Природопользование: рациональное и нерациональное

Природопользование — вся совокупность способов, которыми общество использует природу: добыча ресурсов, размещение производств, изменение ландшафтов, а также меры по их восстановлению и охране.

Деление на рациональное и нерациональное — не оценка «хорошо или плохо» с точки зрения морали, а строгий критерий: сохраняется ли возможность пользоваться этим ресурсом в будущем.

Рациональное природопользование — такое, при котором ресурс используется полно и экономно, отходы перерабатываются, а нарушенное восстанавливается. Признаки в формулировках заданий: оборотное водоснабжение, переработка вторичного сырья, рекультивация земель, комплексное использование сырья, возобновимые источники энергии, капельное орошение, лесовосстановление, очистные сооружения.

Нерациональное природопользование — такое, при котором ресурс расходуется быстрее, чем восстанавливается, извлекается лишь часть полезного, а отходы выбрасываются. Признаки: сплошная рубка без восстановления, распашка склонов, перевыпас, сброс неочищенных стоков, факельное сжигание попутного газа, извлечение из руды одного компонента с отбросом остальных, забор воды на орошение сверх возможностей реки.

Ключевая мысль, которую проверяют: рациональность определяется не тем, насколько мало взято у природы, а тем, как взято. Крупная ГЭС берёт у природы много, но при этом не сжигает топливо и использует силу текущей воды и не сжигает топливо; мелкая свалка не берёт ничего, но отравляет грунтовые воды на десятилетия.

Шаблон ответа на задание 26. Назови (1) в чём именно сбережение ресурса или уменьшение вреда, (2) какой природный компонент при этом выигрывает, (3) какое долгосрочное последствие это даёт. Три элемента — полный балл.

Чтобы решить, рационально ли данное действие, надо знать, с каким ресурсом имеешь дело.

Исчерпаемые невозобновимые — минеральные ресурсы: уголь, нефть, газ, руды. Образовывались миллионы лет, восстановиться в человеческих масштабах времени не могут. Стратегия: полнее извлекать, экономнее использовать, заменять. Сюда же по сути относится и почвенное плодородие, если смыт сформированный веками горизонт.

Исчерпаемые возобновимые — лес, почва, вода суши, животный мир. Восстанавливаются, но медленнее, чем их успевают израсходовать при неумеренном использовании. Стратегия: расходовать не быстрее скорости восстановления. Лес, вырубаемый с той же скоростью, с какой подрастает новый, остаётся возобновимым ресурсом; вырубаемый быстрее — превращается в исчерпаемый.

Неисчерпаемые — солнечная энергия, энергия ветра, приливов, внутреннее тепло Земли, энергия текущей воды. Стратегия: осваивать их взамен ископаемого топлива.

Ловушка классификации: вода Мирового океана неисчерпаема, а пресная вода конкретной реки — вполне исчерпаемый ресурс, и её нехватка ощущается остро. Аналогично воздух неисчерпаем, а чистый воздух города — ресурс, который можно израсходовать.

Второе деление, нужное в экономической географии — по использованию: минеральные, земельные, водные, лесные, биологические, климатические (агроклиматические), рекреационные. Последние — ресурсы для отдыха и туризма: морские побережья, горы, минеральные источники, памятники природы и культуры. Их особенность в том, что они разрушаются от чрезмерного использования: вытоптанный склон и переполненный пляж перестают быть рекреационным ресурсом.

Условие. «Объясните, почему строительство солнечных электростанций в Якутии является примером рационального природопользования».

Сразу возникает возражение: Якутия — север, солнца там мало. Значит, ответ должен опираться не на обилие солнца, а на сравнение с альтернативой.

Довод 1. Отказ от привозного топлива. В удалённые посёлки Якутии дизельное топливо завозят за тысячи километров по рекам в короткий срок навигации и по зимникам. Это дорого, а при авариях ведёт к разливам топлива. Солнечная станция снимает необходимость завоза, экономя невозобновимый ресурс и снижая риск загрязнения.

Довод 2. Отсутствие выбросов. Дизельная станция сжигает топливо и выбрасывает в атмосферу продукты сгорания; в условиях зимнего антициклона с безветрием они застаиваются над посёлком. Солнечная станция выбросов не даёт вовсе.

Довод 3. Неисчерпаемость источника. Солнечная энергия относится к неисчерпаемым ресурсам: её использование не уменьшает запас на будущее.

Довод 4, если нужен четвёртый. Летом в Якутии длинный световой день вплоть до полярного дня на севере, и как раз в этот период выработка максимальна, что частично компенсирует зимний минимум.

