Реферат: Основы экологии
Министерствообразования и науки Украины
Харковськийнациональный автомобильно-дорожный университет
Кафедра экологии
Курсовойпроект
Попредмету
„Основыэкологии”
Выполнил:
ст.гр. ДЕК – 11
Мыхайлык В.Н.
Проверил:
проф. Канило П.М.
Харьков 2008
Содержание
1. Вопросы по учебному курсу «Основыэкологии»
1.1. Структура, состави основные компоненты, функциональные особенности и динамика взаимодействия:атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы
1.2 Экологические системы. Основныесвойства и принципы функционирования экосистем. Основные законы и принципы неоэкологии
1.3 Законы природопользования иохрана природы. Экологоэнерггетические ниши человека и экологизациядемографической политики
1.4 Природные и антропогенныезагрязнения, основные понятия о количественном загрязнении окружающей среды.Парниковый эффект, эффект пустыни, аэрозольный эффект, нарушение озоновогослоя, атмосферный перенос загрязняющих веществ
2. Вопросы по разделам учебника«Энергия. Экология. Будущее»
2.1. Определение понятия жизнь.Исторические предпосылки возникновения и эволюции жизни на Земле
2.2 Энергетический баланс Земли икруговороты веществ в природе. Запасы природных ресурсов, в том числе горючихископаемых, и чистой воды
2.3 Экология человеческого общества.Три стадии взаимодействия общества и природы
2.4 Социоэкологическое состояние иглобальные экологические проблемы человеческого общества в 21 веке. Чтонеобходимо сделать и возможности человечества в решении глобальной проблемывека
3. Дополнительные вопросы
3.1 Основы фотосинтеза
3.2 Основные определения цели изадачи современной экологии
3.3 Общие черты современногоэкологического кризиса, анализ и возможные выходы из него
3.4 Потребности людей. Стратегияэкоразвития человечества
Введение
У человечества
нет путей длявыживания,
кроме экологизацииэкономики
с использованием
достижений современнойнауки.
У человека ичеловечества
должны появится такиекачества,
как: жажда познания,Разум и
благоговение передПриродой
В ХХ1 веке необходимоперейти от принципа «реагировать и исправлять» к принципу «предвидеть ипредотвращать» А это значит, что забота об окружающей среде и ее охрана должнастать обязательным требованием международного, национального и региональногоэкономического развития во всех областях земного шара. Необходимо культурное,экологическое, экономическое и техническое единение народов. Следует особопомнить, что победа добра в мире и в человеческой душе зависит в первую очередьот самого человека.
Центральная проблема,стоящая сегодня перед человечеством – как должно быть организовано общество,чтобы обеспечить коэволюцию биосферы и человека, обеспечит дальнейшее развитиецивилизации.
Бережное отношение кприроде и экологизация мышления должны стать нормой поведения людей. Сейчас уженевозможно вести хозяйственную деятельность человека на Земле без экологическойрегламентации производств и проведения решительных мер по пресечению выбороввредных веществ в окружающую среду.
Только радикальныеизменения взаимоотношений между человеком и природой позволят нам избежатьсудьбы динозавров. Мы должны изменить свои приоритеты – наибольшей ценностьюдолжны оставаться чистый воздух, вода, продукты питания.
Экология являетсяопределяющей научно–практической дисциплиной, признанной быть основойоптимизации взаимоотношений хозяйственной деятельности человека с биосферой.
1. Вопросы по учебномукурсу «Основы экологии»
1.1 Структура, состави основные компоненты, функциональные особенности и динамика взаимодействия:атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы
Энергия, информация ивещество
В момент возникновенияВселенной в ней безраздельно господствовала энергия. Управляемая информациейэнергия упаковывается в сверх плотное состояние материю. Упаковка энергии всверхплотное состояние – это информационно–энергетический процесс, лежащий воснове творения Вселенной.
В образовании химическихэлементов участвуют источники 4-х типов: гравитационной, тепловой, ядерной иэнергии световых квантов.
Атмосфера – газоваяоболочка планеты. Атмосфера – это смесь газообразных веществ, не вступающих вовзаимодействие при обычных природных условиях.
Итак СО/>, который используется впроцессе питания растений и растворяется в водах мирового океана, оказываетзаметное влияние на климатические условия. Он создает так называемый парниковыйэффект молекулы СО/>, хорошопропускают коротковолновое солнечное излучение, но поглощают в длинноволновомчасти спектра. При полном отсутствии СО/>всяповерхность земли покрылась бы льдом, а средне годовая температура не превышалабы -10 С. А при дальнейшем увеличении СО/>-будет расти средне годовая температура(в настоящее время она соответствует+14,5 С в Южном полушарии и15,5 С в северном полушарии).
Кислород – используется впроцессе дыхание животными и растениями, а также в окислительных процессах, втом числе при сжатии топлив. При фотосинтезе на земле продуцируется кислородапримерно 300 млрд. тон в год. Озоновый экран земли появился 570-400 млн. летназад.
Пути попаданиямикроорганизмов:
1. диффузия газовчерез тропопаузу медленный, но постоянный процесс.
2. Обходной – черезмаксимально удаленные точки тропопаузы над экватором. Перелет молекулы изтропосферы в стратосферу осуществляется за 1-1,5 года
3. мощные кучевыеоблака иногда пробивают тропопаузу и вклиниваются в стратосферу.
4. Извержениевулканов.
5. Полетстратосферной авиации, ракет.
Азот — инертная частьатмосферы. Он совершает сложный круговорот в природе, основанный, в основном,на его взаимодействии с биосферой.
Гидросфера. Великийсоздатель жизни – мировой океан
Все живое на планете на2/3 состоит из воды и, если анаэробные организмы могут существовать без воздуха,то без воды жизнь не возможна.
Первичная гидросферавозникла не позднее 4 млрд. лет тому назад. Гранитные магмы содержали до 1% воды,т.е. подземная гидросфера была основным поставщиком вод на планете.
Наша планета являетсяпланетой воды, а не земли т.к. более ¾ ее занимают водные поверхностиокеанов, морей, льдов на суше и на море, озер и т.д.
Мировой океан являетсяглавным аккоммулятором и хранителем солнечной энергии. С повышением температурыспособность воды растворять газы падает. Это важнейшая экологическаясоставляющая проблемы потепление климата.
Литосфера (поверхностьземли) – испытывает самую значительную по массе и очень опасную антропогеннуюнагрузку.
Основные источникиантропогенного загрязнения:
— твердые и жидкие отходыдобывающей, перерабатывающей и химической промышленности, тепло энергетика итранспорт;
— отходы потребления;
— сельскохозяйственныеотходы и ядохимикаты;
— атмосферные выпадениятоксичных и канцерогенных веществ, в том числе кислотные дожди;
— аварийные выбросы исбросы загрязняющих веществ, в том числе атомными станциями.
Биосфера – самая молодаяи самая динамическая часть Земли.
Основные компонентыбиосферы:
1. Живое вещество:растения, животные, микроорганизмы.
2. Биогенноевещество: органические и органико-минеральные продукты, созданные живымиорганизмами.
3. Костное вещество — горные породы неорганического происхождения, которие являются средой для обитанияживых организмов.
4. Биокостноевещество, как результат синтеза живого и неживого вещества: Минеральные породыорганического происхождения, современная почва, и т.д.
Все животное на земледелится на два класса:
Организмы, строящие своиткани непосредственно из неорганических соединений, называются автотрофными.
Гетеротрофные организмыне способны синтезировать органические соединения они перерабатывают углеводы ибелки и находятся в полной зависимости от них.
