Книга I общая характеристика мира



бет5/51
Дата22.06.2016
өлшемі12.74 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   51
Рис. 13. Структура мирового земельного фонда по крупным регионам (доля в %)

Для географических исследований большой интерес представляет изучение структуры земельного фонда не только всего мира, но и отдельных его крупных регионов. Показанная на рисунке 13 она дает богатый материал для сравнения. Вполне закономерно, например, что доля земель, занятых под жилую, промышленную, транспортную застройку, да и обрабатываемых земель наиболее велика в зарубежной Европе – одном из главных регионов мировой цивилизации. Также вполне естественно, что доля пастбищ особенно велика в структуре земельного фонда в Австралии, доля лесов– в Южной Америке, а доля малопродуктивных и непродуктивных земель – в Азии.

Разумеется, еще большие различия можно обнаружить при сравнении размеров и структуры земельного фонда отдельных стран. Наибольший интерес в этом отношении представляют пахотные земли. Страны, располагающие наибольшей площадью пахотных земель, показаны в таблице 20. Она же дает наглядное представление о том, сколь существенно эти страны различаются по показателю доли пашни в общем земельном фонде.

К числу стран-«рекордсменов» по второму из этих показателей, кроме Украины и Индии, относятся также Бангладеш и Дания, где распаханность достигает 56–57 %.



Таблица 20

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗМЕРАМ ПЛОЩАДИ ПАШНИ



По площади пастбищ на мировом фоне особенно выделяются Австралия (414 млн га), Китай (400 млн), США (240 млн), Казахстан (187 млн), Бразилия (185 млн), Аргентина (142 млн га). Но в структуре земельного фонда доля пастбищ особенно велика в Казахстане (70 %), Австралии и Аргентине (50–55 %), а из стран, не попавших в первую десятку, – в Монголии (75 %).

По площади прочих земель внеконкурентное первое место в мире принадлежит России (700 млн га). За ней следуют Канада (355 млн га), Китай (307 млн), Алжир (195 млн), США (193 млн) и Ливия (159 млн га). Но по доле таких земель в земельном фонде впереди всех стоят расположенные в пределах Сахары Ливия (91 %) и Алжир (82 %).

С характеристикой структуры и размеров земельного фонда непосредственно связан еще один очень важный вопрос – об обеспеченности земельными ресурсами. Показатель такой обеспеченности рассчитывается в гектарах на душу населения.

Нетрудно подсчитать, что в 2007 г. при общей численности населения земного шара, превысившей 6,6 млрд человек, и мировом земельном фонде (округленно) в 13 млрд га, этот показатель составляет 2,0 га. Но при таком среднем показателе между отдельными крупными регионами, должны существовать различия. Статистика свидетельствует о том, что по душевой обеспеченности земельными ресурсами резко выделяется огромная по территории, но сравнительно малонаселенная Австралия (30 га на 1 человека). За ней следуют СНГ (8,0 га на 1 человека), Южная Америка (5,3), Северная Америка (4,5), Африка (1,25), зарубежная Европа (0,9) и зарубежная Азия (0,8 га на 1 человека). Из отдельных стран, помимо Австралии, наиболее высоким уровнем землеобеспеченности отличаются, например, Россия (11,4 га на 1 человека), Бразилия (5,2), Демократическая Республика Конго (4,8), США (3,4), Аргентина (3,1), Иран (2,3 га на 1 человека).

Однако при всей важности показателя удельной землеобеспеченности еще важнее показатель обеспеченности пахотными землями. Для всего мира он ныне составляет в среднем 0,20 га на 1 человека. Из отдельных регионов и по этому показателю выделяются Австралия и Океания (1,8 га на 1 человека), затем идут СНГ (0,8), Северная Америка (0,6), Южная Америка (0,35), зарубежная Европа (0,25), Африка (0,22) и зарубежная Азия (0,13 га на 1 человека). Что же касается отдельных стран, то различия между ними (на отдельных примерах) показывает таблица 21.



Таблица 21

ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ ПАШНЕЙ В НЕКОТОРЫХ СТРАНАХ



Отдельно приведем некоторые данные о земельном фонде России. В целом он составляет 1709 млн га, из которых около 1100 млн га находятся в зоне вечной мерзлоты. В конце 1990-х гг. в структуре этого фонда на сельскохозяйственные угодья приходилось 13 % (в том числе на пашню– 7,5 %), на лесные– 61 %, на земли под жилой, промышленной и транспортной застройкой – 2,2 %.

На протяжении уже многих столетий, если не тысячелетий, человечество стремится увеличить площади обрабатываемых – прежде всего пахотных – земель, сводя для этого леса, распахивая луга и пастбища, орошая сухие степи и пустыни и т. д. Иными словами, ведется наступление на так называемые прочие земли. На этом пути есть немалые успехи. Так, только в 1900–1990 гг. общая площадь сельскохозяйственных земель в мире удвоилась. Однако численность населения растет быстрее, и это уже само по себе предопределяет тенденцию к сокращению удельной обеспеченности пахотными землями: если в 1950 г. мировой показатель ее составлял 0,48 га на 1 человека, в 1990 г. – 0,28, то в 2005 г. – около 0,20 га на 1 человека.

Но это только одна причина снижения обеспеченности из расчета на душу населения. Другая же заключается в растущей деградации земель, почвенного покрова.

17. Деградация земельных (почвенных) ресурсов

Под деградацией (от лат. gradus – ступень и приставки de, означающей движение вниз) земельного, почвенного покрова понимают процесс его ухудшения и разрушения в результате негативного воздействия человеческой деятельности. Такая деградация происходила на протяжении всей истории человечества. Ученые подсчитали, что в результате нерационального землепользования человечество за исторический период своего развития уже потеряло от 1,5 млрд до 2 млрд га некогда продуктивных земель, т. е. больше, чем вся современная площадь пашни. И в наши дни в результате деградации почвы из мирового сельскохозяйственного оборота ежегодно выбывает в среднем 8—10 млн, а по максимальным оценкам – даже 15–20 млн га продуктивных земель. Они превращаются в пустоши или пустыни либо идут под застройку.

Согласно самым общим представлениям, уменьшение плодородия почв ныне наблюдается на 30–50 % всей поверхности суши. При таких темпах деградации почвенный покров планеты, как считают некоторые ученые, может быть полностью истощен уже через 100 лет. Особенно велики потери почвы в развивающихся странах с их быстро растущим населением и отсталой агротехникой. В результате, по оценке ООН, только прямые потери от деградации почв ежегодно составляют 40 млрд долл.

Процессы деградации почв и их причины показаны на рисунке 14. Анализ этого рисунка приводит к выводу, что главный бич земельных ресурсов на земном шаре – водная эрозия (от лат. erosia – разъединение), которая приводит к разрушению и сносу почвенного покрова потоками воды. Американские ученые подсчитали, что в весовом отношении только пахотные земли ежегодно теряют 24 млрд т плодородного почвенного слоя. Это эквивалентно разрушению всего пшеничного пояса в юго-восточной части Австралии. При этом более половины всех потерь в конце 1980-х гг. приходилось на четыре страны: Индию (6 млрд т), Китай (3,3 млрд), США (3 млрд) и СССР (3 млрд т). На поверхности Земли модули стока взвешенных наносов, характеризующие интенсивность водной эрозии, изменяются в очень больших пределах – в зависимости от рельефа, состава грунтов, климата, растительности, характера земледелия. Ясно, что на территории кристаллических щитов они сравнительно невелики, а, скажем, на лёссовых плато – огромны.





Рис. 14. Процессы деградации почв и их причины (по «Рио-92»)

На втором месте – ветровая эрозия (дефляция). Она наиболее распространена в засушливых степных районах, для которых характерны пыльные бури. На оба эти вида эрозии приходится примерно 85 % общих потерь почвы. Когда говорят о ежегодных потерях в размере 6–7 млн га, то имеют в виду потери именно от эрозии.

Как показывает анализ рисунка 14, помимо эрозии немалый урон почвенным ресурсам планеты наносит их химическая и физическая деградация. Под физической деградацией понимают разрушение почвенного покрова при горных, строительных, других подобных работах. А химическая деградация – это загрязнение почв тяжелыми металлами, различными химическими соединениями.

