстро расходуется на дыхание, резко возрастает концентрация углекислого газа, что вызывает головные боли, усталость.
Восстанавливают кислород в атмосфере зеленые растения. Один гектар леса продуцирует в год около 3 т кислорода, что обеспечивает дыхание 400 человек. Одновременно 1 га леса поглощает в год 4 т углекислого газа. Охраняя воздух, мы должны охранять и нашего зеленого друга. В теплицах повышение концентрации в воздухе углекислого газа до 1 % (т. е. в 25 раз) благоприятно сказывается на росте растений.
В городах, при безветренной погоде, в приземном слое воздуха накапливаются летучие выбросы автотранспорта и заводов, возникает смог. В такие дни резко возрастает смертность среди жителей города, страдающих хроническими заболеваниями дыхательных органов. Известны случаи, когда вокруг промышленных предприятий или при опылении полей ядохимикатами погибали все пчелы. Локально в г. Брянске вдоль автотрасс и вокруг заводов предельно допустимые концентрации (ПДК) по отдельным канцерогенам в несколько раз выше предельно допустимых норм (ПДН).
В настоящее время разработаны ПДН выбросов в атмосферу вредных веществ и их предельно допустимые выбросы (ПДВ) в атмосферу автотранспортом и заводскими установками, а для воздуха – ПДК этих веществ в 1 м3 воздуха. Эти нормы различны для разных стран в зависимости от климатических особенностей территории и типов загрязнителей. Многие города являются зонами экологических бедствий.
Основными заболеваниями от загрязненного воздуха являются: раковые, болезни дыхательных путей, повышенная нервная возбудимость, головные боли, тошнота, слезотечение, рахитизм, отклонения в содержании гемоглобина, отклонения в росте и весе (особенно у детей), аллергия, удушье, общая слабость и др. Воздействие каждого канцерогена сугубо индивидуально. Особенно опасно загрязнение воздуха одновременно несколькими вредными веществами, которые в организме вступают в химические реакции с образованием особо вредных канцерогенов.
Из атмосферы загрязнители попадают в почву, воду, а оттуда – в растения и тела животных, а затем и в пищу человека. Отдельные растения могут накапливать канцерогены в более высоких концентрациях, чем они содержатся в воздухе. Об отравлении растений загрязнителями могут свидетельствовать изменения цвета листьев, иголок (у хвойных), цветка, падение фитопродуктивности, а нередко и гибель отдельных видов растений.
Оценка биологической продуктивности климата (БПК)
Климат определяет зональные особенности естественной растительности и животных, подбор районированных сортов сельскохозяйственных культур, условия их выращивания. От климата и реально складывающихся сезонов года зависит и биологическая продуктивность, как естественных, так и культурных растений. ПодБПК следует понимать биомассу, производимую популяцией животных или сообществом растений на единицу площади (1 км2, 1 га, 1 м2) за единицу времени (год, сезон). Полная БПК (валовая) должна включать накопление энергии и биогенных летучих веществ (газы, аэрозоли). В сельском хозяйстве обычно оценивается урожай с полей, приусадебных или садовых участков, а в животноводстве количество получаемой полезной продукции (мясо, молоко, яйца, шерсть, мех и т. д.), получаемой от сельскохозяйственных животных. Продуктивность пастбищ или сенокосов определяется приростом растительной массы, пригодной на корм скоту во время его выпаса (иногда выражается в числе голов скота, которые могут пастись на единице площади круглый год или летом и быть обеспеченными зимой заготавливаемым сеном или силосом).
Прирост растительной наземной и подземной биомассы называется первичной продуктивностью, прирост зоомассы – вторичной.
БПК определяется в основном запасом тепла и влаги и их соотношением. При большом запасе тепла важнейшую роль начинает играть запас влаги. В высоких широтах влаги всегда избыток, поэтому основное значение там имеет запас тепла.