1.2 Экологическиесистемы. Основные свойства и принципы функционирования экосистем. Основныезаконы и принципы неоэкологии
Виды систем. По видуобмена веществом и энергией с ОС различают:
А) изолированные системы(обмен не возможен)
Б) замкнутые системы(невозможен обмен веществом, но обмен энергией возможен в любой форме);
В) открытие системы (возможенлюбой обмен веществом и энергией)
Всю совокупностьорганизмов, состоящую из растений, животных микроорганизмов называют биотой.
Пути взаимодействияразличных категорий организмов системы составляют ее биотическую структуру. Всефизические и химические неживые факторы называются абиотическими.
Первый основной принципфункционирования экосистем; получение ресурсов и избавление от отходов в рамкахкруговорота всех элементов экосистемы.
Второй основной принципфункционирования экосистем; они существуют за счет не загрязненной среды ипрактически вечной солнечной энергии количество которой постоянно и избыточно.
Третий основной принципфункционирования экосистем; чем больше биомасса популяции, тем ниже должен бытьзанимаемый ею трофический уровень. В наземных экосистемах биомасса растенийвсегда больше биомассы животных.
Законы и принципынеоэкологии
Закон минимума. Пристационарном состоянии лимитирующим будет то вещество, доступные количествакоторого наиболее близки к необходимому минимуму. Одно из ограничений к этомузакону – организм иногда заменяет одно дефицитное вещество другим имеющимся визбытке.
Закон толерантности.Отсутствие или не возможность развития экосистемы определяется не тольконедостатком, но и избытком любого из факторов (тепло, свет, вода и т.д.).
Закон Геи – организмыконтролируются абиотической средой, в свою очередь организмы влияют набиотическую среду и контролируют ее самими разнообразными способами. Сущностьзакона Геи – это биологическая регуляция геохимической среды.
Закон конкурентногоисключения. Два вида, занимающие одну экологическую нишу, не могутсосуществовать в одном месте неограниченно долго.
Основный закон экологии,одним из главных достижений экологии стало открытие, что развиваются не толькоорганизмы и виды, но и экосистемы.
1.3 Законыприродопользования и охрана природы. Экологоэнергетические ниши человека иэкологизация демографической политики
Закон ограниченности(исчерпаемости) природных ресурсов Земли конечны и поэтому для человека нетнеисчерпаемых природных ресурсов. Закон – энергетику тропосферы нельзявозмущать более чем на тысячные доли солнечного энергопотока, который поглощаетсяатмосферой и земной поверхностью 100 000 твт, где 1твт = 10/>кВт.
Современное мировоеэнергопотребление человечества составляет уже более 10твт т.е. более 10% отмощности фотосинтеза закон основного обмена. Экосистема работает сэффективностью не более 30% остальное идет на основной обмен. Закон увеличениянаукоемкости общественного развития. Для постиндустриального общества (информационногосоциалистического капитализма). Кто владеет информацией, тот владеет всем.Ограничение роста энергозатрат на человека. Для ослабления современногоэкологического кризиса необходим переход на новые менее энергоемкие технологии.
Закон мягкого управленияприродой. Управление должно быть системным с учетом законов природы. Этозначительно эффективнее грубых техногенных вмешательств. Так дипломатическиепереговори желательные войны.
Закон максимумамаксимальный эффект может быть получен при определенном сочетании площадей, преобразованныхчеловеком, и естественных экосистем.
Закон неустранимостиотходов и побочных воздействий производства. Проблема может быть решена толькоснижением давления общества на среду жизни: через депопуляцию и более экономноерасходование природных ресурсов. В связи с этим принципиально: экологическоевсегда экономно, а поэтому в конечном счете экономично, т.к. приводит кменьшему увеличению энергетических затрат и всех других усилий.
1) В охране природывозможны только успешная оборона или отступление. Наступление не возможно – видили экосистема, однажды уничтоженные, не могут быть восстановленные.
2) Продолжающийсярост народонаселения и охрана природа принципиально противоречат друг другу.
3) Экономическаясистема, охвачена манией роста, и охрана природы также принципиальнопротивостоят друг другу. Малый культурный народ, мало благоустроенный город.
4) Не только длявсех других организмов, но и для человечества смертельно опасно представление отом, что при выработке решений об использовании земли надо принимать вовнимание одни лишь ближайшие цели и неравномерное обеспечение благ для людей.
5) Охрана природыдолжна считаться с вопросом благосостояния человека, а в более далекойперспективе – с его выживанием.
Охрана природы как средижизни человека социально неизбежна. Эго ценности выше для человечества, чемэгоистические интересы отдельных лиц.
Эколого-энергетическиениши человека.
Переход к земледелиюзначительно уменьшил необходимую индивидуальную кормовую площадь и довел,потребление пиши почти до уровня чистой первичной продукции растенийпримитивных агроценозов. Одновременно это потребовало роста общих затратконтролируемой человеком энергии на единицу продукции.
Высшие животные эволюционируютв сторону оптимизации сочетания мощности и эффективности энергетики, тогда какчеловек отдает предпочтение мощности, очень часто пренебрегая эффективностью.
В основе такого темпароста (демографического взрыва) был так называемый демографический переход отстарого типа воспроизводства населения (высокая рождаемость — высокаясмертность) к новому типу(высокая
Рождаемость — низкаясмертность.
Который стал возможен благодаряуспехам здравоохранения, позволившим редко сохранить смертность от массовыхэпидемий, а также существенно уменьшить детскую смертность в раннем возрасте.Самый большой прирост доли крупные азиатские страны: Китай, Индия, Индонезия.Причем рост народонаселения в городах в 3 раза выше, чем в сельской местности.
И так емкость планетыбольшинством ученых оценивается в 1-1.5 млрд. человек. Причем без регулированиячисленности населения Земли невозможно будет обеспечить права людей накачественную жизнь.
Итак, наиболеедраматические с экологической точки зрения события ожидаются в областидемографии.
На первый план должновыходить наукоемкое производство. Но для него нужны умные головы, совсем другиелюди, чем для традиционной промышленности. При этом, качество людей – одна изважнейших целей современной демографической политики. Требуется радикальноеизменение тенденций. Оно заключается в особом внимании к качеству человека икачеству его жизни. Нужны генетически, физически и психически здоровые, высокоинтеллектуальныелюди, жившие в абсолютно здоровой среде. Такой человек в состоянии регулироватьсвой популяционный рост без страха за себя и за потомство. Но для этогонеобходимо избавится от исторически сложившихся пороков человечества, ужасоввойн, нищеты, болезней. Мешает инерционность мышления и идеологический маразм,неумение думать.
1.4 Природныеи антропогенные загрязнения, основные понятия о количественном загрязненииокружающей среды. Парниковый эффект, эффект пустыни, аэрозольный эффект, нарушениеозонового слоя, атмосферный перенос загрязняющих веществ
С нелогических позиций загрязнениеэто любое нарушение (изменение) оптимального состояния или содержаниясоставляющих (элементов, компонентов, показателей и др.) окружающей среды.Загрязнение ОС подразделяют на природные вызываемые в основномкатастрофическими причинами (извержение вулканов землетрясение, пылевые бури селевыепотоки и т. д.), и антропогенного возникающего в результате деятельности людей.Следует, к сожалению, отметить, что 98% природных веществ уходят в отходытолько примерно 2% составляют полезный общественный продукт.
Среди антропогенныхвыделяют следующие загрязнения ОС (почвы, воды, атмосферы): биологическое,механическое, химическое (изменения естественных химических свойств среды),физическое (тепловое световое радиоактивное и прочие) микробиологическое.