Среди причин деградации почв особенно выделяется чрезмерное пастбищное скотоводство (перевыпас скота), наиболее характерное для целого ряда развивающихся стран Азии и Африки. Большую роль играют оскудение и вымирание лесов, а также сельскохозяйственная деятельность – например, вторичное засоление и заболачивание при орошаемом земледелии, разрушение почвенного слоя в результате неправильных севооборотов, применения тяжелой сельскохозяйственной техники, неподходящих для тех или иных природных условий методов распашки и др.





Рис. 15. Степень деградации почв в мире (по «Рио-92»)

Степень деградации почв может быть различной. Обычная классификация включает четыре следующих градации: слабая (легкая), умеренная, высокая и очень высокая степень. Как показывает рисунок 15, очень высокая степень, при которой почвенный покров фактически полностью разрушается, казалось бы, почти не распространена. Но нужно иметь в виду, что даже 1 % очень сильно деградированных пахотных земель в масштабах всей планеты составляет 13 млн га. Высокой же и умеренной деградации подвержены почти 2/3 пахотных земель.

Географическое распространение деградации земель в мире можно охарактеризовать в двух формах – табличной и картографической (табл. 22 и рис. 16).

Таблица 22

ДЕГРАДАЦИЯ ЗЕМЕЛЬ МИРА*



* По И.М.Кузиной. ** Включая европейскую часть России.

Анализ таблицы 22 показывает, что общая площадь деградированных земель особенно велика в Азии, Африке и Южной Америке. Доля же таких земель наиболее высока в Европе, но превышает среднемировой уровень и в Центральной Америке, и в Азии, и в Африке. Из видов деградации во всех регионах преобладает водная эрозия. Большой долей высокой и очень высокой степени деградации особенно выделяются Центральная Америка и Африка. Что же касается факторов деградации, то, как и следовало ожидать, в Африке и Австралии на первом месте оказывается перевыпас скота, в Азии и Южной Америке – обезлесение, а в Северной и Центральной Америке и Европе – нерациональное земледелие.

Рисунок 16 позволяет, хотя и в более генерализованной форме, как бы спроецировать данные таблицы о степени деградации земель на всю территорию земной суши.

В России деградация земель также приняла очень большие масштабы. Только за последние четверть века площади сельскохозяйственных угодий в стране сократились более чем на 35 млн га. Бичом сельского хозяйства стала водная и ветровая эрозия. По последним данным, под угрозой эродирования находятся 120 млн га сельскохозяйственных угодий, а уже подвергшиеся эрозии земли превышают 50 млн га. Общий ущерб от эрозии почв оценивается миллиардами рублей, в основном из-за снижения урожайности.

Во многих странах предпринимают усилия по сохранению земельного фонда и улучшению его структуры. В региональном и глобальном аспекте их все более координируют специализированные органы ООН – Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО), Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО) и др. Одним из примеров результативности подобных усилий может служить мировая почвенная карта, позволяющая более достоверно оценить глобальный агроприродный потенциал.





Рис. 16. Распространение деградации почв в мире

18. Проблемы опустынивания

В последние десятилетия со всей очевидностью обнаружилось, что на состояние земельного фонда планеты особенно большое отрицательное воздействие оказывают процессы аридизации (от лат. aridus – сухой), т. е. распространения пустынь и полупустынь. Пустыни и полупустыни существовали на Земле еще в доисторические времена. И в наши дни они образуют огромный по территории аридный пояс, занимающий, по разным оценкам, от 36 до 48 млн км2. Вторая из приведенных оценок принадлежит известному экологу Н. Ф. Реймерсу; по его же расчетам, она соответствует 43 % площади жизнепригодной суши. В том числе собственно пустыни как области с постоянно жарким климатом, в которых растительность не образует сплошного покрова, занимают около 20 % поверхности суши. Они формируют обширные пространства в Северной и Юго-Западной Африке, в Центральной и Юго-Западной Азии, в Австралии, на западном побережье Южной Америки. При этом пустыни Северной Африки и Азии образуют почти сплошную широтную зону, протягивающуюся на 11 тыс. км. Около половины этого расстояния приходится на величайшую пустыню мира – Сахару.

Но такая констатация, важная сама по себе, все же недостаточна. Главное в том, что аридизация не только не сокращается, а, напротив, возрастает. При этом распространение получили обе формы опустынивания – дезертификация и дезертизация.[24]

Особенно опасна первая из них, поскольку она приводит к росту территорий, занимаемых пустынями, причем к такому росту, что именно дезертификация стала ныне едва ли не главным «пожирателем пространства». В самом деле, в литературе часто приводят данные о том, что процесс опустынивания протекает со скоростью 7 км2 в час или соответственно 6,9 млн га в год (встречаются и гораздо более высокие показатели). На расширение пустынных территорий, несомненно, влияют и некоторые природные причины. Среди них общее потепление климата на нашей планете, наблюдающееся в последнее время. И тем не менее главным фактором этого процесса остается человеческая деятельность. Следовательно, нужно говорить об антропогенном опустынивании, которое еще в конце 1980-х гг. охватывало около 10 млн км2, или 6,7 % всей территории жизнепригодной суши (это равно площади Канады и превышает площадь Китая и США). С тех пор эта цифра еще более возросла.

К числу причин (факторов) антропогенного опустынивания обычно относят избыточный выпас скота, вырубку лесов, а также чрезмерную и неправильную эксплуатацию обрабатываемых земель (монокультурность, распашка целины, возделывание склонов и др.).

Избыточный выпас скота (перевыпас) в этом перечне не случайно поставлен на первое место. Дело в том, что в Центральной Европе 1 га плодородных, хорошо ухоженных пастбищ может прокормить 3–5 домашних животных, тогда как в Саудовской Аравии, например, 50–60 га пустынных пастбищ дают корм одному животному. Увеличение поголовья домашнего скота, в свою очередь связанное с ростом населения, во всех полупустынных районах приводит к вытаптыванию травянистой растительности, превращению рыхлых песчаных почв в легко развеваемые пески.

Для географа особый интерес представляет географическое распределение засушливых земель и пустынь. Распределение засушливых земель по крупным регионам показано на рисунке 17. Как и можно было ожидать, впереди оказываются Азия и Африка, на которые приходятся почти 2/3 общей площади таких земель. Затем следуют Северная Америка, Австралия, Южная Америка и Европа. Анализ показывает, что во всех крупных регионах мира наиболее подвержены опустыниванию пастбищные земли. В Африке, Азии, Северной и Южной Америке, Австралии и Европе опустынивание затронуло уже 70–80 % всех пастбищ, расположенных в засушливых районах. На втором месте стоят богарные обрабатываемые земли (особенно в Азии, Африке и в Европе), на третьем – орошаемые земли (особенно в Азии).





Рис. 17. Распределение засушливых земель мира по крупным регионам (по «Рио-92»)

Еще более наглядное представление о географии опустынивания дает рисунок 18. На нем хорошо видны и главный аридный пояс Азии и Африки, и крупнейшие очаги опустынивания в других регионах мира.

Развитие процесса дезертификации привело к тому, что ныне под угрозой опустынивания, по разным оценкам, находятся от 30 до 40 млн км2 земной суши. Хотя, разумеется, степень такой опасности, такого риска не одинакова. Она подразделяется на три категории: очень высокую, высокую и умеренную.

Очень высокая степень риска означает, что соответствующая территория неизбежно подвергнется интенсивному опустыниванию, если не будут предприняты решительные меры по борьбе с ним. Регионы с такой степенью риска занимают 3 млн км2, преимущественно в Азии и Африке. Высокая степень риска также означает угрозу опустынивания, хотя и не столь быстрого. Подобные регионы занимают 16,5 млн км2. Наконец, умеренная степень риска означает, что региону может грозить опасность опустынивания, если не будут изменены существующие условия. Площадь таких земель оценивают в 18 млн км2.