Чего в ответе быть не должно: слов «это полезно для природы» и «солнце бесплатное» без объяснения механизма. Каждый довод должен называть что именно сберегается и какой компонент природы выигрывает.

Задания 26 и 29 постоянно оперируют одними и теми же примерами. Разберём их с объяснением, почему они относятся к тому или иному типу.

Рациональное природопользование

— Оборотное водоснабжение на заводе: одна и та же вода используется многократно, забор из реки сокращается в разы, сброс стоков уменьшается. — Переработка металлолома: выплавка стали из лома требует существенно меньше энергии, чем из руды, и не требует новой добычи. — Рекультивация карьеров: нарушенные земли возвращаются в оборот, прекращается пыление отвалов. — Капельное орошение: вода подаётся прямо к корням, потери на испарение малы, снижается риск засоления. — Полезащитные лесополосы в степи: снижают скорость ветра, задерживают снег, предотвращают выдувание почвы. — Комплексная переработка руды: из сырья извлекают все ценные компоненты, а не один.

Нерациональное природопользование

— Сплошная рубка без последующей посадки: лес не успевает восстановиться, усиливается эрозия на склонах, мелеют реки. — Распашка склонов вдоль уклона: борозды становятся руслами для стока, растут овраги. — Перевыпас скота в сухой степи и полупустыне: уничтожается скрепляющий дернину травостой, начинается выдувание песков. — Сброс неочищенных стоков: гибель организмов, непригодность воды ниже по течению. — Сжигание попутного нефтяного газа в факелах: ценное сырьё уничтожается, атмосфера загрязняется. — Неумеренный забор воды на орошение: пример последствий — усыхание Аральского моря.

Приём для экзамена: если в примере есть слова «повторно», «восстановление», «очистка», «комплексно», «возобновимый» — это рациональное. Если «сплошная», «без», «сверх», «сброс», «сжигание в факелах» — нерациональное.

Ресурсообеспеченность — соотношение между величиной запасов и размерами их использования. Считают двумя способами, и задание всегда указывает, каким именно.

На сколько лет хватит: запасы разделить на ежегодную добычу. Запасы 3000 млн т, добыча 60 млн т в год → 50 лет.

Сколько приходится на душу населения: запасы разделить на численность населения. Площадь лесов 22 млн га, население 5,5 млн человек → 4 га на человека.

Почему два способа дают разную картину. Страна может иметь огромные абсолютные запасы и скромную душевую обеспеченность из-за многочисленного населения — и наоборот. Сравнивая страны в таблице, следи, чтобы показатели были однотипными: доля с долей, абсолютное с абсолютным.

Что показатель не учитывает. Высокая ресурсообеспеченность сама по себе не означает благополучия. Важно ещё, где лежит ресурс (доступен ли он транспортно), какого он качества и как используется. Страна с огромными запасами леса может ввозить бумагу, если у неё нет перерабатывающих производств; страна с богатыми рудами может вывозить сырьё и покупать готовый металл дороже.

Идея комплексного использования сырья. Из руды обычно извлекают один-два компонента, а остальное идёт в отвал. Между тем медно-никелевые руды содержат ещё и кобальт, платину, серу; нефть при переработке даёт десятки продуктов; попутный газ при добыче нефти — ценное химическое сырьё, но в факелах его просто сжигают. Комплексная переработка увеличивает отдачу с той же добычи, то есть продлевает срок службы месторождения без расширения разработки. Это прямой пример рационального природопользования, и его удобно приводить в ответах.

Переход к возобновимым источникам — главная практическая сторона рационального природопользования, и задания просят оценивать её с двух сторон.

Гидроэнергетика. Плюсы: не сжигает топливо, не даёт выбросов, себестоимость энергии низкая, водохранилище позволяет регулировать сток и обеспечивает судоходство. Минусы: затопление пойменных земель и населённых пунктов, преграда для прохода рыбы на нерест, изменение климата побережья, замедление течения и ухудшение самоочищения реки. На равнинных реках потери особенно велики: чтобы получить напор при малом уклоне, приходится затапливать огромные площади. На горных реках напор даёт сам рельеф, и площадь затопления мала.

Солнечная энергетика. Плюсы: неисчерпаемый источник, отсутствие выбросов, возможность работать в удалённых районах без завоза топлива. Минусы: зависимость от облачности и длины дня, нулевая выработка ночью, нужны большие площади. Выгоднее всего там, где велика суммарная радиация и мало облачных дней: юг страны, горные котловины с сухим климатом.