Под загрязнением следуетпонимать изменение свойств и ухудшение функций среды в результате выбросовзагрязняющих веществ (твердых, жидких, газообразных) а также тепла, радиоактивныхзагрязнителей, электромагнитных излучений, шума, вибрации и т.д. из различныхисточников.
Условия ОС, оптимальныедля жизни и деятельности человека, находятся в определенных, относительно узкихпределах. Как правило, существуют верхняя и нижняя критические границыпараметров окружающей среди человека среди, достижение которых угрожаетнаступление необратимых сдвигов в биологической системе и в ее отдельныхзвеньях.
Кислород, углерод,водород, азот, фосфор и сера – играют важнейшую роль в формировании живыхорганизмов: они входят в состав белков и нуклеиновых кислот и являются основойжизни на Земле. Важнейшими продуктами для автотрофных и гетеротрофныхорганизмов являются воздух и вода.
Разрушение и загрязнениепочв. Антропогенные загрязнения, попавшие в тело почвы, накапливаются, эффектысуммируются. Цепная реакция последствий загрязнения связана с его влиянием нарастительность, состояние атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод,а по этим цепям – на здоровье человека.
Парниковый эффект
Если бы в составатмосферы не входили СО/> и другиеоптические активные газы (СН/>, озон идр.), то климат нашей планеты был бы холодный и суровый. Присутствия этих газовнеобходимо для развития жизни на Земле.
Хотя СО/> в атмосфере составляетсотые доли %, но он существенно влияет на тепловой баланс Земли, сильнопоглощая ее инфракрасное излучение.
В последние десятилетияконцентрация СО/> в атмосферевозрастает на 0,4% в год, метана на 1-1,5% в год. В 1990 г. Концентрация СО/> впервые превысила отметку350 частей на миллион. К середине 21 века вследствие термического расширенияморской воды и таяние ледников поднимается на 0,3-1,5 м. таким образом по сравнению с современной (0,001 м/год) скорость поднятия моря можетувеличиться в 2-25 раз. Самый надежный способ против Парникового ефекта – этовосстанавливать и разводить леса и не загрязнять мировой океан.
Эффект пустыни
Повышение концентрации СО/> в при почвенном слоеатмосферы вызывает еще три коварных следствия – массовое уничтожение всегоживого в почвенном покрове, что ухудшит его плодородие;- ухудшение состояниячеловека и домашних животных, вызванное кислотным голоданием; — эффект пустыни.
Аэрозольный эффект
Оптика атмосферыопределяется в основном присутствием в воздухе аэрозолей.
Оценка содержания твердыхчастиц в атмосфере за последние 2-а десятилетия показала их рост примерно на50%.
Предполагают, чтодальнейшее увеличение содержание твердых частиц еще на 50% может привести,вследствие отражение солнечного света, к снижению средней температурыприземного слоя атмосферы на 0,5-1% С с соответствующими последствиями.
Нарушение озонового слоя
Все живое на Земле можетсуществовать только потому, что атмосфера задерживает большую частьгубительного ультрафиолетового излучения Солнца.
Один атом CL может разрушить в среднем тысячи молекул озона, а один атом Br – десятки тысяч. Следует учитывать,что атомы Cl и Br могут оставаться в стратосфере много лет, т. е.накапливаются.
Атмосферный перенос
Оксиды серы и азота впроцессе химических реакций в атмосфере (при каталитическом воздействииаэрозолей, содержащих частицы тяжелых металлов) образуют кислоты, которыевыпадают на поверхность земли вместе с дождевыми осадками.
С экологических позицийзагрязнение можно сформулировать еще и так – это комплекс помех в экосистемах, воздействующийна потоки энергии и информации в пищевых цепях. Эти помехи часто превышаютнормы реакции, эволюционно выработанные на уровне популяций, поэтому отличиеестественных помех от антропогенных в том, что первые ведут отбору, а вторые –к массовой гибели.
2. Вопросы по разделамучебника «Энергия. Экология. Будущее»
2.1 Определениепонятия жизнь. Исторические предпосылки возникновения и эволюции жизни на Земле
Жизнь есть способсуществования белковых тел, и этот способ существования состоит по своемусуществу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел.
Академик А.А. Ляпуновсчитает, что управление, понимаемое в широком, кибернетическим смысле, являетсясамым характерным свойством жизни безотносительно к ее конкретным формам. Онхарактеризирует жизнь как высокоустойчивое состояние вещества, использующие длявыработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состоянием отдельных молекул.Расчленение живой материи на клетки, органы, организмы, популяции, виды и т. д.
Согласно СвантеАррениусу, частицы живого вещества — споры или бактерии, осевшие на малыхпылинках, силой светового давления переносятся с одной планеты на другую,сохраняя свою жизнеспособность. Если на какой–нибудь планете условияоказываются подходящими, попавшие туда споры прорастают и дают начало эволюциижизни на ней.
Академик А.И. Опаринсчитал, что возникновение жизни на Земле следует рассматривать как закономерныйпроцесс эволюции соединений углерода. Органические вещества абиогенногопроисхождения присутствовали на Земле при формировании ее как планетарноготела. Абиогенное образование простейших углеродов – первая стадия в развитииорганической материи. Для возникновения и развития жизни на Земле необходимыбыли наличие определенных химических веществ, источника энергии, отсутствиегазообразного кислорода и неограниченно длительное время. (Кемп, Армс, 1988).
Следовательно, вопрос опроисхождении жизни сводится к тому, как возникла столь универсальная системабиохимических превращений и в каких реальных условиях были возможны появления,начальные этапы развития и исключительного разнообразия и исключительногоразнообразие живой материи.
Особое внимание следуетобратить на движущие силы химической эволюции, а именно – на источники энергиидля химических синтезов в примитивной атмосфере Земли. Основным источником, каки теперь, было Солнце, спектральный состав, излучение которого не изменился.
Первые циклы, возможно,имели такую структуру:
Водород + СО/>+Азот + вода органическиесоединения
Описывая исходные условиявозникновения жизни, следует особо отметить, что не менее важным условиемоказалось и отсутствие кислорода в первичной атмосфере нашей планеты. Только ватмосфере, лишенной этого жизненно важного компонента, возможны абиогенныеобразования соединений углерода и их стабильное существование или болеемедленное разрушение, чем их синтез.
Итак, для появления и развитияжизни на Земле, как отличалось раннее, необходимы были: наличие определенныххимических веществ источник энергии, отсутствие газообразного кислорода инеограниченно длительное время. Кроме того, для появления жизни на Земле нужныбыли такие некоторые космические и планетарные условия. Одно из таких условий –размер планеты. Масса ее не должна быть слишком большой, так как энергияатомного распада природных радиоактивных веществ могла привести к перегревупланеты. Маленькие планеты не способны удерживать около себя атмосферу, потому чтосила их гравитационного поля притяжения невелика.
Второе, не менее значимоеусловие – движение планеты вокруг звезды по круговой или близкой к круговой,орбите, позволяющее постоянно и равномерно получать необходимое количествоэнергии.
Наконец, третье условиедля развития материи и возникновение живых организмов – постояннаяинтенсивность излучения светила.
Итак, примерно 4,5 млрд.лет назад на Земле создались космические, планетарные и химические условия дляразвития материи в направлении возникновения жизни. На первых этапах своегоформирования Земля имела высокую температуру.
Атмосфера состояла изсвободного водорода и его соединений (вода, сера, и т. д.) и поэтому носилавосстановительный характер. По мнению академика А. И. Опарина, это служило важнойпредпосылкой возникновение органических молекул не биологическим путем.
Астрономы обнаружилиметан в составе атмосферы Юпитера, Сатурна и во многих туманностях Вселенной.