По подсчетам С. И. Брука и В. В. Покшишевского, сделанным еще в 1980-х гг., в аридных и семиаридных районах мира тогда проживало около 650 млн человек (в том числе в аридных – примерно 100 млн), из них 400 млн в Азии и 200 млн в Африке. А по оценке С. В. Зонна, относящейся к тому же времени, население аридных и семиаридных районов достигало 850 млн человек. В начале XXI в. оно уже значительно превысило 1 млрд человек. Эти цифры убедительно говорят о том, насколько важно остановить или по крайней мере замедлить процессы опустынивания.

Достигнуть этого в принципе можно, и такие попытки уже не раз предпринимались, прежде всего в рамках ООН.

Еще в 1977 г. международная конференция ООН в Найроби приняла «План борьбы с опустыниванием», касающийся в первую очередь развивающихся стран. Он включал в себя 28 рекомендаций, осуществление которых, по мнению экспертов, могло бы по крайней мере предотвратить расширение этого опасного процесса. Однако осуществить его удалось лишь частично – прежде всего из-за острой нехватки средств. Предполагали, что для претворения этого плана в жизнь потребуется 90 млрд долл. (по 4,5 млрд в течение 20 лет), но полностью изыскать их так и не удалось. Вот почему срок его действия был продлен до 2015 г.

В 1994 г. в Париже было подписано Международное соглашение по борьбе с опустыниванием. Оно предусматривает, что государства-участники будут активно сотрудничать в сборе информации и обмене ею, в передаче технологий, научном изучении проблем опустынивания и на других направлениях с целью противостоять этим разрушительным процессам.





Рис. 18. Опасность опустынивания в мире

19. Мировые водные ресурсы

Понятие водные ресурсы можно трактовать в двух смыслах – широком и узком.

В широком смысле – это весь объем вод гидросферы, заключенных в реках, озерах, ледниках, морях и океанах, а также в подземных горизонтах и в атмосфере. К нему вполне применимы определения огромный, неисчерпаемый, и это неудивительно. Ведь Мировой океан занимает 361 млн км2 (около 71 % всей площади планеты), а на ледники, озера, водохранилища, болота, реки приходится еще 20 млн км2 (15 %). В результате общий объем гидросферы оценивается в 1390 млн км3. Нетрудно рассчитать, что при таком общем объеме на одного жителя Земли ныне приходится примерно по 210 млн м3 воды. Такого количества хватило бы для снабжения крупного города в течение целого года!

Нужно, однако, учитывать и возможности использования этих огромных ресурсов. Ведь из общего объема содержащейся в гидросфере воды 96,4 % приходятся на долю Мирового океана, а из водных объектов суши наибольшее количество воды содержат ледники (1,86 %) и подземные воды (1,68 %), использование которых возможно, но большей частью сильно затруднено.

Вот почему, когда говорят о водных ресурсах в узком смысле слова, то имеют в виду пригодные для употребления пресные воды, которые составляют только 2,5 % общего объема всех вод гидросферы. Однако и в этот показатель приходится внести существенные коррективы. Нельзя не учитывать того, что почти все ресурсы пресных вод «законсервированы» либо в ледниках Антарктиды, Гренландии, горных областей, во льдах Арктики, либо в подземных водах и льдах, использование которых все-таки очень ограничено. Гораздо шире используются озера и водохранилища, но их географическое распределение отнюдь не отличается повсеместностью. Отсюда вытекает, что главным источником обеспечения потребностей человечества в пресной воде были и остаются речные (русловые) воды, доля которых чрезвычайно мала, а общий объем составляет всего 2100 км3.

Такого количества пресных вод людям уже теперь недоставало бы для жизни. Однако благодаря тому, что продолжительность условного влагооборота для рек составляет 16 суток, в течение года объем воды в них возобновляется в среднем 23 раза и, следовательно, ресурсы речного стока чисто арифметически могут быть оценены в 48 тыс. км3/год. Однако в литературе преобладает цифра 41 тыс. км3/год. Она и характеризует «водный паек» планеты, но здесь также необходимы оговорки. Нельзя не учитывать, что более половины русловых вод стекает в море, так что реально доступные для использования ресурсы таких вод, по некоторым оценкам, не превышают 15 тыс. км3.

Если рассмотреть, как полный речной сток распределяется между крупными регионами мира, то окажется, что на зарубежную Азию приходится 11 тыс. км3, на Южную Америку – 10,5, на Северную Америку – 7, на страны СНГ – 5,3, на Африку – 4,2, на Австралию и Океанию– 1,6 и на зарубежную Европу – 1,4 тыс. км3. Понятно, что за этими показателями стоят прежде всего крупнейшие по размерам стока речные системы: в Азии – Янцзы, Ганга и Брахмапутры, в Южной Америке – Амазонки, Ориноко, Параны, в Северной Америке – Миссисипи, в СНГ – Енисея, Лены, в Африке – Конго, Замбези. Это в полной мере относится не только к регионам, но и к отдельным странам (табл. 23).

Таблица 23

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗМЕРАМ РЕСУРСОВ ПРЕСНЫХ ВОД



Цифры, характеризующие водные ресурсы, еще не могут дать полное представление о водообеспеченности, поскольку обеспеченность суммарным стоком принято выражать в удельных показателях – либо на 1 км2 территории, либо на одного жителя. Такая водообеспеченность мира и его регионов показана на рисунке 19. Анализ этого рисунка говорит о том, что при среднемировом показателе 8000 м3/год показатели выше этого уровня имеют Австралия и Океания, Южная Америка, СНГ и Северная Америка, а ниже – Африка, зарубежная Европа и зарубежная Азия. Такое положение с водообеспеченностью регионов объясняется как общими размерами их водных ресурсов, так и численностью их населения. Не менее интересен и анализ различий водообеспеченности отдельных стран (табл. 24). Из десяти стран с наибольшей водообеспеченностью семь находятся в пределах экваториального, субэкваториального и тропического поясов и только Канада, Норвегия и Новая Зеландия – в пределах умеренного и субарктического.





Рис. 19. Обеспеченность ресурсами речного стока по крупным регионам мира, тыс. м3/год

Таблица 24

СТРАНЫ С НАИБОЛЬШЕЙ И НАИМЕНЬШЕЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТЬЮ РЕСУРСАМИ ПРЕСНЫХ ВОД



Хотя по приведенным выше душевым показателям водообеспеченности всего мира, отдельных его регионов и стран вполне можно представить себе ее общую картину, все же такую обеспеченность правильнее было бы назвать потенциальной. Чтобы представить себе реальную водообеспеченность, нужно учитывать размеры водозабора, водопотребления.

Мировое водопотребление в ХХ в. росло следующим образом (в км3): 1900 г. – 580, 1940 г. – 820, 1950 г. – 1100, 1960 г. – 1900, 1970 г. – 2520, 1980 г. – 3200, 1990 г. – 3580, 2005 г. – 6000. Эти общие показатели водопотребления очень важны: они свидетельствуют о том, что на протяжении XX в. мировое водопотребление увеличилось в 6,8 раз. Уже сейчас почти 1,2 млрд человек не имеют доступа к чистой питьевой воде. Согласно прогнозу ООН, всеобщий доступ к такой воде удается обеспечить: в Азии – к 2025 г., в Африке – к 2050 г. Не менее важна и структура, т. е. характер водопотребления. В наши дни 70 % пресной воды потребляет сельское хозяйство, 20 % – промышленность, 10 % идет на удовлетворение коммунально-бытовых нужд. Такое соотношение вполне понятно и закономерно, но с точки зрения экономии водных ресурсов довольно невыгодно, прежде всего потому, что именно в сельском хозяйстве (особенно в орошаемом земледелии) очень велико безвозвратное водопотребление. По имеющимся расчетам, в 2000 г. безвозвратное водопотребление в сельском хозяйстве мира составило 2,5 тыс. км3, тогда как в промышленности и коммунальном хозяйстве, где шире применяется оборотное водоснабжение, соответственно только 65 и 12 км3. Из всего сказанного вытекает, во-первых, что в наши дни человечество использует уже довольно значительную часть «водного пайка» планеты (около 1/10 общего и более 1/4 реально доступного) и, во-вторых, что безвозвратные потери воды составляют более 1/2 общего ее потребления.