Ветровая энергетика. Плюсы те же. Минусы: неравномерность выработки, нужны резервные мощности, шум. Размещают там, где ветры сильные и постоянные: побережья морей, степные равнины, горные проходы.

Геотермальная энергетика. Использует внутреннее тепло Земли; выгодна в районах современного вулканизма — на Камчатке и Курилах, где к тому же трудно с завозом топлива.

Приливная. Требует высокой амплитуды приливов и узкого залива; в России такие условия есть на побережье Белого и Охотского морей.

Общий приём для ответа: сначала назвать природное условие, которое делает источник выгодным именно здесь, затем — что он заменяет и какой вред этим предотвращается.

Мелиорация — коренное улучшение земель для хозяйственного использования. Видов несколько, и каждый решает одну задачу, но может создать другую проблему: именно это двойственное действие и спрашивают в заданиях.

Орошение применяют там, где не хватает влаги: в степи, полупустыне, сухих субтропиках. Результат — резкий рост урожайности. Обратная сторона: при избыточном поливе в жарком климате вода испаряется с поверхности, а растворённые соли поднимаются вверх и накапливаются — начинается засоление, и через несколько лет поле становится непригодным. Второе последствие — сокращение стока рек, из которых берут воду; крайний случай — усыхание Аральского моря. Решение: капельное орошение, подающее воду прямо к корням, и дренаж для отвода излишков.

Осушение применяют там, где влаги избыток: в тайге, на севере Русской равнины, в Западной Сибири. Результат — новые пашни и луга. Обратная сторона: болото было естественным накопителем, отдававшим воду постепенно; после осушения половодье становится резче, летняя межень ниже, осушенный торф пересыхает и горит, а торфяные пожары тушить крайне трудно.

Химическая мелиорация: известкование кислых подзолистых почв нечернозёмной полосы и гипсование засолённых почв юга.

Лесомелиорация — посадка полезащитных лесополос в степи: снижение скорости ветра, снегозадержание, защита от эрозии.

Противоэрозионная — вспашка поперёк склона, террасирование, залужение промоин.

Как это спрашивают: «объясните, почему на орошаемых землях юга возникает засоление» или «к каким последствиям для реки приведёт осушение болот в её верховьях». Схема ответа во всех случаях одна: действие → изменение водного режима → последствие для почвы, реки или растительности.

На экзамене нередко попадается пример, которого не было в учебнике. Разбирать его нужно не по памяти, а по признакам. Проверь по четырём вопросам.

Вопрос 1. Ресурс расходуется или сберегается? Если из того же количества сырья получают больше продукции, если вместо новой добычи используют вторичное сырьё, если источник неисчерпаем — это в пользу рациональности.

Вопрос 2. Что происходит с отходами? Перерабатываются и возвращаются в производство — рационально. Складируются, сбрасываются, сжигаются в факелах — нерационально.

Вопрос 3. Восстанавливается ли нарушенное? Есть рекультивация, лесовосстановление, рыбоходы — рационально. Нарушенное брошено — нет.

Вопрос 4. Что будет через двадцать лет? Останется ли ресурс, сохранится ли плодородие, сможет ли следующее поколение пользоваться тем же. Это главный вопрос: именно он и заложен в определение.

Пример проверки. «Строительство ГЭС на равнинной реке». По первому вопросу — рационально: энергия без сжигания топлива. По третьему и четвёртому — есть серьёзные потери: затоплены пойменные земли, перекрыт путь рыбе на нерест, замедлилось течение и ухудшилось самоочищение. Вывод: пример спорный, и на экзамене его обычно дают именно как повод показать обе стороны. Если задание просит оценить, называй и выигрыш, и потерю.

Практический совет: формулировки заданий редко бывают нейтральными. Слова «сплошная», «неочищенные», «без последующего», «сверх нормы» почти всегда указывают на нерациональность; слова «повторное», «комплексное», «с последующим восстановлением» — на рациональность.

Добыча заканчивается, а нарушенная земля остаётся. Приведение её в состояние, пригодное для дальнейшего использования, называется рекультивацией, и это не благотворительность, а обязанность, записанная в законе и в проекте разработки месторождения.

Что именно нарушено. Открытая добыча снимает почву и породу и складывает их в отвалы; на месте пласта остаётся выемка, часто заполняющаяся водой. Подземная добыча даёт оседание поверхности над выработками — в старых угольных районах дома и дороги проваливаются через десятилетия после закрытия шахты. И там и там нарушается сток и падает уровень грунтовых вод, потому что карьер приходится непрерывно осушать.