В 1953 г. Американский учений Л.С. Миллер экспериментально доказал возможность таких превращений:Пропуская энергетический разряд через смесь H/>H/>O CH/> NH/>,
Он получил набор изнескольких аминокислот и органических кислот.
Связь белковых молекул инуклеиновых кислот, в конце концов, привела к возникновению генетического кода,то ест кой организации молекул ДНК, в которой последовательность нуклеотидовстала служить информацией для построения конкретной последовательностиаминокислот в белках.
Первые живые организмыбыли гетеротрофами, то есть использовали в качестве энергии (пиши) готовыеорганические соединения, находящийся в растворенном виде в водах первичногоокеана.
Следующим шагом эволюциибыло приобретение фотосинтезирующими организмами способности использовать водув качестве источника водорода.
Первыми фотосинтезирующимиорганизмами, выделяющими в атмосферу кислород, были цианы бактерии. Процессфотосинтеза протекает следующим образом. Фотон солнечного света взаимодействуетс молекулой хлорофилла, в результате чего высвобождается электрон одного из ееатомов.
Во–вторых, в присутствиисвободного кислорода возникла возможность появления энергетически болеевыгодного кислородного типа обмена веществ, то есть аэробных бактерий.
Возникновение жизни наЗемле носит закономерный характер, а ее появление связано с длительнымпроцессом химической эволюции происходившей на нашей планете.
Следовательно, клеткаявляется единицей строение всех живых организмов вне зависимости от уровня ихорганизации. Совершенствование взаимодействия между клетками сначалаконтактного, а затем опосредованного с помощью нервной и эндокринной систем,обеспечило существование многоклеточного организма как единого целого сосложным и тонким взаимодействием его частей и соответствующим реагированием наокружающую среду.
Эволюция биосферы земли закончиласьобразованием современных материков и океанов. На земле появились листопадные ишироколиственные леса, теплокровные, живородящие млекопитающие, менее зависящиеот изменяющейся окружающей среды, костные рыбы, многие виды птиц и животных втом числе обезьян.
2.2 Энергетическийбаланс Земли и круговороты веществ в природе. Запасы природных ресурсов, в томчисле горючих ископаемых, и чистой воды
Итак, солнце – главныйисточник энергии для поверхности Земли.
Благодаря парниковомуэффекту поверхность земли получает около 300(кДж/см/>год)рациональной энергии, часть которой — 250(кДж/см/>год)-идет на испарение воды, а часть — 50(кДж/см/>год)– возвращается в атмосферу через турбулентные потоки воздуха.
Основной передатчик тепламежду космосом и Землей – атмосфера – получает от Земли «свои» 250кДж (см/>/>)за счет конденсации водяных паров, упомянутые 50 кДж (см/>/>)– за счет турбулизации приземного слоя атмосферы и непосредственно от радиацииСолнца — 250кДж (см/>/>). Итог: приход энергии ватмосферу равен 550кДж (см/>/>). И соответственно расходтепла через эффективное излучение – той же величине — 550кДж (см/>/>).Вместе с результирующими 150 кДж (см/>/>) длинноволнового излученияот земной подстилки мы получим расход в целом – 700 кДж (см/>/>),в точности равный приходу энергии с потоком солнечной радиации.
В целом гидросфераработает под влиянием накачки солнечной энергии как гигантская тепловая машина.«Чистая» энергия движения, перемещения воздушных и водных масс, т.е. та часть,которая может совершать нужную нам работу, оказывается совсем небольшой: дляатмосферы – всего 1,6% от поглощаемого солнечного тепла, а для океано-сферы –еще на пару порядков ниже. Конечно, одна из наиболее серьезных энергетическихзатрат – это затраты на физический круговорот воды, прежде всего, на испарение.Около 55% — таков расход энергии, дошедший до земной поверхности, на испарение.
Но достаточно лиминеральных ресурсов для обеспечения будущего человечества? Достаточно ли онидоступны для эксплуатации? Ответы на эти вопросы весьма противоречивы инеоднозначны. Известно, что минеральные ресурсы размещены крайне неравномерно.Некоторые виды сырья, такие как, например нефть, четко ограничены, и совершенноочевидно, что мы не можем рассчитывать на сохранение прежних темпов их добычидаже в первой четверти следующего столетия.
Циклы воды и воздуха.Наиболее существенный круговорот веществ на нашей планете раскручивается не сампо себе, а потому, что это непрерывно заставляют это делать потоки энергии,главным образом, солнечной. Наиболее важным для энергетического подхода и дляметодологии в целом является вопрос о движущих силах круговорота.
Геобиохимические циклы.На земной поверхности под влиянием потока солнечной энергии происходитвыветривание горных пород, их разрушение. В результате такой эрозии в течениигода ветрами, реками, ледниками уносится до 10/>Ттвердого и растворимого вещества.
Природные ресурсы этозапасы сырья и энергии, извлекаемые из Земли, такие как строительные материалы,металлы, вода, геотермальная энергия и т.д.
Горючие ископаемые
Самые древниеместорождения угля известны в Канадской Арктике; их возраст 350 млн. лет.Важнейший период углеобразования в истории земли находится в интервале 350-250млн.лет назад. Угленосные отложения, формировавшегося в этом, стомиллионныйпромежуток времени, обнаружены на всех континентах, но самые большие толщи отлагаютсяв Северной Америке Европе Азии.
Геологи полагают, чтобольшая часть главных угольных бассейнов уже открыта, мировые запасы всех видовугля оценены в 8620 млрд. т, а дополнительные потенциальные ресурсы в 6650млрд. т.
Большая часть извлекаемыхзапасов приходится на Северную Америку, Европу и Азию. Континенты Южногополушария сравнительно бедны углем. Примерно 43% угля мира лежат в странах СНГ,бывшем СССР 29% — в Северной Америке, 14.5% — в странах Азии, главным образом вКитае, 5,5% — в Европе.
Нефть и природный газ
Во–первых, ресурсы нефтии газа (можно вывести), так же как и угля, распространены по всей земной коренеравномерно. Во–вторых регионы, которые сейчас являются главнымипроизводителями газа и нефти, обладают и наибольшим потенциалом для новыхоткрытий. В–третьих, при сохранении существующей скорости роста потребления всересурсы нефти и газа могут иссякнуть через несколько десятилетий.
Запасы чистой воды
Чистая вода становитсякритическим ресурсом и в ближайшем будущем может определить верхний пределэкономического и социально – экологического развития ряда стран и человечествав целом.
Для нормальнойжизнедеятельности организма человека требуется, по крайней мере, 1,4 л воды в день. Наше тело почти на 70% состоит из воды. Почвам необходима вода для поддержанияжизни растений. Без гидросферы не было бы жизни на Земле.
Вода быстро была быизрасходована, если бы ни циклический круговорот ее в природе.
Итак, атмосферные осадки,речные потоки и подземные воды относятся к категории запасов, а океаны иполярные ледники – к потенциальным ресурсам, но использование как тех, так идругих весьма проблематично. Морская вода должна быть обессолена, а полярныйлед, хотя и представляет собой пресную воду, должен быть каким то образомдоставлен к местам потребления. Уже действуют многие заводы по обессоливаниюморской воды, работающие на принципах дистилляции, однако затраты на ихстроительство и необходимые энергетические мощности делают обессоленную водуочень дорогой, по меньшей мере в 10 раз дороже стоимости воды из самых дорогихрезервуарных систем. Использование же полярного льда пока еще не испытано.
Потенциальные ресурсыгорючих ископаемых
Горючие ископаемыеКоличество
в недрах
/>Дж
Количество, которое
может быть извлечено
/>Дж
Уголь
Нефть и газ(подвижные)
Запечатанная нефть(непод.)