Не случайно самые высокие показатели душевого водопотребления характерны для стран с орошаемым земледелием. Рекордсмен здесь Туркмения (7000 м3 на человека в год). За ней следуют Узбекистан, Киргизия, Казахстан, Таджикистан, Азербайджан, Ирак, Пакистан и др. Все эти страны уже испытывают значительный дефицит водных ресурсов.

В России суммарный речной сток достигает 4,2 тыс. км3/год, и, следовательно, обеспеченность ресурсами этого стока из расчета на одного жителя составляет 29 тыс. м3/год; это не рекордный, но вполне высокий показатель. Суммарный забор свежей воды во второй половине 1990-х гг. вследствие экономического кризиса имел тенденцию к некоторому уменьшению. В 2000 г. он равнялся 80–85 км3.

Структура водопотребления в России следующая: 56 % идет на производство, 21 % – на хозяйственно-питьевые нужды, 17 % – на орошение и сельскохозяйственное водоснабжение и 6 % – на прочие нужды. Нетрудно подсчитать, что в целом по России суммарный водозабор составляет всего 2 % от общих ресурсов речного стока. Однако это средний показатель, а в отдельных речных бассейнах он достигает 50–75 % и более. То же относится и к отдельным экономическим районам страны. Так, в Центральном, Центрально-Черноземном и Поволжском районах водообеспеченность в расчете на одного жителя составляет всего 3000–4000 м3/год, а на Дальнем Востоке – 300 тыс. м3.

Общая же тенденция для всего мира и отдельных его регионов заключается в постепенном уменьшении водообеспеченности, поэтому ведутся поиски разных путей экономии водных ресурсов и новых путей водоснабжения.

20. Крупные водохранилища мира



Водохранилищем называется водоем в русле реки или в понижении земной поверхности, искусственно созданный при помощи устройства плотин, перемычек, выкапывания предназначенных для затопления котлованов. Необходимость создания водохранилищ обусловлена большой неравномерностью в распределении речного стока, причем как по отдельным годам и сезонам года, так и по территории.

По своему генезису водохранилища подразделяются на долинно-речные, озерные, располагающиеся у выходов подземных вод, в эстуариях рек. Но при этом главная функция их всех остается неизменной – накопление и последующее регулирование речного стока. Такая функция не исключает разнообразия водохранилищ по их конкретному назначению, а оно может быть одноцелевым и многоцелевым. В самом деле, водохранилища могут представлять собой «склады» воды, которые используют для орошения, водоснабжения, получения гидроэнергии, судоходства, рекреации и т. д. Причем используют либо для той или иной цели в отдельности, либо для комплекса этих целей.

История создания водохранилищ восходит к временам глубокой древности. Первые плотины и водохранилища появились еще задолго до начала новой эры в районах так называемых речных цивилизаций: в долинах Нила, Тигра и Евфрата, Инда, Янцзы и некоторых других рек. В средние века их сооружали и в Азии, и в Африке, и в Европе, и в Америке. В новое время, особенно после начала промышленных революций, водохранилища стали создавать уже не только для орошения, но и для промышленного водоснабжения (заводские пруды), а также для развития речного транспорта (подпитка мелких рек). В новейшее время ко всем этим функциям добавилось получение электроэнергии.

Особенно массовый и повсеместный характер строительство водохранилищ приобрело после Второй мировой войны. За последние полвека их количество во всем мире возросло в 5 раз, а объем увеличился в 12 раз. Именно в этот период были созданы самые крупные водохранилища мира. При этом, однако, нельзя не отметить, что пик их создания в большинстве регионов мира пришелся на 1960-е гг., а затем начался постепенный спад строительной активности. Одновременно в кругах ученых и инженеров развернулись дискуссии о целесообразности строительства этих водных объектов. Они были вызваны отрицательными последствиями сооружения водохранилищ – затоплением и подтоплением плодородных земель, переработкой берегов, обезвоживанием пойменных угодий в нижнем бьефе, изменением микроклимата и, конечно, необходимостью переселения очень многих людей. Подобные дискуссии продолжаются по сей день. При этом речь идет прежде всего о крупных водохранилищах.

Ныне общее количество водохранилищ во всем мире превышает 60 тыс. Площадь их водного зеркала составляет 400 тыс. км2, что равно площади 11 Азовских морей и заметно превышает общую площадь ФРГ или Италии. Длина некоторых наиболее крупных водохранилищ достигает 500 км, ширина – 60 км, глубина – 300 м. Полный объем водохранилищ мира составляет 6600 км4, а полезный, т. е. пригодный для использования, – 3000 км3. Использование водохранилищ уже позволило увеличить устойчивую составляющую стока рек земного шара примерно на 1/4.

По объему воды и по площади водного зеркала водохранилища подразделяются на крупнейшие, очень крупные, крупные, средние, небольшие и малые. Если иметь в виду общее число водохранилищ, то среди них резко преобладают три последние категории, а если учитывать объем и водную поверхность, – то первые три. В большинстве источников принято анализировать только крупные водохранилища с объемом более 100 млн м3 (0,1 км3). В мире их насчитывается более 3 тыс., а полный их объем составляет около 6400 км3.

Интересно проследить географическое распределение крупных водохранилищ как по географическим поясам, так и по главным географическим регионам мира.

Оказывается, более 40 % водохранилищ сосредоточено в умеренном поясе Северного полушария, где находится большинство экономически развитых стран. Известно, что массовое сооружение водохранилищ для целей энергетики, водоснабжения, транспорта происходило здесь в новое и новейшее время. Велико также число водохранилищ в субтропическом поясе, где их создание связано в первую очередь с необходимостью орошения земель. В пределах тропического, субэкваториального и экваториального поясов количество водохранилищ относительно невелико, но поскольку среди них преобладают крупные и крупнейшие, то доля их в полном объеме всех водохранилищ составляет более 1/3.



Таблица 25

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КРУПНЫХ ВОДОХРАНИЛИЩ ПО ГЕОГРАФИЧЕСКИМ РЕГИОНАМ





Таблица 26

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КРУПНЫХ ВОДОХРАНИЛИЩ ПО ВЕДУЩИМ СТРАНАМ



Вслед за рассмотрением размещения водохранилищ по географическим поясам и регионам проанализируем их распределение по некоторым (ведущим) странам. Оно показано в таблице 26.

Особо принято выделять крупнейшие водохранилища с полным объемом более 500 км3. От общего числа водохранилищ мира они составляют всего 0,1 %, но по суммарному объему занимают внеконкурентное первое место. Они показаны на рисунке 20. Всего их 15. Они есть во всех регионах мира, кроме Австралии.

В России имеется 2255 водохранилищ с полным объемом 840 км3 и площадью акватории 60 тыс. км2. Хотя 86 % из них относятся к категории мелких, определяющую роль играют 105 крупных водохранилищ (табл. 26). А по количеству крупнейших водохранилищ с Россией не может конкурировать ни одна другая страна. При этом водохранилища здесь, как правило, образуют целые каскады, например на Волге, на Ангаре.

21. Опреснение соленых вод

Один из дополнительных способов увеличения резервов пресной воды – опреснение (обессоливание) соленых вод. Этот способ известен очень давно. Еще два тысячелетия назад люди научились получать пресную воду из соленой при помощи метода дистилляции. Он заключается в выпаривании воды под давлением споследующей конденсацией водяных паров. Простой перегонный куб позволил выпаривать морскую воду. При помощи его пытались обеспечить потребности жителей прибрежных зон, но в первую очередь – экипажей судов, находившихся в дальнем плавании. И ныне метод дистилляции соленой воды остается одним из основных. Но наряду с ним теперь применяют и многие другие, более совершенные, методы промышленного опреснения. Их выбирают в зависимости от свойств воды, производительности установки и по различным технико-экономическим соображениям.





Рис. 20. Крупнейшие водохранилища мира (по А. Б. Авакяну)

С некоторой степенью условности проблему опреснения можно подразделить на две субпроблемы – опреснения засоленных (солоноватых) речных и подземных вод и опреснения морских соленых вод.

