Природные ресурсы - как основа функционирования мировой экономики - Экология - Скачать бесплатно
|6806 |4649 |281 |171 |
|США |3600 |1286 |397 |214 |
|Китай |1465 |1425 |102 |99 |
|Австралия |783 |659 |83 |48 |
|Канада |582 |207 |16 |6 |
|Германия* |287 |227 |84 |44 |
|Великобритания |190 |189 |90 |90 |
|Польша |174 |151 |25 |22 |
|ЮАР |133 |133 |65 |65 |
|Индия |115 |112 |23 |21 |
|Ботсвана |100 |100 |7 |7 |
|Азия |8072 |5876 |345 |233 |
|Европа |1347 |1020 |317 |231 |
|Мир в целом |14810 |9440 |1239 |808 |
*Только западные земли
Уран. Ресурсы современной топливной базы для ядерной энергетики
определяются стоимостью добычи урана при затратах, не превышающих 80
долларов за 1 кг урана. В настоящее время извлекаемые ресурсы урана по этой
цене в зарубежных странах оцениваются в 1,6 млн. т, а мировые геологические
ресурсы (по разным источникам)- от 5 до 20 млн. т. Это ядерное сырье может
быть использовано на легководных реакторах с тепловыми нейтронами.
Производство энергии на строящихся АЭС с реакторами на быстрых нейтронах
(реакторами-размножителями) мало зависит от стоимости сырья. При этом
ресурсы ядерного топлива возрастают во много раз. В будущем в реакторах на
быстрых нейтронах (бридерах) будет использоваться не только уран, но и
торий, запасы которого в земной коре в три раза превышают запасы урана.
Однако специалисты полагают, что массовое производство энергии в бридерах
начнется не ранее 2000 г.
Свыше 28% ресурсов ядерного сырья приходится на США и Канаду, 23% - на
Австралию, 14% - на ЮАР, 7% - на Бразилию. В остальных странах запасы урана
незначительны. Ресурсы тория (при затратах до 75 долларов/кг) оцениваются
примерно в 630 тыс. т, из которых почти половина находится в Индии, а
остальная часть - в Австралии, Бразилии, Малайзии и США.
3 Нетрадиционные энергоресурсы планеты
Помимо ископаемого топливно-энергетического сырья существуют на земном
шаре иные источники производства энергии - солнечная, ветровая, приливная,
геотермальная, биологическая, энергия температурного градиента океанских
вод. В настоящее время они используются мало из-за технологических
трудностей освоения и высокой стоимости производимой энергии, но на эти
виды приходится значительная часть общего энергетического потенциала
планеты. Солнечная энергия - самый крупный энергетический источник на
Земле. Выше уже отмечалось, что количество тепла, поступающего на 1 кв. м
поверхности Земли в год, оценивается в 3,16х109 КДж. Общее количество
солнечной энергии в 20 тыс. раз превышает современное потребление энергии
мировым хозяйством. Но плотность солнечного излучения на поверхности суши
столь мала (даже в тропических пустынях днем она равна 5-6 кВт ч/ кв.м. в
день, а в умеренном поясе - всего 3-4 кВт ч/кв.м.), что ее трудно
технически освоить. Сейчас используют солнечные печи для получения
низкотемпературного топлива, однако производство энергии на гелиотермальных
ЭС в широких масштабах – дело будущего. Предполагают, что к 2020 г. за счет
солнечной энергии мировые потребности в электроэнергии будут
удовлетворяться на 15-20%.
Ветровая энергия используется с незапамятных времен в Англии,
Голландии, Франции и других странах, но в очень небольших масштабах. Общие
ресурсы ветровой энергии Земли огромны, хотя и строго локализованы. Для
получения 1 единицы электрической мощности за счет ветровой энергии
требуется в среднем в 4-5 раз больше площади, чем для гелиоустановок.
Технические трудности очень велики, но общий потенциал ветровой энергии
Земли примерно равен 300 млрд. кВт/час в год.