Тяжелая нефть(битуминозные пески)
Нетрадиционный природный газ
Горючие сланцы:
(более 40 л нефтепродуктов из 1 т)
(менее 40 л нефтепродуктов из 1 т)
42
2,6
2,5
5,0
10
200
10000
21
2,6
?
0,5–2,5
0,07
1,0
?
/> /> /> />2.3 Экологиячеловеческого общества. Три стадии взаимодействия общества и природы
С появлением людей наЗемле началось влияние их деятельности на круговорот веществ и энергетическийобмен в биосфере. Вместе с развитием человеческого общества возрастаетантропогенное давление на окружающую среду.
В процессе развитияотношений между человеческим обществом и природой целесообразно различать тристадии, которые являются разными этапами развития на нашей планете глобальнойсоциоэкосистемы.
Первая стадиявзаимодействия общества и природы длилась от появления на Земле людейпервобытного вида до возникновения около 40 тыс. лет тому назад разумногочеловека. В этот период взаимодействие человека с природой ограничивалосьбиологическим обменом веществ, при этом не нарушалось динамическое равновесиеэкосистемы. Можно считать, что на этой стадии человеческое сообщество ибиосфера в совокупности представляли собой функционально открытую глобальнуюсоциоэкосистему.
На второй стадиивзаимодействия общества и природы, которая длилась около 40 тис. лет до концаВторой мировой войны, человечество уже ощутимо влияло на окружающую среду,причем антропогенное давление на природу постоянно возрастало с развитиемчеловеческого общества, с усовершенствованием производственных отношений иорудий труда. Человеческая деятельность привела к вымиранию многих видовживотных и растений, но не нарушила природного круговорота веществ иэнергетических потоков на нашей планете, т.е динамического равновесия биосферы.
Начиная с XVI ст. развитие капиталистическихотношений в обществе и интенсивное развитие промышленности определили началонового машинно–индустриального этапа второй стадии взаимодействия человеческогообщества и природы. Молодой капитализм развивал мощную индустрию, подчинялприродные ресурсы узкому практицизму. Таким образом, можно считать, что наданной стадии глобальная социоэкосистема стала только частично функциональноприкрываться.
Третья стадиявзаимодействия человеческого общества и природы началось в середине XX ст. после окончания Второй мировойвойны, которая стимулировала резкий скачек в развитии науки и техники.Человеческая деятельность начала превышать масштабы самых мощных стихийныхявлений. Нерациональная производственная деятельность, многократно усиленнаянаучно-техническим прогрессом, привела к разрушению регенеративных механизмовбиосферы, деформации сложившегося в течение многих миллионов лет природногокруговорота веществ и энергетических потоков на планете, разрушениюдинамического равновесия глобальной земной социоэкосистемы. В результате этогоначалось прогрессирующее разрушение биосферы Земли, что угрожает статьневозвратным и привести в ближайшем будущем до такой степени деградацииокружающей среды, что она станет непригодной для дальнейшего существованиялюдей.
Сходство человека иживотных определяется во-первых, вещественным составом, строением и поведениеморганизмов. Человек состоит из тех же белков и нуклеиновых кислот, что иживотные, и многие структуры, и функции такие же, как и у животных.
Во-вторых, человеческийзародыш проходит в своем развитии те же стадии, которые прошла эволюция живого.
Мышление человека можетбыть абстрактным, отвлеченным, обобщающим, понятным, логичным. Именно благодаряспособности к понятийному мышлению, человек сознает, что он делает и понимаетмир.
Вторым главным отличиемявляется то, что человек обладает речью.
В естествознании известнагипотеза происхождения речи из звуков, произносимых при работе, которые потомстановились общими в процессе совместного труда.
Но только человекспособен изготовлять и творить орудие труда. С этим связаны утверждения, чтоживотные приспосабливаются к окружающей среде, а человек преобразует ее, и чтов конечном счете труд создал человека.
Главные отличия человекаот животных – понятийное мышление, речь и труд – явились теми путями, покоторым шла обособление человека от природы. Понятийное мышление противостоялочеловека и природу на идеальном уровне, а труд – на уровне практики. В эпохунаучно технической революции оба пути соединились, и противоречия междучеловеком и природой достигли высшей точки обострения.
Три стадии взаимодействияобщества и природы
Первая стадия взаимодействияобщества и природы длилась от появления на Земле людей первобытного вида довозникновения около 40 тыс. лет тому назад разумного человека. Немногочисленныепервобытные стада людей не нарушали своей деятельностью динамическогоравновесия экосистемы.
На второй стадиивзаимодействия общества и природы, которая длилась около 40 тыс. лет до концавторой мировой войны, человечество уже ощутимо влияло на окружающую среду,причем антропогенные давления на природу постоянно росло с развитием человеческогообщества совершенствованием производственных отношений и орудий труда.
Третья стадиявзаимодействия человеческого общества и природы началось в середине 20-гостолетия после окончания Второй мировой войны, которая стимулировала резкийскачок в развитии науки и техники. Человеческая деятельность начала превышатьмасштабы самых стихийных явлений.
2.4 Социоэкологическоесостояние и глобальные экологические проблемы человеческого общества в 21 веке.Что необходимо сделать и возможности человечества в решении глобальной проблемывека
В настоящее времяпроблемы экологической безопасности становятся первоочередными проблемамичеловечества, а зонами экологического поражения становятся практически всерегионы планеты Земля.
Загрязненность окружающейсреды в значительной степени определяют показания состояния здоровья людей. Навеличине заболеваемости влияет множество социальных экономических,гигиенических и экологических факторов.
Кратко опишем возможныедействия человека на пути к собственной безопасности.
1. Воздействие намасштабы экономики в части ее воздействия на биоту биосферы – самый главныйпуть ослабления экологического кризиса.
2. Торможение потокаотрицательных воздействий экономики на экологическую среду за счет уменьшенияпотока техногенного загрязнения.
3. Снижениенеблагоприятных влияний окружающей среды на человека возможно также за счетизоляции.
4. Приспособление, илиадаптация человека к неблагоприятным воздействиям среды, имеет довольно широкийдиапазон по отношению к природным факторам.
5. Самовлияние людей насвою численность, уменьшение ее де популяции. Это один из самых главныхфакторов, которые могут повлиять на количественные параметры экологическойсреды.
6. Переключениеэкономических факторов с преимущественно демографических влияний на социально –культурные влияния, которые одновременно способствовали бы стабилизации исокращению числеености населения.
7. Сокращенияпотребностей людей, которое ведет к сокращению объемов материальногопроизводства, а, следовательно к снижению объема производства на душунаселения.
Предполагаемые важныесвершения в 21 веке
К самым большимсведеньям, которые будут определять наступивший 21 век, японские ученыеотнесли:
1. Полную компьютеризациюв системе образования и просвещения.
2. Введение в начальныхклассах школ предмета Компьютеры.
3. Внедрение компьютерныхсистем, которые позволят служащим работать дома.
4. Замена нефтиальтернативными источниками энергии.
5. роботизация всех видовтяжелых физических работ.
6. Индустриализациякосмоса и океана.
В 21 веке необходимоперейти от принципа реагировать и исправлять к принципу «предвидеть ипредотвращать». А это означает, что забота об окружающей среде и ее охранадолжна стать обязательным требованием международного, национального ирегионального экономического развития во всех областях земного шара. Необходимокультурное экономическое, экологическое и техническое единение народов. Следуетособо помнить, что победа добра в мире и в человеческой душе зависят в первуюочередь от самого человека.