Опреснение засоленных речных вод имеет наибольшее значение для районов искусственного орошения, особенно в странах Азии, где оно особенно распространено. Соленость речных вод в этих районах постоянно возрастает, и для их отвода с орошенных полей приходится строить специальные каналы, что удорожает производство. В последнее время предпринимаются попытки опреснения хотя бы части этих сбросовых вод. То же относится и к опреснению подземных вод, которые откачивают на поверхность при добыче полезных ископаемых, в особенности угля.

Но еще большее значение имеет опреснение морских (океанских) вод. Первые установки по опреснению морской воды появились еще в конце Х1Х – начале XX в. Примерами такого рода могут служить солнечный опреснитель в пустыне Атакама (Чили), опреснители на Каспийском море в районах Актау и Баку. Однако строительство таких установок в промышленных масштабах началось уже в 30-х гг. XX в. Впрочем, и в этот период мощности опреснительных установок были еще сравнительно небольшими, а распространение их оставалось довольно ограниченным.

Только с наступлением эпохи НТР, в середине 1960-х гг., такое строительство приобрело по-настоящему широкий размах. Уже в 1970 г. во всем мире эксплуатировалось 800 только крупных опреснительных установок с суммарной производительностью 1,25 млн м3/сутки. В 1980 г. опресняли уже 7 млн м6/сутки. В 1992 г. 7,5 тыс. опреснительных установок производили 17,5 млн м6/сутки. В 2000 г. суммарное количество опресненной воды должно было достигнуть, по прогнозам, 25–30 млн м3/сутки. Одновременно растет и мощность отдельных опреснительных установок. До 1960-х гг. строили преимущественно небольшие установки производительностью до 3 тыс. м3/сутки, но затем появились установки производительностью в 20–25 и даже 50– 100 тыс. м3/сутки. Для опреснения морской воды все чаще стали применять энергию АЭС. Соответственно и стоимость опреснения постепенно снижалась, и ныне этот процесс стал уже вполне экономичным.



Рис. 21. Потребление опресненной воды, м3 в год на одного человека (по А.Б.Авакяну)

В середине 1990-х гг. опреснительные установки работали уже более чем в 100 странах мира. Одни из этих стран расположены в пределах умеренного пояса (например, Великобритания, Нидерланды, США), другие – в субтропическом поясе (например, Италия, Греция, Япония, Азербайджан, Туркмения). Но больше всего таких стран находится в пределах тропического пояса с его обширной аридной зоной. В Северной Африке это Тунис, Ливия, Египет, в Юго-Западной Азии – Саудовская Аравия, Кувейт, ОАЭ, Катар, Ирак, Иран, Израиль, в Америке – США (южные районы), Мексика, Куба, Венесуэла.

Больше всего опресненной воды из расчета на одного жителя получают в странах Персидского залива (рис. 21), где такая вода служит главным источником водопотребления (в Кувейте, например, на 100 %). Здесь же находятся опреснительные установки, относящиеся к наиболее мощным в мире.

Из отдельных районов по тем же показателям выделяется Калифорния (США, Мексика). Особо следует сказать об островных микрогосударствах, зависимость которых от потребления опресненной морской воды также очень велика. Это в полной мере относится не только к Багамским, Бермудским, Виргинским, нидерландским Антильским островам в Карибском море и Атлантике, но также к Канарским островам и островам Зеленого Мыса у западного побережья Африки, к ряду островов Французской Полинезии.

В Советском Союзе самые крупные опреснительные установки находились на восточном побережье Каспийского моря (п-ов Мангышлак). Ныне одна из этих установок, находящаяся в Туркмении, ежесуточно опресняет 120 тыс. м3 морской воды.

При прогнозировании развития индустрии опреснения нужно иметь в виду возможные экологические последствия ее деятельности, поскольку отходы опреснения, которые складируют на суше или сбрасывают в море в виде рассолов, негативно воздействуют на экосистему. То же относится и к отработанным водам АЭС, которые работают «в паре» с опреснительными установками.

22. Ледники Антарктики и Арктики как потенциальные источники пресной воды

Ранее было сказано о том, что основная часть общемировых запасов пресной воды (или более 25 млн км3) как бы законсервирована в ледниковых покровах земного шара. При этом в первую очередь имеются в виду ледниковые покровы Антарктиды и Гренландии, морские льды Арктики. Только за один летний сезон, когда наступает естественное таяние этого природного льда, можно было бы получить более 7000 км3 пресной воды, а это количество превышает все мировое водопотребление.

С точки зрения перспектив использования ледников в качестве резерва пресной воды особый интерес представляют ледники Антарктиды. Это относится как к ее материковому ледниковому покрову, который во многих местах выдвигается в окружающие материк моря, образуя так называемые выдвижные ледники, так и к огромным шельфовым ледникам, являющимся продолжением этого покрова. Всего шельфовых ледников в Антарктиде 13, причем основная их часть приходится на выходящее к Атлантике побережье Западной Антарктиды и Землю Королевы Мод, тогда как в Восточной Антарктиде, выходящей к пространствам Индийского и отчасти Тихого океанов, их меньше. Ширина пояса шельфовых ледников в зимнее время достигает 550—2550 км.

Шельфовые ледники Антарктиды представляют собой плиты шириной в среднем 120 км, толщиной у материка 200—1300 м, а у морского края 50—400 м. Средняя высота их составляет 400 м, а высота над уровнем океана – 60 м. В целом такие шельфовые ледники занимают почти 1,5 млн км2 и содержат 600 тыс. км3 пресной воды. Это означает, что на них приходится всего 6 % общего объема ледниковой пресной воды на Земле. Но в абсолютных показателях их объем в 120 раз превышает мировое водопотребление.

С покровными и шельфовыми ледниками Антарктиды непосредственно связано образование айсбергов (от нем. eisberg – ледяная гора), которые откалываются от края ледника, отправляясь, так сказать, в свободное плавание по Южному океану. По имеющимся расчетам, в общей сложности от выдвижных и шельфовых ледников Антарктиды ежегодно откалывается от 1400 до 2400 км3 пресной воды в виде айсбергов. Антарктические айсберги распространяются по Южному океану в пределах 44–57° ю. ш., но иногда достигают и 35° ю. ш., а это широта Буэнос-Айреса.

Запасы пресной воды в ледниках Гренландии значительно менее велики. Тем не менее и от ее ледяного панциря ежегодно откалываются и затем выносятся в Северную Атлантику примерно 15 тыс. айсбергов. Самые крупные из них содержат десятки миллионов кубометров пресной воды, достигая в длину 500 м, а в высоту 70– 100 м. Основной сезон распространения этих айсбергов длится с марта по июль. Обычно они не спускаются ниже 45° с. ш., но в этот сезон появляются и значительно южнее, создавая опасность для судов (вспомним гибель «Титаника» в 1912 г.) и для буровых нефтяных платформ.

В результате постоянного «сбрасывания» айсбергов в Мировом океане одновременно дрейфуют примерно 12 тыс. таких ледяных глыб и гор. В среднем антарктические айсберги живут 10–13 лет, но гигантские, длиной в десятки километров, могут плавать многие десятилетия. Идея транспортировки айсбергов с целью дальнейшего их использования для получения пресной воды появилась еще в начале XX в. В 50-х гг. американский океанолог и инженер Дж. Айзекс предложил проект транспортирования антарктических айсбергов к берегам Южной Калифорнии. Он же подсчитал, что для обеспечения этого засушливого района пресной водой в течение года потребуется айсберг объемом в 11 км3. В 70-х гг. XX в. французский полярный исследователь Поль-Эмиль Виктор разработал проект транспортирования айсберга из Антарктиды к берегам Саудовской Аравии, причем эта страна учредила даже международную компанию, предназначенную для его осуществления. В США аналогичные проекты разрабатывала мощная организация «Рэнд корпорейшн». Интерес к этой проблеме стали проявлять и в некоторых странах Европы, и в Австралии. Технические же параметры транспортирования айсбергов были разработаны уже довольно детально.