Приливная энергия морских волн оценивается величиной от 8,7 до 10,8
млрд. Дж. В настоящее время можно использовать менее 2% этого потенциала
(Энергетика мира, 1979). Трудность заключается в преобразовании ударной
силы волны в гравитационную, тепловую и электрическую формы энергии. По
оценкам в мире имеется свыше 25 участков морских побережий с высокими
приливами (не менее 7 м высотой) и соответствующей топографией, пригодных
для строительства ПЭС. Пока в мире действуют две ПЭС – в России
(Кислогубская) и во Франции, в устье Гаронны.
Биоконверсионная энергия – энергия, аккумулированная в биомассе.
Количество энергии, заключенной в фитомассе лесов мира, оценивается
величиной 180 тыс. Дж. Древесина служила источником топлива еще с
первобытных времен, и до сих пор она (вместе с навозом и прочими отходами
сельскохозяйственного производства) дает около 3,6 тыс. Дж энергии,
потребляемой главным образом населением развивающихся стран. Существуют
опытные разработки по получению биогаза из отходов сельского хозяйства, но
в промышленных масштабах этот процесс еще не разработан.
Геотермальная энергия - внутренняя энергия Земли. Нормальный
температурный градиент Земли - 3° на 100 м глубины, в отдельных местах этот
показатель может повышаться до 5° на 100 м и даже до 1 на 5 м глубины. Если
ограничить глубину 5 км, то по данным академика Кириллина условный запас
геотермальной энергии составляет величину, имеющую примерно тот порядок, и
что и ресурсы всех видов минерального топлива на Земле - 880 млрд. т. у.т.
Геотермальные ЭС действуют в Италии, США, Японии, Исландии и др.; всего в
мире их насчитывается 188 общей мощностью в 4760 МВт. Предполагают, что в
будущем их основное назначение будет заключаться в производстве тепла, а не
электричества, так как температуры источников все же низкие.
4 Металлы.
К важнейшим металлическим рудам относятся руды железа марганца, меди,
алюминия, свинца и цинка, олова, вольфрама и др.
Железные руды - общие мировые запасы по различным оценкам варьируют от
400 млрд. т (World Resources, 1990) до 800 млрд. т (В. И. Смирнов, 1986),
из которых разведанные запасы составляют 230 млрд. т . Мировая добыча
достигла 916 млн. т (1988), но предполагают, что к 2000 г. она удвоится.
Кратность запасов к добыче равна 224. Железо (после алюминия)-самый
распространенный элемент земной коры, но крупные промышленные концентрации
встречаются редко: на полуострове Лабрадор (Канада), около оз. Верхнего
(США и Канада), в штате Минас-Жерайс (Бразилия), в Западной Австралии, в
КМА (Россия) и в Кривом Роге (Украина), в штатах Бихар и Орисса в Индии и
др.
Марганцевые руды широко используются для производства стали. Общие
запасы марганцевых руд оцениваются в 4,9 млрд. т; они связаны
преимущественно с горными породами докембрийского возраста. Наиболее
крупными ресурсами располагают ЮАР, Украина, Габон, Австралия, Бразилия.
Современная добыча достигает 22 млн. т. Огромные запасы марганцевых руд
сконцентрированы в железомарганцевых конкрециях, с содержанием марганца до
25-30%, Fe- 10-12%, устилающих на обширных пространствах дно Мирового
океана, Их количество, по приближенным расчетам, превышает 2.5х10' т, что в
сотни раз больше общих запасов этого сырья на суше. Опытная добыча ведется
в США, Германии и Японии.
Руды цветных металлов находят широкое применение в разнообразных
отраслях промышленности - электронике, радио- и электропромышленности,
космической и атомной технике, ракета- н самолетостроении и многих других.
Их мировая добыча и потребление за последние 25 лет возросли в несколько
раз.