Кроме экологизацииэкономики у человечества нет путей для выживания.
В соответствии спрограммой ООН по проблемам окружающей среды было выделено 12 глобальныхэкологических проблем человечества:
1. Изменение атмосферы, гидросферы,литосферы и климата.
2. Проблемы, связанные с добычей ииспользованием полезных ископаемых, а также с использованием земнойповерхности.
3. Изменение биоты (живого ирастительного мира).
4. Изменение в сельском хозяйстве.
5. Демографические проблемы, в том числепроблемы производства продуктов питания.
6. Урбанизация.
7. Влияние окружающей среды и ееизменений на здоровье населения.
8. Проблемы развития промышленногопроизводства.
9. Проблемы производства и использованияэнергии.
10. Проблемы развитиятранспорта.
11. Развитиепросветительской природоохранной деятельности и понимания всей общественностьюпроблем окружающей среды.
12. Проблемы,связанные с влиянием войн на окружающую среду и экологическое будущее планетыЗемля.
Основные стратегическиецели по вопросам в решении главных экологических проблем:
1. Конфронтация илюбое военное противостояние опасно для всех стран и народов, разорительно дляних и является преступлением перед всем миром. Ядерная война – это конецчеловеческой цивилизации.
2. Консолидациячеловечества под знаменем объективного знания; расширение экологическоговоспитания, просвещения, образования; экологизация бытия – снижение давления доуровня полного соответствия максимуму естественных потребностей человека иимеющемуся природно-ресурсному потенциалу.
3. Объективныезакономерности развития природы и общества запрещает коренное преобразованиеприроды сверх допустимых масштабов. Необходима разработка всеобъемлющей сверхдолговременной стратегии природопользования, направленной на оздоровлениечеловека и условий его жизни.
4. Порогэнергетического насыщения на планете зависит не от возможностей полученияэнергии, а от допустимых лимитов ее использования – потока тепла, который можетвыдержать тропосфера Земли. Энергетический лимит составляет примерно 10кВтустановленной мощности на человека и уже сегодня превышается в США,
5. Осознание законаоптимальности: крайности в размерах хозяйственных единиц опасны экологически инерациональны экономически. Гигантизм – начало конца. Необходимо постоянностремится к максимальной миниатюризации изделий, ресурсо–энергоэкономичностипроизводства, снижению его воздействия на среду жизни.
6. Отказаться отчисто технологического мышления. Подвергать строгой экспертизе любую технику итехнологию потенциально опасно для природы, жизни и здоровья людей.
7. Человечествонуждается в единой информационной системе. Информированность сегодня имеетнаибольшую ценность – она определяет успехи общественного развития. Необходиморазвить энергоэкономные средства «живой» связи – мобильная видеосвязь вместоавтомобиля и самолета. Коренным образом изменить способы накопления и передачиинформации, заменив книги и газеты миниатюрными носителями, и тем самым –сохранив леса. В максимальной степени использовать коммуникации и средствамассовой информации во благо людей, для сохранения человеческой цивилизации.
3. Дополнительныевопросы
3.1 Основы фотосинтеза
Фотосинтез — этопревращение зелеными растениями и фотосинтезирующими микроорганизмами (приучастии энергии света и поглащаюших свет пигментов – хлорофилл и др.)простейших соединений (воды, СО/> иминеральных элементов) в сложные органические вещества, необходимые дляжизнедеятельности всех организмов.
/>Реакция фотосинтеза в общем виде с использованием СО/> и Н/>О выражается следующейформулой:
6 СО/>+12 Н/>О+2821,9кДж С/>Н/>О/>+ 6Н/>О+О/>
Вся жизнь на землеоснована на фотосинтезе растений!
В1941 году американскиеученые с использованием изотопа кислорода (О/>)установили, что в атмосферу при фотосинтезе углеводов выделяется кислород изводы.
Фотосинтез – этоуникальный процесс, благодаря которому на Земле возникли условия длябиологической эволюции. Теперь известно, что зеленые листья растений – этоприродная фабрика, вырабатывающая пищу и кислород для всего сущего на Земле.Рассматривая с той и другой точки зрения, — это процесс, от которого в конечнойинстанции зависят все проявления жизни на нашей планете. Невозможно найти какиелибо природные явления, в той или иной мере не состоящие с фотосинтезом вродстве.
Разрушение Всемирнойэкосистемы, незаметное в первые десятилетия техногенного прогресса, с какого–томомента стало все ускоряющимся и драматичным.
Овладев многими тайнамиприроды, в меру зрелости человек ищет иные, более гуманные по отношению кокружающей среде источники энергии. Это взгляд все чаще и чаще задерживается надлительном явлении – зеленом листе, фотосинтезе растений. В нем идут заманчивыеи все еще не до конца не разгаданные процессы консервации изобильной иабсолютно даровой энергии Солнца. Аппарат фотосинтеза у растений довольномогуч: миллиарды лет, потрачены на отработку, совершенствование, откладку ишлифовку, не пропали даром. Уголь, нефть и т.д. – это, как всем известно,законсервированная солнечная энергия. По современным данным, количествоэкономичности доступного угля на планете — /> тонн,а нефти — />тонн, но они, как ибольшинство других ресурсов, являются невозобновляемыми для человечества. Внастоящее время практически все пути, направленные на экологизацию и выживаниечеловеческого общества, на развитие экономики и науки, ведут к фотосинтезу!
Начало научному подходу кфизиологии растений положил голландец Ян Баптист Ван Гельминт(1579 – 1644)
Итак, рассудил ученый, тольковода служит растению пищей. Это был в истории первый количественный экспериментс живым организмом. И в этом одна из величайших заслуг Гельминта. Возниклаводная теория питания растений, несмотря на очевидную (о, как легко судить насейчас об этом )ее ошибочность, продолжавшаяся в науке до 19 века.
Английский ботаник ихимик Гейле (1677–1761) доказал различие между кровообращением у животных (покругу) и движение сока у растений (от корней к листьям), где вода испаряется.
В 1727 г. В своей книге Статистика растений Гейле высказал предположение: растения получают частьнеобходимого им питания при помощи листьев из воздуха.
Джозеф Пристли (1733–1804),английский философ материалист, химик.
У него была другая цель –найти способ очистки воздуха, испорченного горением.
Итак, 1771 год официальносчитается датой открытия фотосинтеза. Но так ли это?
Явление фотосинтеза – оченьсложный и многогранный феномен – и об этом стало понятно гораздо позже. Иполучается парадокс – честь открытия фотосинтеза могут оспаривать сразунесколько живших даже в разное время крупных ученых. Каждый из них внессущественную ленту, открыл фотосинтез и … не открывал его!
Что собственно открылпристли? Он открыл не явление фотосинтеза, то, что растения выделяют газ,необходимый для дыхания, название которому кислород – дал позже Лавуазье. Такбыло открыто первое явление фотосинтеза.
Майер (1814–1878),немецкий врач, физиолог и физик.
Растения усваивают свойосновной хлеб углекислый газ – только на свету.
/>Теперь можно частично сформулировать уравнениефотосинтеза.
/>/>Hv+ СО/> +Н/>О С/>Н/>О/>+ О/>
Углекислый газ, кислороди лучи Солнца – вот ключ к вечной молодости всего сущего на нашей планетеЗемля.
Следующим шагом эволюциибыло приобретение фотосинтезирующими организмами способности использовать водув качестве источника водорода.
Первые живые организмыбыли гетеротрофами, то есть использовали в качестве источника энергии готовыеорганические соединения, находящиеся в растворенном виде в водах первичногоокеана.