Рис. 22. Возможные маршруты транспортирования айсбергов (по Р. А. Крыжановскому)

После обнаружения при помощи искусственного спутника подходящего айсберга и его доразведки при помощи вертолета на айсберге сначала должны быть установлены специальные плиты для крепления буксирных тросов. По возможности айсбергу должна быть придана более обтекаемая форма, а его носовой части – форма корабельного форштевня. Чтобы уменьшить таяние льда, под дно айсберга должна быть подведена пластиковая пленка, а по бокам натянуто полотно с грузилами внизу. Транспортировать айсберг следует с учетом морских течений, строения океанского дна, конфигурации береговой линии. Само транспортирование айсберга длиной 1 км, шириной 600 м и высотой 300 м должно быть осуществлено при помощи пяти-шести океанских буксиров мощностью по 10–15 тыс. л. с. В этом случае скорость транспортирования составит примерно одну милю (1852 м) в час. После доставки к месту назначения айсберг должен быть разрезан на куски – блоки толщиной примерно по 40 м, которые будут постепенно таять и позволят снабжать пресной водой по плавающему водопроводу тот или иной пункт на побережье. Таяние айсберга будет продолжаться примерно один год.

Для географа особенно интересен вопрос о выборе путей транспортирования айсбергов (рис. 22). Естественно, что по экономическим соображениям наиболее предпочтительна доставка антарктических айсбергов к относительно близко расположенным районам Южного полушария – в Южную Америку, Южную Африку, Западную и Южную Австралию. К тому же лето в этих районах наступает в декабре, когда айсберги как раз распространяются дальше всего на север. Академик В. М. Котляков считает, что главным местом «отлова» столовых айсбергов для Южной Америки может стать район шельфового ледника Росса, для Южной Африки – шельфового ледника Ронне-Фильхнера, а для Австралии – шельфового ледника Эймери. При этом путь до берегов Южной Америки составит примерно 7000 км, а до Австралии – 9000 (рис. 23). Все проектировщики полагают, что при таком транспортировании айсбергов необходимо будет использовать холодные океанические течения: Перуанское и Фолклендское у берегов Южной Америки, Бенгельское у берегов Африки и Западно-Австралийское у берегов Австралии. Значительно сложнее и дороже обойдется транспортирование антарктических айсбергов в районы Северного полушария, например к берегам Южной Калифорнии или Аравийского полуострова. Что же касается гренландских айсбергов, то их целесообразнее всего было бы транспортировать к берегам Западной Европы и к восточному побережью США.



Рис. 23. Оптимальные маршруты транспортирования айсбергов в Антарктике (по В. М. Котлякову). Цифрами обозначены: 1 – маршруты транспортирования айсбергов; 2 – объемы айсбергов, ежегодно откалывающихся от каждых 200 км длины берега (длина стрелки в 1 мм соответствует 100 км3 льда); 3 – места обнаружения айсбергов

Нельзя забывать и о том, что айсберги как источники пресной воды представляют собой международное достояние. Это означает, что при их использовании должно быть разработано специальное международное право. Учитывать нужно и возможные экологические последствия транспортирования айсбергов, а также их пребывания в месте назначения. По существующим оценкам, айсберг средних размеров в районе своей стоянки может снизить температуру воздуха на 3–4 °C и оказать негативное воздействие на сухопутные и морские экосистемы, тем более что из-за огромной осадки ледяной горы ее зачастую нельзя будет подвести к берегу ближе чем на 20–40 км.

Существуют и другие проекты использования пресной воды ледяного покрова планеты. Предлагают, например, использовать энергию АЭС для обеспечения таяния ледника на месте его нахождения с последующей поставкой пресной воды по трубопроводам. Уже в 1990-х гг. российские специалисты разработали проекты «Чистый лед» и «Айсберг», которые составили единый проект «Чистая вода», включенный в международную программу «Человек и океан. Глобальная инициатива». Оба проекта фигурировали на Всемирной выставке «ЭКСПО-98» в Лиссабоне в качестве самых необычных научно-технических экспонатов.

Пока все это лишь проекты. Но интерес к ним проявляют уже многие страны – США, Канада, Франция, Саудовская Аравия, Египет, Австралия и др.

23. Мировой гидроэнергетический потенциал речного стока

Гидроэнергией (водной энергией) называют энергию, которой обладает вода, движущаяся в потоках по земной поверхности. Существуют три категории гидроэнергетического потенциала (гидроэнергетических ресурсов): теоретический, технический и экономический.

При определении теоретического гидро-энергопотенциала (его называют также потенциальным и валовым) учитывается полный поверхностный сток рек, который, как уже отмечено, составляет 48 тыс. км3/год. Если принять среднюю высоту суши равной 800 м, то теоретический потенциал будет исчисляться в 1000 млн кВт возможной мощности, что соответствует выработке около 35 трлн кВт» ч в год. Впрочем, есть и другие оценки этого потенциала, которые колеблются в пределах от 35 трлн до 40 трлн кВт-ч.



Технический гидроэнергопотенциал – это та часть теоретического потенциала, которая технически может быть использована с учетом годовых и сезонных колебаний стока в реках, наличия подходящих створов для сооружения ГЭС, а также потерь воды вследствие испарения, фильтрации и т. д. Коэффициент пересчета теоретического потенциала в технический для разных регионов Земли и стран не одинаков, но в среднем его обычно принимают равным 0,5. Чаще всего мировой технический гидроэнергопотенциал оценивается в 15 трлн кВт-ч возможной выработки.

Наконец, экономический гидроэнергопо-тенциал – это та часть технического потенциала, использование которой в данных конкретных условиях места и времени можно считать экономически оправданным. Он меньше технического потенциала и, по оценкам, составляет 8—10 трлн кВт-ч в год, что соответствует мощности в 2340 млн кВт. Можно добавить, что эту цифру нельзя рассматривать как абсолютно стабильную. Например, после мирового энергетического кризиса середины 1970-х гг. и роста цен на топливо коэффициент пересчета технического потенциала в экономический возрос до 70–80 %, и его стали оценивать уже в 15 трлн кВт-ч в год. Но затем этот коэффициент снова снизился.

Априори можно предположить, что распределение гидроэнергетического потенциала по территории земной суши неравномерно. И действительно, согласно имеющимся данным, по размерам теоретического потенциала впереди стоит Азия (42 % мирового), за которой следуют Африка (21), Северная и Южная Америка (по 12–13 %), Европа (9) и Австралия и Океания (3 %). За этими общими цифрами географ конечно же видит размещение крупнейших речных систем мира.

Установлено, что примерно половина мирового речного стока приходится на 50 крупнейших рек, бассейны которых покрывают 40 % земной суши. В том числе 15 из них (9 в Азии, 3 в Южной, 2 в Северной Америке и 1 в Африке) имеют средний расход воды в размере 10 тыс. м3/с или более. Но этот показатель сам по себе еще не определяет роль той или иной реки в гидропотенциале. Например, Амазонка выносит в океан в пять раз больше воды, чем вторая по водоносности река мира – Конго. Однако Конго благодаря топографическим и геологическим особенностям территории, по которой она протекает, имеет значительно больший гидроэнергетический потенциал, чем Амазонка.

Распределение экономического гидроэнер-гопотенциала по регионам мира показано в таблице 27.

Приведенные в таблице 27 данные позволяют сделать несколько выводов. О том, что крупные регионы Земли по масштабам экономического гидропотенциала «выстраиваются» следующим образом: Зарубежная Азия, Латинская Америка, Африка и Северная Америка, СНГ, зарубежная Европа, Австралия и Океания. О том, что пока еще экономический гидропотенциал Земли используется лишь на 21 % (это означает, что в принципе годовое производство электроэнергии на ГЭС можно увеличить примерно в пять раз). Наконец, о том, что степень освоенности гидроэнергетического потенциала особенно велика в зарубежной Европе, где для сооружения ГЭС использовано уже большинство выгодных речных створов, и в Северной Америке. Наиболее благоприятные ресурсные предпосылки для развития гидроэнергетики имеют Азия, Африка и Латинская Америка. Можно добавить, что на развивающиеся страны в целом приходится еще примерно 2/3 всего неосвоенного мирового гидроэнергопотенциала.



Таблица 27

МИРОВОЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ГИДРОЭНЕРГОПОТЕНЦИАЛ И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ



* Без стран СНГ.