В умеренных широтах особенно важно соотношение влаги и тепла, необходимого для испарения влаги, запасы тепла, определяющие температуру воздуха и длительность вегетационного периода. Для оценки БПК предложена формула:
БПК = 5×Ку 
= х,
где Ку – коэффициент увлажнения за вегетационный период, получаемый делением общих запасов влаги (осадки + продуктивная почвенная влага) на возможное испарение (испаряемость), t° – сумма эффективных температур (сумма среднесуточных температур выше 10°), х – полученная условная величина БПК. Низкой считается БПК менее 85, средней 116–150, высокой 201–250.
Определим по средним многолетним климатическим показателям БПК для Брянской области. За вегетационный период (май-август) выпадает около 340 мм осадков. Запас воды в метровом слое почвы равен 200 мм. Общий запас влаги 540 мм. Испаряемость за этот период составляет около 500 мм, коэффициент увлажнения будет равен 1,08. Сумма эффективных температур в г. Брянске -2300°С.
БПК = 5×1,08× 
= 115,8 (средняя продуктивность).
Однако по отдельным годам Ку летом может изменяться от 0,6 до 1,6. Следовательно, БПК будет соответственно равен 69 или 184, то есть малым или выше среднего. Поскольку сумма эффективных температур меняется по годам не столь существенно, биологическая продуктивность зависит у нас в большей степени от общего увлажнения территории, особенно от недостатка влаги. Неблагоприятными будут сухое жаркое или холодное лето, оптимальным теплое и нормально влажное лето. Для естественной растительности (луговой, лесной) чем жарче и влажнее лето, тем больше фитопродуктивность. Для культурной растительности очень влажное лето мешает уборке урожая и приводит к его потере, поэтому в условиях нашего климата должно быть введено двойное регулирование водного режима почвы – оросительная и осушительная мелиорации. Только тогда можно получать устойчиво высокие урожаи. При этом следует учитывать, что естественная растительность практически не страдает от заморозков, а для большинства культурных растений они очень опасны. В наших условиях более высокую БПК имеют болота и луга. Самая низкая БПК на суходольных лугах.
Климат определяет тип экосистем, прирост растительной массы. Климат будет определять не только количество биомассы, но и стоимость продукции с гектара площади, а с этим в целом и материальное благополучие земледельца. Через биологическую продуктивность климатические ресурсы как бы «входят» в экономический потенциал территории. Климат (в основном через воду, растительность и почвенную фауну) оказывает определяющее влияние и на формирование почв с разным уровнем плодородия и благоприятности для обработки. Естественно, что территории с благоприятными климатическими условиями являются основными производителями относительно дешевого сельскохозяйственного продукта для населения. В условиях умеренного мягкого и влажного климата с теплыми зимами один гектар естественного луга в Англии, Голландии и Бельгии обеспечивает кормами 3–4 коровы, тогда как в Ливии с сухим тропическим климатом для одной коровы требуется 50 га суходольных пастбищ. В Брянской области для заготовки сена на зиму на 1 корову (3 т) необходимо иметь 1,0–1,5 га заливного или 1,5–3,0 га суходольного луга да еще около 0,25 га пастбища на лето. Следовательно, емкость наших лугов в 4–12 раз меньше, чем в Бельгии и Голландии, но в 25–30 раз больше, чем в Ливии. Для обеспечения кормами скота мы вынуждены отводить значительную часть пашни под сеяные травы.
Недостаток влаги в вегетационный период в 100–150 мм можно устранить искусственным орошением. Для нашей зоны определены нормы полива для основных культур. Исходными данными для определения величины полива являются средние многолетние дефицита влаги (разница между возможным испарением и суммой осадков плюс запас весенней почвенной влаги) за вегетационный период. С учетом площади орошаемых угодий определяется необходимый запас влаги. Климатические запасы тепла существенно изменить человечество пока не может. Через полив или осушение можно изменить на 100–150 °С суммы суточных температур за теплый период года (на 4–6,5 %).
Дата добавления: 2016-07-09; просмотров: 1223;