Первымифотосинтезирующими организмами, выделяющими в атмосферу кислород, былицианобактерии. Процесс фотосинтеза протекает следующим образом. Фотонсолнечного света взаимодействует с молекулой хлорофилла, в результате чеговысвобождается электрон одного с ее атомов.
Во-вторых, в присутствиисвободного кислорода возникла возможность появления энергетически болеевыгодного кислородного типа обмена веществ, то есть аэробных бактерий.
3.2 Основныеопределения цели и задачи современной экологии
Термин экология ввел внаучный обиход выдающийся немецкий биолог Эрнест Геккель. Он впервые в 1866 г. Дал следующее определение экологии: Это познание экономики природы, одновременноеисследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическимикомпонентами среды, включая непременно неантагонистические и антагонистическиевзаимоотношения животных и растений, контактирующих друг с другом. Одним словомэкология – это наука, изучающая все сложные взаимосвязи и взаимоотношения вприроде, рассматриваемые Дарвином как условие борьбы за существование.
Экология – это наука овзаимоотношении организмов между собой и окружающей средой.
Итак, экология – этопознание экономики природы. Настало время переводить экономику на рельсыэкологии. Лишь этой ценой можно обеспечить рост экономики, не нарушающейэкологического равновесия при рациональном использовании природных ресурсов.
Экология – это новыйобраз мышления. Каждый должен почувствовать себя ответственным за поддержаниехорошего качества окружающей среды и осознать, что экологический выбор этоглавным образом выбор политический. Должны быть изменены критерии ценностей.Наивысшие ценности для человека: чистый воздух, вода, пища, почва;многочисленный растительный и животный мир; неиспорченные природные ландшафты.
Экология – этообъединяющее начало всей разумной человеческой деятельности на Земле,способствующее нахождению рациональных решений в ведении любой хозяйственнойдеятельности человека.
Итак, современнаяэкология из строгой биологической науки превратилась в обширный и ещеокончательно не сформировавшийся комплекс фундаментальных и прикладныхдисциплин — называемые термином макроэкология.
Задачей экологии насовременном этапе является изучение количественными методами основ структуры ифункционирования природных и созданных человеком систем, а также познаниеосновных принципов круговорота органических и неорганических веществ и энергиив этих системах и их влияние на растительный и животный мир.
Неоэкология – это наука имировоззрение о выживании человеческого общества, это новый образ мышления.
Главная цель экологии –разработка научных основ спасения человечества и среды его существования –биосферы планеты, рационального природопользования и охраны природы.
Экологизация – процесспроникновения идей и проблем экологии в другие области знания.
Окружающая среда этовнешний материальный мир, воздействующий на общество, это пространство,подвергающееся влиянию общества, которое в нем живет.
Экосистема (илибиогеоценоз: жизнь, земля, обший). Сообщество и абиотическая среда,функционирующие совместно, образуют экосистему. Это топографическая единица гдеобитает некоторое количество живых существ (образуют экосистему), связанныхмежду собой и с биотопом взаимодействий экологического характера.
Главное в экосистеме –это обязательное наличие взаимоотношений, взаимозависимостей Ии причинно–следственныхсвязей, т. е. объединение компонентов в единое целое.
Энергия – общаяколичественная характеристика движения материи. Фундаментальные законыпревращения энергии исследует термодинамика, а преобразование энергии в экосистемах– биоэнергетика, которая исследует энергетические процессы в клетках; особях,экосистемах и т. д. Источником первичной энергии для экосистем является Солнце,лучистая и корпулистая энергия, которая падает на горизонтальную поверхностьЗемли со средней эффективностью 8,17 Дж/см/> вминуту.
Информация. Информациейназывается совокупность сведений, данных и знаний о количественном идинамическом состоянии природных систем, их ресурсов и взаимосвязей, опотребностях для существующей, а также прогнозируемой формы хозяйства, развитиекультуры и жизни человечества.
Биосфера – населеннаяжизнью оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой в существующихчертах обусловлены прошлой или современной деятельностью живых организмов.
Мониторинг. Монитор –прибор для контроля определенных параметров, которые должны сохраняться взаданных пределах, например уровня канцерогенности воздуха в помещении, уровнярадиоактивных излучений и т. д.
В биологическомэнциклопедическом словаре дано одно из многих определений: «Экология – этонаука о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой». Вэкономическом словаре «экология » представлена как «наука об общих закономерностяхвзаимодействия природы и общества; специальная сфера деятельности общества,направленная на охрану окружающей среды и целесообразное использованиеприродных ресурсов». Здесь экология фигурирует уже не только как научная, но икак практическая дисциплина. Известный американский эколог Ю. Одум назвалэкологию наукой о строении и функциях природы в целом, а в его фундаментальной«Экологии» она трактуется уже как – междисциплинарная область знания обустройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и обществе в ихвзаимосвязи. По определению Н.Ф. Реймерса: «Экология – это совокупностьдисциплин, исследующих взаимоотношение системных биологических структур междусобой и с окружающей средой».
Экология различна посодержанию для биолога и химика, геолога и строителя, инженера, экономиста исоциолога, но едина по цели: экологически приемлемое решение своихпрофессиональных задач, охрана окружающей среды от негативного воздействиясобственной производственной деятельности. Именно производственнаядеятельность, урбанизация общества и рост народонаселения оказывают основноевлияние на качество окружающей человека среды.
3.3 Общие черты современногоэкологического кризиса, анализ и возможные выходы из него
1. Нормальнаябиологически обусловленная численность вида, к которому мы принадлежим, близкак 600 тысячам особей (исходя из природной закономерности между массой тела ичисленностью особей в видах млекопитающих). В настоящее время она превышена начетыре порядка, т.е. в 10 тыс. раз. Большинство специалистов считает (исходя извозможностей природы) рациональным для планеты Земля 1–1,5 млрд.человек(золотой миллиард).
2. В человеческомобществе глубоко укоренились: технократический образ мышления и надежды на то,что с помощью правильной организации хозяйства и высокопроизводительной техникиможно решить все экономические и социальные проблемы. Однако исторический опытутверждает, что далеко не так. Даже самая совершенствованная техника, если онавступает в противоречия с законами самопроизводства природы, неизбежно наноситущерб окружающей среде, а, следовательно, и здоровью человека.
3. Вся макроэкономика (производство,распределение, потребление и обмен, т.е. вся техносфера) включена вмакроэкологию. Основу макроэкономики образуют два фундаментальных факта:материальные (надбиологические) потребности людей и всего человеческогообщества безграничны и неутолимы; природные ресурсы и средства удовлетворенияпотребностей – ограничены и редки. Таким образом, весь экономический рост,относимый к одному человеку, почти полностью обусловлен нарастанияиспользования надбиологических ресурсов, источников вторичных средствпотребления, что связано с огромным расширением эксплуатации ресурсов недрЗемли. Техносфера разрослась именно на этой основе.
4.Человек, ввидузначительного отчуждения от остальной живой природы, благодаря большойчисленности и огромному надбиотическому потреблению природных ресурсов стал посуществу главной причиной нарушения равновесия в природе. Именно количественнаяэкспансия человеческого общества – непомерный уровень и быстрое нарастаниесовокупной антропогенной (техногенной) нагрузки на природу является основойсовременного экологического кризиса.
5. В решении указанныхпроблем не поможет нам ни царь, ни герой. Нужны общие усилия. Нужна перестройкаобщества, способного отказаться от излишеств и культа вещей. Нужны новыеэкологические приоритеты и новые принципы нравственного императива. Необходимокультурное, экологическое, экономическое и техническое единение народов.Требуется изменение всех международное политических и правовых воззрений. Нужнановая международная глобальная экополитика.