Среди стран по размерам экономического гидроэнергетического потенциала особо выделяется первая пятерка в составе Китая (1260 млрд кВт-ч), России (850 млрд), Бразилии (765 млрд), Канады (540 млрд) и Индии (500 млрд кВт ч), на долю которой приходится почти 1/2 всего этого потенциала. Затем следуют ДР Конго (420 кВт-ч), США (375), Таджикистан (265), Перу (260), Эфиопия (260), Норвегия (180), Турция (125), Япония (115 кВт – ч). Степень использования этого потенциала в странах очень различна. Во Франции, в Швейцарии, Италии, Японии он использован уже почти полностью, в США и Канаде на 38–40 %, тогда как в Китае – на 16, в Индии – на 15, в Перу – на 5, а в ДР Конго – на 1,5 %.

Россия обладает очень большими гидроэнергетическими ресурсами. Ее теоретический потенциал оценивается в 2900 млрд кВт-ч, технический – в 1670 млрд, а экономический, как уже отмечено, – в 850 млрд кВт ч в год. Но распределяется он по стране крайне неравномерно: на европейскую ее часть приходится 15 %, а на азиатскую – 85 %. Освоено из него пока лишь 18 % (в том числе в европейской части – 50 %, в Сибири – 19 и на Дальнем Востоке – 4 %).

24. Энергетические ресурсы Мирового океана

В Мировом океане заключены огромные, поистине неисчерпаемые ресурсы механической и тепловой энергии, к тому же постоянно возобновляющейся. Основные виды такой энергии – энергия приливов, волн, океанических (морских) течений и температурного градиента. Однако, как правило, концентрация такой энергии в водных массах очень невелика, что затрудняет ее эффективное производственное использование. Тем не менее в качестве потенциального резерва энергетические ресурсы Мирового океана имеют большое значение.

Особенно привлекает внимание энергия приливов (точнее, приливно-отливных движений воды, которые по предложению одного из виднейших российских океанологов Ю. М. Шокальского принято называть одним термином – приливы). Приливные явления известны людям с незапамятных времен и в жизни многих прибрежных стран играли и играют очень большую роль, в какой-то мере определяя весь ритм их жизни.

Общеизвестно, что приливы и отливы происходят два раза в сутки. В открытом океане амплитуда между полной и малой водой составляет примерно 1 м, но в пределах континентального шельфа, особенно в заливах и эстуариях рек, она бывает значительно большей. Суммарную энергетическую мощность приливов обычно оценивают от 2,5 млрд до 4 млрд кВт. Добавим, что энергия только одного приливно-отливного цикла достигает примерно 8 трлн кВт-ч, а это лишь немногим меньше общей мировой выработки электроэнергии в течение целого года. Следовательно, энергия морских приливов – неисчерпаемый источник энергии.

Добавим и такую отличительную черту приливной энергии, как ее постоянство. Океан, в отличие от рек, не знает ни многоводных, ни маловодных лет. К тому же он «работает по графику» с точностью до нескольких минут. Благодаря этому количество вырабатываемой на приливных электростанциях (ПЭС) электроэнергии всегда может быть заранее известно, в отличие от обычных ГЭС, на которых количество получаемой энергии зависит от режима реки, связанного не только с климатическими особенностями территории, по которой она протекает, но и с погодными условиями.

Тем не менее ученые считают, что технически возможно и экономически выгодно использовать лишь очень небольшую часть приливного потенциала Мирового океана (по некоторым оценкам, только 2 %). При определении технических возможностей большую роль играют такие факторы, как характер береговой линии, форма и рельеф дна, сила волн и ветра. Опыт показывает, что для эффективной работы ПЭС высота приливной волны должна быть не менее 5 м. Чаще всего такие условия возникают в узких заливах и эстуариях рек. Но подобных мест на земном шаре не так уж много: по разным источникам 25, 30 или 40.

Считается, что наибольшими запасами приливной энергии обладает Атлантический океан. В его северо-западной части, на границе США и Канады, находится залив Фанди, представляющий собой внутреннюю суженную часть более открытого залива Мэн. Этот залив знаменит самыми высокими в мире приливами, достигающими 18 м. Очень высоки приливы и у берегов Канадского Арктического архипелага. Например, у побережья Баффиновой Земли они поднимаются на 15,6 м. В северо-восточной части Атлантики приливы до 10 и даже 13 м наблюдаются в проливе Ла-Манш у берегов Франции, в Бристольском заливе и Ирландском море у берегов Великобритании и Ирландии.

Велики также запасы приливной энергии в Тихом океане. В его северо-западной части особенно выделяется Охотское море, где в Пенжинской губе (северо-восточная часть залива Шелихова) высота приливной волны составляет 9—13 м. На восточном побережье Тихого океана благоприятные условия для использования приливной энергии имеются у берегов Канады, Чилийского архипелага на юге Чили, в узком и длинном Калифорнийском заливе Мексики.

В пределах Северного Ледовитого океана по запасам приливной энергии выделяются Белое море, в Мезенской губе которого приливы имеют высоту до 10 м, и Баренцево море у берегов Кольского полуострова (приливы до 7 м). В Индийском океане запасы такой энергии значительно меньше. В качестве перспективных для строительства ПЭС здесь обычно называют залив Кач Аравийского моря (Индия) и северо-западное побережье Австралии. Однако и в дельтах Ганга, Брахмапутры, Меконга и Иравади приливы тоже составляют 4–6 м.

К числу энергетических ресурсов Мирового океана относят также кинетическую энергию волн. Энергию ветровых волн суммарно оценивают в 2,7 млрд кВт в год. Опыты показали, что ее следует использовать не у берега, куда волны приходят ослабленными, а в открытом море или в прибрежной зоне шельфа. В некоторых шельфовых акваториях волновая энергия достигает значительной концентрации: в США и Японии – около 40 кВт на 1 м волнового фронта, а на западном побережье Великобритании – даже 80 кВт на 1 м.

Еще один энергетический ресурс Мирового океана – океанические (морские) течения, которые обладают огромным энергетическим потенциалом. Достаточно вспомнить, что расход Гольфстрима даже в районе Флоридского пролива составляет 25 млн м3/с, что в 20 раз превышает расход всех рек земного шара. А после того как Гольфстрим уже в океане соединяется с Антильским течением, его расход возрастает до 82 млн м3/с. Уже не раз предпринимались попытки подсчитать потенциальную энергию этого потока шириной 75 км и толщиной 700–800 м, двигающегося со скоростью 3 м/с.

Когда говорят об использовании температурного градиента, то имеют в виду источник уже не механической, а тепловой энергии, заключенной в массе океанских вод. Обычно разность температур воды на поверхности океана и на глубине 400 м составляет 12 °C. Однако в акваториях тропиков, расположенных между 20° с. ш. и 20° ю. ш., верхние слои воды в океане могут иметь температуру 25–28 °C, а нижние, на глубине 1000 м, – всего 5 °C. Именно в таких случаях, когда амплитуда температур достигает 20° и более, считается экономически оправданным использование ее для получения электроэнергии на гидротермальных (моретермальных) электростанциях.

Теоретическая возможность такого использования сильного перепада температур океанских вод была доказана французскими учеными и инженерами еще в конце XIX в. Однако вплотную к техническому осуществлению этой идеи подошли только в 70-х гг. XX в. По современным представлениям, моретермальная электростанция является плавучей установкой, в теплообменнике которой нагретая Солнцем поверхностная океанская вода подогревает жидкость, испаряющуюся при сравнительно невысокой температуре, например аммиак. Получаемый при этом пар поступает к турбине, которая соединена с генератором, а затем отводится в глубинный холодный слой, где снова превращается в жидкость. Такая система имеет непрерывное действие, не нуждается в горючем и не оказывает отрицательного влияния на окружающую среду. Издержки на ее эксплуатацию также невысоки. Однако моретермальные электростанции требуют больших инвестиционных затрат и имеют низкий (7—10 %) коэффициент преобразования энергии.

В целом же энергетические ресурсы Мирового океана правильнее было бы отнести к ресурсам будущего.