Два этапа работы. Техническая рекультивация: планировка отвалов, выполаживание откосов, чтобы они не оползали, укладка обратно ранее снятого плодородного слоя — его специально хранят в бурте всё время добычи. Биологическая рекультивация: посев трав, посадка деревьев, внесение удобрений; на этот этап уходят годы, потому что почва восстанавливается медленно.

Что получается на выходе. Направлений несколько: сельскохозяйственное (пашня или сенокос — возможно при неглубоком карьере и сохранённой почве), лесное (наиболее распространённое и дешёвое), водохозяйственное (затопленный карьер становится водоёмом для отдыха и рыбоводства), рекреационное и строительное.

Почему это пример рационального природопользования. Ресурс изъят — это неизбежно; но территория возвращена в оборот, а не выведена из него навсегда. Именно этот довод и требуется в задании: рациональность состоит не в отказе от использования, а в том, что после использования территория остаётся пригодной.

Обратный пример. Брошенный без рекультивации карьер даёт пыление отвалов, размыв склонов, подтопление окрестностей и кислые стоки, если в породе есть сульфиды. Одна и та же добыча оказывается рациональной или нерациональной в зависимости от того, что сделано после.

Один из самых наглядных признаков рационального природопользования — комплексность: из добытого сырья извлекают всё ценное, а не одно нужное вещество.

Самый известный пример нерациональности — попутный нефтяной газ. Он растворён в нефти и выделяется при её подъёме на поверхность. Это полноценное топливо и ценное химическое сырьё, но собирать его, компримировать и вести к потребителю — значит строить трубу и завод. Дешевле было сжечь на факеле, и десятилетиями над промыслами горели факелы, видимые из космоса. Сгорал не только ресурс: в воздух уходили продукты неполного сгорания и углекислый газ, а тепло растапливало мерзлоту вокруг.

Как это меняли. Государство установило требование к уровню полезного использования попутного газа и сделало сверхнормативное сжигание дорогим: плата за выброс выросла в разы. Экономика развернулась — стало выгоднее построить газоперерабатывающий завод и продавать сухой газ и сжиженные газы, чем платить за факел. Это показательный механизм: рациональное природопользование редко наступает само, оно наступает, когда нерациональное становится дороже.

Второй пример — сульфидные руды. При выплавке меди и никеля из сульфидов выделяется сернистый газ. Его можно выбросить в трубу, а можно уловить и превратить в серную кислоту — товарный продукт. Первое дешевле сегодня, второе выгоднее в целом: и кислота продаётся, и выбросы падают.

Третий пример — вскрышные породы. То, что снимают над пластом, чаще всего идёт в отвал. Но песок, глина, известняк из вскрыши — готовое строительное сырьё, и там, где рядом есть потребитель, отвал превращается в карьер стройматериалов.

Формулировка для ответа. Комплексное использование сырья — это одновременно экономия ресурса и сокращение отходов и выбросов, и в обосновании надо называть оба следствия.

Третий признак рационального природопользования — устройство производства так, чтобы ресурс использовался многократно.

Оборотное водоснабжение. Металлургический комбинат, электростанция или целлюлозный завод потребляют воду в огромных количествах, но в основном не «съедают» её, а нагревают или загрязняют. При прямоточной схеме воду берут из реки и туда же сбрасывают: расход огромен, река греется и загрязняется. При оборотной схеме воду охлаждают в градирнях или прудах-охладителях и пускают по кругу, а из реки добирают только потери на испарение. Забор воды при этом сокращается в десятки раз.

Почему это выгодно самому предприятию. Плата за водозабор и за сброс, стоимость подготовки воды, риск штрафов — всё это в сумме дороже, чем построить оборотный цикл. Поэтому доля оборотного водоснабжения в промышленности развитых стран давно превышает девять десятых.

Малоотходные технологии. Полностью безотходного производства не бывает — это следует из законов физики: часть энергии всегда рассеивается, часть вещества всегда теряется. Поэтому говорят о малоотходных технологиях, где отходы одного производства становятся сырьём для другого. Классические связки: доменный шлак идёт в цемент; зола электростанций — в строительные материалы; фосфогипс — в гипсовые изделия; отходы лесопиления — в древесные плиты и топливные гранулы.

Промышленный симбиоз. Крайний случай — когда предприятия ставят рядом специально, чтобы соединить их потоки: тепло электростанции греет теплицы, углекислый газ подаётся в теплицы же для ускорения фотосинтеза, гипс от сероочистки идёт на завод стройматериалов.

Как это звучит в ответе. «Мера рациональна, потому что сокращает изъятие ресурса и одновременно сокращает поступление отходов в среду». Два следствия — полное обоснование; одно — половина балла.