Экологическая безопасность Г., о которой сообщают в рекламах их производители, относительна, и экологические последствия использования Г. могут быть непредсказуемыми.
ГЕТЕРОТРОФНАЯ ЭКОСИСТЕМА (Г.э.) — экосистема, использующая преимущественно вещество и энергию органических соединений, накопленных в других (автотрофных) экосистемах. Существуют естественные Г.э. — сообщества океанических глубин, которых не достигает солнечный свет. Эти Г.э. как источник энергии и ресурсов используют «питательный дождь» детрита из освещенных солнцем слоев океана. Аналогично на принесенном из других мест органическом веществе функционируют экосистемы, развивающиеся на снежниках в горах.
Антропогенные Г.э. — это городские экосистемы, фермы по разведению дождевых червей (см. Вермикультура), теплицы, где выращиваются шампиньоны или другие пищевые грибы, рыборазводные пруды, бассейны биологических очистных сооружений, где органическое вещество извлекается и разлагается животными-фильтраторами (чаще всего мелкими планктонными ракообразными).
Г.э. могут выступать в качестве блоков (подсистем) более крупных автотрофных экосистем. Как Г.э. можно рассматривать труп умершего животного и даже навозную лепешку с копрофагами.
ГЕТЕРОТРОФЫ (Г.) — организмы, использующие для питания органическое вещество растительного или животного происхождения (живое или мертвое). Г. — это консументы и редуценты экосистем (животные, бактерии, грибы).
ГЕЯ (по имени греческой богини Земли, Г.) — понятие, предложенное в 70-х гг. экологом Дж. Лавлоком и в основном совпадающее по смыслу с более популярным термином «биосфера». Лавлок подчеркивал, что Г. — самоподдерживающаяся система. На неблагоприятные внешние воздействия (например, увеличение интенсивности солнечного излучения) биота реагирует таким образом, чтобы ослабить его последствия.
ГИДРОМЕЛИОРАЦИЯ (Г.) — улучшение гидрологического режима агроэкосистем путем орошения (см. Поливное земледелие) или осушения. Оба приема Г. представляют экологическую опасность.
Осушение болот ведет к изменению общего гидрологического режима территории и превращает их из экосистем, фиксирующих углерод, в территории, которые выделяют диоксид углерода при минерализации торфа, которая происходит при его просыхании за счет аэробных микробиологических процессов. Осушение нанесло большой ущерб Нечерноземью в европейской части России, где исчезли тысячи речек и ручьев и началось общее иссушение территории, снизилась урожайность полевых культур и лугов. В ряде случаев пашня на осушенных торфяниках оказалась малопродуктивной.
Расширение площади поливной пашни приводит к увеличению водопотребления из рек, что нарушает их гидрологический режим и вызывает разрушение экосистем на значительных территориях (в степной и пустынной зонах происходит опустынивание). Большой экологический и экономический ущерб Г. нанесла степным районам Заволжья, где в результате засоления почв погибли миллионы гектаров степных пастбищ.
В настоящее время работы по организации поливного земледелия для выращивания многолетних трав и овощей в степной зоне продолжаются, но создаются небольшие поливные поля площадью в десятки (не свыше 200—300) гектаров, водозабор проводится из искусственных водоемов, в которых накапливаются весенние снеговые воды. Запрещен полив из озер, где вмешательство в гидрологический режим особенно опасно, так как может привести к необратимым изменениям в их экосистемах (например, к исчезновению рыб и цветению воды, т. е. массовому развитию цианобактерий, и др.).
ГИДРОСФЕРА (Г.) — водная оболочка Земли, включающая океаны, моря, реки, озера, подземные воды, ледники. Структура Г. Земли представлена в табл. 10. На 94% Г. представлена солеными водами океанов и морей, а вклад рек в водный бюджет планеты в 10 раз меньше, чем количество водных паров в атмосфере.
Три четверти пресной воды недоступны организмам, так как законсервированы в ледниках гор и полярных шапках Арктики и Антарктиды.
Как и вся биосфера в целом, Г. испытывает всевозрастающее влияние хозяйственной деятельности человека, которая ведет к нарушению биосферного круговорота воды: ускорение процесса таяния ледников, уменьшение количества жидкой пресной воды и увеличение парообразной воды в результате испарения мелиорированными агроэкосистемами (см. Поливное земледелие).
ГИДРОХОРИЯ (Г.) — распространение плодов (и семян) растений с помощью воды. Г. свойственна растениям морских побережий и пресноводных экосистем (нимфейные, осоки, рдест, частуха), семена которых способны выносить длительное пребывание в воде без потери всхожести. Г. способствуют морской прибой, полая вода в речных поймах и речное течение. Г. сыграла большую роль в расселении по океаническому побережью и островам кокосовой и сейшельской пальм. Однако морским путешественником-рекордсменом является, видимо, бобовое растение энтада гигантская, семена которой сохраняются после 15 лет пребывания в воде и могут переноситься с одного материка на другой.