Общие запасы бокситов (сырье для производства алюминия) составляют 232
млрд. т, а извлекаемые - 28 млрд. т. Наиболее крупные и качественные залежи
сосредоточены в Гвинее, Австралии, Камеруне, Бразилии, Индии, Ямайке. Руды
тропиков возникли в палеогене и имеют осадочное происхождение. Всего
разработка бокситов ведется в 22 странах мира (в основном в тропиках) и
достигла в 1986 г. 97млн. т.
Медь добывается очень давно (с конца IV тысячелетия до н.э.), имеет
широкое применение, но ее руды отличаются крайне низкой концентрацией: жилы
с содержанием меди 2-3% считаются богатыми, и разрабатываются руды даже при
содержании Cu до 0,5%. Общие запасы медных руд, по разным оценкам,
варьируют от 570 до 1 625 млн. т, а разведанные извлекаемые - 590 млн. т.
Добыча превосходит 8,4 млн. т в год (1986). Основная часть запасов
принадлежит США (90 млн. т), Чили (120млн.т), странам СНГ (54млн.т),
Австралии, Замбии, Заиру, Перу. Предполагают, что к 2000 г. из недр будет
извлечено около 275 млн. т, т. е. около 70%, современного медно-рудного
потенциала.
Свинец и цинк используются с VI-VII тысячелетия до н.э. В зарубежных
странах общие запасы свинцовых руд оцениваются в 125 млн. т, а цинковых -95
млн. т. В 1986 г. добыча этих руд поднялась до 3,4 млн. т. свинца и 7,0
млн. т цинка. Обычно свинец и цинк встречаются в рудах совместно с другими
элементами (золотом, медью, серебром), образуя полиметаллические руды; реже
встречаются самостоятельные месторождения.
Наиболее крупными запасами свинцово-цинковых руд обладают США, Канада и
Австралия; остальные материки и страны существенно уступают в этом
отношении.
Олово известно с начала бронзового века; его содержание в земной коре
крайне незначительно - руды с концентрацией Sn в 1% считаются богатыми.
Общие мировые ресурсы оцениваются в 7,4-6,8 млн. т, а извлекаемые - в 4,2
млн. т; добыча достигает 200 тыс. т. Основная часть оловосодержащих руд
возникла в мезозойскую и альпийскую эпохи. Наиболее крупные месторождения
находятся в Бразилии (650 тыс. т), в Боливии (140 тыс. т; здесь открыта
уникальная жила, протяженностью в 2 км), в оловяно-вольфрамовой провинции
Юго-Восточной Азии (Малайзия, Индонезия, Китай), вмещающей свыше половины
общих и разведанных запасов олова зарубежных стран. Олово-дефицитный металл
и спрос на него растет. По прогнозам к 2000 г. известные запасы иссякнут, и
в обработку поступят хвосты обогатительных фабрик.
Вольфрам, так же как и олово, в сочетании с которым он часто
встречается, образует очень низкие концентрации. Руды с содержанием Wo 1%
считаются богатыми. Преобладающая часть разведанных запасов находится в 5
странах - Южной Корее, Канаде, США, Турции и Австралии; в основном руды Wo
образовались в мезозойскую и альпийскую эпохи. По прогнозам общие запасы
вольфрама будут исчерпаны уже к 2000 г., и надежд на новые крупные
приращения этого сырья мало.
Благородные металлы - золото, серебро, платина и металлы ее группы.
Золото - первый металл, известный человеку; золотые изделия начали получать
еще 4-5 тыс. лет до н. э. В настоящее время в сейфах банков накоплено около
40 тыс. т золота. К концу XX в. всего будет добыто 110 тыс. т, хотя
ежегодно добывается. 800-1200 т Au. Золотоносные руды образовывались в
ранние эпохи: например, в архейскую - золоторудные месторождения
зеленокаменных поясов Канады, Индии, Австралии, в протерозойскую
-уникальные золотоносные конгломераты Витватерсранда (ЮАР) с запасами 25
тыс. т (75% мировой добычи).