К настоящему времениполитика (почти везде) еще занимает умы больше, чем завтрашний день планетыЗемля. Вера в авось пронизывает все. Общих рецепторов быстрого распутыванияэкологических узлов не существует. Нужен детальный анализ конкретных фактов инеспешной последовательности действий на основе глубокого знания.
Сегодня информацияпревращается в одну из важнейших общественных потребностей. Наукоемкие отраслихозяйства дают наивысший социально экономический эффект, информированность даетнаивысший социально экономический эффект, информативность имеет наибольшуюценность, т.е. необходимо развитие информационной цивилизации. Именно она будетопределять успехи общественного развития.
Меньше ресурсов, большеума. Отсюда необходима широкая кибернетизация, компьютеризация и другиеаналогичные общественные процессы.
При создании современныхкоммуникаций необходимо:
1) Понять, чточеловечество как глобальная геополитическая сила нуждается в единойинформационной системе (Интернет и т.д.). Разливать энергоемные средства живойсвязи – мобильная видеосвязь вместо самолетов, тепловозов, автомобилей.
2) Коренным образомизменить способы накопления и передачи информации, заменив газеты и книгиминиатюрными носителями, не требующими сведения лесов на бумагу (например,выпуск крупной газеты ежегодно требует вырубки 100га леса).
3) Помнить, что четвертаявласть (средства массовой информации и комунникаций) очень могуча, и старатьсяее использовать во благо людей.
Большинство специалистовпредполагают, что в ближайшие годы рынок экологических услуг займет ведущееместо в мировой экономике. В связи с этим актуальны усилия по разработкетеоретических основ природопользования и подготовке специалистов в областиэкологического рынка – специалистов в области транспорта, энергетики,промышленности, строительства, а также – консультантов банков, страховых фирм ит.д.
Главным является: отказот сложившихся стереотипов энерго-затратного образа жизни, серйознаяэкологизация всех отраслей энергетики, переход на альтернативные,нетрадиционные, экологически безопасные источники энергии с постепеннымнаращиванием их мощности.
Качество людей. Отключивмеханизмы естественного отбора (отбора на ум), человечество до сих пор не нашлоим достойной замены. Существенный отбор идет не по лучшим человеческимкачествам (одаренности, воспитанности, здоровю). Люди утратили инстинктывидовой общности и видового самосохранения.
Что делать? Нужна перестройкаобщества, необходимо воспитывать нового человека, способного соизмерять своипотребности с возможностями природы, способного отказаться от излишеств икульта вещей. Ключи к перемене создания людей находятся в сфере образования ивоспитания. Качество детей – одна из важнейших целей современной политики.
Необходимо созданиенадрелигиозной идеологии, объединяющей все религии мира. Церковь должна статьво главе экологического движения мира, ибо экологический кризис – это результатгреховного поведения человека, его прегрешений перед Природой.
Необходима экологизациянауки и знания; развертывание широкого экологического просвещения, реальногоэкологического образования и его проникновение во все стороны практическойдеятельности ЧЕЛОВЕКА.
3.4 Потребности людей.Стратегия экоразвития человечества
В настоящее времяграничным являются не источники энергии, а допустимые пределы энергопользования.Надо не увеличивать производство энергии, а более экономно ее использовать.Ресурсы и энергосбережение – основной путь экологизации экономики. Основнымлимитирующим ресурсом становится несущая способность планеты и ее отдельныхчастей – экосистем. Отсюда и возникла новая область практики — экологическоепланирование.
Необходимо отказаться отчистого технократического мышления; пересмотреть общую, энергетическуюстратегию; подвергать строгой экспертизе любую технику и технологию,потенциально опасных для природы, жизни и здоровья людей; создавать замкнутые икаскадные технологии с минимум отходов; выработать алгоритм максимальноразумной (безопасной и экономной) комплектации промышленных отраслей вприродно-территориальные комплексы.
Возможности и путиустойчивого развития человеческого сообщества:
1. Необходимый такой путьэволюции человечества, при котором бы обеспечивалось равенство интересовнастоящих и будущих поколений.
2. Государства должныподняться над мотивами ме блокового соперничества и на деле объединить усилияне на гонку вооружений, а на решение экологических, продовольственных исоциальных проблем, в том числе – на экологизацию демографической политики,обеспечение растущего населения питанием, ресурсами, энергией.
3. Необходимомакрообучение населения, чтобы региональные и глобальные проблемы мира, в томчисле проблемы численности человечества, стали доступными всем людям планеты, ане отдельным группам специалистов. Необходимо содействовать общему пониманиюпроисходящих событий и путей, обеспечивающих эволюцию человека и биосферы.
4. Необходимарегиональная и глобальная экологизация хозяйственной деятельности всех стран ирегионов мира, а также резкое повышение качества детей, квалификации трудящихсяи особенно их духовных ценностей. И здесь религиям мира принадлежит важнейшаяроль. Единство человека и природы – это противоречивое единство двух относительнонезависимых, но неразрывно связанных между собой компонентов. Мы люди, нашколлективный разум должны принять на себя ответственность за дальнейшей ходразвития цивилизации.
Биологическиепотребности. Установлены средние суточные нормативные значения потребностейчеловека: в энергии пищи (145кДж), кислорода (7,2 л), воды (27мл) и т.д. соответственно на килограмм массы тела. Снижение указанных потребностейуже означает тот или иной физиологический дефицит и частичное голодание. Ватмосферу указанных потребностей входит требование к экологической чистотеводы, воздуха и продуктов питания, т.е. к отсутствию в них вредных примесей инеестественных нарушений состава.
Социально–психологическиепотребности тесно связаны с биологическими, и имеют глубокие биологическиекорни в прошлом. К этим потребностям относится в первую очередь потребность впринадлежности к биосоциально родственной группе людей, начиная от семьи.Следствием этого являются: определение своего места в иерархии взаимоотношенийвнутри группы и своего социального статуса.
Экономические потребностилюдей. Они включаются в материальном обеспечении биологических и социальныхпотребностей, реализуемых через разные средства и предметы потребления,подавляющие большинство которых являются товарами в широком смысле слова.Наряду с обеспечением первичных потребностей возникает и обширная сферавторичных, факультативных, не являющихся жизненно необходимыми потребностями.
Итак, наиболеедраматические с экологической точки зрения события ожидаются в областидемографии. Емкость планеты подавляющим большинством экологов оцениваются в1-1.5 млрд. человек. Причем без регулирования численности населения Землиневозможно будет обеспечить права людей на качественную жизнь.
Такой сценарий отнюдь не обязателен,если будут учтены экологические закономерности и ограничения, если человечествобросит значительные силы и средства в сферу своего воспроизводства, егооптимизации. Как показывает опыт, необходимо иметь средний доход на семьюприблизительно 15- 20 тыс. долл. В год с тем, чтобы реально действовалрегулируемый механизм депопуляции. А для нее самой необходимо не менее трехпоколений. В этом случае в обозримой перспективе человечество бесконфликтносократится до 1-1,5 млрд. человек.
Один из главныхпарадоксов развития научно-технического прогресса сегодня состоит в том, чтоприходится разведривать деятельность по ликвидации результатов деятельности.Поэтому ученый, инженер постоянно сталкивается с необходимостью поискавозможного экологического компромисса. На глубокие истоки этого компромиссауказал академик Н.Н. Моисеев, который считал, что необходим творческий поисккомпромисса между невмешательством и покорением природы.
У человечества нет путейдля выживания, кроме экологизацию экономики с использованием достиженийсовременной науки. Назад в пещеры пути нет – нас слишком много! Мы «обречены»на прогресс, но именно в этом и заключается наша надежда.