В расселении большинства наземных растений роль Г. сравнительно невелика, так как в водной среде их семена быстро теряют всхожесть.
ГИДРОЭНЕРГЕТИКА (Г.) — получение электрической энергии за счет энергии движения воды. Самые большие ГЭС мира построены в Венесуэле (плотина Гури, 10 млн. кВт, что соответствует 10 средним АЭС), в Бразилии на реке Парана (ГЭС «Итайпу», 12,6 млн. кВт). В Китае начато строительство ГЭС мощностью 13 млн. кВт. Крупные ГЭС преобладают в Г. РФ. Пример — каскады ГЭС на Волге и реках Сибири (Шушенская, Ангарская, Братская, Красноярская и др., см. Водохранилище).
Наиболее развита Г. в США, где производится в 1,5 раза больше электроэнергии, чем в РФ. Однако в отличие от РФ там преобладают небольшие ГЭС: их средняя мощность в 4,5 раза ниже, чем в РФ.
Источники энергии для Г. могут быть неисчерпаемы (на реках или озерах, где отток воды через турбины компенсируется впадающими реками и ручьями). Однако ГЭС представляют опасность. Строительство равнинных ГЭС не только выводит из использования огромные массивы плодородных земель (как случилось при строительстве каскада ГЭС на Волге), но еще и полностью нарушает жизнь экосистемы реки. На дне водоемов накапливаются тысячи тонн (как правило, ядовитых за счет промышленных и бытовых стоков в реки) осадков. Это практически навсегда выводит территорию из дальнейшего использования даже в случае, если водохранилище будет спущено. Ликвидация таких водохранилищ затруднена также тем, что современные суда приспособлены к большим глубинам, чем в реках с незарегулированным стоком, и замена их на суда с меньшей осадкой будет стоить огромных денег, потребует дополнительного строительства железных и шоссейных дорог.
ГЭС на горных реках удобны тем, что не связаны с затоплением больших территорий, но они могут быть опасны из-за довольно высокой вероятности катастроф ввиду сейсмической нестабильности этих районов. Землетрясения приводят к огромным жертвам. Так, в Италии в Вайоне в 1993 г. при прорыве плотины погибли 2118 человек, а в Индии от прорыва плотины Гуджерат — 16 тыс. человек.
По современным представлениям, у крупных ГЭС нет перспектив. Строительство ГЭС имеет смысл лишь в ограниченных масштабах, на малых реках или же на больших, но при особом варианте свободнопроточных ГЭС мощностью от нескольких десятков до нескольких сотен Вт, позволяющем обходиться без строительства плотин. Кроме того, сооружаются рукавные микроГЭС мощностью в несколько десятков кВт. Такие ГЭС выпускает ряд предприятий РФ. Малая Г. относится к нетрадиционной энергетике.
ГОРНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ (Г.э.) занимают значительные площади суши. На территории РФ расположены такие крупные горные системы, как Кавказ, Урал, Алтай, Сихотэ-Алинь, Саяны и др. Горные системы — важнейший фактор формирования климата, так как они служат естественными преградами при перемещении больших воздушных масс и облаков, несущих дожди.
Особенностью Г.э. является высокое биологическое разнообразие за счет вертикальной поясности, различий экологических условий на склонах разных экспозиций и их крутизны, пестроты геологических пород (рис. 9). В любой Г.э. богатство флоры и фауны в несколько раз выше, чем на окружающей равнине. Кроме того, в составе растительного и животного населения гор много видов-эндемиков, т. е. имеющих малые ареалы, обычно ограничивающиеся одной горной системой или ее частью.
Все Г.э. обладают низкой устойчивостью к режиму хозяйственного использования. В высокогорном поясе их уязвимость к хозяйственному воздействию человека, включая и влияние рекреации, связана с низкой биологической продукцией сформировавшихся там сообществ. В среднегорном поясе она связана с опасностью эрозии почв. Почвы могут разрушаться при распашке склонов, сведении лесов и интенсивном выпасе. В результате хозяйственного использования снижается верхняя и повышается нижняя граница лесного пояса, а по южным склонам лес может полностью исчезнуть и замениться травяной растительностью. Под влиянием человека возможно развитие селей и сход снежных лавин.
Г.э. требуют самого щадящего режима использования или полного заповедования. Большая часть горных систем США, Швейцарии, ФРГ, Австрии, Италии и Испании превращена в национальные парки и заповедники. Целый ряд заповедников создан на горных территориях РФ (Кавказский, Сихотэ-Алинский, Саяно-Шушенский). В будущем стране предстоит увеличить площадь заповедников и национальных парков в Г.э. При этом необходим строгий контроль в зонах их рекреационного использования, так как туризм (и даже горнолыжный спорт в зимние месяцы) может вызвать необратимые изменения Г.э. — хранителей климата, пресной воды и биологического разнообразия.