Таблица 3. Мировые запасы минерального сырья, 1995 г.
|Минеральное сырье |Разведанные запасы, млн. т. |
|Железная руда |230000 |
|Бокситы |28000 |
|Хромиты |6700 |
|Марганец |4900 |
|Ниобий |4200 |
|Титан |595 |
|Медь |590 |
|Цинк |330 |
|Свинец |130 |
|Никель |110 |
|Тантал |35 |
|Ванадий |27 |
|Кобальт |8,8 |
|Серебро |0,42 |
|Металлы платиновой группы |0,066 |
|Золото |0,06 |
[pic]
Рисунок 2. Объем минерального сырья, извлекаемого из недр Земли.
2 Агроклиматические ресурсы.
Рациональная организация сельскохозяйственного производства как
главного условия решения обостряющейся продовольственной проблемы в мире
невозможна без должного учета климатических ресурсов местности. Такие
элементы климата, как тепло, влага, свет и воздух, наряду с поставляемыми
из почвы питательными веществами представляют собой обязательное условие
жизни растений и в конечном счете создания сельскохозяйственной продукции.
Поэтому под агроклиматическими ресурсами понимаются ресурсы климата
применительно к запросам сельского хозяйства. Воздух свет, тепло, влагу и
питательные вещества называют факторами жизни живых организмов. Их
совокупность определяет возможность вегетации растительного или
жизнедеятельности животного организмов. Отсутствие хотя бы одного из
факторов жизни (даже при наличии оптимальных вариантов всех прочих)
приводит к их гибели.
Различные климатические явления (грозы, облачность, ветры, туманы,
снегопады и др.) также оказывают на растения определенное воздействие и
называются факторами среды. В зависимости от силы этого воздействия
вегетация растений ослабляется или усиливается (например, при сильном ветре
возрастает транспирация и повышается потребность растений в воде и т.д.).
Факторы среды приобретают решающее значение, если они достигают высокой
интенсивности и представляют опасность для жизни растений (например,
заморозки во время цветения). В таких случаях эти факторы подлежат особому
учету. Эти представления используются для выявления на конкретных
территориях так называемых лимитирующих факторов. Воздух, Воздушная среда
характеризуется постоянством газового состава. Удельный вес компонентов -
азота, кислорода, диоксида углерода и других газов - пространственно слабо
меняется и, поэтому, при районировании, они не учитываются. Для
жизнедеятельности живых организмов особенно важны кислород, азот и диоксид
углерода (углекислый газ).
Свет. Фактором, определяющим энергетическую основу всего многообразия
жизнедеятельности растений (их прорастание, цветение, плодоношение и др.),
является главным образом световая часть солнечного спектра. Только при
наличии света в растительных организмах возникает и развивается важнейший
физиологический процесс - фотосинтез.
Часть солнечного спектра, непосредственно участвующая в фотосинтезе,
называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР). Созданное за счет
поглощения ФАР в процессе фотосинтеза органическое вещество составляет 90-
95% сухой массы урожая, а остальные 5-10% формируются благодаря
минеральному почвенному питанию, которое также осуществляется лишь
одновременно с фотосинтезом.
При оценке световых ресурсов учитывают также интенсивность и
продолжительность освещения (фотопериодизм).
Тепло. Каждое растение требует для своего развития определенного
минимума и максимума тепла. Количество тепла, необходимое растениям для
полного завершения вегетационного цикла, называют биологической суммой
температур. Она исчисляется арифметической суммой средних суточных
температур за период от начала до конца вегетации растения. Температурный
предел начала и конца вегетации, или критический уровень, ограничивающий
активное развитие культур, получил название биологического нуля или
минимума. Для различных экологических групп культур биологический нуль
неодинаков. Например, для большинства зерновых культур умеренного пояса
(ячмень, рожь, пшеница и др.) он равен +5°С, для кукурузы, гречихи,
бобовых, подсолнечника, сахарной свеклы, для плодовых кустарниковых и
древесных культур умеренного пояса +10°С, для субтропических культур (рис,
хлопчатник, цитрусовые) +15°С.
Для учета термических ресурсов территории используется сумма активных
температур. Этот показатель был предложен в XIX в. французским биологом
Гаспареном, но теоретически разработан и уточнен советским ученым Г. Т.
Селяниновым в 1930 г. Он представляет собой арифметическую сумму всех
средних суточных температур за период, когда эти температуры превышают
определенный термический уровень: +5, +10°С. Чтобы сделать вывод о
возможности произрастания культуры в изучаемом районе, необходимо сравнить
между собой два показателя.' сумму биологических температур, выражающую
потребность растения в тепле, и сумму активных температур, которая
накапливается в данной местности. Первая величина всегда должна быть меньше
второй.
Особенностью растений умеренного пояса (криофилов) является прохождение
ими фазы зимнего покоя, в течение которой растения нуждаются в определенном
термическом режиме воздуха и почвенного слоя. Отклонения от требуемого
температурного интервала неблагоприятны для нормальной вегетации и часто
приводят растения к гибели. Под агроклиматической оценкой условий зимования
понимается учет неблагоприятных метеорологических и погодных явлений в
холодный сезон: резких морозов, глубоких оттепелей, вызывающих вымокание
посевов; мощного снегового покрова, под которым выпревают всходы; гололеда,
ледяной корки на стеблях и др. Учитывается и интенсивность, и
продолжительность наблюдаемых явлений.
Влага. Важнейшим фактором жизнедеятельности растений является влага. Во
все периоды жизни растение для своего роста требует определенное количество
влаги, без которой оно гибнет. Вода участвует в любом физиологическом
процессе, связанном с созданием или разрушением органического вещества. Она
необходима для фотосинтеза, обеспечивает терморегуляцию растительного
организма, транспортирует элементы питания. При нормальном вегетативном
развитии культурные растения поглощают огромные объемы воды. Часто для
образования одной единицы сухого вещества расходуется от 200 до 1000
массовых единиц воды (Б. Г. Розанов, 1984).
На основе анализа факторов проводится комплексное агроклиматическое
районирование местности.
Агроклиматическое районирование-это подразделение территории (любого
уровня) на регионы, различающиеся условиями роста, развития, перезимовки и
продуцирования в. целом культурных растений.
При классификации агроклиматических ресурсов мира на первом уровне
дифференциация территории проводится по степени теплообеспеченности, иными
словами, по макроразличиям в термических ресурсах. По этому признаку
выделяют термические пояса и подпояса; границы между ними проводят условно
- по изолиниям определенных значений сумм активных температур выше +10°С.
Холодный пояс. Суммы активных температур не превышают 1000°. Это очень
небольшие запасы тепла, вегетационный период длится менее двух месяцев.
Поскольку и в это время температуры часто опускаются ниже нуля, земледелие
в открытом грунте невозможно. Холодный пояс занимает обширные пространства
на севере Евразии, в Канаде и на Аляске.
Прохладный пояс. Теплообеспеченность возрастает от 1000° на севере до
2000° на юге. Прохладный пояс довольно широкой полосой протягивается южнее
холодного пояса в Евразии и в Северной Америке и формирует узкую зону на
юге Анд в Южной Америке. Незначительные ресурсы тепла ограничивают набор
культур, которые могут в этих районах произрастать: это главным образом
скороспелые, нетребовательные к теплу растения, способные переносить
кратковременные заморозки, но светолюбивые (растения длинного дня). Таковы
серые хлеба, овощные, некоторые корнеплоды, ранний картофель, особые
полярные виды пшениц. Земледелие носит очаговый характер, концентрируясь в
наиболее теплых местообитаниях. Общий недостаток тепла и (главное)
опасность поздних весенних и ранних осенних заморозков сокращает
возможности растениеводства. Пашни в прохладном поясе занимают всего 5-8%
общей площади земель.
Умеренный пояс. Теплообеспеченность составляет не менее 2000° на севере
пояса и до
|