25. Мировые лесные ресурсы

В научной литературе часто встречается характеристика роли леса, лесной растительности как составной части биосферы. Обычно отмечают, что леса образуют на Земле самые крупные экосистемы, в которых аккумулируется большая часть органического вещества планеты. Что они имеют большое значение для фотосинтеза, для нормального протекания процессов стабилизации кислородного баланса атмосферы, поглощения углекислого газа, а также для сохранения плодородия почв, чистоты вод. Что они – самые крупные хранилища генофонда биосферы, место обитания для большого числа растений и животных, важный источник древесных, пищевых, кормовых, технических, лекарственных и других ресурсов. Помимо всего этого леса поглощают шум, многие загрязняющие воздух вещества, тем самым благоприятно влияя на качество окружающей природной среды, а опосредованно и на настроение людей, находящих положительные эмоции в общении с природой. Словом, и экономическое, и экологическое, и эстетическое значение лесов всегда оценивают очень высоко.

Для количественной оценки мировых лесных ресурсов, как важной составной части биологических ресурсов суши, используются различные показатели. Самые главные среди них – это показатели лесной площади, лесистости (доля лесной площади во всей территории) и запаса древесины на корню. Однако при знакомстве с ними обращает на себя внимание довольно значительная разница в оценках. Если попытаться сравнить оценки ФАО, других международных организаций и отдельных специалистов в этой области, то подобная разница обнаружится довольно легко. Например, в разных источниках мировая лесная площадь оценивается в 51,2 млрд га; 43,2; 39,6; 36,0; 34,4;

30,0 млрд га. Соответственно велики и разночтения в показателях лесистости земной суши (37 %, 32, 30, 27 % и т. д.), а также в показателях запасов древесины (385 млрд м3, 350, 335 млрд м3 и т. д.).

Этот разнобой объясняется тем, что те или иные из этих оценок относятся к различным категориям лесной площади. Самые высокие из них относятся к площади всех земель лесного фонда, которые, помимо собственно лесных угодий, включают также кустарники, редины, вырубки, гари и пр. Средние соответствуют более строгому подходу к определению лесных угодий, более низкие – к лесопокрытой, т. е. непосредственно занятой лесами, площади, а самые низкие – к сомкнутым лесам, которые занимают не более 2/3 всех лесных площадей и, пожалуй, наиболее точно характеризуют истинную лесистость территории. Иногда статистика учитывает также первичные и вторичные леса.

Представление о региональных различиях в распределении мировых лесных ресурсов дает таблица 28.

Из приведенных в таблице 28 данных вытекают следующие выводы. Во-первых, о том, что лидирующее место в мире по всем важным «лесным» показателям занимает Латинская Америка. Во-вторых, о том, что во «второй эшелон» по этим показателям попадают СНГ, Северная Америка и Африка. В-третьих, о том, что зарубежная Азия, отличающаяся высокими общими показателями, имеет – как и можно было ожидать – самую низкую обеспеченность лесными ресурсами из расчета на одного жителя. И в-четвертых, о том, что по всем основным показателям, включенным в таблицу, замыкают ранжир крупных регионов зарубежная Европа и Австралия с Океанией.

Таблица 28

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МИРОВЫХ ЛЕСНЫХ РЕСУРСОВ ПО КРУПНЫМ РЕГИОНАМ



* Без стран СНГ.

Наряду с распределением мировых лесных ресурсов по крупным регионам мира большой интерес представляет и их распределение по основным лесорастительным поясам (рис. 24). На рисунке 24 хорошо прослеживается распространение хвойных лесов холодной зоны (или хвойных бореальных лесов), протягивающихся широкой полосой через северные части Евразии и Северной Америки. Южнее простирается пояс смешанных лесов умеренного пояса. Леса сухих областей наиболее характерны для Африки (там они представлены редкостойными лесами и кустарниками зоны саванн), но встречаются также в Северной и Южной Америке, в Австралии. Экваториальные дождевые леса произрастают в поясе с постоянно высокими температурами и обильными осадками к северу и югу от экватора. Главные их массивы расположены в бассейнах рек Амазонка и Конго, а также в Южной и Юго-Восточной Азии. Тропические влажные леса в целом сохранились гораздо хуже, и их следует искать только в отдельных районах Центральной и Южной Америки, Африки и Южной Азии. Наконец, влажные леса теплого умеренного пояса встречаются в виде отдельных довольно крупных ареалов в Северной и Южной Америке, в Восточной Азии и в Австралии.



Рис. 24. Схематическая карта лесов мира (по И. С. Малахову): 1 – хвойные леса холодной зоны; 2 – смешанные леса умеренного пояса; 3 – леса сухих областей; 4 – экваториальные дождевые леса; 5 – тропические влажные леса; 6 – влажные леса теплого умеренного пояса

Рисунок 24 дает основание и для более генерализованного подхода к выделению лесорастительных поясов, чаще используемого в учебной литературе. Он заключается в объединении их в два главных лесных пояса Земли – северный и южный, которые разделены широким поясом аридных территорий.

Площадь северного лесного пояса – 2 млрд га (в том числе под сомкнутым древостоем 1,6 и под кустарниками и редколесьем 0,4 млрд га). Самые большие лесные площади в этом поясе находятся в пределах России, Канады, США. Хвойными породами занято 67 % всей лесной площади, а лиственными – 33 %. Разнообразие видов в лесах северного пояса не столь велико: например, в зарубежной Европе насчитывается примерно 250 видов деревьев и кустарников. Прирост древесины также происходит довольно медленно. Так, в хвойных лесах России в среднем за год на 1 га прирастает 1,3 м3, в Финляндии – 2,3 м3, в США – 3,1 м3. В зоне смешанных лесов этот прирост заметно больше.

Площадь южного лесного пояса – также примерно 2 млрд га, но на 97 % он состоит из широколиственных лесов. При этом половину всей лесной площади занимает высокоствольный лес, а остальное приходится на низкоплотный разреженный лес, кустарник, а также лесной перелог. В южном лесном поясе древостой гораздо разнообразнее, чем в северном: во всех тропических лесах на 1 га можно встретить более 100 и даже 200 различных видов деревьев. Средний годовой прирост древесины с 1 га здесь в несколько раз больше, чем в лесах северного пояса. А средний запас древесины на корню достигает 250 м3/га, что в десятки раз превышает такой запас в некоторых видах лесов северного пояса. Поэтому и общий запас древесины в лесах южного пояса больше.

Естественно, что страны с самыми большими размерами лесных площадей надо искать в пределах либо северного, либо южного лесных поясов (рис. 25). В состав этих же поясов входят и страны с самой высокой лесистостью: в северном поясе это прежде всего Финляндия, Швеция, а в южном – Суринам и Гайана в Латинской Америке, Габон и Демократическая Республика Конго в Африке, Папуа– Новая Гвинея в Океании.

Россия – самая богатая лесными ресурсами страна мира. Из рисунка 25 вытекает, что это относится как к ее лесной, так и к лесопокрытой площади (последняя составляет 22,1 % от мировой). Общий запас древесины в лесах России – 82 млрд м3 – превышает запасы любого крупного зарубежного региона, за исключением Латинской Америки. Это означает, что на долю России приходится более 1/5 мировых запасов древесины, в том числе почти 1/2 запасов древесины хвойных пород. По соответствующим душевым показателям (5,2 га и 560 м3) она уступает только Канаде. Однако распределены лесные ресурсы России по ее огромной территории очень неравномерно: почти 9/10 всей лесопокрытой площади находится в зоне тайги, в особенности в пределах Восточной Сибири и Дальнего Востока.





Каталог: fulltext -> buuk
buuk -> Психологияның теориялық-методологиялық негіздері
buuk -> КІтапхана ісінің тарихы 050418 «Кітапханатану және библиография»
buuk -> Кітаптану және кітап тарихы 050418 «Кітапханатану және библиография»
buuk -> МамандықҚа кіріспе
buuk -> Xix ғ. Екінші жартысы – XX ғ. Басындағы ертіс өҢіріндегі
buuk -> Орындаушылық өнер кафедрасы
buuk -> Мамандыққа кіріспе «Музыкалық білім»
buuk -> М. Аллаберген тарих тудырған тұлғалар
buuk -> М ж. КӨпеев шығармаларындағы кірме сөздер тарихы оқУ ҚҰралы
buuk -> Қызметтік хаттар


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   51




©www.dereksiz.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет