46049

Экология, конспект лекций

Конспект

Экология и защита окружающей среды

Как часть биологического цикла, общая экология – это наука о взаимоотношениях живых существ между собой и с окружающей средой. Экология изучает организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней вплоть до глобального, т.е. до биосферы в целом.

Русский

2014-12-19

765 KB

19 чел.

Лекции по дисциплине «Экология»

Автор: Горелова Т.А., к. биол. н., д. филос. н., профессор кафедры философии, культурологии и политологии

Оглавление

Раздел 1. Общая экология                                                                           2

Лекция 1. Экология как наука                                                                       2

Лекция 2. Структура экосистем                                                                    5

Лекция 3. Функционирование экосистем                                                    8

Лекция 4. Эволюция экосистем                                                                   11

Лекция 5. Естественные и социоприродные экосистемы Земли              16

Лекция 6. Экология популяций                                                                    19

Лекция 7. Понятие биосферы                                                                       22

Раздел 2. Социальная экология. Содержание и причины

глобальных экологических проблем                                                       29

Лекция 8. Предмет, методы и задачи социальной экологии                     29

Лекция 9. История взаимодействия общества с природой                        35

Лекция 10. Глобальный экологический кризис: содержание и причины 39

Лекция 11. Глобальные проблемы современности,

связанные с экологическим кризисом                                                          47

Лекция 12. Экологические аспекты демографической проблемы             51

Лекция 13. Экологические аспекты продовольственной проблемы         57

Лекция 14. Энергетическая проблема и истощение

природных ресурсов                                                                                       60

Лекция 15. Глобальные проблемы климата                                                 63

Раздел 3. Загрязнения и рациональное природопользование             66

Лекция 16. Глобальные модели будущего и «пределы роста»                  66

Лекция 17. Некоторые аспекты экологии человека                                    71

Лекция 18. Загрязнение как основная тенденция  

экологического кризиса                                                                                74

Лекция 19. Охрана окружающей среды: снижение загрязнения              78

Лекция 20. Охрана окружающей среды:

сохранение биоразнообразия                                                                        84

Лекция 21. Экологизация культуры                                                             86

Список литературы                                                                                     90

Словарь терминов                                                                                        91


Раздел 1. Общая экология

Лекция 1. Экология как наука

  1.  Этапы развития экологии как естественнонаучной дисциплины

В буквальном смысле слово «экология» означает науку о «доме» (от греч. «ойкос» - жилище, местообитание). Термин «экология» предложил немецкий зоолог Э. Геккель в 1866 году, но экология как наука возникла в начале ХХ в., а в широкий обиход это слово вошло в 1960-е годы, когда стали говорить об экологическом кризисе как кризисе во взаимоотношениях человека со средой его обитания.

Как часть биологического цикла, общая экология – это наука о взаимоотношениях живых существ между собой и с окружающей средой. Экология изучает организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней вплоть до глобального, т.е. до биосферы в целом.

Экология, бурно развиваясь в ХХ в., прошла несколько этапов, которые сохранились до настоящего времени в качестве разделов экологии:

  1.  Аутэкология – экология отдельных видов, предметом которой является изучение питания, размножения, миграций, местообитаний отдельных видов животных и растений.
  2.  Экология популяций (возникла в 1930-е годы на стыке с генетикой) изучает причины изменения численности популяций. Популяцией (от лат. «populus» -  народ) называется группа организмов, относящихся к одному виду и занимающая определенную область, называемую ареалом. Каждый вид может состоять из одной или нескольких популяций, т.е. быть гомогенным или гетерогенным видом.

3. Синэкология, или экология сообществ, возникла в середине ХХ века на основе синтеза экологии с термодинамикой и системным подходом. Синэкология ввела в обиход такие экологические понятия как сообщество (биоценоз), экосистема (биогеоценоз), экологическая ниша и другие. Сообществом, или биоценозом, называют совокупность различных видов растений и животных, населяющих участок среды обитания. 

Совокупность сообщества и среды носит название экологической системы, или биогеоценоза. Выдающий американский эколог Ю. Одум дает ей такое определение: «Любое единство, включающее все организмы (т.е. «сообщество») на данном участке и взаимодействующее с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенную трофическую структуру, видовое разнообразие и круговорот веществ (т.е. обмен веществами между биотической и абиотической частями) внутри системы, представляет собой экологическую систему, или экосистему»1.

Термин экосистема был введен английским экологом А. Тэнсли в 1935 году. В 1944 году В.Н. Сукачевым предложен термин биогеоценоз, а В.И. Вернадский еще ранее использовал понятие «биокосное тело». Главное значение этих понятий состоит в том, что они подчеркивают обязательное наличие взаимоотношений, взаимозависимости и причинно-следственных связей, иначе говоря, объединение компонентов в функциональное целое. В качестве примера экосистемы можно привести озеро, лес и т.п. Экосистемы очень различны. Всю биосферу можно рассматривать как совокупность систем разного уровня иерархии: индивид → популяция → сообщество → экосистема → биосфера

II. Социальная экология как наука о взаимодействии общества с природной средой

Было предложено много новых названий наук, предметом которых является изучение взаимоотношений человека с природной средой в их целостности: натурсоциология, ноология, ноогеника, глобальная экология, социальная экология, экология человека, социально-экономическая экология, современная экология, большая экология и т.д. В настоящее время более или менее уверенно можно говорить о трех направлениях.

1. Точкой отсчета современной социальной экологии можно назвать вышедшую в 1961 году книгу Р. Карсон «Безмолвная весна», посвященную отрицательным экологическим последствиям применения ДДТ. Свободно перемещающийся на большие пространства и с трудом разлагающийся препарат был обнаружен даже в печени пингвинов Антарктиды. С книги Р. Карсон начался этап накопления данных об отрицательных экологических последствиях НТР. Таким образом, предметом социальной экологии являются взаимодействия в системе «общество – природа»  и она находится на стыке с гуманитарными науками.

2. В 1977 году вышла монография М.И. Будыко «Глобальная экология», которая определила начало нового направления с аналогичным названием. Оно рассматривает глобальные аспекты экологической проблемы: климатические, количество ресурсов, глобальные показатели загрязнения природной среды, «парниковый» эффект, глобальные кругообороты химических элементов в их взаимодействии, влияние космоса на Землю, состояние озонового щита в атмосфере, функционирование Земли как единого целого и т.п. Исследования в данном направлении предполагают, конечно, интенсивное международное сотрудничество.

3. Предметом третьего направления - экологии человека – является система отношений человека как индивида с природной средой. Она изучает медицинские и демографические аспекты воздействия измененной природы на здоровье человека. В экологию человека входят генетико-анатомо-физиологический и медико-биологический блоки, отсутствующие в социальной экологии.

III. Задачи общей экологии

В теоретической области экология пытается найти общие закономерности организации жизни путем: 1) разработки теории устойчивости экосистем; 2) изучения экологических механизмов адаптации к среде; 3) исследования регуляции численности популяций; 4) изучения биологического разнообразия и механизмов его поддержания; 5) исследования продукционных процессов; 6) моделирования состояния экосистем и глобальных биосферных процессов. Основные прикладные задачи, связанные с воздействием общества на природную среду, решает социальная экология. Это: 1) прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий деятельности человека; 2) улучшение качества окружающей среды; 3) сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов; 4) оптимизация деятельности общества по преобразованию природы в различных направлениях для обеспечения его устойчивого развития.

Вопросы и задания

  1.  Что изучает экология как естественнонаучная дисциплина?
  2.  Чем социальная экология отличается от общей?
  3.  Когда и почему возникла социальная экология?
  4.  Как соотносятся социальная экология, глобальная экология и экология человека?
  5.  Определите понятия популяция, сообщество, биоценоз, экосистема, биогеоценоз.


Лекция 2. Структура экосистем

Как было определено в лекции 1, экосистема (биогеоценоз) - это система, в которой происходят различные  взаимодействия между живыми организмами, а также их взаимодействие с абиотической средой. Экосистема – основное понятие экологии, но в отличие от понятия «популяция» является условным и выбирается в зависимости от задачи исследования, например, при изучении океанов в качестве экосистем могут быть выбраны - «экосистема бухты», «экосистема залива», «экосистема внутреннего моря» или «экосистема океана».

Структура экосистемы определяется сочетанием ее элементов, которые называются экологическими факторами. Экологический фактор – это любой компонент среды, способный оказывать влияние на организм. Экологи выделяют три типа экологических факторов: абиотические, биотические и антропогенные.

I. Абиотические факторы

К абиотическим, или факторам неживой природы относятся:  температура, освещенность, влажность и др., т.е. факторы климата и рельефа. Их делят на три группы – физические (температура, электромагнитные, радиоактивные и другие поля, механические воздействия), химические (соленость, концентрация кислорода и другие) и эдафические (совокупность физических, химических и механических свойств почв).

Живые существа всегда живут в определенном диапазоне какого-либо абиотического фактора.  Лимитирующими экологическими факторами называют такие, которые ограничивают развитие организма из-за их недостатка или избытка по сравнению с потребностью. Впервые это стало понятно на примере закона Либиха (1840): урожай зависит от фактора, находящегося в минимуме. Общая схема воздействия любого абиотического фактора выглядит следующим образом (рис. 1).

Рисунок 1. Схема действия абиотического фактора на живые организмы

 степень

 благоприятности            зона толерантности

 фактора

                      нижний              оптимум                верхний

                         предел                                           предел

                                                   зона

                                            нормальной

       гибель               зона   жизнедеятельности             гибель

                           угнетения

                                                         Интенсивность действия фактора

Таким образом, можно выделить четыре зоны с разным уровнем воздействия факторов неживой природы на популяцию: 1) оптимальную, 2) зону нормальной жизнедеятельности (когда вид может не только расти, но и размножаться), 3) зону угнетения (когда в популяции сохраняются только взрослые особи, но нет молодняка), 4) зону летальности (нижний и верхний предел выживания).

В процессе существования вида под воздействием изменчивости, наследственности и естественного отбора возникают адаптации (от лат. «приспособление») к факторам внешней среды. Поскольку температура является важнейшим из лимитирующих факторов, возникло множество адаптаций к температуре: теплокровность, спячка, диапауза (неактивное состояние у насекомых) и др. Второй важный абиотический фактор – свет - является первичным источником энергии, без которого жизнь невозможна. Свет выполняет  сигнальную роль в жизни животных и растений. Это явление называется фотопериодизмом – влиянием длины светового дня на физиологию живых существ. В зависимости от приспособлений растений к влажности выделяют три группы растений: гигрофиты – влаголюбивые (рис, папирус), мезофиты – переносят незначительную засуху (большинство растений леса), ксерофиты – растения пустынь и степей. Важнейшими среди биогенных факторов являются макроэлементы (K, P, Ca, S, Mg) и микроэлементы (металлы, кремний, хлор и др.), входящие в состав белков и получаемые растениями из почвы, а животными из пищи. Эдафические факторы определяются свойствами почв. Толщина почв в умеренной зоне составляет 1,5 – 2 м и имеет три горизонта – перегнойный (гумусовый и элювиальный), вымывания и материнской породы.

Отношение вида к абиотическим условиям существования и его роль в сообществе определяет понятие экологическая ниша. Ниша не просто пространство, занимаемое организмом, но его «профессия» в сообществе. Модель экологической ниши определяется количеством факторов, воздействующих на организм, т.е., как правило, она многомерна. Экологическую нишу, определяемую только физиологическими особенностями организма, называют фундаментальной, а такую, в пределах которой  вид реально встречается в природе, - реализованной.

II. Биотические факторы

Биотическими факторами называются различные воздействия живых организмов друг на друга, среди которых четыре основных типа:  

1. Конкуренция (--) – такие отношения между видами, когда они борются за общий ресурс – пищу, пространство и др. Конкуренция в сообществе ведет к разобщению экологических ниш, так называемый принцип конкурентного исключения (Г.Ф. Гаузе, 1934). Эволюционный смысл конкуренции в том, что она способствует расселению видов по планете.

2. Отношения типа «жертва – эксплуататор» (-+), куда входят отношения между травой и травоядным животным, жертвой и хищником, хозяином и паразитом. Этот тип отношений эволюционно закреплен, что приводит к снижению степени отрицательного воздействия вида эксплуататора. Но появление новых видов хищников и паразитов оказывает наиболее повреждающее воздействие на популяции.

3. Мутуализм (++) – взаимовыгодные межвидовые взаимодействия. В отличие от предыдущих экологи относят этот тип к положительным взаимодействиям. Среди них можно выделить комменсализм (+ 0), использование жилища других видов, безобидное для хозяев; протокооперацию, сотрудничество, не обязательное для видов (краб и актиния, которую он сажает себе на спину); симбиоз – сотрудничество, без которого виды жить не могут (лишайник – симбиоз водоросли и гриба).

4. Нейтрализм (00) – оба вида независимы и не оказывают непосредственного воздействия друг на друга.

III. Антропогенные факторы

Антропогенные факторы вызываются  человеческой деятельностью. Они всегда (или почти всегда) неблагоприятны для экосистем и поэтому называются загрязнениями: 1. ингредиентное загрязнение – внесение химических веществ, чуждых сообществам; 2. параметрическое загрязнение – тепловые и электромагнитные поля, шум и др.; 3. биоценотическое загрязнение – вмешательство в сообщества, например, внесение новых видов, перепромысел и др.; 4. стациально-деструктивное загрязнение – изменение ландшафтов: добыча ископаемых, строительство городов, дорог и др.

Вопросы и задания

  1.  Что такое экологический фактор?
  2.  Каковы абиотические факторы? Почему их называют лимитирующими факторами?
  3.  Какова схема действия любого абиотического фактора на популяцию?
  4.  Какие адаптации к абиотическим факторам вы знаете?
  5.  Назовите биотические факторы и объясните механизм их действия.
  6.  С точки зрения биотических факторов, что значит утверждение, что в природе все уравновешено?

7. Чем принципиально антропогенные факторы отличаются от природных?


Лекция 3. Функционирование экосистем

I. Пищевая цепь и типы питания

В природе существует два основных типа питания – автотрофный и гетеротрофный. Автотрофы (растения и некоторые виды бактерий) создают органическое вещество своего тела из неорганического в результате процессов фотосинтеза или хемосинтеза (реже). Гетеротрофы используют чужое органическое вещество, которое получают в процессе питания.

Благодаря системе взаимодействий (экологических факторов) у экосистем появляются новые свойства, главное из которых – способность к самоподдержанию, что осуществляется благодаря круговороту веществ и потоку энергии в пищевых (трофических) цепях. Пищевая цепь включает продуцентов, фотосинтезирующих растений и бактерий, способных создавать органическое вещество из неорганического за счет энергии Солнца; консументов – потребителей созданного продуцентами органического вещества: редуцентов – разлагателей мертвого органического вещества (рис. 2). В пищевой цепи происходит распределение полученной от Солнца энергии для поддержания структуры и стабильности экосистемы.

Рисунок 2. Трансформация энергии  в пищевых цепях

                                            10%                     10%                 10%

Энергия Солнца → Продуценты → Консументы I→ Конс. II.…→ Конс.V

       (1%)                  (растения)         ( растительно-   (хищники)        

                         ↑                                    ядные)

                                         ↓                           ↓                        ↓                   ↓

                                  Редуценты (бактерии, грибы, почвенные черви и др.)  

Таким образом, перенос энергии пищи от ее источника - растений через ряд организмов, происходящий путем поедания одних организмов другими, и называется трофической цепью. При каждом очередном переносе большая часть (80-90%) потенциальной энергии теряется на каждом трофической уровне, переходя в тепло. Это ограничивает возможное число уровней («звеньев» цепи) до четырех - пяти. Зеленые растения занимают первый трофический уровень, травоядные - второй, хищники - третий и т.д. Переход к каждому следующему звену уменьшает доступную энергию примерно в 10 раз. Перенося указанную модель на человека, можно сказать, что если увеличивается относительное содержание мяса в рационе, то уменьшается число людей, которых может прокормить биосфера.

Пищевые цепи бывают двух типов – пастбищные и детритные. Пастбищная пищевая цепь начинается с продуцентов и заканчивается консументами высоких порядков. Детритная цепь начинается с мертвой органики (детрита), трансформируется через детритофагов I порядка (бактерии) к детритофагам II порядка (черви, личинки насекомых и др.), а затем переходит к консументам, где образует единую систему с пастбищной цепью. Через пастбищные цепи проходит большая часть энергии в океане, а на суше большее значение имеют детритные цепи.

II.Экологические пирамиды

Пищевые цепи могут быть записаны в иной форме – как пирамиды. Рассмотрим классический пример экологических пирамид на основе простой пищевой цепи (Одум, 1975): люцерна (кормовая трава) → телята → ребенок (Табл. 1).     

Таблица 1. Соотношение вещества и энергии в пищевой цепи

«люцерна – телята – ребенок»

Пищевой уровень

Звено пищевой цепи

Пирамида

чисел

Пирамида

биомасс, кг

Пирамида

энергий, Дж

III

Ребенок

1

48

3,5 х 104

II

Телята

4,5

1035

5,0 х 106

I

Люцерна

2 х 107

8211

6,2 х 107

Солнечная энергия

-

-

2,6 х 1011

Экологическая пирамида, представляющая собой трофическую структуру, основанием которой служит уровень продуцентов, а последующие уровни образуют этажи и вершину пирамиды, может быть трех основных типов: «1) пирамида чисел, отражающая численность отдельных организмов; 2) пирамида биомассы, характеризующая общий сухой вес, калорийность или другую меру общего количества живого вещества; 3) пирамида энергии, показывающая величину потока энергии и (или) “продуктивность” на последовательных трофических уровнях»2. Если пирамиды численностей и биомассы могут быть перевернутыми (последующий уровень шире предыдущего), то энергетическая пирамида всегда сужается кверху, поскольку энергия теряется на каждом последующем уровне.

III. Продуктивность экосистем

Важнейшей характеристикой экосистемы является ее продуктивность, под которой понимается как рост организмов, так и создание органического вещества. В продукт фотосинтеза превращается от 1 до 2% поглощенной растениями солнечной энергии. Среди произведенной в процессе фотосинтеза продукции выделяют первичную продуктивность, которая определяется как скорость, с которой лучистая энергия усваивается организмами-продуцентами, главным образом зелеными растениями. Ее разделяют на валовую первичную продукцию (ВПП), включая ту органику, которая была израсходована на дыхание, и чистую первичную продукцию (ЧПП) - за вычетом использованной при дыхании растений (40-70%). Чистая продуктивность сообщества - скорость накопления органического вещества, не потребленного гетеротрофами. Наконец, скорость накопления энергии на уровне консументов называют вторичной продуктивностью. В соответствии со вторым началом термодинамики поток энергии с каждой ступенью уменьшается, так как при превращениях одной формы энергии в другую часть энергии теряется в виде тепла. «В более плодородных прибрежных водах первичная продукция приурочена к верхнему слою воды толщиной около 30 м, а в более чистых, но бедных водах открытого моря зона первичной продукции может простираться вниз на 100 м и ниже. Вот почему прибрежные воды кажутся темно-зелеными, а океанские – синими»3.

В стабильных сообществах практически вся продукция тратится в пищевых цепях, и биомасса сообщества остается постоянной.

Эффективность природных систем много ниже КПД электромоторов и других двигателей. В живых системах много «горючего» уходит на «ремонт» (что, кстати, не учитывается при расчете КПД двигателей). Любое повышение эффективности биологических систем оборачивается увеличением затрат на их поддержание. Экологическая система - это машина, из которой нельзя «выжать» больше, чем она способна дать. Всегда наступает предел, после которого выигрыш от роста эффективности сводится на «нет» ростом расходов и риском разрушения системы.

Вопросы и задания

1. Почему в живой природе необходимы автотрофы и гетеротрофы; продуценты, консументы и редуценты?

2. Каково энергетическое значение трофических цепей? Почему природа строит пищевые сети?

3. Что такое экологическая пирамида?

4. Что такое продукция пищевой цепи? Кем она создается? На что тратится?

5. Почему энергетическая эффективность экосистем существенно ниже машин, созданных человеком?


Лекция 4. Эволюция экосистем

I. Закон сукцессии

В масштабах времени экосистемы не остаются неизменными, они меняются по определенным законам и эти изменения называются сукцессией. Так, в умеренном поясе непроточное озеро через сотню-тысячу лет заболачивается, болото постепенно превращается в луг, луг, зарастая кустарником, березой и осиной, становится смешанным или лиственным лесом – дубравой. Листопадный лес – зрелое сообщество суши умеренной зоны, которое может существовать намного дольше, чем предшествующие ей стадии. Сукцессия – это последовательное смена сообществ, преемственно возникающая на одной и той же территории (биотопе) под влиянием внутренних причин. Сукцессия происходит в результате изменения физической среды под действием сообщества, т.е. контролируется им. Замещение видов в экосистемах вызывается тем, что популяции, стремясь модифицировать окружающую среду, создают условия, благоприятные для других популяций; это продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие между биотическими и абиотическими компонентами. Такое равновесное сообщество называется зрелым, или климаксным.

Сукцессия в энергетическом смысле связана с фундаментальным сдвигом потока энергии в сторону увеличения количества энергии, направленной на поддержание системы. Сукцессия состоит из стадий роста, стабилизации и климакса. Их можно различать на основе критерия продуктивности: на первой стадии продукция растет до максимума, на второй остается постоянной, на третьей уменьшается до нуля по мере деградации системы. Посмотрим, каковы различия между растущими и зрелыми сообществами в одной и той же зоне (табл. 2).

Таблица 2. Различия между растущими и зрелыми экосистемами

Показатель

Растущая экосистема

Зрелая экосистема

Урожай

Высокий

Низкий

Видовое разнообразие

Мало

Велико

Структурное разнообразие

Слабо организовано

Хорошо организовано

Специализация по нишам

Широкая  

Узкая

Размеры организма

Небольшие

Крупные

Жизненные циклы

Короткие и простые

Длинные и сложные

Скорость обмена биогенных веществ между организмом и средой

Высокая

Низкая

Давление отбора

На быстрый рост

На регуляцию обратной связи

Внутренний симбиоз

Не развит

Развит

Сохранение биогенных веществ

С потерями

Полное

Стабильность

Низкая

Высокая

Энтропия

Высокая

Низкая

Информация

Мало

Много

Экосистема стремится создать максимально разнообразное сообщество при данных ресурсах. В тропической зоне – это влажный тропический лес (или саванна, если мало воды), в умеренной зоне – это листопадный лес (или степь, если мало воды), в зоне резко континентального климата – это хвойный лес (тайга), в экстремальной зоне – это тундра, т.е. при благоприятных условиях природа стремится покрыть сушу лесами, так как лес – разноярусная среда, где может обитать максимальное количество видов. Первое вмешательство человека в природу – вырубка лесов, которая началась в результате неолитической революции, стала началом глобального экологического кризиса продуцентов. Стратегия экосистем – «наибольшая защита», стратегия человека – «максимум продукции». Общество стремится получить с осваиваемой территории максимальный урожай и для осуществления своей цели создает искусственные экосистемы, а также замедляет развитие экосистем на ранних стадиях сукцессии, на которых можно собрать максимальный урожай. Сами же экосистемы стремятся развиваться в направлении достижения максимальной стабильности. Для поддержания максимального энергетического выхода, быстрого роста и достижения высокой стабильности природным системам необходима низкая эффективность. Обращая развитие экосистем вспять и приводя их тем самым в неустойчивое состояние, человек вынужден поддерживать «порядок» в экосистемах и затраты на это могут превысить выгоду, получаемую при переводе экосистемы в нестабильное состояние. Любое повышение человеком эффективности экосистемы приводит к повышению затрат на ее поддержание вплоть до какого-то предела, когда дальнейшее повышение эффективности невыгодно из-за слишком большого роста затрат. Необходимо, таким образом, достижение не максимального, а оптимального КПД экосистем, с тем, чтобы повышение их продуктивности не приводило к потере стабильности, и результат оказывался экономически оправданным.

Естественная сукцессия,  о которой говорилось в начале данной лекции, является первичной сукцессией. Она происходит на первично свободном субстрате: на склоне после оползня или обвала, на отмели при отступлении моря, на обнаженных эоловых песках пустыни, на песчаной дюне и т.п. Классическим  примерами первичной сукцессии в России являются зарастание еловым лесом северных территорий. Вначале здесь формируются березняки и осинники, но в конкурентной борьбе они проигрывают ели и через 100-120 лет образуется климаксная стадия сукцессии – ельник.

Вторичная (антропогенная) сукцессия является следствием деятельности человека и происходит быстрее первичной. Она возникает на вырубках и после пожаров в лесу, при рекультивации в местах добычи полезных ископаемых, на пастбищах при перевыпасе, в рекреационных зонах, а также как цветение пресных водоемов из-за избыточного стока удобрений с полей.

Сукцессии разномасштабны и иерархичны: они происходят не только на обширных территориях суши, но на стволах деревьев и в пнях, не только в океанах, но в лужах и прудах.

  1.  Коэволюция в экосистемах

Коэволюция, или «сопряженная эволюция - это тип эволюции сообщества (т.е. эволюционных взаимодействий между организмами, при которых обмен генетической информацией между компонентами минимален или отсутствует), заключающийся во взаимных селективных воздействиях друг на друга двух больших групп организмов, находящихся в тесной экологической взаимозависимости»4. Ю. Одум подчеркивает два важных принципа, лежащих в основе коэволюции: 1) в ходе развития экосистем существует тенденция к уменьшению роли отрицательных взаимодействий (конкуренции и эксплуатации) за счет положительных, увеличивающих выживание взаимодействующих видов; 2) в недавно сформировавшихся или новых ассоциациях вероятность возникновения сильных отрицательных взаимодействий больше, чем в старых ассоциациях. Наличие этих принципов не означает, что со временем хищники и паразиты исчезают.

В природе нет ничего вредного для вида, так как то, что вредно для индивида и популяции, полезно для вида с точки зрения эволюции. Концепция коэволюции хорошо объясняет эволюцию в системе «хищник – жертва» - постоянное совершенствование и того, и другого компонента экосистемы. Хищники и паразиты регулируют численность популяций, не имеющих механизмов предотвращения перенаселения, следствием чего могло бы быть самоуничтожение. Отрицательные взаимодействия могут ускорять естественный отбор, приводя к возникновению новых адаптаций, морфологических и физиологических изменений, и способствуя тем самым увеличению разнообразия признаков и эволюции видов.

К интересным результатам привело изучение системы «хозяин – паразит». Отбор ведет к уменьшению вредности паразита для хозяина. В системе «хозяин – паразит» он должен способствовать выживанию менее вирулентных (опасных для хозяина) паразитов и более резистентных (устойчивых к паразитам) хозяев. Постепенно паразит становится комменсалом, т.е. безопасным для хозяина, а затем они могут стать мутуалами – организмами, которые способствуют взаимному процветанию, как грибы и фотосинтезирующие бактерии, вместе образующие лишайники. Но так происходит не всегда. Паразиты являются неизбежной, обязательной частью экосистемы. И в этой паре идет конкурентная борьба, в результате которой усложняются и те, и другие. Гибель одного ведет к гибели другого, а сосуществование увеличивает сложность всей системы. Коэволюционная «гонка вооружений» способствует большему разнообразию экосистем.

На изучении эволюции системы «хозяин – паразит» основана гипотеза, объясняющая происхождение полов. Бесполое размножение, с точки зрения теории Дарвина, - значительно более эффективный процесс. Двойная стоимость полового размножения (поскольку мужские особи не включают в создание и выращивание потомства столько, сколько женские) вызывала трудности в объяснении этого феномена. Системное изучение биологических процессов предлагает следующее объяснение: половые различия дают хозяевам уникальные преимущества, поскольку позволяют обмениваться частями генетического кода между особями. Рекомбинация больших блоков генетической информации в результате полового размножения позволяет изменять признаки в потомстве быстрее, чем при мутациях. Поэтому потомки в этом случае могут быть более резистентными к паразитам, чем их родители. Паразиты же вследствие краткости периода воспроизводства и быстрого хода эволюционных изменений меньше нуждаются в наличии полов и обычно бесполы. И здесь конкурентная борьба является фактором естественного отбора.

Основной особенностью отрицательного взаимодействия популяций является то, что при их синхронной эволюции в стабильной экосистеме степень отрицательного влияния уменьшается. «Иными словами, естественный отбор стремится уменьшить отрицательные влияния или вообще устранить взаимодействие популяций, поскольку продолжительное и сильное подавление популяции добычи или хозяина популяцией хищника или паразита может привести к уничтожению одной из них или обеих»5. Итак, конкуренция есть, но направленность ее - эволюция, а не уничтожение вида.

Сравнивая с системой «хозяин – паразит», человека называют паразитом, живущим за счет ресурсов биосферы и не заботящемся о благосостоянии своего хозяина. Выше было отмечено, что в процессе эволюции паразитизм склонен сменяться мутуализмом. Перейдя от охоты к земледелию и скотоводству, человек тем самым сделал шаг по пути к мутуализму с окружающей средой. Возможно, стремление к охране природы не столько результат дальновидности человека и осознания им экологических законов, сколько действие группового отбора, который заставляет познавать биосферу и использовать результаты науки для гармонизации отношений с ней.

Вопросы и задания

1.Что такое сукцессия? Почему ее называют основным законом экологии?

2. Зачем нужна сукцессия природе?

3. Чем ранние стадии сукцессии отличаются от климаксных? Почему последние так называются?

4. Чем различаются первичная и вторичная сукцессии?

5. Приведите примеры сукцессии в нашей климатической зоне.

6. Что такое коэволюция и в чем ее природный смысл?

7. В каком смысле можно говорить о коэволюции общества и природы?


Лекция 5. Естественные и социоприродные экосистемы Земли

I. Естественные экосистемы Земли

Природные экосистемы Земли возникают в результате взаимодействия ландшафта, климата, солнечной радиации и других факторов. Ю. Одум назвал «крупные региональные и субконтинентальные экосистемы, характеризующиеся каким-либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта» - биомами. Биомы в целом – это климактические сообщества различных климатических зон. Продуктивность биомов весьма различна и связана с особенностями распределения абиотических факторов (Табл. 3).

Таблица 3. Продуктивность биомов Земли

Климатическая зона

Биомы

Чистая первичная продукция, г/ м2

Общая чистая

продукция, 109 т/год6   

Влажные тропики

Влажные тропические леса

2200

37,4

Тропические сезонные леса

1600

12,0

Сухие тропики

Саванны

900

13,5

Влажные субтропики

Вечнозеленые леса

1300

6,5

Влажная умеренная зона

Листопадные леса

1200

8,4

Лесокустарниковые сообщества

700

6,0

Сухая умеренная зона

Степь

600

5,4

Резко континентальная зона

Тайга

800

9,6

Экстремальная зона

Тундра

140

1,1

Пустыни

90

1,6

Разные зоны

Болота

2000

4,0

Разные зоны

Культивируемые земли

650

9,1

Озера и реки

250

0,5

Суша в целом:

773

115

Открытый океан

125

41,5

Зоны апвеллинга

500

0,2

Континентальный шельф

360

9,6

Рифы

2500

1,6

Речные дельты (эстуарии)

1500

2,1

Море в целом:

152

55

Общая продуктивность биосферы

333

170

Как видно из таблицы, самыми высокопродуктивными биомами Земли являются влажные тропические леса, что связано с благоприятными абиотическими условиями их существования. Для тропических лесов характерна высокая скорость роста и высокое видовое разнообразие, Тропическая саванна не имеет себе равных по разнообразию и численности копытных животных.

Листопадные леса умеренной зоны растут в районах с ярко выраженной сезонностью. Эта зона наиболее благоприятна для развития цивилизации, поэтому данные сообщества сильно повреждены. Степи сохраняются в нетронутом виде в некоторых областях: прерии в Северной Америке, пампасы в Южной Америке, туссоки в Австралии и Новой Зеландии. Степи сформированы копытными, которые разбивают скопления отмершей травы, и способствуют ее росту. Большая часть степи распахана или занята культурными пастбищами.

Хвойные леса (тайга) весьма продуктивны, несмотря на низкую температуру в течение полугода, так как сплошной зеленый покров, содержащий хлорофилл, сохраняется круглый год. Тундры характеризуются суровыми условиями - вегетационный период 2 мес. и мало осадков, поэтому они очень ранимы.

Главный критерий пустыни – выпадение осадков менее 250 мм в год. Считается, что большинство пустынь (кроме высокогорных) возникло в результате деятельности людей.

Пресноводные экосистемы, хотя и составляют малую часть от всех экосистем биосферы, имеют для человека огромное значение: 1) как практически единственный источник пресной воды; 2) в них происходит переработка отходов; 3) термодинамические свойства воды способствуют сохранению жизни в ней, а также уменьшают температурные колебания среды. Животные пресноводных водоемов можно классифицировать по местообитанию в водоеме: планктон (водоросли, мелкие рачки и др.)малоподвижные организмы толщи воды;  нектон (рыбы, амфибии) – свободно перемещающиеся организмы; бентос – организмы, живущие или прикрепленные ко дну; перифитон – растения и животные, прикрепленные к другим организмам (обрастатели).

Структура морских экосистем связана с зональными областями океана (Рис. 3). Область континентального шельфа (глубина до 200 м)

Рисунок 3. Зональность океана


является самой богатой в видовом отношении и высокопродуктивной. Зоны
апвеллингов (глубинных подъемов воды)  продуктивны, так как их воды насыщены биогенными элементами, но неустойчивы. Области открытого океана бедны биогенными элементами, по сути это морские пустыни. Глубоководные зоны океанов (глубже 3000 м) в целом безжизненны, но в районах разломов земной коры, в так называемых гидротермах, на продукции сероводородных бактерий расцветает разнообразная, ни на кого не похожая жизнь.

II. Социоприродные экосистемы

Существует два основных типа социоприродных систем, созданных человеком, – агросистемы и урбосистемы. Для их сравнения с природными системами представим такую схему (Табл. 4).

Таблица 4. Сравнительная характеристика

природных и социоприродных экосистем

Основные характеристики

Естественные экосистемы

Агросистемы

(поле, огород, сад)

Урбосистемы

(город)

Источник энергии

Только солнечная

Солнечная, а также энергия топлива, удобрений, труда

В основном энергия ресурсов

Видовое разнообразие

Высокое

Низкое

(культ. растения и дом. животные)

Очень низкое (синантропные виды)

Саморегуляция

Высокая

Низкая (нуждается в управлении)

Отсутствует (полностью зависит от человека)

Продуктивность отдельных видов

Низкая

Высокая

Очень низкая

Пищевые цепи

Разветвленные

Примитивные

Практически отсутствуют

С экологической точки зрения, основным отличием от естественных экосистем является то, что агросистема нуждается в постоянном управлении, а урбосистма – аномальна, так как полностью зависит от поступления вещества и энергии из окружающих экосистем.

Вопросы и задания

1.Чем принципиально естественные экосистемы отличаются от социоприродных?

2. Что такое биом?

3. Какие биомы существуют на Земле?

4. Назовите самую высокопродуктивную и самую низкопродуктивную экосистемы Земли.

5. Какие формы жизни существуют в пресных водах? Есть ли такие же формы жизни в океане?

6. Назовите основные отличия агро- и урбосистем.


Лекция 6. Экология популяций

По мнению А.М. Гилярова, популяция – любая способная к самовоспроизведению совокупность особей одного вида, более или менее изолированная в пространстве и времени от других аналогичных совокупностей одного и того же вида.

I. Показатели состояния популяции

Статические показатели характеризуют состояние популяции в конкретный момент времени: 1) численность – количество особей, обитающих в рамках некоторой пространственной единицы (ареале, лесу, море, реке и т.д.); 2) плотность – число особей на единицу площади или объема; 3) показатели структуры: половая – соотношение полов; размерная, возрастная, территориальная (например, границы популяции).

Динамические показатели характеризуют процессы, протекающие в популяции. Основными динамическими показателями являются рождаемость, смертность и суммарный показатель - скорость роста популяции. Скорость роста определяется как разница между рождаемостью и смертностью за единицу времени, отнесенная к исходной численности7. Еще одним динамическим показателям являются кривые выживания. На рис. 4 представлены кривые выживания разных видов. Кривая I типа

Рисунок 4. Типы кривых выживания в природе

(«кривая дрозофилы»), когда на протяжении всей жизни смертность ничтожна, но резко возрастает в конце, характерна для насекомых, которые гибнут после откладывания яиц. Кривая III типа («кривая устрицы») – это случаи массовой гибели в начальный период жизни у видов, которые выживают за счет огромной плодовитости. Кривая II типа характерна для видов с постоянной смертностью в течение жизни. Реальные кривые выживания представляют собой некоторую комбинацию указанных типов.

II. Динамика роста численности популяции

Еще в конце XVIII в. Т. Мальтус выдвинул свою известную гипотезу о росте народонаселения в геометрической прогрессии. Этот закон выражается формулой Nt = N0  er, где Nt  - численность популяции в момент времени t, N0 – численность популяции в начальный момент времени, e – основание натурального логарифма, r – показатель, характеризующий темп размножения особей в данной популяции. Такой рост численности называется экспоненциальным и наблюдается в условиях избытка ресурсов. В реальных условиях экспоненциальный рост наблюдается крайне редко или очень краткое время, стабилизирующие факторы замедляют рост, и дальнейшее нарастание популяции идет по логистической кривой (S-образная модель) (Рис. 5).

  1.  Экологические стратегии выживания

Еще в 1938 г эколог А. Роменский выделил три основные стратегии выживания: 1) виоленты (силовики) – подавляют конкурентов за счет плодовитости, высокой скорости роста и т.п.; 2) патиенты (терпеливцы) – выживают в неблагоприятных условиях (растения пустыни); 3) эксплеренты (заполнители) – виды, способные появляться там, где разрушено коренное сообщество (осина, иван-чай).

Позже указанные стратегии были модифицированы с позиции логистической модели: r-стратегия и K-стратегия. Тип r-стратегия определяется отбором, направленным на повышение скорости роста популяции (плодовитость, ранняя половозрелость, короткий жизненный цикл, способность к расселению). K-стратегия направлена на повышение выживаемости в условиях стабилизировавшейся численности. В этом случае действует отбор на конкурентоспособность, защищенность, в том числе молоди. Очевидно, что каждая популяция испытывает на себе оба типа стратегий, но в каждом случае может преобладать либо r-стратегия, либо K-стратегия.

Вопросы и задания

  1.  Какие показатели характеризуют популяцию?
  2.  Чем статические показатели отличаются от динамических?
  3.   Что такое «кривые выживания»? Как они характеризуют популяцию?
  4.  Какие общие модели динамики численности популяции вам известны?
  5.  Какие стратегии выживания рассматривают экологи? Возможны ли они в человеческом обществе? Приведите примеры.


Рисунок 5. Типы динамики численности популяций

(верхний график – экспоненциальный рост численности,

нижний - логистический)


Лекция 7. Понятие биосферы

I. Учение Вернадского о биосфере

 В развитие биологии в ХХ веке большой вклад внесли русские ученые. Русская биологическая школа имеет славные традиции. Первая научная модель происхождения жизни создана А.И. Опариным. В.И. Вернадский был учеником выдающегося почвоведа В.В. Докучаева, который создал учение о почве как своеобразной оболочке Земли, являющейся единым целым, включающим в себя живые и неживые компоненты. По существу, учение о биосфере было продолжением и распространением идей Докучаева на более широкую сферу реальности.

Значение учения о биосфере Вернадского для экологии определяется тем, что биосфера представляет собой высший уровень взаимодействия живого и неживого и глобальную экосистему. Результаты Вернадского поэтому справедливы для всех экосистем и являются обобщением знаний о развитии нашей планеты.

Термин «биосфера» введен в науку австрийским геологом Э. Зюссом в 1875 г. Он выделил четыре геологические оболочки Земли: атмосферу воздушную оболочку, гидросферу – водную оболочку, литосферу – твердую оболочку и биосферу – живую оболочку. В.И. Вернадский, изучавший взаимодействие живых и неживых систем, переосмыслил понятие биосферы. Он понимал биосферу как сферу единства живого и неживого.

 Под биосферой Вернадский понимал тонкую оболочку Земли, в которой все процессы протекают под прямым воздействием живых организмов. Биосфера располагается на стыке литосферы, гидросферы и атмосферы. В атмосфере верхние границы жизни определяются озоновым экраном - тонким слоем озона на высоте примерно 20 км. Океан населен жизнью до дна самых глубоких впадин в 10-11 км. В твердую оболочку Земли жизнь проникает до 3 км (бактерии в нефтяных месторождениях).

 Свои выводы о структуре и функциях биосферы он изложил в виде эмпирических обобщений, которые позже были названы учением о биосфере.  Основные эмпирические обобщения Вернадского выглядят так:

 1. Первым выводом из учения о биосфере является принцип целостности биосферы. «Можно говорить о всей жизни, о всем живом веществе как о едином целом в механизме биосферы»8. Строение Земли, по Вернадскому, есть согласованный механизм. «Твари Земли являются созданием сложного космического процесса, необходимой и закономерной частью стройного космического механизма»9. Само живое вещество не является случайным созданием.

 2. Принцип гармонии биосферы и ее организованности. В биосфере, по Вернадскому, «все учитывается и все приспособляется с той же точностью, с той же механичностью и с тем же подчинением мере и гармонии, какую мы видим в стройных движениях небесных светил и начинаем видеть в системах атомов вещества и атомов энергии»10.

 3. Закон биогенной миграции атомов: в биосфере миграция химических элементов происходит при обязательном непосредственном участии живых организмов. Биосфера в основных своих чертах представляет один и тот же химический аппарат с самых древних геологических периодов. Лик Земли фактически сформирован жизнью.

 4. Космическая роль биосферы в трансформации энергии. Вернадский подчеркивал важное значение энергии и называл живые организмы механизмами превращения энергии.

5. Космическая энергия вызывает давление жизни, которое достигается размножением. Размножение организмов уменьшается по мере увеличения их количества. Размеры популяции возрастают до тех пор, пока среда может выдерживать их дальнейшее увеличение, после чего достигается равновесие. Численность колеблется вблизи равновесного уровня.

6. Растекание жизни есть проявление ее геохимической энергии. Живое вещество, подобно газу, растекается по земной поверхности в соответствии с правилом инерции. Мелкие организмы размножаются гораздо быстрее, чем крупные. Скорость передачи жизни зависит от плотности живого вещества.

 7. Жизнь целиком определяется полем устойчивости зеленой растительности, а пределы жизни - физико-химическими свойствами соединений, строящих организм, их неразрушимостью в определенных условиях среды. Максимальное поле жизни определяется крайними пределами выживания организмов. Верхний предел жизни обусловливается излучением, присутствие которого убивает жизнь и от которого предохраняет озоновый щит. Нижний предел связан с достижением высокой температуры. Интервал  в 4330 С   (от минус 2520 С до плюс 1800 С) является предельным тепловым полем.

 8. Всюдность жизни в биосфере. Жизнь постепенно, медленно приспосабливаясь, захватила биосферу, и захват этот не закончился. Поле устойчивости жизни есть результат приспособленности в ходе времени.

 9. Постоянство количества живого вещества в биосфере. Количество свободного кислорода в атмосфере того же порядка, что и количество живого вещества (1.5 х 1021  г и 1020  -1021   г). Это обобщение справедливо в рамках значительных геологических отрезков времени, и оно следует из того, что живое вещество является посредником между Солнцем и Землей и, стало быть, либо его количество должно быть постоянным, либо должны меняться его энергетические характеристики.

 В структуре биосферы Вернадский выделил пять элементов: 1) живое вещество – совокупность живых организмов планеты; 2) косное вещество, сформированное без участия жизни; 3) биогенное вещество, созданное в процессе жизнедеятельности организмов (нефть, уголь, газы атмосферы, известняки и т.д.); 4) биокосное вещество – результат взаимодействия живых организмов с неживой средой (почва, илы, озерная вода)11; 5) вещество космического происхождения.

Как следует из учения о биосфере, она выполняет следующие функции: 1) энергетическую – в процессе фотосинтеза растения поглощают энергию Солнца; 2) газовую – в процессе фотосинтеза поглощается углекислый газ и выделяется кислород, в процессе дыхания наоборот поглощается кислород и выделяется углекислый газ, также из атмосферы поглощается молекулярный азот и выделяется затем в процессе денитрификации; 3) окислительно-восстановительную -  в биосфере происходит взаимопревращение атомов с изменением валентности (например, соединений металлов); 4) концентрационную – живые организмы накапливают в своих телах элементы таблицы Менделеева, в результате чего после их отмирания образуются, например, полезные ископаемые; 5) деструкционную – разложение остатков мертвых организмов и их минерализация.

II. Круговорот веществ в биосфере

Считается, что в природе два основных круговорота – большой (геологический) и малый (биогеохимический).

1. Большой геологический круговорот обусловлен взаимодействием солнечной энергии с глубинной энергией Земли и осуществляет перераспределение вещества между биосферой и более глубокими горизонтами Земли. Магматические породы поднимаются из недр земли в результате вулканической деятельности и движения плит, превращаются у поверхности в осадочные породы, затем в подвижных зонах снова опускаются в зону высоких температур, где снова переплавляются в магму. И движение повторяется вновь. К большому круговороту относится также круговорот воды: влага, испарившаяся с поверхности океана, выпадает дождем над сушей, откуда вода вновь стекает в океан.

1. Малый круговорот веществ (биогеохимический) совершается в пределах биосферы, движимый живыми существами. В отличие от энергии, которая однажды использованная организмом, превращается в тепло и теряется для экосистемы, вещества циркулируют в биосфере, что и называется биогеохимическими круговоротами. Из 90 с лишним элементов, встречающихся в природе, около 40 нужны живым организмам. Наиболее важные для них и требующиеся в больших количествах - углерод, водород, кислород, азот. Кислород поступает в атмосферу в результате фотосинтеза и расходуется организмами при дыхании. Азот извлекается из атмосферы благодаря деятельности азотфиксирующих бактерий и возвращается в нее другими бактериями.

Круговороты элементов и веществ осуществляются за счет саморегулирующих процессов, в которых участвуют все составные части экосистем. Эти процессы являются безотходными, так как в природе нет ничего бесполезного или вредного.

Существует закон глобального замыкания биогеохимического круговорота в биосфере, действующий на всех этапах ее развития, как и правило увеличения замкнутости биогеохимического круговорота в ходе сукцессии. В процессе эволюции биосферы увеличивается роль биологического компонента в замыкании биогеохимического круговорота. Еще большую роль на биогеохимический круговорот оказывает человек. Но его роль осуществляется в противоположном направлении. Человек нарушает сложившиеся круговороты веществ, и в этом проявляется его геологическая сила, разрушительная по отношению к биосфере на сегодняшний день.

 Когда более 3 млрд лет тому назад на Земле появилась жизнь, атмосфера состояла из вулканических газов. В ней было много углекислого газа и крайне мало кислорода (если он вообще был), поэтому первые организмы были анаэробными. Так как продукция в среднем превосходила дыхание, за геологическое время в атмосфере накапливался кислород и уменьшалось содержание углекислого газа. Сейчас содержание углекислого газа в атмосфере увеличивается в результате сжигания больших количеств горючих ископаемых и уменьшения поглотительной способности «зеленого пояса». Последнее является результатом уменьшения количества самих зеленых растений, а также связано с тем, что пыль и загрязняющие частицы в атмосфере отражают поступающие в атмосферу лучи.

В результате антропогенной деятельности степень замкнутости биогеохимических круговоротов уменьшается. Хотя она довольно высока (для различных элементов и веществ она не одинакова), но тем не менее не абсолютна, что и показывает пример возникновения кислородной атмосферы. Иначе невозможна была бы эволюция, ведь наивысшая степень замкнутости биогеохимических круговоротов наблюдается в тропических экосистемах - наиболее древних и консервативных.

Таким образом, следует говорить не об изменении человеком того, что не должно меняться, а скорее о влиянии его на скорость и направление изменений и на расширение их границ, нарушающее правило меры преобразования природы. Последнее формулируется следующим образом: в ходе эксплуатации природных систем нельзя превышать некоторые пределы, позволяющие этим системам сохранять свойства самоподдержания. Нарушение меры как в сторону увеличения, так и уменьшения приводит к отрицательным результатам. Например, избыток вносимых удобрений столь же вреден, сколь и недостаток. Это чувство меры утеряно современным человеком, считающим, что в биосфере ему все позволено.

 Надежды на преодоление экологических трудностей связывают, в частности, с разработкой и введением в эксплуатацию замкнутых технологических циклов. Создаваемые человеком циклы превращения материалов считается желательным устраивать так, чтобы они были подобны естественным циклам круговорота веществ. Тогда одновременно решались бы проблемы обеспечения человечества невосполнимыми ресурсами и проблема охраны природной среды от загрязнения, поскольку ныне только 1-2% веса природных ресурсов утилизируется в конечном продукте.

Теоретически замкнутые циклы превращения вещества возможны. Однако полная и окончательная перестройка индустрии по принципу круговорота вещества в природе не реальна. Хотя бы временное нарушение замкнутости технологического цикла практически неизбежно, например, при создании синтетического материала с новыми, неизвестными природе свойствами. Такое вещество вначале всесторонне апробируется на практике, и только потом могут быть разработаны способы его разложения с целью внедрения составных частей в природные круговороты.

III. Эволюция биосферы и ноосфера

 Как предположил Вернадский, биосфера не была раз и навсегда созданным и неизменным механизмом. В процессе своего существования она эволюционировала в соответствии с тремя выдвинутыми им принципами.

1. Биогенная миграция химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению.

2. Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идет в направлении, усиливающем биогенную миграцию атомов.

3. Живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с окружающей его средой, создающейся и поддерживающейся на Земле космической энергией Солнца.

 Биологическая эволюция видов жизни шла в тесном контакте и непрерывном взаимодействии с косным веществом биосферы: 1) первые клетки без ядра появились более 3 млрд лет назад в глубоководной зоне океанов: в отсутствии кислорода не мог быть создан озоновый экран и роль экрана выполняла толща воды (разделение растительных – типа цианобактерий - и животных – типа архебактерий -  клеток произошло очень рано); 2) ядерная клетка появилась примерно 2 млрд лет назад, когда разнообразие безъядерных клеток позволило им симбиотически объединиться и создать ядерную клетку более высокого энергетического уровня; 3) многоклеточные организмы создали еще одну вспышку разнообразия примерно 1 млрд лет назад; 4) при концентрации кислорода в атмосфере около 10%  мог сформироваться озоновый экран и жизнь вышла на сушу. Далее усложнение жизни происходило на суше, вплоть до того момента, когда в отряде приматов класса млекопитающих появилось вид, способный к абстрактному мышлению и труду. С этого момента острие эволюции смещается в область сознания: человек – промежуточное звено между высокоорганизованным животным и человеком более высокой организации (сверхчеловеком, Человеком духовным и т.п.)

Таким образом, эволюционное понимание развития биосферы приводит к понятию ноосферы (от греч. «ноос» - разум), введенного Ле-Руа в начале ХХ в., а затем к концепции ноосферы, развитой Тейяром де Шарденом. Концепция ноосферы продолжает учение о биосфере применительно ко взаимоотношению человека с окружающей природной средой. Ноосфера, по Тейяру де Шардену, — это коллективное сознание, которое станет контролировать направление будущей эволюции планеты и сольется с природой в точке Омега, как раньше образовывались такие целостности, как молекулы, клетки и организмы. «Мы беспрерывно прослеживали последовательные стадии одного и того же великого процесса. Под геохимическими, геотектоническими, геобиологическими пульсациями всегда можно узнать один и тот же глубинный процесс — тот, который, материализовавшись в первых клетках, продолжается в созидании нервных систем. Геогенез, сказали мы, переходит в биогенез, который в конечном счете не что иное, как психогенез... Психогенез привел нас к человеку. Теперь психогенез стушевывается, он сменяется и поглощается более высокой функцией — вначале зарождением, затем последующим развитием духа — ноогенезом»12. Тейяр де Шарден так называет стадии эволюции Земли: геогенез → биогенез → психогенез → ноогенез → точка Омега.

Вернадский материалистически переосмыслил идею Тейяра де Шардена и понимал ноосферу как растущее глобальное осознание усиливающегося вторжения человека в естественные биогеохимические циклы, ведущее, в свою очередь, ко все более взвешенному и целенаправленному контролю человека над глобальной системой Земли. Как живое вещество преображает косную материю, являющуюся основой ее развития, так человек неизбежно обладает обратным влиянием на природу, породившую его. Как живое и неживое вещество, объединенные цепью прямых и обратных связей, образуют единую систему - биосферу, так человечество и природная среда образуют единую систему - ноосферу.

Становление ноосферы — возможность, но не необходимость. Ценность этой концепции в том, что она дает конструктивную модель вероятного будущего, а ее ограниченность в том, что она рассматривает человека как прежде всего разумное существо, тогда как индивидуум и тем более общество в целом редко ведет себя по-настоящему разумно. «Подобно волчьей стае — будем надеяться, все же в меньшей степени — государство глупее, чем большинство его членов»13. Пока человечество движется отнюдь не к ноосфере, которая остается одной из научных гипотез. «Самая суть понятия ноосферы — вера в призвание людей, которые должны изменить биосферу с помощью науки и техники»14.

Вопросы и задания

  1.  Как Вернадский понимал биосферу и почему он иначе, чем Зюсс, определил это понятие?
  2.   Что такое эмпирические обобщения и чем они отличаются от гипотез, моделей, теорий?
  3.  Каковы основные выводы учения Вернадского о биосфере?
  4.  Каковы границы биосферы?
  5.  В чем суть концепции ноосферы Тейяра де Шардена?
  6.  Чем отличается понятие ноосферы у Вернадского?


Раздел 2. Социальная экология. Содержание и причины

глобальных проблем современности

Лекция 8. Предмет, методы и задачи социальной экологии

I. Предмет социальной экологии

Слово «экология» в современной культуре имеет, по крайней мере, три смысла. Первый из них характерен для современной науки, в которой под экологией традиционно понимается раздел биологии, изучающий взаимоотношения живых существ с окружающей их средой (в русле понимания экологии, идущего от Геккеля). Во втором, самом широком смысле слова, экологический взгляд на мир предполагает при определении ценностей и приоритетов человеческой деятельности учет последствий влияния, которое эта деятельность оказывает на природную среду, равно как и влияние природной среды на человека. Третий вариант употребления термина «экология» чаще встречается в трудах философов, географов и представителей других профессий, интересующихся соответствующей проблематикой. В этом случае имеют в виду некое синтетическое научное направление или совокупность существующих направлений, изучающих проблему взаимоотношения человеческого общества со средой его обитания и называемых чаще всего социальной экологией.

Социальная экология является новым научным направлением на стыке социологии, экологии, философии, науки, техники и других отраслей культуры, с каждой из которых она соприкасается очень тесно (Рис. 6).

Рисунок 6. Взаимодействие социальной экологии

с другими отраслями культуры

Социальная экология на стыке:

1. с биологией – традиционная биология

2. с этикой - экологическая этика

3. с философией – экософия

4. с идеологией - экологическая идеология

5. с политикой – экологическая политика

6. с юриспруденцией – экологическое право

7. с медициной и демографией – экология человека

8. с экономикой - экономика природопользования

9. с географией - антропогеография

10. с геологией – инженерная геология

Целью социальной экологии является создание теории эволюции взаимоотношений человека и природы, логики и методологии преобразования природной среды. Социальная экология призвана уяснить и помочь преодолеть разрыв между человеком и природой, между гуманитарным и естественнонаучным знанием.

Таким образом, ее предметом является система взаимоотношений «общество – природная среда». Социальная экология выявляет закономерности взаимоотношений природы и общества, которые столь же фундаментальны, сколь и закономерности физические. Но сложность самого предмета исследований, в который входят три качественно различные подсистемы — неживая и живая природа и человеческое общество, и непродолжительное время существования данной дисциплины приводят к тому, что социальная экология, по крайней мере в настоящее время, преимущественно эмпирическая наука, а формулируемые ею закономерности представляют собой предельно общие афористичные утверждения (как, например, «законы» Б. Коммонера).

II. Методы социальной экологии

Поскольку социальная экология является переходной наукой между естественными и гуманитарными, постольку в своей методологии она должна использовать методы и естественных, и гуманитарных наук, а также те методологии, которые представляют собой единство естественнонаучного и гуманитарного подхода.

Что же касается общенаучных методов, то ознакомление с историей социальной экологии показывает, что первоначально использовался преимущественно метод наблюдения (мониторинг), позже на первый план вышел метод моделирования. Моделирование есть способ долгосрочного и комплексного видения мира. В современном его понимании это универсальная процедура постижения и преобразования мира. Вообще говоря, каждый человек на основании своего жизненного опыта и знаний строит определенные модели действительности. Последующий опыт и знания подтверждают данную модель или способствуют ее изменению и уточнению. Модель попросту представляет собой упорядоченный набор предположений относительно сложной системы. Это попытка понять некоторый сложный аспект бесконечно разнообразного мира путем выбора из накопленных представлений и опыта набора наблюдений, применимых к рассматриваемой проблеме.

Авторы одной из известных  моделей будущего - «Пределы роста» (о которой мы будем говорить далее) -  описывают методологию глобального моделирования следующим образом. Сначала составляется перечень важных причинных связей между переменными и намечается структура обратных связей. Затем идет ознакомление с литературой и консультации со специалистами во многих областях, связанных с данными исследованиями, — демографами, экономистами, агрономами, специалистами по питанию, геологами, экологами и т.д. Цель на этой стадии состоит в том, чтобы найти наиболее общую структуру, которая отражала бы основные взаимосвязи между пятью уровнями. Дальнейшую разработку этой основной структуры на основе других более детальных данных можно осуществить уже после того, как будет понята сама система в ее элементарном виде. Затем следует количественно оценить каждую связь настолько точно, насколько это возможно, используя глобальные данные, если они были, и характерные локальные данные, если глобальных измерений не производилось. С помощью ЭВМ определяется зависимость одновременного действия всех этих связей во времени. Затем проверяется влияние количественных изменений в  основных допущениях, чтобы найти наиболее критические детерминанты поведения системы. Нет одной «жесткой» мировой модели. Модель, как только она возникает, постоянно критикуется и пополняется данными по мере того, как можно лучше ее понять.

Глобальная модель использует наиболее важные зависимости между народонаселением, продовольствием, капиталовложениями, амортизацией, ресурсами и выпуском продукции. Сначала выдвигается несколько рабочих гипотез о связях между параметрами, а затем они проверяются на ЭВМ (теперь – на компьютере). Модель содержит динамические утверждения только о физических аспектах человеческой деятельности. Она исходит из допущения, что характер социальных переменных — распределение дохода, регулирование размера семьи, выбора между промышленными товарами, услугами и пищей — в будущем сохранится таким же, каким он был на протяжении современной истории мирового развития. Поскольку трудно предположить, какие новые формы поведения человека следует ожидать, эти изменения нельзя учесть на модели. Ценность модели определяется лишь той точкой на каждом из графиков, которая соответствует прекращению роста и началу катастрофы.

III. Законы социальной экологии

Понятие закона трактуется большинством методологов в смысле однозначной причинно-следственной связи. Более широкую трактовку понятия закона как ограничения разнообразия дает кибернетика, и она больше подходит к социальной экологии, выявляющей фундаментальные ограничения человеческой деятельности. Адаптационные возможности биосферы, позволяющие компенсировать нарушения экологических закономерностей до достижения определенного порога, делают экологические императивы необходимыми. Главный из них можно сформулировать так: преобразование природы должно соответствовать ее адаптационным возможностям.

Большинство законов социальной экологии относятся к типу законов как ограничения разнообразия, т.е. накладывают ограничения на природопреобразовательную деятельность человека. Они таковы.

1. Правило исторического роста продукции за счет сукцессионного омоложения экосистем. Это правило, по существу, следует из основного закона экологии, но сейчас уже перестает работать, так как человек взял от природы все, что мог.

2. Закон бумеранга: все, что извлечено из биосферы человеческим трудом, должно быть возвращено ей.

3. Закон незаменимости биосферы: биосферу нельзя заменить искусственной средой, как, скажем, нельзя создать новые виды жизни. Человек не может построить вечный двигатель, в то время как биосфера и есть практически «вечный» двигатель.

4. Закон убывающего естественного плодородия: «в связи с постоянными изъятиями урожая, а потому органики и химических элементов из почвы, нарушением естественных процессов почвообразования, а также при длительной монокультуре в результате накопления токсичных веществ, выделяемых растениями (самоотравление почв), на культивируемых землях происходит снижение естественного плодородия почв... к настоящему времени примерно половина пахотных угодий мира в различной степени потеряла плодородие, а полностью выбыло из интенсивного сельскохозяйственного оборота столько же земель, сколько сейчас обрабатывается (в 80-е гг терялось около 7 млн га в год)»15.

5. Закон «шагреневой кожи»: глобальный исходный природно-ресурсный потенциал в ходе исторического развития непрерывно истощается. Это следует из того, что никаких принципиально новых ресурсов, которые могли бы появиться в настоящее время, нет. Для жизни каждого человека в год необходимо 200 т твердых веществ, которые он с помощью 800 т воды и в среднем 1000 Вт энергии превращает в полезный для себя продукт.

6. Принцип неполноты информации: информация при проведении акций по преобразованию и вообще любому изменению природы всегда недостаточна для априорного суждения обо всех возможных результатах таких действий, особенно в далекой перспективе, когда разовьются все природные цепные реакции.

7. Принцип обманчивого благополучия: первые успехи в осуществлении цели, ради которой и был задуман проект, создают атмосферу благодушия и заставляют забыть о возможных отрицательных последствиях, которых никто не ждет.

8. Принцип удаленности события: потомки что-нибудь придумают для предотвращения возможных отрицательных последствий.

Законы, сформулированные как экологические императивы, предложены американским экологом Б. Коммонером: «Все связано со всем», «Все надо куда-то девать», «За все надо платить», «Природа знает лучше» (Табл. 5).

Таблица 5. Трактовка законов Б. Коммонера

Закон

Для биосферы

Для естест. экосистемы

Для агросистемы

Для урбосистемы

Все связано со всем

Глобальная экосистема: ничто никуда не девается и не возникает

Находится в состоянии равновесия

Нуждается в дополнительной энергии

Аномальная несбаланси-рованная система

За все надо платить

В прямом и переносном смысле

Восстановление требует экономи-ческих вложений, возрастающих во времени

Эрозия почв в результате нерационального земледелия

Разрушается экосистемы и здоровье в промышленных городах

Все надо куда-то девать

Создано три типа отходов, которые слабо разрушаются в природе: ядохимикаты, радиоактивные, полимерные

Самоочищающая способность очень велика, поддерживает агро- и урбо-системы

Экологичное сельское хозяйство

Безотходные технологии и очистные сооружения

Природа знает лучше

Не стоит улуч-шать природу: задача человека – познать ее законы и следовать им

Изымать столько (древесина, промысел, пастбища), сколько может восстановиться

Органические удобрения, малая техника, поликультуры, естественные враги

Экологичный город: альтернативные источники энергии, малая этажность и др.

IV.Экологическая ниша человека

Как биологический вид человек нуждается в 3000 ккал/сутки. Это количество пищи древний человек (кроманьонец) набирал с территории примерно 500 га (в год). Рассмотрим, как исторически менялась эта картина:

500 га → 1 кроманьонец (40 000 лет назад)

     ↓           100-200 чел (10 000 лет назад после возникновения земледелия)

    2000-5000 чел (в ХХ в. после НТР и «зеленой революции»)

За счет чего увеличилась «кормность» земли? За счет использования дополнительной энергии – энергии ресурсов, недр и др. Таким образом, современный человек живет так, как будто его ежедневно обслуживают около сотни рабов.

Экологическая ниша человека принципиально отличается от экологических ниш других живых существ: 1) использует не только энергию пищевых цепей, но дополнительные ресурсы земли; 2) занял всю биосферу и даже вышел в космос; 3) потребляет в пищу огромное количество видов, является консументом всех порядков и отчасти продуцентом и редуцентом (с помощью промышленности); 4) на него почти не влияют биотические факторы: нет хищников и конкурентов; 5) создал отходы, которые не утилизируются природой; 6) создал «техногенную среду», «вторую природу», без которой не может выжить.

Вопросы и задания

  1.  Каковы задачи социальной экологии и ее научный статус?
  2.  Что такое социоэкосистемы и как они соотносятся с естественными экосистемами?
  3.  Каков статус закона в социальной экологии?
  4.  Как вы понимаете законы экологии Коммонера?
  5.  Какое значение имеет мониторинг для социальной экологии?
  6.  Какое значение для социальной экологии имеет метод моделирования?
  7.  Что такое экологический императив и почему он нужен?
  8.  Чем экологическая ниша человека отличается от природных ниш?

9. Прокомментируйте высказывания: «Власть климата есть первейшая в мире власть» (Ш.Монтескье); «Изменяя внешнюю природу, человек в то же время изменяет свою собственную природу» (К.Маркс); «Господство над природой состоит в умении познавать ее законы и правильно их применять» (Ф.Энгельс).


Лекция 9. История взаимодействия общества с природой

Можно выделить следующие кульминационные моменты в эволюции отношения человека к природе: 1) непосредственное единство человека с природой и становление трудовой деятельности (изготовление из природных тел орудий как первый способ целенаправленного преобразования окружающей среды; 2) переход к охоте в процессе совершенствования создаваемых для этого орудий и развития общественных форм жизни; 3) переход в результате неолитической революции к скотоводческо-земледельческому хозяйству (выращивание сельскохозяйственных культур и одомашнивание животных); 4) переход в результате промышленной революции к главенству индустриального производства и развитие техники как эффективного способа преобразования природы; 5) переход к главенству производства информации и гармонизации взаимоотношений человека и природы в постиндустриальном обществе в процессе создания экологической цивилизации. На этой основе можно выделить пять типов общества.

I. Общество непосредственного единства с природой

Точку зрения, в соответствии с которой первобытный человек находился с окружающей его природной средой в состоянии непосредственного и тесного единства, подтверждают современные исследователи. По мнению Б.Ф. Поршнева, «экологический анализ показывает нам колоссальную связанность палеоантропа со всем окружающим животным миром... Наидревнейшие слои языка свидетельствуют о некой тесной связи перволюдей с окружающим животным миром, какую нынешний человек не может себе и представить,... если не усматривать предвзято в доисторическом прошлом обязательно войну нашего предка со всем животным миром, то откроется широчайшее поле для реконструкции его необычайно тесной и бескровной связи с этим миром. Это, а не версия об охоте, важнейшая сторона процесса, который приведет его к порогу очеловечения... палеантроп занял совсем особое место в мире животных... был абсолютно безопасен для всех зверей и птиц, ибо он никого не убивал. Но зато он как бы отразил в себе этот многоликий и многоголосый мир»16. К палеоантропам Поршнев относил неандертальцев.

Итак, первобытный человек — не суперхищник с дубиной наперевес, идущий на охоту, а скорее Маугли. Взаимоотношения первобытного человека с окружающим миром были гораздо сложнее, насыщеннее и многограннее. Это было более или менее гармоничное взаимодействие на основе подчинения человека силам природы. Причем этот период мог продолжаться гораздо дольше каждого последующего, поскольку от первого человека - Человека Умелого - находки последних лет отделяют нас все больше и больше. Характерными чертами этого общества можно считать: 1) непосредственное единство – человек не выделяет себя из природы и не рефлектирует над своим отношением к ней; 2) всесвязанность – тесное духовное единство с природой; 3) анимизм – одухотворенность природы.

II. Охотничье-собирательское общество

Чем ближе к порогу собственно человеческой истории, тем больше данных о важной роли охоты в жизни первобытного общества. По мнению М.И. Будыко, экономической основой жизни человеческого общества в верхнем палеолите (40-15 тыс. лет назад) была охота на крупных животных. Став охотником, человек вступил на путь разрыва с природой. Однако в этом типе общества человек продолжал целостно воспринимать мир, а себя — как часть природы. Ощущение мистической всесвязанности подкреплялось представлением о сопричастности между землей и общественной группой, жившей на данной территории. Поэтому первобытный человек заботился о поддержании земли, природы и сохранении того, что для нас является непреложным порядком природы.

На мистической сопричастности, слитности человека с определенными явлениями природы, и его возможности влиять на них основывалась магия. Вероятно, магические обряды были продолжением способности первобытного человека к подражанию (которым так славятся обезьяны) и посредством этого к внушению как способу добиваться нужных результатов от других животных (недаром существует термин «имитативная магия»).

Связывал человека с природой и тотемизм (тотем означает веру в происхождение данной группы людей от какого-то определенного животного или растения). Среди первобытных верований, наряду с тотемизмом, можно выделить фетишизм — веру в сверхестественную силу природных или искусственных предметов; анимизм — веру в наличие души у животных; обожествление предков и т.п.

Для мифологического единства человека и природы часто характерны персонификация всей природы в виде единого божества с дополняющей его иерархией богов и представление о вечном воспроизводстве (возвращении) этого единства.

А на уровне реального взаимодействия древнего человека с природой его ждал первый экологический кризис. Используя метод математического моделирования, М.И. Будыко пришел к выводу, что «окончание культуры палеолита в Европе, возможно, было в известной мере результатом неразрешимого противоречия между созданной человеком верхнего палеолита техникой массовой охоты на крупных животных... и ограниченностью природных ресурсов для этой охоты, которые через некоторый период времени оказались исчерпанными»17. Ряд исследователей считает в какой-то степени антропогенно обусловленным исчезновение мамонтов и других крупных млекопитающих. Главная причина данного экокризиса, который был назван кризисом консументов,  в более высокой скорости эволюции человека по сравнению со скоростью эволюции преследуемых им животных.

III. Земледельческо-скотоводческое общество

Одомашнивание животных, переход от охоты к сельскому хозяйству (выращивание растений и животных) и оседлому образу жизни (строительство свайных жилищ) получило название неолитической революции (неолит — новокаменный век: 10-6 тыс. лет назад). Хозяйство из присваивающего превратилось в производящее.

С появлением первых сельскохозяйственных культур можно говорить и о первых цивилизациях, возникших на Востоке и сменивших эпоху варварства. Развитие земледелия и скотоводства привело к глубокому преобразованию ландшафта. Ирригационно-мелиоративные работы уже тогда давали возможность резко повысить урожайность полей, но они же, когда проводились неправильно, вели к региональным экологическим кризисам и гибели цивилизаций. Именно ошибки в ирригационном строительстве были, как считают некоторые современные историки, причинами упадка и гибели Вавилонского государства.

Мифология, которая возникла в земледельческо-скотоводческом обществе, отражает типы цивилизаций. Ближневосточная и древнегреческая цивилизации, более рациональные, чем дальневосточная, создали экофобную мифологию, из которой позже возникла экофобная культура Запада.

В этом обществе начался второй экологический кризис, связанный с вырубкой лесов и разрушением ландшафтов – кризис продуцентов. Подсечное земледелие в результате пожаров разоряло огромные территории. Таким образом, развитие цивилизаций способствовало нарастанию экологического неблагополучия.

IV. Индустриальное общество

Становление и развитие человеческого общества сопровождалось локальными и региональными экологическими кризисами антропогенного происхождения. Таковые имели место в истории многих культур. Даже образование пустынь, в частности, Сахары, связывают с человеческой деятельностью. Площадь орошаемых земель в Средней Азии в древности превышала современную, но орошение велось неправильно и привело ко вторичному засолению почв и засыпанию их подвижными песками. Гибель цивилизации майя, по мнению некоторых ученых, частично обусловлена слишком интенсивной обработкой нестойких почв тропического пояса.

Во всех этих случаях, как и в целом ряде других, противоречие между человеком и природой нарастало главным образом в сельскохозяйственной сфере. Новым фактором обострения экологического положения стало развитие капиталистического способа производства и индустриализации, которые были осуществлены в процессе промышленной революции XVII-XVIII вв. По существу, в последние четыре века человечество сначала в лице западной цивилизации, а затем и глобально развернуло крупномасштабную войну с природой. Результатом ее стал глобальный экологический кризис, который соединяет все предшествующие кризисы и добавляет новый – кризис редуцентов, связанный с ростом загрязнений.

Четыре выше описанных типа обществ отражают разную степень взаимодействия человека с окружающей средой и разный уровень общественного производства. В обществе непосредственного единства человека с природой первый вид человека - Человек Умелый – был, как и остальные виды животных, незаметным и равноправным членом природного сообщества. На второй стадии, в охотничье-собирательском обществе, Человек Прямоходящий, а позже Человек Неандертальский изобрели более интенсивные способы получения пищи, но они оставались в тех же рамках, что и другие природные виды: хищники ведь тоже охотники, а травоядные – собиратели. На третьей стадии, в земледельческо-скотоводческом обществе, Человек Разумный создает принципиально новый тип добычи пищи – собственное ее производство. Традиционные формы единства человека и природы разрушились, и начался процесс создания «второй природы». В недрах сельскохозяйственного общества зарождались предпосылки будущей индустриальной цивилизации (ремесленная деятельность, выплавка металлов и т.п.). Революционное изменение орудий труда в процессе промышленной революции XVII-XVIII вв (использование дополнительной энергии, сначала пара, затем сжигания нефти и газа) привело к четвертому типу общества – индустриальному, которое в настоящее время перестраивается в пятый тип – постиндустриальное, которое можно трактовать как информационное общество (на основе  происходящей информационной революции) или как общество устойчивого развития (если человечество сможет гармонизировать свои отношения с природой).

Вопросы и задания

  1.  Благодаря чему первобытный человек мог бескризисно сосуществовать с окружающей средой?
  2.  Как первобытные верования человека связаны с его отношением к природе?
  3.  Что такое тотемизм, фетишизм, анимизм, аниматизм и каково их экологическое значение?
  4.  Каковы этапы взаимоотношений человека и природы?
  5.  Что такое непосредственное единство человека с природой?
  6.  Как осуществился переход от присваивающего к производящему хозяйству?
  7.  Что такое неолитическая революция и почему она так называется?
  8.  Какая революция предшествовала индустриальному обществу?
  9.  Какой экологический переход, на ваш взгляд, осуществляется в современном постиндустриальном обществе?


Лекция 10. Глобальный экологический кризис:

содержание и причины

Изучение современного состояния (эмпирического базиса социальной экологии) вместе с изучением истории (исторического базиса социальной экологии) и экологии как науки о взаимодействии живых организмов с окружающей средой составляют три краеугольных камня, на которых строятся социально-экологические концепции взаимодействия общества и природы.

I. Научно-техническая революция и  глобальный экологический кризис

Антропогенный период, т.е. период, в котором возник человек, является революционным в истории Земли. Человечество проявляет себя как величайшая геологическая сила по масштабам своей деятельности на нашей планете. А если вспомнить о непродолжительности времени существования человека по сравнению с жизнью планеты, то значение его деятельности предстанет еще яснее.

Технические возможности человека изменять природную среду стремительно возрастали, достигнув своей высшей точки в эпоху научно-технической революции. Ныне он способен осуществить такие проекты преобразования природной среды, о которых еще сравнительно недавно не смел и мечтать.

Казалось бы, человек становится все менее зависимым от природы, подчиняя ее своему влиянию, преображая в соответствии со своими целями. Однако все чаще слышатся слова «охрана природы», «экологический кризис» и т.п. Выяснилось, что рост могущества человека ведет к увеличению отрицательных для природы и в конечном счете опасных для существования человека последствий его деятельности, значение которых только сейчас начинает осознаваться.

Можно сказать, что шаги человечества вперед по пути научно-технического прогресса неотступно сопровождали, как тень, негативные моменты, резкое обострение которых приводило к экологическим кризисам. Но ранее имели место локальные и региональные кризисы, поскольку само воздействие человека на природу носило преимущественно локальный и региональный характер и никогда не было столь значительным, как в современную эпоху. Древние охотники могли, истребив животных на какой-либо территории, перейти на другое место; древние земледельцы могли, если почва подвергалась эрозии и продуктивность ее снижалась, освоить новые земли.

В настоящее время представляется обоснованной точка зрения, согласно которой плотность заселения Земли приближается к критической. Население земного шара растет по экспоненте, о чем предупреждал еще Мальтус. В начале нашей эры на Земле находилось 250 млн. человек. Понадобилось 1,5 тыс. лет до того, чтобы оно удвоилось. К концу XIX века население планеты достигло 1 млрд., в 1987 году на Земле жило 5 млрд. человек, а в 2000 г – 6 млрд (т.е. на прибавление последнего миллиарда ушло всего 13 лет).

Характерной особенностью нашего времени является интенсификация и глобализация воздействия человека на окружающую его природную среду, что сопровождается небывалыми ранее интенсификацией и глобализацией негативных последствий этого воздействия. Кризисных точек как в проблемном, так и в пространственном смысле становится все больше, и они оказываются тесно связанными между собой, образуя становящуюся все более частой сеть. Именно это обстоятельство и позволяет говорить о наличии глобального экологического кризиса и угрозе экологической катастрофы.

Рассмотрим более подробно современную экологическую ситуацию на нашей планете. Процессы жизнедеятельности человека можно в общем плане представить следующим образом. Человек берет у природной среды необходимые ему вещества, энергию и информацию, преобразовывает их в полезные для себя продукты (материальные и духовные) и возвращает в природу отходы своей деятельности, образующиеся как при преобразовании исходных веществ, так и при использовании изготовленных из них продуктов. Материально-производственная часть деятельности человека выражается в незамкнутой цепи:

Вещество

Энергия                           Полезный                       Отходы

Информация                     продукт

Каждый из этих элементов влечет за собой, помимо всего прочего, негативные последствия, которые можно разделить (конечно же, до некоторой степени условно) на реальные отрицательные последствия, ощутимые сейчас (например, загрязнение природной среды, эрозия почвы и т.д.) и потенциальные опасности (исчерпание ресурсов, техногенные катастрофы и др.).

Современный экологический кризис разрастается в двух направлениях: увеличивается глобальное загрязнение и снижается разнообразие биосферы вследствие разрушения естественных экосистем.

В ХХ веке соединились три исторических экокризиса – кризис консументов, продуцентов и редуцентов - и масштабы этих кризисов перестали быть региональными, но стали глобальными вследствие того, что производственная деятельность человека стала сопоставимой с деятельностью биосферы в целом:

1) человек добывает и перемещает в год 140-150 млрд т твердых пород, а биосфера (суммарная работа ветра, воды, вулканов, живых организмов и др.) – 115-120 млрд т;

2) химические соединения, созданные человеком, содержащиеся в стоках в мировой океан составляют 50% от природных;

3) сравнимыми с природной деятельностью стали промышленные выбросы SO2, CO2, N2 и других соединений;

4) в производство вовлекается такое количество ресурсов и энергии, которые в 100-1000 раз превосходят биологические потребности человека;

5) человек занял под сельскохозяйственные угодья от 30 до 40% суши;

6) орошение затрагивает более 20% пахотной земли.

Вторая тенденция – разрушение естественных экосистем и снижение их разнообразия – привела:

1) к полному исчезновению некоторых экосистем, например, степи умеренной зоны;

2) сокращению территории леса с 75% в начале неолита до 25% в начале XXI века;

3) под угрозой полного исчезновения находятся 30% видов животных и 10% видов растений. Скорость вымирания беспозвоночных составляет 1 вид в день, а  позвоночных - 1 вид в 3-5 лет. Темпы современного вымирания видов в 100-1000 раз превосходят скорость вымирания динозавров.

II. Причины глобального экологического кризиса

Можно выделить следующую цепочку причин экологического кризиса:                                                                           

                                                                                                религия

                                                                                                культура

рост      →           производство → техника → наука →               идеология

народонаселения                                                                              психология

1. Естественнонаучные корни экологических трудностей. Один из корней экологического кризиса (с точки зрения научного познания взаимоотношений человека и природной среды) — чрезмерный аналитизм научного мышления, который в стремлении все дальше проникнуть в глубь вещей, таит в себе опасность отхода от реальных явлений, от целостного взгляда на природу. Искусственная изоляция какого-либо фрагмента реальности дает возможность его углубленного изучения, однако при этом не учитываются связи данного фрагмента со средой.

Аналитическая направленность науки оценивалась по большей части положительно. С аналитического расчленения Универсума начинается наука; в областях, которые наиболее доступны такому расчленению (как, например, физика), наука достигает наибольшего успеха, и эти области становятся как бы эталонами знания. Аналитический метод, который считали основным в науке такие умы, как Т. Гоббс, есть, по существу, модификация известного лозунга «разделяй и властвуй». Иначе говоря, наука имеет дело с частными фрагментами реальности, с предметами познания, которые вычленяются путем определенной проекции на объект исследования.

Аналитизм, лежащий в самом фундаменте научного подхода к действительности, вполне отвечает стремлению человека практически овладеть предметным миром, поскольку сама преобразовательная деятельность в своей сущности также преимущественно аналитична. «Человек стремится вообще к тому, чтобы познать мир, завладеть им и подчинить его себе, и для этой цели он должен как бы разрушить, т.е. идеализировать, реальность мира»18. Наука ранее «разрушала» мир идеально, но ныне она начинает вносить свой вклад в реальное разрушение мира (достаточно вспомнить дискуссии среди генетиков относительно опасности экспериментирования со штаммами бактерий).

Фундаментальной особенностью структуры научной деятельности, вытекающей из ее преимущественно аналитического характера, является разделенность науки на обособленные друг от друга дисциплины. Корни экологических трудностей связаны и с разрывом между науками, неравномерностью их развития, что определяется как внутренней спецификой науки, так и влиянием общественных потребностей. Важно иметь в виду, что «виновато» не конкретное научное достижение, а то, что вслед за ним не происходит соответствующих изменений в других областях знания, не модифицируется научная система в целом. Науке не хватает гибкости, которая свойственна биосфере.

Современный этап взаимоотношений общества и природы соединением науки и техники в единую систему с обратной связью, но эта связь не всегда является отрицательной, часто положительной, усиливающей негативные тенденции,

2. Религиозные причины экологического кризиса. «Экологические отношения человека глубоко обусловлены его верованиями относительно своей природы и судьбы, то есть религией, — пишет Л. Уайт19. Л. Уайт утверждает, что наука на Западе развивалась в рамках теологии и ее основная цель была понять божественный разум путем открытия принципов функционирования его творений. Христианский же взгляд на отношение человека к природе исходит из того, что Бог создал человека по своему образу и подобию и в физическом мире нет ничего, что имело бы какую-либо цель, кроме цели обслуживания человека. «И благословил их Бог, глаголя: раститеся и множитеся, и наполняйте землю, и господствуйте ею, и обладайте рыбами морскими и зверями и птицами, и всеми скотами, и всею землею» (Бытие. I. 28; ср. в Коране: «Поклонитесь вашему Господу... который землю сделал для вас ковром, а небо зданием, и низвел с неба воду и вывел ею плоды пропитания для вас» (2, 19-20)).

Основными чертами отношения человека к природе, которое присуще иудео-христианской традиции, являются, по Л. Уайту, противопоставление духа человека его телу (плоти) и представление о том, что Бог санкционировал господство человека над землею и всеми живыми существами. Л. Уайт видит одно из экологически негативных последствий господства иудео-христианской традиции в том, что она способствовала преодолению прежних языческих представлений и присущего им обожествления природы.

Прежние цивилизации смогли избежать экологической катастрофы, по мнению Л. Уайта и других авторов, по той причине, что в религиях Востока и в античной мифологии было принципиально иное представление о взаимоотношении человека и природы, базирующееся на анимизме и смирении человека перед стихийными силами природы. Такие религии можно назвать экофильными.

Этот принцип сохраняется в восточных религиях. Конфуцианство и синтоизм основаны на гармоничном содружестве человека с природой. «Будь чистым» — это душа исконной японской религии синто. «В сущности, синто — это обожествление природы, рожденное восхищением ею. Японцы поклонялись предметам и явлениям окружающего мира не из страха перед непостижимыми и грозными стихийными силами, а из чувства благодарности природе за то, что, несмотря на внезапные вспышки гнева, она чаще бывает ласковой и щедрой. Даосизм проповедует: пусть природа идет своим путем, не нарушаемым дерзким и неуместным человеческим вмешательством. Термин «у вэй» (отсутствие вмешательства) — великий лозунг и неписанное правило даосизма всех столетий

Идея единства, целостности многообразного природного мира, каждого его фрагмента, является фундаментальной для философии древних индийцев. Согласно буддизму, «все в одном, один во всем». Буддизм продолжает линию мифологической всесвязанности и сопричастности. К этой линии, тщательно логически проработанной и вполне осознанной, в буддизме добавляется, причем становясь главенствующей, нравственная составляющая. Она накладывает принципиальные ограничения на природопреобразовательную деятельность человека.

По мнению другого европейского философа А. Мерсье, экофобность западной цивилизации связана с западным понятием прогресса, основанного на идее эксплуатации природы. Он различает греческую традицию, в соответствии с которой главным в интересе к природе было удивление ею и восхищение ее красотою и таинством, и иудейскую традицию, в соответствии с которой природа дана людям в их распоряжение для ее эксплуатации. А. Мерсье считает, что не религия сама по себе виновна в экологическом кризисе, а принцип эксплуатации природы, нашедший свое выражение в Ветхом Завете. В дальнейшем капитализм смог в полной мере воспользоваться этим принципом. Общий вывод А. Мерсье таков: подлинный прогресс заключается не в обладании природой, не в ее эксплуатации, и вообще не в обладании, а в нравственном самовоспитании.

3. Культурные причины экологического кризиса. Западная концепция культуры рассматривает человека как самое выдающееся творение природы, уникальный мозг которого дает ему не только способность, но и право эксплуатировать все другие существа и ресурсы Земли. Противоположная концепция, тесно связанная с дальневосточными цивилизациями, полагает, что человек — один из биологических видов, наравне с другими подчиняющийся законам природы. И хотя человек наиболее конкурентоспособный вид, он, преследуя свои цели, неизбежно разрушает природу, которую очень слабо понимает.

Объяснение феномена стремления к власти над природой, исходя из идеи детерминированного цикличного развития культуры, дал О. Шпенглер. Он рассматривает цивилизацию с ее практическим духом как последнюю фазу развития культуры. Поскольку современный Запад находится на стадии цивилизации, то западный человек стал цивилизованным. «Энергия культурного человека, — пишет Шпенглер, — устремлена вовнутрь, энергия цивилизованного — на внешнее… Тенденция к расширению, это — рок, нечто демоническое и чудовищное, охватывающее позднего человека эпохи мировых городов, заставляющее его служить себе независимо от того, хочет он этого или не хочет, знает он об этом или нет. Жизнь — это осуществление возможностей, а для мозгового человека остается одна только возможность - распространения»20.

Итак, одной из культурных причин экологического кризиса может быть переход данной культуры в ее завершающую стадию — цивилизацию. Но Шпенглер указывает в своей работе и другую культурную причину — специфику самой западной культуры, душу которой он называет фаустовской в противоположность аполлоновской душе античной культуры. Фаустовскую культуру он называет «культурой воли». «Чистое пространство фаустовской картины мира есть совершенно особая идея, не только экстенсивность, но также протяженность как действие, как преодоление только чувственного, как напряженность и тенденция, как воля к власти…. Вследствие этого фаустовская культура была в высшей мере завоевательной, она преодолела все географически-материальные границы: в конце концов она превратила всю поверхность земли в одну колониальную область»21.

Философия Шпенглера создала идейную основу для тех, кто видит причину экологического кризиса в особенностях западной культуры на определенном этапе ее развития. Однако и культурная причина не является единственной, поскольку экологический кризис пришел и в такие восточные страны, как Япония, где традиционно культивировалось единство человека и природы.

4. Классово-социальные причины экологического кризиса. Некоторые исследователи полагают в связи с этим, что основной причиной разрыва и противопоставления человека и природы служит классовая дифференциация общества. С ее обострением и накоплением социальных противоречий росло отчуждение человека от человека и параллельно ему отчуждение от природы. В итоге, «только при капитализме природа становится всего лишь предметом для человека, всего лишь полезной вещью; ее перестают признавать самодовлеющей силой, а теоретическое познание ее собственных законов выступает лишь как хитрость, имеющая целью подчинить природу человеческим потребностям, будь то в качестве предмета потребления, или в качестве средства производства»22.

Капиталист спешит получить прибыль, так как действует принцип «все или ничего», и он преуспевает в этом, воздействуя на производство и психологию масс. Капитализм вовлекает всех в безумную гонку производства и потребления, порождая новый тип общества – общество потребления. Человек в капиталистическом обществе — источник рабочей силы, а природа — источник сырья. «Выжимание пота» и «выжимание ресурсов» идут рука об руку. Господство одних над другими стимулирует стремление к господству над природой всех.

Таким образом, глубинной причиной экологического кризиса, который начался именно в наше время в определенной части планеты, является потребительская ориентация современной западной цивилизации, входящая в противоречие с фундаментальными законами природы. Возникающая проблема заключается в том, что если ставить материальное благополучие превыше всего, то материальные потребности в принципе могут расти беспредельно, в то время как возможности их удовлетворения биосферой в любой данный момент времени ограничены и конечны. Если все же пытаться их удовлетворить, то возникает и укрепляется дух соперничества и насилия и неизбежно начинается эксплуатация одних людей другими и природы — всеми, ведущая к экологическому и прочим кризисам цивилизации.

Потребительская цивилизация есть одновременно цивилизация насилия, даже если в ней преобладает не грубое прямое, а мягкое «цивилизованное» насилие. Последнее в условиях жесткой конкуренции между странами сбивается на создание крайне агрессивных вариантов, в которых насилие начинает затмевать потребительство.

5. Психологические причины экологического кризиса. Сама же потребительская цивилизация не есть результат некоего объективного процесса, протекающего вне и помимо воли людей, а следствие становления агрессивно-потребительской структуры личности. Подобная личность и создает цивилизацию, чреватую всевозможными кризисами. Философ Ф. Ницше выразил ее суть — волю к власти, экономист А. Смит сформулировал ее экономические интересы — производить как можно больше товаров, психолог З. Фрейд определил, что ее желания коренятся в подсознании.

Агрессивность и потребительство обедняют природу и культуру эксплуатируемых народов и ландшафтов, делая тем самым мир менее устойчивым, поскольку устойчивость по законам экологии растет с ростом разнообразия. Человек как личность упрощается и теряет свою целостность и устойчивость, подталкивая мир и приближаясь сам к краху.

Отвечая на вопрос, кто виноват в современном экологическом кризисе, следует назвать: 1) правящий олигархический класс, принимающий решения и эксплуатирующий все другие слои населения посредством денежного насилия и более грубых и прямых его форм; 2) агрессивно-потребительскую идеологию, насаждаемую этим классом и впитываемую остальными слоями общества; 3) низкий духовный и нравственный уровень населения, не позволяющий противостоять господствующей идеологии.

Анализ современной экологической ситуации позволяет сделать три вывода:

1. Чтобы спасти мир, необходимо перейти от агрессивно-потребительской цивилизации к альтернативному типу цивилизации, существенной чертой которого будет раскрытие глубинных потенций бытия человека, а не просто культивирование потребностей.

2. Самоограничение потребностей и насилия, чтобы быть действенным, должно основываться не на принуждении, а на свободном волеизъявлении индивидов.

3. Такое возможно только при становлении любовно-творческой структуры личности и образа жизни.

Вопросы и задания

  1.  В чем суть глобального экологического кризиса?
  2.  Чем он отличается от исторически более ранних экокризисов?
  3.  Кто или что виновно в разрастании экологического кризиса?
  4.  Каковы научно-технические корни глобального экокризиса?
  5.  Каковы его религиозные корни?
  6.  Какова культурная причина глобального экокризиса?
  7.  Каковы его социальные причины?
  8.  Какова структура современной личности, виновная за экокризис?
  9.  Что должно, на ваш взгляд, сделать человечество, чтобы выйти из кризиса?


Лекция 11. Глобальные проблемы современности, связанные с экологическим кризисом

Первая глобальная проблема – собственно экологическая. В наше время экологический кризис развивается в двух направлениях: с одной стороны, природопреобразовательная деятельность человека захватывает все новые регионы, лишая растения и животных естественной среды обитания и тем самым разрушая естественные экосистемы, а, с другой стороны, усиливается загрязнение природной среды, в том числе веществами, которые не могут быть утилизированы природой – радиоактивными отходами, ядохимикатами и искусственными полимерами. И обе эти тенденции становятся глобальными.

Слово «экология» сейчас встречается в лозунгах, под которыми проходят демонстрации в различных странах мира (так называемое   движение «зеленых» - самая известная организация «Гринпис»), упоминается в официальных государственных документах, в статьях ученых, юристов, журналистов и представителей других профессий. В самом широком смысле слова экологический взгляд на мир предполагает при определении ценностей и приоритетов человеческой деятельности учет последствий влияния, которое эта деятельность оказывает на природную среду, равно как и влияние природной среды на человека.

В 70-х годах ХХ века по заданию Римского клуба – неправительственной организации, объединившей бизнесменов, ученых, общественных деятелей различных стран, - было проведено глобальное моделирование, с целью исследования негативных экологических тенденций в мире. Моделирование, проведенное в Массачусетском технологическом институте (США), показало, что при отсутствии социально-политических изменений в мире и сохранении технико-экономических тенденций быстрое истощение природных ресурсов примерно в 2030 г приведет к замедлению роста промышленности и сельского хозяйства и как следствие к резкому падению численности населения, т.е. к демографической катастрофе. Если предположить, что достижения науки и техники обеспечат возможность получения неограниченного количества ресурсов, катастрофа наступит от чрезмерного загрязнения окружающей среды. При допущении, что общество сможет решить задачу охраны природы, рост населения и выпуск продукции будут продолжаться до тех пор, пока не исчерпаются резервы пахотной земли, а затем, как во всех предыдущих вариантах, наступит коллапс. Катастрофа неминуема, потому что все опасные для человечества тенденции нарастут с прогрессирующей интенсивностью, и беда может подкрасться незаметно и стать  актуальной, когда поздно будет что-либо сделать.

Позже была построена глобальная модель, в которой мир разделен на 10 регионов с учетом экономических, социально-политических и идеологических различий. Результаты моделирования в этом случае показали, что можно ожидать не одну глобальную, а несколько региональных катастроф и, прежде всего, продовольственный кризис в Юго-Восточной Азии, вследствие отставания темпов роста производства продуктов питания от темпов роста народонаселения.

Вторая глобальная проблема, связанная с экологической проблемой, - проблема предотвращения мировой термоядерной войны. Компьютерное моделирование показало, что если в возникшем ядерном конфликте будет использована только часть смертоносного потенциала атомного и водородного оружия, то и тогда на Земле наступит «ядерная зима» или «ядерная ночь», т.е. от совокупного действия радиации, взрывов и пожаров в воздух попадет огромное количество пылевых частиц, которые резко уменьшат попадание солнечных лучей на поверхность Земли и резко понизят температуру воздуха, что сделает невозможным существование человека и большинства видов жизни на Земле. Количество стран, имеющих или могущих стать обладателями ядерного оружия, неуклонно растет и вместе с тем растет опасность термоядерной войны.

Обе глобальные проблемы – проблема предотвращения термоядерной войны и экологическая проблема - тесно связаны друг с другом. Например, концепция глобализации, господствующая в западных странах, основывается на том, что природные ресурсы Земли могут обеспечить комфортное существование только 1 миллиарду людей, и в это число привилегированных должно войти прежде всего население Запада, составив так называемый «золотой миллиард». Численность же остальных народов должна сократиться. Известно высказывание бывшего премьер-министра Великобритании М.. Тэтчер, что для России достаточно населения в 50 млн человек.

Подобные заявления и соответствующая им политика ведут к тому, что в большинстве стран мира растет протест против такого варианта глобализации, который уже проводится в жизнь НАТО и США (в частности, в отношении Югославии, Афганистана, Ирака). В связи с этим растет угроза терроризма и мировой термоядерной войны. Возникает мощное движение антиглобализма, в том числе и в самих западных странах.

Третьей (а правильнее было бы сказать первой и основной) является демографическая проблема. «Демографическая революция» или «демографический взрыв» начался в 50-е годы ХХ века и связан с резким увеличением разрыва между рождаемостью и смертностью в развивающихся странах. Благодаря широкому использованию достижений медицины - предупреждению эпидемических заболеваний и снижению младенческой смертности – уровень смертности сократился в 2-3 раза, а показатели рождаемости снизились незначительно. Численность населения (млн чел)  в мире увеличивалась быстрыми темпами: в 1950 г– 2515, в 1970 г – 3698, в 1990 г – 5292, в 2000 – 6000, в 2020 г (по прогнозу ООН) – 8000, в 2050 г – около 11000. Среднегодовой темп роста населения в данное время стабилизировался на уровне 1%, но абсолютный прирост возрастает.

Существует общемировая тенденция снижения рождаемости в условиях экономического роста стран. Этап снижения рождаемости прошла Европа в середине ХХ века, Япония – в 1970-80-е годы, намечается снижение рождаемости в развивающихся странах Латинской Америки. Высокая рождаемость в настоящее время тесно связана с бедностью. В этом плане весьма характерно высказывание американского социолога и демографа Л. Брауна, который подразделил все страны мира на две группы: с низким приростом населения и высоким уровнем жизни  и высоким приростом населения и ухудшающимися условиями жизни. Эта проблема входит в общее различие ситуации стран Севера (развитые страны Европы  и Северной Америки) и Юга (слабо развитые страны Африки, Юго-Восточной Азии, Латинской Америки, Китай, Индия). Такая тенденция вполне проявлена, исключение составляет Россия, в которой наблюдается отрицательное движение численности населения и ухудшение условий жизни. В настоящее время демографическая проблема предстает в виде альтернативы: или человечество найдет средства, способы и силы для ее решения, или разрушающаяся усилиями человека природа избавится от вида Человек Разумный, который так вторгается в биосферу, как ни один вид за всю ее историю.

Тесно связана с демографической четвертая проблема - продовольственная. Это самая древняя проблема человечества. Здесь также видно различие стран Севера и Юга: хроническое постоянное голодание и недоедание, несбалансированность рациона (нехватка животных белков, однообразное питание и др.) – это проблема слабо развитых стран Юга. Примерно 2/3 населения мира почти не потребляют животных белков, в то время как проблемой западных стран становится избыточный вес и ожирение большинства населения. Так, в США доля людей с избыточным весом составляет у мужчин и женщин 72 и 64% соответственно; в Германии 60 и 45%, в России 47 и 52%, а вот в Японии 29 и 21%.

Решение проблемы питания связано с развитием сельского хозяйства, которое может идти экстенсивным путем, связанным с расширением пахотных земель, и интенсивным путем, за счет механизации, использования минеральных удобрений и ядохимикатов, селекции высокоурожайных сортов растений и продуктивных пород скота. И тот и другой путь имеют вполне отчетливые ограничители. Для экстенсивного увеличения продуктов питания требуется вырубка лесов, которых и так осталось немного (леса занимают немного более 20% территории суши). При интенсивном способе хозяйствования минеральные удобрения и ядохимикаты быстро разрушают плодородный слой почвы, превращая планету в пустыню. Выход видится в экологичном сельском хозяйстве, которое будет использовать органические удобрения, малую технику, естественных врагов вредителей сельского хозяйства.

Пятая проблема – проблема преодоления отсталости слабо развитых стран (стран Юга) - также тесно связана с двумя предыдущими и с проблемой глобализации. Если не на словах, а на деле будет признано право на жизнь всех цивилизаций и культур, и развитые страны окажут экономическое, политическое и культурное содействие отсталым странам, появится надежда на глобальное выживание человечества.

Шестая глобальная проблема человечества связана с использованием природных ресурсов, главным образом топливных и сырьевых. Она возникла в связи взрывным ростом потребления топлива и сырья в ХХ веке: за 80 лет с начала века его было добыто и потреблено больше, чем за всю предыдущую историю человечества. Расточительная эксплуатация и исчерпание энергоресурсов и сырья отнимают право на благополучную жизнь у последующих поколений. На этой проблеме также видна альтернативы стран Севера и Юга: развитые страны, население которых составляет менее 20% от общего количества населения, потребляют около 80% энергоресурсов планеты, хотя эта тенденция несколько изменилась в связи с быстрым экономическим ростом стран с высокой численностью населения – Китая и Индии.

Седьмая глобальная проблема связана с использованием Мирового океана – его энерго- и сырьевых ресурсов, водных ресурсов в результате опреснения морской воды, увеличения добычи морепродуктов, интенсификация марикультуры (морского хозяйства) и других.

Восьмая глобальная проблема – это проблема мирного освоения Космоса. Особое значение имеют наблюдения из космоса за различными объектами лито-, атмо- и гидросфер – полезными ископаемыми, почвами, растительным покровом суши, климатом, мировым океаном. Исследования космоса создают прецедент для мирного сотрудничества различных государств, так как космические полеты – слишком дорогое удовольствие для национальных программ.

Вопросы и задания

1.Какие глобальные проблемы связаны с глобальным экологическим кризисом?

2. Какую из них можно назвать основной?

3. Какова связь демографической проблемы с экологической?

4. Каковы тенденции современной демографии?

5. Какова связь проблемы ресурсов с экологической проблемой?

6. Можно ли, на ваш взгляд, решить глобальные проблемы человечества? Если можно, то как?


Лекция 12. Экологические аспекты демографической проблемы

Одна из современных социальных тенденций получила название демографического взрыва. В начале новой эры на Земле жило примерно 250 млн человек. Понадобилось 1500 лет для того, чтобы оно удвоилось. За последние 25 лет население Земли увеличилось почти на 2 млрд. Если данные темпы роста сохранятся, к концу XXI в. на Земле будет проживать уже более 10-12 миллиардов человек, что неизбежно обострит борьбу за природные ресурсы и еще более усилит разрыв между богатыми и бедными странами, который сейчас стремительно растет.

  1.  Некоторые демографические показатели

Основные демографические характеристики популяции человека такие же, как популяционные характеристики других видов животных. Это рождаемость, смертность, естественный прирост (все – на 1000 человек населения в год), средняя продолжительность жизни, а также характерные только для человека - фертильность (коэффициент рождаемости: количество детей на одну женщину), смертность новорожденных и другие.

Развитие демографической ситуации в ХХ веке имеет некоторые закономерности, которые можно обозначить как фазы демографического перехода (Рис. 7). I фаза характеризуется высокой рождаемостью и

Рисунок 7. Фазы демографического перехода

(1 – рождаемость, 2 – смертность, 3 – естественный прирост)

высокой смертностью и называется примитивной стабильностью. На II фазе резкое снижение смертности в результате улучшения жизни людей приводит к увеличению естественного прироста и называется собственно демографическим взрывом. Наступление III фазы характеризуется переходом  от многодетной к малодетной семье, дальнейшим снижением смертности, но еще большим снижением рождаемости. На IV фазе происходит некоторое увеличение смертности, объясняющееся старением населения при снижении рождаемости. Происходит простое замещение поколений или даже некоторая депопуляция. Впервые демографический переход начался в Европе в XVIII веке, когда в результате промышленной революции естественный прирост населения повысился до 20-30 человек. В начале ХХ в. страны Европы вступили во II фазу перехода, а в настоящее время большинство из них находятся на III-IV фазе. Слабо развитые страны (страны Юга) в большинстве находятся во второй фазе в состоянии демографического взрыва.

Демографический прирост «съедает» увеличение урожаев, достигнутое в результате «зеленой революции». Например, в Индии количество зерна увеличилось в 3 раза за последние 30 лет, а на душу населения осталось прежним. В последнее время отмечается некоторое снижение скорости роста населения - с 2% в 1970-е гг. до 1% к 2010 г. Но абсолютный прирост населения мира по-прежнему увеличивается.

  1.  Демографические отличия между странами Севера и Юга

В 1970-е годы демографы ввели классификационные отличия между странами Севера (Европа, Сев. Америка, Россия) и странами Юга (остальные). Страны Севера по численности составляли 20% населения мира, имели прирост населения 0,6% в год, высокую долю стариков (старше 60 лет) – более 20% и низкую долю детей (менее 20%) в половозрастных пирамидах (Рис. 8). В настоящее время в некоторых из

Рисунок 8. Различия половозрастных пирамид стран Севера и Юга

(страны Севера – В или Г, страны Юга – А)


стран Юга – Китае, Индии, Бразилии, осуществляющих экономический скачок, наблюдается снижение прироста населения, хотя в абсолютных величинах их доля в приросте все еще очень высока вследствие высокой общей численности населения.

Почему в странах, где уровень жизни очень невысокий, рождается много детей, а в развитых странах с высоким уровнем жизни фертильность близка 1? Причины указанной тенденции видятся в следующем (Табл. 6):

1. экономические: «лучшее противозачаточное средство – это экономический рост» (закон Л. Брауна). В странах с резко возрастающим уровнем экономического развития происходит быстрое снижение фертильности. Например, в Бразилии в начале ее экономического роста в 1972-93 гг доходы населения выросли с 1000 долларов до 6000 в год, а фертильность снизилась с 6 до 2,8.

2. социальные: в большинстве стран Юга нет пенсий, поэтому дети – надежда на сытую старость; раннее включение детей в трудовую жизнь; неучастие женщин в общественной жизни; небольшие расходы на образование детей и другие;

3. медицинские: низкий уровень медицинской культуры,  отсутствие контрацепции, замена грудного вскармливания искусственным (в странах Африки под влиянием фирм-монополистов);

4. религиозные: запрет абортов в странах ислама; социальный статус женщины зависит от ее плодовитости (в странах Африки).

Таблица 6. Показатели состояния социального здоровья современного общества 1995-1996 гг

Страна

Бюджет-ные ассигно-вания на здраво-охранение в %

к ВНП

Продолжи-тельность жизни (мужчины, 1996 г)

Продолжи-тельность жизни (женщины, 1996 г)

Детская смерт-ность на 1000 чел.

Коэффи-циент рождае-мости

(кол-во детей на 1 жен.)

Уровень

смертности

среди рожениц

(число случаев

на 100000)

Бразилия

2,7

63

71

36

2,4

160

Британия

5,8

74

80

6

1,7

9

Китай

2,1

68

71

6

1,9

115

Египет

1,6

64

67

33

3,3

170

Франция

8,0

74

82

5

1,7

15

Германия

8.2

73

80

5

1,3

22

Индия

0.7

62

63

65

3,1

437

Япония

5,7

77

83

4

1,4

8

Мексика

2,8

69

75

32

2,9

110

Нигерия

0,3

51

55

78

5,4

1000

Россия

4.1

60

73

17

1,3

53

США

6,6

74

80

7

2,1

12

Тенденции демографических отличий стран Севера и Юга усиливаются: в следующие 15 лет (до 2025 г) 95% мирового прироста населения придется на страны Юга. Соотношение новорожденных между Югом и Севером сейчас 9 : 1, а станет в 2025 г 20 : 1. Прогноз численности населения таков (Табл. 7).

Таблица 7. Современное состояние и прогноз численности населения

к середине века

Страна

2009 г

2050 г

Китай

Индия

США

Индонезия

Бразилия

Пакистан

Бангладеш

Россия

Нигерия

Япония

1330

1120

300

230

190

170

145

142

130

125

1400

1600

400

290

250

300

240

112

260

110

III. Современная демографическая ситуация в Российской Федерации

В нашей же стране, несмотря на ее огромные размеры и неисчерпаемые природные богатства демографическая ситуация противоположна мировой тенденции. Период нормального и даже ускоренного роста населения России закончился к началу ХХ в. Затем темпы сократились, что происходило и в других развитых странах. Демографическую ситуацию в России осложнили две мировые войны, три революции, гражданская война, восстания и репрессии по отношению к мирному населению.

После 1991 г количество умерших в России ежегодно превышает число родившихся на 800-950 тысяч человек, а численность населения, начиная с 1999 г каждый год, сокращается на 750-900 тысяч человек. Коэффициент фертильности  упал с 9 в начале ХХ века до 3 в середине ХХ в. и до 1,2 в конце ХХ в, т.е. каждая женщина в России в среднем имеет одного ребенка. Для того же, чтобы численность населения сохранялась на постоянном уровне, он должен составлять 2,15, т.е. 90% женщин должны иметь двух детей, а остальные трех и более.

Растущее количество страдающих бесплодием женщин и мужчин, бездетных семей делает необходимым для простого воспроизводства населения России, чтобы у половины семей было трое детей. Однако опросы общественного мнения показывают, что большинство российских семей хотят иметь не больше 1-2 детей. Что же касается российской молодежи, то она более прагматично относится к созданию «семейных гнезд», предпочитая им решение материальных проблем. Можно предположить, что факторы материального порядка (уровень доходов, обеспеченность жильем и т.п.) и впредь будут существенно влиять на репродуктивные установки молодежи, формируя стратегии так называемого «отложенного рождения».

Реформы 90-х годов ХХ века привели к падению уровня благосостояния населения. Соотношение средней зарплаты к прожиточному минимуму упало  с 3,16  (1991 г) до 1,86 в середине 90-х годов, т.е. работающий человек уже не может прокормить на свою зарплату одного ребенка. Одновременно пропагандирование в СМИ высоких стандартов потребления, характерных для западных стран, привело к росту потребностей (особенно у молодого поколения). «Ножницы» между возможностями и потребностями ведут к уменьшению рождаемости.

Растет количество абортов, по которому Россия идет на первом месте в мире. Их основная причина - финансовые проблемы (так считает 40% опрошенных), боязнь за будущее ребенка (21%), жилищные проблемы (15%).

Имеет место так называемый «российский крест» - перекрещивающиеся кривые рождаемости и смертности: первая направлена вниз, вторая - вверх. Рождаемость и смертность в 1999 г составила соответственно 8,4 и 14,7 на 1000 человек. Если по рождаемости можно найти несколько развитых стран, где этот показатель еще ниже, чем в России, то уровень смертности в России выше, чем в среднем в слаборазвитых странах Азии и Африки.

Это «сверхсмертность», которой нет нигде в мире. Смертность детей первого года жизни в России в 2-4 раза выше, чем в экономически развитых странах. Очень велика смертность мужчин трудоспособного возраста – из-за травматизма, алкоголизма и других болезней, а также убийств.

По продолжительности жизни Россия также поставила свой рекорд. Нигде в мире нет такого разрыва в продолжительности жизни мужчин и женщин (у мужчин около 60 лет, у женщин 73 года). В целом же продолжительность жизни российских мужчин намного отстает от уровня развитых стран, приближаясь к уровню стран слаборазвитых

Причиной сверхсмертности считается кризис после распада СССР и его проявления в различных областях: 1) экономический кризис и бедность основной массы населения; 2) низкий уровень медицины и отказ от ее бесплатности; 3) социальный стресс и неудовлетворенность жизнью; 4) высокий уровень и опасные формы потребления алкоголя, табака и наркотиков; 5) неблагополучная экологическая ситуация. Конечно, данные феномены взаимосвязаны. Например, увеличение потребления алкоголя и потребление наркотиков (последнего в СССР вообще не было) может быть следствием социального кризиса и неудовлетворенности жизнью и т.д.

Большое значение в решении демографической проблемы имеют расходы на медицину и здравоохранение. И в этой области Россия значительно отстает от большинства развитых стран мира. Казалось бы цифра 4,1 в таблице 7 ненамного меньше, чем 6,6 у США. Но это проценты от валового национального продукта, который у России в десятки раз меньше, чем у США. В демографической сфере необходима государственная помощь семье и переориентация ценностей самого населения, осознавшего, что будущее нации зависит не от числа автомобилей, а от числа детских колясок.

Вопросы и задания

1.Каковы основные показатели демографического здоровья нации?

2. Что характеризуют фазы демографического перехода?

3. Каковы демографические различия между странами Севера и Юга?  К чему может привести это углубляющееся различие?

4. Почему демографическую ситуацию в России назвали «русский крест»?

5. Каковы тенденции мировой демографической ситуации?

6. Какова связь демографической и экологической проблем?


Лекция 13. Экологические аспекты продовольственной проблемы

Исторически в любые периоды жизни человечества голод был одним из главных регуляторов его численности. В процессе неолитической революции человек научился производить пищу, чего не мог ни один вид до него. Но даже сейчас при высоком уровне производства продовольствия почти 20% мирового населения страдает от голода (более всего в Африке: в 1983-1985 гг в результате неурожаев из-за засухи погибло около 10 млн человек) и еще столько же от неполноценной пищи (нехватки животных белков).

Производство продовольствия в мире непрерывно росло, но с разной скоростью в разные годы и в разных регионах мира. Самый высокий прирост продуктивности зернового хозяйства отмечался с 1950 по 1980 гг – «зеленая революция» - (на 2-2,5% ежегодно), опережая темпы роста населения (1,5-1,8% в год) и обеспечивая тем самым увеличение среднедушевого потребления зерна. В XXI веке общемировое производство зерна замедлилось, а в перерасчете на душу населения даже сократилось.

В среднем на человека в год сейчас производят примерно 350 кг зерна (пшеница, рис, кукуруза и др.). Общая пищевая ценность производимого продовольствия составляет  в среднем 2600 ккал в сутки, что соответствует средней норме. Но из-за неравенства распределения число голодающих растет.

Продовольственную ситуацию в мире можно охарактеризовать словами М. Цветаевой как «голод голодных и сытость сытых». «Голодные» - страны Юга – испытывают острый недостаток в животных белках. Особенно страдают дети. Известны детские заболевания, происходящие от недостаточного потребления белка на разных возрастных стадиях: 1) детский маразм: возникает при кормлении младенцев слишком разбавленным детским питанием (матери экономят молочный порошок, не понимая последствий) и ведет к умственной отсталости; 2) квашиоркор: африканское название болезни, развивающейся после отнятия от груди и ведущей к отставанию в росте, весе, характерному голодному отеку тела.

20% населения стран Севера потребляет 80% производимых молока и мяса. Переедание и несбалансированность рациона в этих странах приводит к росту людей с избыточным весом (Рис. 9). Самая неблагополучная страна – США, где не существовало традиционной национальной кухни, а самая благополучная из развитых – Япония, где суточные рационы традиционно низки по калорийности и преобладают морепродукты.

Связь продовольственной проблемы с экологической очевидна: во многих регионах сельское хозяйство достигло пределов землепользования и дальнейшее повышение урожаев невозможно. С другой стороны, ежегодно из севооборота выходит 0,1% пашни в результате эрозии. Расширение пашни почти невозможно, так как дальнейшая вырубка лесов грозит полным разрушением биосферы.

Рисунок 9. Доля людей с избыточным весом в разных странах


Вопросы и задания

1. Когда продовольственная проблема стояла наиболее остро – в древности или сейчас?

2. В чем заключается продовольственная проблема в странах Севера?

3. В чем продовольственная проблема в странах Юга?

4. Какие возможности решения продовольственной проблемы есть у человечества?


Лекция 14. Энергетическая проблема и истощение природных ресурсов

Природные объекты и явления, которые человек может использовать в процессе труда, называются природными ресурсами. По степени истощения они делятся на неисчерпаемые и исчерпаемые (Рис. 10).

Рисунок 10. Классификация природных ресурсов

Природные ресурсы

                   Исчерпаемые                             Неисчерпаемые

 

Невозбновимые  Возобновимые  Космические   Климатические  Водные

Богатства недр     Почва,               Солнце             Воздух                Мировой

                              Флора               Приливы           Ветер                 океан

                              Фауна                и др.

В середине ХХ в. особое беспокойство вызывало очень быстрое истощение богатств недр и возможная гибель человечества из-за полного исчерпания нефти и рудных месторождений. Сейчас к проблеме истощения недр добавилась проблема «истощения» наземных экосистем в результате вырубки лесов, почвенной эрозии, загрязнения, исчезновения видов, а возобновимые ресурсы тоже стали ощущаться как невозобновимые.

В данной лекции мы остановимся на проблеме исчерпания энергоресурсов и полезных ископаемых.

I. Энергетическая проблема

Энергоресурсы отличаются от других ресурсов Земли тем, что они расходуются безвозвратно: углеводороды сгорают, выделяя тепло, углекислый газ и сопутствующие газы.

Эпоха энергетического кризиса началась в 1974 г, когда слаборазвитые страны, производители нефти осознали, что промышленный мир живет за их счет, и резко подняли цены на нефть. Нефтяной кризис известил Запад, что произойдет, когда источники нефти начнут иссякать, и за них началась настоящая война, в которой не брезгуют никакими средствами, включая вторжение и захват страны, обладающей нефтью (США в Ирак).

В 1980-е годы структура энергопотребления была таковой: нефть – 36%, газ – 24%, уголь – 24%, гидроресурсы – 5%, атомные электростанции – 6%, сжигание древесины и торфа – 5%. Страны Севера потребляли 80% энергоресурсов при основном энергоносителе - нефти (67%). Страны Юга, потреблявшие всего 20% мировой энергии, в качестве энергоносителей использовали некоммерческие источники – древесину, торф, биогаз с очень низким КПД (менее 10%)23. В начале XXI века экономический рост в Китае и Индии выводит их в лидеры энергопотребления и привычная схема Север – Юг разрушается.

Энергетическая проблема видится в настоящее время состоящей из трех проблем: истощения энергоресурсов, создания технологий сбережения и альтернативной энергетики.

1. Расчетные суммарные запасы нефти на Земле составляют 1800 гигабаррелей, человечество потребило немногим более половины запаса, а к 2023 г потребит 80%. Добыча нефти в соответствии с законом М.К. Хубберта «будет осуществляться до тех пор, пока добывать ее дешевле, чем получать с ее помощью электроэнергию». Период, когда спрос превысит добычу, а темпы добычи нефти начнут снижаться, приходится по расчетам на 2020-е годы.

2. Энергосберегающие технологии могут работать на всех этапах энергопотребления. Например, в России потенциал энергосбережения составляет около 50%, т.е. примерно половина выработанной энергии попросту пропадает. Потери в результате нефтедобычи составляют около 40% (извлечение нефти из пластов составляет в России 30%, а в развитых странах более 70%), КПД котельных в России 67%, а в Европе – 95%, потери в тепловых сетях составляют у нас около 25%. Повышение эффективности использования энергии в промышленности и ЖКХ – это первоочередная задача в нашей стране.

3. Альтернативная энергетика постепенно отвоевывает позиции в структуре энергопотребления: 1) широкое распространение получила ветровая энергетика, 1 квт которой в 3 раза дешевле, чем на ТЭС и АЭС; 2) гелиоэнергетика, хотя и остается очень дорогой, широко применяется в развитых странах субтропиков (например, в Израиле и на Кипре). Перспективна альтернативная энергетика на водородном топливе, биогазе и др.

II. Проблема исчерпания полезных ископаемых

Как и энергоресурсов, использование других полезных ископаемых достигло в конце ХХ в. максимальных показателей. По прогнозам в начале XXI в. человечество исчерпает пятую часть запасов железа, половину никеля и кобальта, большую часть свинца, цинка и вольфрама. Месторождения с высоким содержанием металлов уже исчерпаны и разрабатываются бедные месторождения (Табл. 8).

Таблица 8. Мировая обеспеченность исчерпаемыми природными ресурсами (в числителе – обеспеченность в годах, в знаменателе – до какого года)

Природные ресурсы

Данные из: Земля и человечество, 1985

Данные из: Геологи-ческая служба, 1993

Энергетические:

нефть

газ

уголь

уран

Черные металлы:

железо

марганец

хром

титан

ванадий

вольфрам

Цветные металлы:

медь

кобальт

свинец

цинк

олово

алюминий

сурьма

ртуть

Золото

Алмазы

35/2020

45/2030

125/2110

105/2090

20/2005

45/2030

50/2035

35/2020

30/2015

24/2007

20/2005

70/2050

25/2010

23/2008

45/2036

64/2054

330/2320

30/2040

120/2110

270/2260

65/2055

100/2090

84/2074

50/2040

54/2044

25/2015

25/2015

26/2016

350/2340

21/2011

26/2017

Ресурсосбережение в настоящее время видится по следующим направлениям: 1) более полное извлечение чистого продукта из руды (сейчас только 1-5% реализуется в чистой продукции, а остальное идет в отход); 2) добыча сопутствующих компонентов (например, из железной руды можно добывать сопутствующий титан, селен, галлий, из медной – цинк, серу, железо, молибден и др.); 3) понижение металлоемкости изделий; 4) использование вторичного сырья (к примеру, 1 т чугунного или стального лома сберегает 3,5 т минерального сырья, 2 т железной руды, 1 т кокса и 0,5 т известняка). Переработка другого вторичного сырья – макулатуры, стекла и пластмассы - также весьма экологична, так как сберегает энергию и образует существенно меньше отходов.

Вопросы и задания

1.Чем принципиально энергоресурсы отличаются от других полезных ископаемых?

2. Каковы аспекты современной энергетической проблемы?

3. Приведите примеры мировых альтернативных энерготехнологий.

4. В чем состоят проблемы ресурсосбережения?

5. Приведите примеры ресурсосберегающих технологий.


Лекция 15. Некоторые аспекты глобальной экологии

Проблемы, созданные деятельностью человека и затрагивающие всю биосферу, относятся к предмету глобальной экологии. Среди них наиболее значительными в настоящее время кажутся четыре: разрушение озонового слоя, перегрев планеты, кислотные дожди и высокие уровни загрязнения атмо-, лито- и гидросфер. В данной лекции рассмотрим первые три, а о загрязнениях поговорим в лекции 18.

  1.  Проблема разрушения озонового слоя

Атмосфера, воздушная оболочка Земли, имеет слоистое строение (Рис. 11). Самый нижний 8-10 километровый слой – тропосфера – содержит 4/5 всей массы воздуха. При удалении от поверхности земли происходит понижение температуры на 60 на каждый километр. На высоте тропопаузы понижение температуры прекращается и она остается почти постоянной – 60-700 С. В следующем слое – стратосфере – находится слой с высокой концентрацией озона. В стратосфере температура повышается до 00 в стратопаузе. В  мезосфере температура снова понижается до -900 в мезопаузе. Слои термосферы (80-1000 км) и ионосферы (1000-2000 км)  – наиболее разреженные слои атмосферы – выполняют роль защитного экрана от ионизирующих излучений.

Рисунок 11. Строение атмосферы

Состав атмосферы постоянен: азота - 78,3%, кислорода – 20,95%, углекислого газа – 0,03%, аргона – 0,93% с небольшой примесью других инертных газов. Состав воздуха поддерживается за счет непрерывного поглощения и выделения газов живыми организмами. В результате хозяйственной деятельности людей в последние десятилетия происходит изменение баланса газов в атмосфере. Особенно большую озабоченность вызывает истоньшение озонового слоя, увеличение концентрации углекислого газа и снижение концентрации кислорода.

Озоновый слой является естественным экраном, который поглощает жесткое ультрафиолетовой излучение с длиной волны менее 290 нм. С 1982 года наблюдается уменьшение озонового слоя со скоростью 4% в год. К 2000 году его толщина над Антарктидой и Арктикой уменьшилась на 50%, что было названо «озоновыми дырами». Ученые называют разные причины снижения концентрации 03 – загрязнение воздуха фреонами (CFCl3), которые под действием ультрафиолета разлагаются на активные ионы Cl и F, взаимодействующие с озоном; хлорирование воды; использование водородного топлива космическими кораблями и др. Дальнейшее уменьшение озонового экрана грозит ростом числа онкологических заболеваний, особенно рака кожи.

  1.  «Парниковый эффект» или перегрев планеты

Увеличение в атмосфере концентрации так называемых «парниковых» газов (углекислого, сернистого, аммиака, метана, окислов азота и др.) вызывает в атмосфере изменение насыщения тепловых потоков. Солнечное излучение – это электромагнитное излучение, для прохождения которого молекулы воздуха не являются препятствием, но доходя до поверхности Земли это излучение частично поглощается литосферой, а частично отражается, но теперь уже тепловым излучением. Поэтому молекулы воздушных примесей становятся для него микроэкранами, возвращающими поток обратно к поверхности. Происходит дополнительный нагрев поверхности Земли.

Количество углекислого газа за ХХ в. увеличилось с 0,0293 до 0,0324%, что вызвало среднегодовое увеличение температуры на 0,80. Повышение температуры особенно ощутимо в высоких широтах, где изменение среднегодовых температур на 4-60 вызвало увеличение скорости таяния ледников (особенно в Антарктиде и Арктике). Предполагается, что дальнейшее повышение температуры ведет к повышению уровня мирового океана (на несколько метров), затоплению низменных участков, усилению движения литосферных плит, несбалансированному изменению климата.

  1.  Проблема кислотных дождей

Определение pH осадков в середине XIX в. дало неожиданный результат – среда капель дождя оказалось слабокислой, а не нейтральной. Позже было найдено объяснение: некоторые газы (например, сернистый или окислы азота), соединяясь с водой в верхних слоях атмосферы,  образуют кислоты в соответствии с реакцией:

SO2 + O2 → (на свету) SO3          SO3 + H2OH2SO4   

Аналогично окислы азота превращаются в азотную кислоту.

pH осадков в некоторых промышленных районах опускается до 3, т.е. на землю выпадают высокие концентрации серной и азотной кислот. Причиной резкого роста концентраций сернистого газа является сжигание энергоресурсов – бензина, нефти, угля, вообще углеводородов. Негативные последствия кислотных дождей многообразны: подкисление почв, особенно губительное для злаков, но также для корневых волосков других культур; повреждение тканей и листвы, ведущее к болезням; подкисление водоемов, вызывающее быстрое вымирание икры и молоди беспозвоночных и рыб, которые предпочитают слабощелочную среду (7,5).

Вопросы и задания

1.Что такое озоновый экран?

2. От чего он защищает обитателей Земли? Каковы последствия его разрушения?

3. Можно ли «парниковые» газы также назвать экраном?

4. Увеличение концентрации какого газа особенно волнует ученых? Почему?

5. Какие кислоты «падают» нам на головы?

6. Почему все указанные проблемы можно объединить в одну проблему - глобального изменения климата?


Раздел 3. Загрязнение и рациональное природопользование

Лекция 16. Глобальные модели будущего и «пределы роста»

I. Глобальное моделирование

Первые попытки создания глобальных моделей будущего развития человечества были осуществлены Дж. Форрестером и группой Д. Медоуза на основе разработанного Форрестером метода системной динамики, позволяющего исследовать поведение сложной структуры взаимосвязанных переменных.

Модели мира состояли из пяти секторов (уровней): народонаселение, промышленное производство, сельскохозяйственное производство, природные ресурсы, состояние природной среды, - соединенных друг с другом прямыми и обратными связями. Ранее строились формальные модели отдельных сторон действительности - развития экономики, роста численности населения и т.д. Но выявление связей между этими тенденциями (в соответствии с представлениями о биосфере как единой системе) столь же важно, как и изучение их в отдельности.

Компьютерное моделирование, проведенное в Массачусетском технологическом институте (США), показало, что при отсутствии социально-политических изменений в мире и сохранении его технико-экономических тенденций быстрое истощение природных ресурсов вызовет около 2030 года замедление роста промышленности и сельского хозяйства и в результате - резкое падение численности населения. Если предположить, что достижения науки и техники обеспечат возможность получения неограниченного количества ресурсов (как предполагалось во втором сценарии анализа модели), катастрофа наступает от чрезмерного загрязнения окружающей среды. При допущении, что общество сможет решить задачу охраны природы (третий сценарий), рост населения и выпуска продукции будет продолжаться до тех пор, пока не исчерпаются резервы пахотной земли, а затем, как во всех предыдущих вариантах, наступает коллапс. Катастрофа неминуема, потому что все пять опасных для человечества тенденций растут по экспоненте, и беда может подкрасться незаметно и актуализироваться, когда поздно будет что-либо сделать. Рост по экспоненте - коварная вещь, и человечество может оказаться в положении раджи, который легко согласился заплатить изобретателю шахмат растущее по экспоненте количество зерен (за первое поле одно зерно, за второе - два, за третье - четыре и т.д.), а потом горько раскаялся в этом, поскольку всех его запасов не хватило для того, чтобы отдать обещанное.

Основываясь на своих результатах, создатели моделей считали необходимым создать глобальное равновесие и дали в последней главе своей книги «Пределы роста» следующие рекомендации по предотвращению грозящей опасности: 1) стабилизировать численность населения планеты; 2) законсервировать промышленное и сельскохозяйственное производство на современном уровне (1970-е); 3) 10% прибыли от добычи нефти расходовать на исследования в области альтернативных технологий. Глобальное равновесие, как считают Медоуз и его коллеги, не будет означать застоя, ибо человеческая деятельность, не требующая большого расхода невосполнимых ресурсов и не приводящая к деградации природной среды (в частности, наука, искусство, просвещение, спорт), может развиваться неограниченно.

 Концепция «пределов роста» имеет позитивное значение в социально-политическом плане, поскольку направлена на критику основополагающего принципа капитализма - ориентации на безудержный рост материального производства и потребления. Однако, предположение, что правительства всех стран можно уговорить или заставить поддерживать численность населения на постоянном уровне, явно не реалистично, а отсюда, помимо всего прочего, вытекает невозможность принятия предложения о стабилизации промышленного и сельскохозяйственного производства. Можно говорить о пределах роста в определенных направлениях, но не об абсолютных пределах. Задача заключается в предвидении опасностей роста в каких-либо направлениях и выборе путей гибкой переориентации развития.

В методологическом плане критике был подвергнут высокий уровень осреднения переменных, характеризующих процессы, протекающие в мире. Например, в модели Медоуза представлены средние темпы роста населения планеты, а не темпы роста в отдельных странах, средний уровень загрязнения природной среды, а не конкретные показатели в различных районах земного шара и т.д. Все эти величины сильно варьируют. Использование средних значений переменных, сильно отличающихся друг от друга по величине, может привести к ошибочным результатам. Например, максимальные темпы роста населения на планете превышают минимальные во много раз, однако в модели представлено среднее значение.

 В модели Медоуза почти не был представлен научно-технический прогресс. Это аргументировалось тем, что о науке и технике будущего ничего не известно. Авторы «Пределов роста» признают, что, возможно, объем человеческих знаний, так же, как население и экономика мира, растет экспоненциально, но из этого, по их мнению, не следует, что технологическое применение знания тоже растет по экспоненте. Например, удвоение урожая не создает предпосылок для следующего его удвоения. Критике подверглись предположения группы Медоуза об экспоненциальном характере основных тенденций мирового развития и жестких физических пределах, которые накладывает на это развитие биосфера. Указывалось, что в моделях мира не представлена возможность целенаправленного воздействия на социально-экономическую систему в случае ее развития в нежелательном направлении: поведение общества запрограммировано как неизменное. Отсутствие социальной обратной связи в модели не позволило представить в ней защитные механизмы, препятствующие катастрофе.

Критический анализ моделей Форрестера и Медоуза выявил положительные и отрицательные стороны их работы, которую в целом следует оценить как негативное моделирование, показавшее, что грозит человечеству в случае сохранения и развертывания некоторых негативных тенденций технико-экономического развития при отсутствии принципиальных научно-технических и социокультурных изменений в мире. Однако, у Форрестера и Медоуза отсутствует то, что можно назвать важнейшим методологическим принципом позитивного моделирования - конструктивный преобразовательный аспект. Не было учтено также, что модель должна конструироваться таким образом, чтобы учитывалась не только вероятность данного развития событий (точнее, возможность осуществления нескольких вариантов с разной степенью вероятности), но и, так сказать, желательность данной реконструкции природной среды.

Несмотря на серьезную критику моделей мира попытки глобального моделирования продолжались. М. Месаровичем и Э. Пестелем на основе методики «иерархических систем» была построена регионализированная модель, в которой мир разделен на 10 регионов с учетом экономических, социально-политических и идеологических различий. Каждый из этих регионов, в свою очередь, разделен на взаимодействующие иерархические сферы или страты: экологическую, включающую антропогенно преобразуемую неживую природу и весь живой мир, кроме человека; технологическую - совокупность созданной техники и ее воздействие на природную среду; демо-экономическую, оказывающую влияние на развитие техники; социально-политическую, в которую входят «формальные организации» - правительства, официальные учреждения и т.п., а также «неформальные организации» - религиозные и политические движения, оказывающие влияния на деятельность формальных организаций; наконец, индивидуальную страту, которая охватывает условия физического и психологического развития человека.

В модели Месаровича и Пестеля заложено около ста тысяч соотношений (в более ранних моделях мира их было несколько сотен). Результаты их моделирования показали, что можно ожидать не одну глобальную, а несколько региональных катастроф. Месарович и Пестель отмечают, что основной причиной экологических опасностей является стремление к количественному экспоненциальному росту без качественных преобразований экономической системы. Авторы полагают, что мировую систему следует рассматривать как единое целое, в котором все процессы настолько взаимосвязаны, что промышленный рост каких-либо регионов без учета изменений в других регионах может вывести мировую экономическую систему из устойчивого состояния. Глобальные модели Месаровича и Пестеля показали, что угроза экологической катастрофы отодвигается при органичном сбалансированном росте всей мировой системы. Наиболее приемлемыми оказались модельные варианты взаимодействия между регионами, в которых действие развивалось по сценариям кооперации.

Концепции «пределов роста» Месарович и Пестель противопоставили концепцию «органического роста», считая, что экологические трудности могут быть преодолены без отказа от роста мировой экономической системы в том случае, если рост будет сбалансированным и органичным, наподобие, скажем, роста дерева. Указанные концепции не являются диаметрально противоположными. Пределы роста существуют, но возможности его увеличиваются, если он сбалансирован, а это требует качественных изменений.

II. Концепция устойчивого развития

Глобальные модели типа модели органического роста, являясь в большей степени позитивными, привели к формированию концепции устойчивого развития, которая сформулирована на конференции по окружающей среде ООН, происходившей в Рио-де-Жанейро в 1992 г. Устойчивое развитие понималось как «модель движения вперед, при котором достигается удовлетворение жизненных потребностей нынешнего поколения без лишений такой возможности будущих поколений. В широком смысле стратегия устойчивого развития направлена на достижение гармонии между людьми (друг с другом) и между Обществом и Природой». Основных принципов устойчивого развития два: экономическое развитие в отрыве от экологии ведет к превращению планеты в пустыню; упор на экологию без экономического развития закрепляет нищету и несправедливость.

Концепция устойчивого развития предполагает, что определенные параметры должны сохранять постоянное значение, а именно: 1) физические константы; 2) генофонд; 3) участки всех главных экосистем в их первозданном виде (иначе нельзя судить о произведенных человеком изменениях); 4) здоровье населения. Таким образом, охрана природной среды, как и здравоохранение, входит составной частью в данную концепцию. Цель охраны природы двояка: 1) обеспечить сохранность таких качеств окружающей среды, которые не должны меняться; 2) обеспечить непрерывный урожай полезных растений, животных, а также необходимые человеку ресурсы путем сбалансирования цикла изъятия и возобновления. Что и сколько можно изымать из биосферы, а что нельзя - определяется с помощью моделирования.

Изъятие максимального количества приводит не только к исчерпанию ресурса, но и к ухудшению качества продукции. Вырубка леса, при которой достигается максимальный объем получаемой древесины, вызывает уменьшение величины деревьев и ухудшение качества древесины. Ориентация на «иметь» противостоит ориентации «быть», имея в виду, что она ухудшает качество и человека, и природной среды. Нельзя одновременно добиться и максимального количества и наилучшего качества. Ограничения на пользование землей, водой и другими ресурсами - единственное средство избежать перенаселения или чрезмерного истощения ресурсов планеты. В отношении к дикой природе человек должен превратиться из безрассудного хищника в благоразумного хозяина. Если это произойдет, то можно будет устойчивость понимать также в смысле непрерывности развития. Оба значения сходятся, так как если некоторые параметры будут оставаться неизменными, то развитие сможет стать непрерывным.

Альтернативой разумному регулированию взаимоотношений человека и природы является действие отрицательной обратной связи (повышение плотности популяции усиливает действие механизмов, уменьшающих эту плотность) в иной форме - нищета большей части населения планеты, обострение борьбы между государствами, войны и т.д. Концепция устойчивого развития позволяет соединить биологические понятия устойчивого развития и эволюции, а также удовлетворить стремление человека к созиданию.

Экологическая доктрина Российской Федерации (ЭДРФ) была принята при подготовке ко Всемирному саммиту (Рио + 10) в 2002 г. Ее основное содержание, как и концепции Рио, исходит из того, что устойчивое развитие предусматривает равное внимание к экономической, социальной и экологической составляющим общества и признание невозможности развития человеческого общества при деградации природы.

Вопросы  и задания

  1.  Каковы возможности моделирования в решении экологической проблемы?
  2.  Что такое глобальное моделирование и почему оно так называется?
  3.  Какие характеристики входили в первые и последующие модели мира?
  4.  Чем модели мира Месарович и Пестеля отличались от моделей мира группы Медоуза?
  5.  В чем опасность тенденции роста производства и потребления?
  6.  Как вы понимаете название книги группы Медоуза «Пределы роста»?
  7.  Известный психолог и философ ХХ в. Э. Фромм высказал идею о двух возможных ориентациях: «иметь» и «быть». Как отмеченная точка зрения связана с концепциями глобального будущего?
  8.   Каковы главные принципы концепции устойчивого развития?
  9.  Почему она появилась в 1990-е годы? Могла ли раньше?


Лекция 17. Некоторые аспекты экологии человека

  1.  Понятие здоровья и комфортности окружающей среды

Понятие здоровья было сформулировано еще в античности: «Это состояние психического и физического благополучия, которое дает человеку возможность стойко и не теряя самообладания переносить любые жизненные невзгоды» (Перикл, V в. до н.э.). Здоровье человека зависит от состояния окружающей среды, в которой действуют природно-экологические, социально-экологические и другие факторы. От индивидуального здоровья следует отличать популяционное, или общественное, здоровье, которое характеризуется такими показателями, как средняя продолжительность жизни, естественный прирост, младенческая смертность и др.

1. Природно-экологические факторы. Их воздействие менялось в истории отношений человека с природной средой. Для человека эпохи палеолита главными причинами смерти были – травмы, полученные на охоте и при стычках с другими людьми, а на втором месте – голод, а средняя продолжительность его жизни не превышала 26 лет. Недостаток пищи ограничивал численность совместно проживающих людей: Человек Умелый жил небольшими группами – 20-25 чел., и лишь к  концу палеолита произошло укрупнение групп уже Человека Разумного до 50-70 чел.

В неолите произошел переход от охоты и собирательства к сельскому хозяйству и оседлому образу жизни. Оседлый образ жизни  способствовал появлению постоянных поселений - деревень, мест наиболее интенсивного воздействия человека на окружающую среду и взаимодействия людей между собой. Увеличение количества продуктов питания повысило общую численность населения Земли до 26,5 млн человек (6 тыс. лет назад) и способствовало укрупнению групп первобытных земледельцев до нескольких сотен человек. Продовольствие уже не ограничивало численность населения и главным регулирующим фактором становятся болезни. Скопление относительно большого количества людей на ограниченных площадях создавало условия для распространения среди них различных инфекционных болезней. Существовали различные источники заболеваний: древние болезни предков – малярия, гельминтозы; болезни домашних животных, которые перешли к человеку, – коровья оспа, крысиный сыпной тиф и др., а также болезни, возникшие в результате мутаций прежде безвредных паразитов, - чума, холера. Например, чумная эпидемия в VI в. в Восточной Римской империи за 50 лет унесла около 100 млн человек.

Комфортность жизни определялась такими абиотическими факторами как температура (40% населения мира живет в умеренной зоне листопадного леса); освещенность (человек, как и его предки, приматы, – дневное солнцелюбивое существо); набор микроэлементов – (существуют районы с разным содержанием микроэлементов - природные биогеохимические провинции, например в горах не хватает йода, что вызывает эндемичный зоб, в других районах - дефицит металлов Fe, Mg, Mn, что ведет к анемии и т.д.), сочетание климатических факторов (человек с самого начала селился вблизи водных экосистем: речные цивилизации, позже морские, а теперь океанические); суточные и сезонные факторы.

2. Социально-экологические факторы. В ХХ в. усиливается влияние искусственной, урбанизированной, среды, «второй природы», которая создает свои болезни, связанные с гиподинамией, перееданием, психоэмоциональными стрессами. В связи с этим появились «болезни века» - сердечно-сосудистые, онкологические, аллергические, психические заболевания, СПИД.

Экологические факторы урбанистической среды наибольшее влияние оказывают на: 1) акселерацию – увеличение размеров и тела и более раннее половое созревание, которая вероятно связана с улучшением физических условий жизни; 2) биологические ритмы – дневной образ жизни сменяется ночным вследствие электроосвещения, которое удлинило день, что чревато психическими расстройствами и расстройствами сна; 3) аллергизацию, связанную с нарушениями иммунной системы и появлением большого количества искусственных соединений и загрязнителей; 4) увеличение онкологических заболеваний, которые являются следствием внутриклеточных мутаций в результате воздействия канцерогенных веществ, различных излучений, онковирусов; 5) рост числа людей с избыточным весом; 6) увеличение доли новорожденных с низкими показателями физической зрелости, что является индикатором крайне неблагоприятного состояния окружающей среды; 7) появление новых инфекционных заболеваний: в начале ХХ века появился грипп, в 1980-е – СПИД, позже разрослись эпидемии гепатита A, B и C, «атипичной пневмонии», «птичьего гриппа» и др.

II. Гигиена здоровья

Гигиена – это наука о здоровом образе жизни, которая связывает здоровье с состоянием среды. Зачатки гигиены заложены еще во времена Гиппократа, но как наука она развивается с начала ХХ в. Задачи гигиены: 1) разработка научных основ санитарного надзора и законодательства; 2) мероприятия по оздоровлению населения;

3) охрана здоровья детей и подростков; 4) санитарная экспертиза качества пищевых продуктов, воды и предметов бытового обихода.

Современный раздел гигиены – валеология – «это теория и практика формирования, сохранения и укрепления здоровья индивида с использованием медицинских и парамедицинских технологий». Главная цель валеологии – создать предупреждающие заболевания индивидуальные технологии здорового образа жизни.

Вопросы и задания

1. Каков предмет экологии человека?

2. Какие факторы можно назвать природно-экологическими?

3. Какие факторы можно назвать социально-экологическими?

4. Какие факторы больше влияли на жизнь доцивилизационного человека?

5. Какие болезни можно назвать «болезнями ХХ века»? Какими были болезни Х века до н.э.?

6. Что такое природная биогеохимическая провинция?

7. Объясните влияние недостатка микроэлементов на здоровье человека.

8. Объясните влияние основных социально-экологических факторов.

9. Что является предметом науки гигиены?


Лекция 18. Загрязнение как основная тенденция

экологического кризиса

Как уже говорилось ранее, биосфера – устойчивая экологическая система, которая существует на Земле около 4 млрд лет. Но в последние сто лет воздействие человека на биосферу  нарастает огромными темпами. Почти все антропогенные воздействия негативно влияют на природу, за исключением таких, которые способствуют восстановлению разрушенных экосистем, например восстановление лесов, рекультивация земель и некоторые другие. Суммарную антропогенную деятельность, таким образом, можно назвать загрязнением природы.  Загрязнение есть неблагоприятное изменение окружающей среды, которое является результатом человеческой деятельности и меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. В последующих разделах рассмотрим загрязняющие процессы и основные загрязнители в трех сферах Земли – гидросфере, литосфере и атмосфере.

  1.  Загрязнение гидросферы

Существование биосферы и жизнь человечества всегда было основано на использовании воды. В.И. Вернадский писал, что «картина видимой природы определяется водой». Позитивная нота этого утверждения в конце ХХ в. наполнилась отрицательным содержанием: «Чистая вода вскоре положит верхний предел экономическому развитию развитых стран» (Л. Пайнер).   

Современное загрязнение гидросферы слагается из двух составляющих – собственно загрязнения и исчерпания пресных вод. Основными загрязнителями вод являются химические, биологические и физические загрязнители (Табл. 9).

Таблица 9. Основные загрязнители воды

Химические загрязнители

Биологические загрязнители

Физические (механи-ческие) загрязнители

Кислоты

Щелочи

Соли

Нефтепродукты

Пестициды

Тяжелые металлы

Фенолы

Азотные минеральные удобрения

Вирусы

Бактерии

Простейшие

Водоросли

Дрожжевые и плесневые грибки

Радиоактивные вещества

Взвешенные твердые частицы

Тепло

Шлам

Песок

Ил

Глина

Основными загрязнителя морских экосистем являются нефтяные углеводороды, которые покрывают поверхность океанов тонкой пленкой, блокирующей поступление света, кислорода и т.п., тяжелые металлы, которые накапливаются в пищевых цепях прибрежных участков океанов, а также пестициды, сносимые из сельскохозяйственных угодий течением рек и отравляющие воды. Вошел в историю как сигнал начала экологического бедствия эпизод отравления ртутью в японской деревне Минамата. В рыбе и моллюсках ближайшего к деревне залива накопилось столько соединений ртути, которую выбрасывали с лакокрасочного завода, что от нарушений ЦНС погибло более 100 жителей. Болезнь минамата – символ несчастий, которые несет бесконтрольное давление на среду. До определенного предела морские экосистемы могут противостоять вредным воздействиям токсичных веществ, используя накопительную, окислительную и минерализующую функции гидробионтов, но затем порог превышается и начинается отравление среды.

Основной загрязняющий процесс в пресных водах – это эвтрофикация (цветение) водоемов, которая вызывается избыточным поступлением в воду биогенных элементов – фосфора, азота и других – из удобрений, моющих веществ, отходов животноводства и т.п. Разрастание массы специфических водорослей (в основном сине-зеленых) в процессе эвтрофикации вызывает гниение вод, нарушение пищевых цепей, ускоренное зарастание водоемов.

Под исчерпанием вод понимается их недопустимое сокращение (подземные воды) или уменьшение стока (поверхностные воды). Практически во всех крупных городах формируются так называемые депрессионные воронки – пустоты (глубиной до 100 м), вызванные интенсивной эксплуатацией мощными водозаборами, что грозит городу проседанием почв. Изъятие на хозяйственные нужды большого количества поверхностных вод ведет к региональным кризисам наподобие катастрофы Аральского моря, когда орошение пустыни водами Амударьи и Сырдарьи, привело к снижению уровня воды в море на 13 м. Осушенное дно стало источником пыльных бурь и засоления окружающих территорий.

  1.  Загрязнение литосферы

Техногенные загрязнение затрагивают такие составляющие литосферы, как почва, горные породы и недра. Почва является основным звеном круговорота веществ в экосистемах: здесь высвобождается энергия и накапливаются биогенные элементы. Основные проблемы почв: 1) эрозия: разрушение или снос верхних слоев почв ветровыми (ветровая) или водными (водная) потоками; 2) загрязнение пестицидами, минеральными удобрениями, нефтепродуктами и т.п.; 3) засоление почв в результате чрезмерного полива; 4) опустынивание – необратимое изменение почвы, растительности и всей биоты, которое возникает в результате непрекращающейся эрозии почв; 5) отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.

В процессе деятельности человека горные породы, слагающие верхнюю часть земной коры, испытывают разнообразные воздействия – статические (давление) и динамические (удары, толки, вибрации), что вызывает ответную реакцию горных пород: 1) оползни на склонах гор, рек, морей, оврагов; 2) подтопление – повышение уровня грунтовых вод, вызванное созданием водохранилищ, засыпкой и асфальтированием, утечкой воды из коммуникаций.

О проблеме недр мы уже говорили, когда рассматривали энергетическую проблему. Здесь добавим, что недра не только являются источником ресурсов и местом захоронения отходов,  но частью среды обитания человека и других живых существ. Разработка недр оказывает вредное влияние практически на все компоненты наземных экосистем: отвалы горных пород захламляют терриконами огромные территории, строительство горнорудных предприятий является экологическим бедствием для данной территории, так как добыча – самая «грязная» отрасль промышленности.

III. Загрязнение атмосферы

В лекции 15 приведена схема структуры атмосферы. Атмосфера выполняет сложную функцию защиты Земли от опасных космических излучений, в ней происходят некоторые круговороты веществ (например, воды) и процессы очистки воздуха.

Основными химическими загрязнителями атмосферы являются: диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода и твердые частицы. Результатом их высоких концентраций является смог – общее загрязнение воздушной среды: 1) влажный (лондонский) смог образуется в безветренную погоду при нулевых температурах в зоне высоких концентраций SO2 и CO; 2) ледяной (аляскинский) – при очень низких температурах и избытке диоксида серы; 3) фотохимический (лос-анжелесский) – в крупных городах на свету при высоких температурах разложение оксида азота вызывает появление озона – агрессивного ядовитого вещества. Влияние химических загрязнителей на здоровье велико, что можно видеть на примере влияния выхлопных газов автомобилей (Табл. 10).

Таблица 10. Влияние выхлопных газов автомобилей на здоровье человека

Вредные вещества

Последствия воздействия на организм человека

Оксид углерода

Препятствует абсорбированию кровью кислорода, что ослабляет мыслительные способности, замедляет рефлексы, вызывает сонливость и может быть причиной потери сознания и смерти

Свинец

Влияет на кровеносную, нервную и мочеполовую системы; вызывает снижение умственных способностей у детей, откладывается в костях и других тканях

Оксиды азота

Увеличивают восприимчивость к вирусным заболеваниям, раздражают легкие, вызывают бронхит и пневмонию

Озон

Раздражает слизистую оболочку органов дыхания, снижает сопротивляемость к простудным заболеваниям, обостряет хронические заболевания сердца, вызывает астму, бронхит

Тяжелые металлы

Вызывают рак, нарушение функций половой системы и дефекты  у новорожденных

Основными физическими загрязнениями атмосферы являются радиоактивное, шумовое, электромагнитное и тепловое загрязнения.  Радиоактивная составляющая фона Земли формируется на 5/6 из естественной радиации (радиоактивный фон Земли и космическое излучение) и на 1/6 из искусственной радиации (рентген в медицине, атомная энергетика, радиоактивный фон бытовых приборов и т.п.). Шумовое загрязнение возникает при уровнях более 50 дб и постоянно повышается в городских условиях. Электромагнитное воздействие затрагивает живые клетки, поскольку большинство молекул клетки имеет электрический заряд. Тепловое загрязнение связано с  промышленным «перегревом» планеты, так как предприятия промышленности сжигают запасы энергоресурсов.

Вопросы и задания

1.Какое химическое вещество является главным загрязнителем океанов? Пресных вод? Атмосферы? Почвы?

2. Какие вещества одинаково опасны для гидро-, атмо- и литосфер?

3. Чем эрозия почв отличается от опустынивания?

4. Что такое депрессионная воронка?

5. От чего возникает смог и какие типы смога вам известны?

6. Какой загрязнитель сильнее всего проявляется в крупных городах?


Лекция 19. Охрана окружающей среды:

снижение загрязнения

Охрана природы – совокупность государственных и общественных мероприятий, направленных на сохранение био-, атмо-гидро- и литосфер. Охрана среды имеет две составляющие – сохранение разнообразия естественных экосистем и предотвращение загрязнения биосферы. Охрана среды тесно связана с природопользованием, которое включает: 1) охрану и воспроизведение природных ресурсов; 2) использование и охрану природных условий жизни человека; 3) сохранение, восстановление и рациональное изменение экологического равновесия природных систем; 2) регуляцию народонаселения.

Экологически обоснованное рациональное природопользование требует комплексного сочетания работы по пяти основным направлениям: 1) экологизация технологий (экологически чистые, безотходные); 2) развитие экономического механизма охраны среды; 3) административно-правовое воздействие; 4) экологическое просвещение; 5) совершенствование международных отношений в области экологии.

  1.  Экологический мониторинг

Первый шаг в системе любой защиты среды – это слежение за  ее состоянием, мониторинг. Типология мониторингов такова:

1) по территориальному признаку: локальный (объекты с большой антропогенной нагрузкой), региональный (природоохранные и рекреационные зоны), глобальный (озоновые дыры, парниковый эффект, изменение климата);

2) по методам наблюдения: наземный (определение химических и физических характеристик среды), авиа (наблюдение за лесным хозяйством), космический (распределение нефтяной пленки в океане, атмосферных масс и др.);

3) по методам исследования: физический (электромагнитные, шумовые, тепловые поля), химический (концентрации загрязняющих веществ), биологический (прямое наблюдение за флорой и фауной и биоиндикация – установление уровня загрязнений по состоянию отдельных видов растений или животных).

Для защиты среды необходимо первоначально установить предельные нормы загрязнений (ПДК). ПДК – это максимальная концентрация примесей за определенный промежуток времени, которая не оказывает вредного воздействия на человека. Уровни ПДК устанавливаются законодательно и приводятся в специальных таблицах для каждого вредного вещества отдельно (Табл. 11). Существуют специфические нормы загрязнений, например, БПК (биологическое потребление кислорода) для гидросферы и ПДВ (предельно допустимые выбросы) для атмосферы, а также предельный уровень радиационного воздействия (ПДУР). Существуют также комплексные нормативы качества окружающей среды, не приводящие к нарушению устойчивости экосистем, одними из главных среди них являются нормативы допустимой антропогенной нагрузки (НДАН), которые могут быть рассчитаны как для определенной территории (например, для оз. Байкал), так и для конкретного промышленного объекта.

Таблица 11. ПДК некоторых вредных веществ в атмосфере, мг /м3

Вещество

Максимальная

разовая ПДК

Среднесуточная

ПДК

Азота оксид

0,6

0,06

Аммиак

0,2

0,04

Ацетон

0,35

0,35

Бензпирен

-

0,000001

Ртуть металлическая

-

0,0003

Сероводород

0,008

0,008

Углерода оксид

5,0

3,0

Фенол

0,01

0,003

Формальдегид

0,035

0,003

Хлор

0,1

0,03

II. Охрана гидросферы

Охрана гидросферы предполагает очистку поверхностных вод и защиту от истощения подземных пресных вод. Основной источник загрязнения – сточные воды (промышленные, коммунально-бытовые и др.). Существуют различные методы очистки воды, которые часто применяются комплексно на специальных очистных сооружениях (Рис.12).

Механическая очистка предполагает отстаивание и фильтрацию взвеси. Химическая очистка осуществляет нейтрализацию или окисление токсичных реагентов. При физико-химической очистке вод используют – коагуляцию (слипание частиц), флотацию (пропуск через сточные воды воздуха, пузырьки которого захватывают за счет поверхностного натяжения ПАВы, нефть, масла и др. вещества. При биологической очистке используются микроорганизмы так называемого «активного ила» - бактерии, инфузории, плесень, дрожжи, корненожки, черви-коловратки и др. – на полях орошения, биологических прудах, в циркуляционных окислительных каналах и других водоемах. После осветления сточных вод в результате биологической очистки вода дезинфицируется соединениями хлора для уничтожения болезнетворных микроорганизмов.

Мероприятия по охране и восстановлению подземных вод существенно сложнее и более дорогостоящи. Для регуляции использования подземных вод определяют величину запасов, рациональное размещение водозаборов и другие профилактические мероприятия. Важнейшей мерой  предупреждения загрязнения подземных вод являются зоны санитарной охраны, состоящие из трех поясов: пояса строгого режима (30-50 м) (запрещены всякие работы и посторонние лица), пояс защиты от бактериального загрязнения и пояс защиты от химических загрязнений (определяются специальными расчетами).


Рисунок 12. Схема работы очистного сооружения


III
. Охрана литосферы

Защита почв от прогрессирующей деградации – наиболее острая из всех проблем литосферы (о ней мы говорили в лекции 18). Для борьбы с эрозией применяется комплекс мер: полосное земледелие (полезащитные и водорегулирующие лесные полосы), почвозащитные севообороты, облесение оврагов, бесплужные системы обработки почв и др. Для предотвращения загрязнения пестицидами используют экологические методы защиты растений, не применяют особо стойкие пестициды. В США и ряде стран Западной Европы организована система экологического земледелия, в которой исключено применение пестицидов и минеральных удобрений (в США –  более 30 тыс. ферм).

Для восстановления нарушенных территорий применяется рекультивация. Техническая рекультивация означает предварительную подготовку нарушенных территорий – планировка, транспортировка и нанесение плодородных почв, засыпка выемок и т.д. Биологическая рекультивация проводится после технической для создания растительного покрова. Например, очень сложно рекультивировать нефтезагрязненные земли, т.к. они имеют обедненную биоту и содержат канцерогенные углеводороды типа бензпирена, поэтому применяется комплекс мер - рыхление и аэрация почв, вносятся бактерии, разрушающие углеводороды, высаживаются специально подобранные травы и др.

Экологической проблемой ХХ века стала проблема утилизации твердых отходов. Бытовые и промышленные отходы должны утилизироваться по-разному. Известны следующие методы переработки твердых бытовых отходов (ТБО): 1) мусорные полигоны (свалки); 2) компостирование (с получением удобрений); 3) сортировка, утилизация и реутилизация ценных компонентов; 4) сжигание на мусоросжигательных заводах; 5) ферментация (получение биогаза из животноводческих стоков и др.); 6) пиролиз (нагрев до 17000 С без доступа воздуха).

Основным направлением ликвидации твердых промышленных отходов (ТПО) является захоронение на полигонах, сжигание пиролизом и складирование в хранилищах. В конце ХХ в. возникли концепции ресурсовозобновляющих технологий (РВТ), практическое решение которых привелок созданиюна многопрофильных комбинатов (типа «Экополигон»), способных перерабатывать все виды антропогенных отходов.

IV. Охрана атмосферы

Меры для защиты воздушного бассейна таковы: 1) экологизация технологических процессов и снижение выбросов (непрерывные технологические процессы, предварительная очистка сырья от примесей); 2) очистка газовых выбросов; 3) рассеивание газовых выбросов (за счет высоких дымовых труб); 4) устройство санитарно-защитных зон (зеленые зоны вблизи промышленных предприятий24 и др.).

Рассмотрим основные способы очистки аэрозолей: сухие пылеуловители (циклоны): работают по принципу оседания частиц под действием центробежных сил (Рис. 13а); мокрые пылеуловители (скрубберы): работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность капель под действием сил инерции и броуновского движения (Рис. 13б); электрофильтры: работают по принципу ионизации (отрицательный заряд) пылевого потока у поверхности электродов (положительный заряд), эффективно осаждают самые мелкие частицы.

Рисунок 13. Схемы устройства пылеуловителей

(а – сухой пылеуловитель, циклон;

б – мокрый пылеуловитель, скруббер Вентури)

                      а                                                               б


Вопросы и задания

  1.  Что такое рациональное природопользование?
  2.  Каковы типы и задачи различных экомониторингов?
  3.  Какие основные мероприятия необходимы для защиты от загрязнений атмосферы?
  4.  Какие основные мероприятия необходимы для защиты от загрязнений гидросферы?
  5.  Чем отличается защита пресноводных и морских экосистем?
  6.  Какие основные мероприятия необходимы для защиты от загрязнений литосферы?
  7.  Какие методы переработки бытового мусора известны? Какой из них является наиболее экологичным?
  8.  Какие основные показатели используются для определения уровня загрязнений? Чем они отличаются друг от друга?


Лекция 20. Охрана окружающей среды:

сохранение биоразнообразия

Рациональное природопользование предполагает не только снижение уровня загрязнений биосферы, но и комплекс мер по поддержанию ее биоразнообразия. Оптимальная формула охраны биоразнообразия такова: «Используй, охраняя, и охраняя, используй». Она подразумевает: 1) не нарушать равновесия естественных экосистем; 2) возвращать все, что взято агросистемам; 3) надежно очищать отходы урбосистем; 4) сохранять все живущие виды как генетический потенциал планеты.

  1.  Уровни биоразнообразия

Биоразнообразие имеет три составляющих: 1) генетическое разнообразие индивидов; 2) видовое разнообразие; 3) разнообразие экосистем (местообитаний, климатических зон, экологических процессов и т.п.). Как указывалось ранее, высокое биоразнообразие является залогом устойчивости как отдельных экосистем, так и всей биосферы в целом. В настоящее время на Земле описано около 2 млн видов, а предполагается, что их примерно 10 млн.

Экологические последствия стрессовых воздействий на биоразнообразие таковы: 1) на уровне отдельного организма стресс вызывает физиологические и поведенческие нарушения, мутации, сокращение воспроизводства, увеличение смертности; 2) на популяционно-видовом уровне – изменение возрастной структуры, резкие колебания численности, отбор уродливых наследственных черт, потерю разнообразия генотипов, вымирание; 3) на уровне экосистем – нарушение энергетических потоков (в результате изменения и упрощения трофических цепей), изменение биогеохимических циклов, сокращение числа видов, снижение устойчивости экосистем, гибель.

II. Уровни защиты биоразнообразия

1. Популяционно-видовой уровень охраны природы предполагает защиту отдельных видов флоры и фауны. В Красной книге содержатся сведения о редких, исчезающих или находящихся под угрозой исчезновения видах. Международная Красная книга составлена Международным союзом охраны природы и природных ресурсов (МСОП) в 1966 г. Выпущены несколько отдельных томов по млекопитающим, птицам, земноводным и рептилиям, рыбам и редким растениям. В соответствии с разработанной классификацией каждый вид помечен одним из пяти знаков: исчез, под угрозой, сокращающийся, редкий, восстановленный. Красная книга России издана в 1985 г (246 видов животных) и 1988 г (562 вида растений). Информация по каждому виду включает морфологическое описание, места распространения и обитания, численность и причины ее уменьшения.

Разведение отдельных видов под контролем человека возможно в зоопарках (крупные хищники), питомниках (например, зубра), рыбзаводах, центрах реабилитации больных животных и др. Созданы «генные банки» исчезающих видов. Примером такой охраны является коллекция 400 тыс. видов растений, собранных Вавиловым в центрах происхождения культурных растений.  Эта коллекция была сохранена в Ботаническом институте г. Ленинграда в период блокады.

2. Экосистемный уровень охраны предполагает сохранение не только редкого вида, но и всей природной экосистемы, в которой данный вид (виды) обитает. С этой целью создаются особо охраняемые природные территории (ООПТ): 1) государственные заповедники (комплексы, полностью изъятые из хозяйственной деятельности, научно-исследовательские учреждения, культурно-просветительские центры, в России – около 100, например, Таймырский, Алтайский и др.), включают биосферные заповедники – эталонные территории, где изучаются фоновые экологические факторы, например Приокско-террасный заповедник в Подмосковье; 2) национальные природные парки, которые предусматривают наряду с охраной рекреационные цели (в России – 33, например «Сочинский», «Приэльбрусье» и др.); 3) природные парки - более мелкие и просто устроенные, чем национальные парки, имеющие экологическую и эстетическую ценность территории (например, «Русский лес» в Подмосковье); 4) заказники, где сохраняют и восстанавливают численность популяций одного или нескольких видов (ландшафтные, лесные, орнитологические и др. – после восстановления численности охраняемого вида закрываются); 5) памятники природы – уникальные невоспроизводимые природные объекты (пещеры, урочища, вековые деревья, скалы, водопады); 6) дендрологические парки и ботанические сады, в которых сохраняется разнообразие видов растений, осуществляется интродукция и акклиматизация видов, культурно-просветительская работа.

Вопросы и задания

  1.  Что такое биоразнообразие?
  2.  Каковы последствия нарушения биоразнообразия на разных уровнях?
  3.  Чем популяционно-видовой уровень охраны природы отличается от экосистемного?
  4.  Чем природные заповедники отличаются от национальных парков?
  5.  Что такое биосферный заповедник?
  6.  С какой целью создаются заказники?
  7.  Проведите виртуальную экскурсию по любой территории ООПТ (на ваш выбор).


Лекция 21. Экологизация культуры

  1.  Экологическое сознание

Философия ХХ в. в лице, прежде всего, экзистенциализма призвала отказаться от присущего новоевропейской культуре агрессивности и подошла к пониманию важнейшего значения природной среды для существования и развития человечества. Одним из основоположников экологического мировоззрения может быть назван А. Швейцер с его концепцией «благоговения перед жизнью». Можно говорить и собственно об экологической философии как направлении исследований с характеризующим его понятием «глубинной экологии». Предлагаются термины экософия, ноософия, витософия и др.; исходя из философских оснований, экологические философы пытаются сформулировать некие «правила жизни» как совокупность экологических заповедей. Таким образом, в конце ХХ века антропоцентрическое сознание, основанное на «человеческой исключительности», заменяется экоцентрическим мировоззрением, в основу которого берется экологическая этика. Сравним основные позиции антропоцентризма и экоцентризма (Табл. 12).

Таблица 12. Позиции антропоцентрического и экоцентрического мировоззрений

Антропоцентризм

Экоцентризм

1. Высшую ценность представляет человек

Высшую ценность представляет гармоническое развитие человека и природы

2. Иерархическая картина мира

Равноправность всего живого

3. Цель взаимодействия с природой – получение полезного продукта

Должны удовлетворяться не только потребности человека, но всего природного сообщества

4. «Прагматический императив»: разрешено то, что полезно человеку

Экологический императив: разрешено то, что не нарушает природное равновесие

5. Этические нормы людей не распространяются на природу

Этические нормы распространяются в том числе на взаимодействие с природой

6. Прогресс мыслится как подчинение природы человеку

Прогресс возможен лишь как коэволюция природы и человека

Современная напряженная экологическая ситуация требует углубленного рассмотрения существенных особенностей отношения человека к природе в различных культурах. Под культурой в ее высшем измерении поднимается процесс и результат творческого постижения и преобразования человеком окружающего мира (слово «культура» - от возделывание экологично само по себе). Связи между культурой и природой, между социальным и экологическим поведением фундаментальны и непреходящи. Так, установка в культуре на господство над природой и использование ее прежде всего в утилитарно-потребительских целях, даже если совершаемое действие не подпадает под природоохранительный закон, тесно коррелирует с отношением к окружающим людям, как к вещам, и желанием использовать их, может быть тоже формально вполне законным, но нравственно порочным.

Тесная связь между культурой и природой делает актуальной в плане гармонизации взаимоотношений человека и природы задачу синтеза экологически позитивных тенденций всех типов культур, что обеспечивает гармоничное развитие мировой культуры, их скоординированное развитие, направляемое основными экологическими ценностями.

  1.  Экологическая культура и экологическое воспитание

Можно выделить три важнейших аспекта гармонизации взаимоотношений природы и общества: 1) гармония познания окружающего мира; 2) гармония создания внешней среды обитания человека, его Дома в широком смысле слова; 3) гармония внутренней среды человека, его тела, духа и души, ответственная за его физическое, душевное и духовное здоровье. В соответствии с этим разрешение противоречий между человеком и природой возможно на путях гармонизации взаимоотношений человека и природы в трех сферах: преобразовательной, познавательной и этико-эстетической.

В преобразовательной сфере гармонизация взаимоотношений предполагает гармоничное развитие производительных сил и производственных отношений; преодоление классово-обусловленного разделения труда; преодоление чрезмерной урбанизации и соединение преимуществ городской и сельской жизни, физического и умственного труда, а также реализацию других высших социальных идеалов и становление целостной, гармонически развитой личности.

В познавательной сфере гармонизация взаимоотношений предполагает целостное исследование системы «человек — природная среда», развитие науки как целостной интегративно-разнообразной гармоничной системы и ее экологический синтез с другими отраслями культуры.

В этико-эстетической сфере гармонизация взаимоотношений предполагает замену агрессивно-потребительского подхода к природе любовно-творческим, на основе которого становится возможным распространить этику на систему взаимоотношений человека и природы и творить «также и по законам красоты».

Тесная связь между культурой и природой делает актуальной в плане гармонизации взаимоотношений человека и природы задачу синтеза экологически позитивных тенденций всех типов культур, что обеспечивает гармоничное развитие мировой культуры. Последнее, конечно, не означает, что различные отрасли и типы культуры сольются в некое аморфное целое. Проблема заключается в их скоординированном развитии, направляемом основными человеческими целями и желаниями.

Широкий культурный синтез необходим, потому что экологически позитивное отношение к природе присуще в различной степени и направлениях разным отраслям и типам культуры. Так, в западной культуре заметно преобладание рационального над чувственным, в восточной — наоборот. Необходима же (социально и экологически) гармония того и другого в целостном постижении и творении мира и себя.

Все отрасли духовной культуры, модифицируясь, могут внести вклад в создание экологической культуры. Исторически первой отраслью духовной культуры была культура невидимая — мистика. Опасность экологической катастрофы, актуализировавшаяся в современной экологической ситуации, способствовала возрождению мистических взглядов, всегда следовавших по пятам за обнаружением человеческой слабости перед силами природы. Пропагандируемое современными экологами диалектическое по существу положение «все связано со всем» (1-й закон экологии, по Коммонеру) трансформируется натурфилософами до представления о сверхприродной целостности, Едином.

В рамках первых цивилизаций складывались мифологические культуры. Само появление мифологии было объясняемо стремлением человека, хотя бы в идеальной форме, вернуться к изначальному единству с природой. Таким образом, мифология по сути своей экологична.

Также и все древнейшие религии основаны на обожествлении природных явлений (солнца, света и т.п.). Современное экологическое движение в условиях слабости теоретической базы не, может не основываться на вере, составляющей важнейший момент религии. Другими словами, оно не может не быть существенно религиозным движением. Многие принципы экологической этики — принцип равноценности всех видов жизни и др. — являются объектом веры.

Наука изначально экологична в том смысле, что нацелена на изучение природы. Экологическая наука и основанная на ней техника могут пониматься в двух смыслах: во-первых, в плане приоритета, отданного изучению закономерностей взаимодействия человека и природы, и, во-вторых, в плане перестройки всей науки и техники как системы знаний, деятельности и социального института с целью ее уподобления биосфере, обладающей такими свойствами как обратная связь, адаптация к изменениям окружающей среды и т.д.

Экологизация воспитания и образования, по Н.Ф. Реймерсу, достигается созданием комплекса природоохранного и экологического обучения от дошкольного воспитания, включая школьное и вузовское экологической просвещение, пропагандой экологического мировоззрения СМИ, общественными организациями, молодежными клубами и т.п. Основные постулаты экологического мировоззрения таковы (в добавление к изложенным в таблице 13):

- всякая жизнь самоценна, уникальна и неповторима, человек отвечает за все живое;

- природа всегда была и будет сильнее человека;

- биосфера остается устойчивой, пока она разнообразна;

- если все оставить так, как есть, «Земля ответит одуревшему человечеству неотразимым ударом на уничтожение» (Реймерс);

- выбор «иметь» или «быть» является реальностью нашего времени.

Вопросы и задания

Прокомментируйте высказывания:

  1.  «Словно лучшая наиснисходительнейшая мать, положила природа все лучшее, как например, воздух, воду, и самую землю открыто, а пустое, ничуть не полезное отодвинула она как можно дальше» (Т. Мор).
  2.   «Так как они находят в себе и вне себя немало средств, весьма способствующих осуществлению их пользы… то отсюда и произошло, что они смотрят на все естественные вещи, как на средства для своей пользы. Они знают, что эти средства ими найдены, а не приготовлены ими самими, и это дает им повод верить, что есть кто-то другой, кто приготовил эти средства для их пользования. Но по аналогии с теми средствами, которые они сами обыкновенно приготовляют для себя, они должны были заключить, что есть какой-то или какие-то правители природы, одаренные человеческой свободой, которые обо всем позаботились для них и все создали для их пользования» (Б. Спиноза).
  3.   «Наиболее чистую связь между человеком и природой мы найдем там, где действуют совместно обе стороны, где дружелюбие природы соединяется с духовной изощренностью в столь большой степени, что вместо зависимости человека от природы и суровой борьбы между ними появляется осуществленная гармония» (Г. Гегель).
  4.   «Природа для человека является лишь исходным пунктом, который должен быть им преобразован» (Г. Гегель).
  5.  «Разум столь же хитер, сколь могуществен. Хитрость состоит вообще в опосредующей деятельности, которая, позволив объектам действовать друг на друга соответственно их природе и истощать себя в этом воздействии, не вмешиваясь вместе с тем непосредственно в этот процесс, все же осуществляет свою собственную цель» (Г. Гегель).
  6.  «Человек живет природой. Это значит, что природа есть его тело, с которым человек должен оставаться в процессе постоянного общения, чтобы не умереть. Что физическая и духовная жизнь человека неразрывно связана с природой, означает не что иное, как то, что природа неразрывно связана с самой собой, ибо человек есть часть природы» (К.Маркс, Ф.Энгельс).
  7.  «В древнегреческом искусстве два цветка нашли свое духовное выражение – акант и жимолость. В искусстве Древнего Египта – папирус и лотос. В Японии – хризантема и многие другие цветы. Западное искусство не сделало подобных интерпретаций, не отдало должного английской розе и французской fleurs-de-lis и, судя по нынешнему положению вещей, Запад никогда этого не сделает» (Ф.Райт).
  8.  «Внешне овладеть природой гораздо легче, чем любовно проникнуть в нее, ибо на это способен лишь истинно творческий гений» (Р. Тагор).
  9.  «У того, кого непосредственно интересует красота природы, имеются по крайней мере задатки морально доброго образа мыслей» (И. Кант).

10.«Прекрасное – манифестация сокровенных законов природы; без его возникновения они навсегда остались бы сокрытыми» (И.В. Гете).
Список литературы ко всему курсу

Основная литература:

1. Воронков Н.А. Экология. Общая, социальная, прикладная. М.: Агар, 1999.

2. Горелов А.А. Экология: учеб. для студ. высш. учеб. заведений. М.: Академия, 2009.

3. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология: учебник для вузов. Ростов-на-Дону, 2008.

4. Мовчан В.Н. Экология человека. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского университета, 2004.

5. Ситаров В.А., Пустовойтов В.В. Социальная экология: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. М.: Издательский центр «Академия», 2000.

Дополнительная литература:

1. Будыко М.И. Глобальная экология. М.: Наука,  1977.

2. Вернадский В.И. Биосфера. М., 1975.

3. Гиляров А.М. Популяционная экология. М., 1990.

3. Гирусов Э.В. Основы социальной экологии. М., 1998.

4. Коммонер Б. Замыкающийся круг. Л., 1974.

5. Лемешев Я.М. Пока не поздно. М.: 1991.

6. Леопольд О. Календарь песчаного графства. М., 1983.

7. Маркович Д.Ж. Социальная экология. М., 1991.

8. Медоуз Д. и др. Пределы роста. М.: 1991.

9. Медоуз Д. и др. За пределами роста. М.: 1994.

10. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России. М.: Устойчивый мир, 1999.

11. Моисеев Н.Н. Историческое развитие и экологическое образование. Учебное пособие. М.: Изд-во МНЭПУ, 1995.

12. Моисеев Н.Н. Восхождение к разуму. М.: Просвещение, 1993.

13. Одум Ю. Экология: в 2-х т. М.: Мир, 1986.

14. Печчеи А. Человеческие качества. М., 1980.

15. Программа действий. Повестка дня  на XXI век и другие документы конференции в Рио-де-Жанейро. М.:1993.

16. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природопользование в России. М.: Финансы и статистика, 1995.

17. Ревель П., Ревель Ч. Среда нашего обитания. Кн.1-4. М.: Мир, 1995.

18. Реймерс Н.Ф. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипотезы). М., 1994.

19. Швейцер А. Благоговение перед жизнью. М.: Прогресс, 1992.

20. Экологическая антология. М.- Бостон, 1992.

21. Экология России. Хрестоматия. М.: Устойчивый мир 1996.


Словарь терминов

Абиотическая среда (от греч. «а» и “bioticos” – живой) – совокупность неорганических условий обитания организмов.

Автотрофы (от греч. “autos” – сам, “trophe” – питание) – организмы, способные питаться неорганическими соединениями.

Адаптация (от лат.”adapto” – прилаживаю) – приспособление строения и функций организма к условиям существования.

Аменсализм – форма взаимодействия, при которой одна популяция подавляет другую, но сама не испытывает отрицательного влияния.

Антропогенный – вызванный человеческой деятельностью, связанный с деятельностью человека.

Антропоцентризм  (от греч.”anthropos” – человек, “kentron” – центр) – воззрение, согласно которому человек есть центр Вселенной и конечная цель мироздания.

Ареал (от лат. “area” – площадь) – область распространения данного таксона (вид, род, семейство) в природе.

Аутэкология – раздел экологии, изучающий взаимодействие отдельных организмов и видов со средой обитания.

Биогеохимические циклы – круговороты веществ; обмен веществом и энергией между различными компонентами биосферы, обусловленный жизнедеятельностью организмов и носящий циклический характер.

Биогеоценоз – экологическая система, которая включает сообщество разных видов в определенных геологических условиях.

Биологическое разнообразие – количество живых организмов, видов и экосистем.

Биомасса – суммарная масса особей вида, группы видов, отнесенная к площади или объему местообитания.

Биосфера (от греч. “bios” – жизнь, “sphire” – шар) – оболочка Земли, в которой живое взаимодействует с неживым.

Биотоп – пространство, которое занимает биоценоз.

Биоценоз (от греч. “bios” – жизнь, “koinos” – общий) – совокупность популяций, приспособленных к совместному обитанию на данной территории.

Вид – естественная биологическая единица, всех членов которой связывает участие в общем генофонде.

Гербициды – химические вещества, используемые для борьбы с растениями – вредителями сельского хозяйства.

Гетеротрофы (от греч. “heteros” – иной, “trophe” – питание) – организмы, питающиеся растениями и животными.

Глобальный (от лат. “globus” – шар) – охватывающий всю Землю.

Гуманизм (от лат.”humanus” – человечный) – мировоззрение, основанное на принципах равенства, справедливости, человечности.

Деградация (от фр. “degradation” – ступень) – ухудшение состояния, утрата качеств.

Демография (от греч. “demos” – народ, “grapho” – пишу) – наука о народонаселении.

Дивергенция – усиление различий между близкородственными видами.

Живое вещество – совокупность всех существующих в данный момент организмов.

Загрязняющие вещества – поступающие в среду обитания вещества, которые приводят к нарушению функционирования экосистем.

Заказник – охраняемая территория, в которой выполнение функции охраны природы сочетается с ограниченной хозяйственной деятельностью.

Заповедник (от «повеление») – охраняемая территория, в которой запрещена хозяйственная деятельность.

Индустриальное общество (от лат. “industria” –деятельность) – стадия развития общества, одной из основных характеристик которой является промышленное, товарное, машинное производство.

Инсектициды – химические вещества, используемые для борьбы с вредными насекомыми.

Информация – мера неоднородности распределения материи.

Кислотные дожди – дожди, содержащие окислы азота и двуокись серы.

Комменсализм – форма взаимодействия, при которой пользу получает одна  из двух взаимодействующих популяций.

Конвергенция – уменьшение различий между видами под влиянием эволюционного процесса.

Консументы – (от лат. “consumo” – потребляю) – гетеротрофные организмы, главным образом животные, которые поедают продуцентов.

Кооперация – форма взаимодействия, при которой пользу получают обе взаимодействующие популяции.

Коэволюция – совместная эволюция двух или нескольких видов жизни.

Красная Книга - свод описаний редких и находящихся под угрозой исчезновения видов растений и животных.

Кризис (от греч. “krisis” – решение, поворотный пункт, исход) – затруднительное положение.

Культура (от лат.”cultura” – возделывание) – совокупность всего специфически человеческого, что создается им как видом Homo sapiens.

Ландшафт – основная категория территориального деления географической оболочки Земли.

Лимитирующий фактор – фактор, ограничивающий существование организма.

Локальный (от лат. “localis” – местный) – относящийся к небольшой территории.

Мелиорация – улучшение естественных земель.

Местообитание – участок, занятый частью популяции и обладающий всеми необходимыми для ее существования условиями.

Метаболизм – обмен веществ организма с окружающей средой. Моделирование -  метод исследования, при котором изучается не сам объект исследования, а другой предмет (модель), находящийся с ним в определенном соотношении.

Мониторинг (от англ. “monitor” – предостерегающий) – система наблюдений, на основе которой дается оценка состояния биосферы и ее отдельных элементов.

Мутация (от лат. “mutatio” – изменение) – изменение в генетическом коде, передающееся по наследству.

Мутуализм – форма взаимодействия, при которой пользу получают обе популяции, причем они полностью зависят друг от друга.

Неолит (от греч. “neos” – новый, “litos” – камень) - новый каменный век (10-6 тыс. лет назад).

Неолитическая революция – коренное изменение в способе ведения хозяйства, выразившееся в переходе от охотничье-собирательского хозяйства к земледельческо-скотоводческому.

Ниша экологическая – совокупность условий, необходимых для существования данного вида.

Ноосфера (от греч. “noos” – разум, “sphaire” – шар) – сфера разума, становящаяся в результате появления человека на Земле и его взаимодействия с природным окружением.

Облигатность – вынужденная связь, без которой популяция не может существовать.

Озоновый экран – слой атмосферы, лежащий на высотах от 7 км на полюсах и до 50 км (с наибольшей плотностью озона на высотах 20-22 км) с повышенной концентрацией молекул О3.

Органические соединения – вещества, включающие в свой состав углерод.

Палеолит (от греч. “palios” – древний, “litos” – камень) – древнекаменный век (от 2-3 млн лет назад).

Парниковый эффект – повышение концентрации в атмосфере так называемых парниковых газов (углекислого газа и др.), поглощающих тепловое излучение земной поверхности, что приводит к потеплению климата.

Пестициды – вещества, используемые для борьбы с вредителями сельского хозяйства.

Популяция (от лат. “populus” – народ) – совокупность особей одного вида, которые населяют определенный участок территории в течение длительного времени.

Предельно допустимые выбросы (ПДВ) – максимальное количество вредных веществ, которые могут поступать в окружающую среду с территории данного предприятия.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) – количество какого-либо вредного вещества, которое может находиться в окружающей среде без значительного ущерба для здоровья человека.

Предельно допустимые суммы (ПДС) – суммарный показатель вредного воздействия загрязняющих факторов.

Предельно допустимые уровни (ПДУ) – уровень вредного физического воздействия (для электромагнитного и шумового загрязнения).

Продуктивность – суммарное количество биомассы, образующееся за данный период времени. Валовая первичная продукция (ВПП) – общая продукция, созданная продуцентами. Чистая первичная продукция (ЧПП) – валовая первичная продукция без учета трат на обмен.

Продуценты (от лат. “producentis” – производящий) - автотрофные организмы, которые создают пищу из простых неорганических веществ.

Равновесие – состояние, при котором отдельные параметры системы неизменны или колеблются вокруг некоторого среднего значения.

Региональный (от лат. “regionalis” – областной) – относящийся к какой-либо определенной территории.

Редуценты (от лат. “reducentis” - возвращающий) – гетеротрофные организмы, главным образом бактерии и грибы, разрушающие сложные органические соединения и высвобождающие неорганические питательные вещества, пригодные для использования продуцентами.

Рекреационные ресурсы – все явления, которые могут быть использованы для отдыха: климатические, водные, гидроминеральные, лесные, горные и т.д.

Рекультивация – возвращение земель в культурное состояние, способное давать урожай, или в естественное состояние.

Рециклирование – повторное использование отходов производства.

Симбиоз – форма взаимодействия, при которой оба вида получают выгоду.

Синэкология – раздел экологии, изучающий взаимодействие сообществ со средой их обитания.

Сообщество – совокупность живых организмов, обитающих на данной территории (синоним биоценоз).

Сопротивление среды – совокупность факторов, направленных на сокращение численности популяции.

Среда обитания – совокупность условий, в которых существует данная особь, популяция или вид.

Структура (от лат. “structura” – строение) – совокупность связей между элементами системы.

Сукцессия (от лат. “successio”- преемственность) – процесс развития экосистемы от ее зарождения до гибели, сопровождающийся сменой существующих в ней видов.

Токсичные вещества (от греч. “toxikon” – яд) – вещества, вызывающие определенные болезни и нарушения.

Толерантность (от лат. “tolerantia” – терпение) – способность организма переносить влияния факторов среды.

Трофический – относящийся к питанию.

Урбанизация – процесс роста количества городов и увеличения числа городских жителей.

Фито-  – относящийся к растениям.

Флуктуация – изменение какого-либо показателя под влиянием внешних или внутренних факторов.

Экологическая пирамида – графическое изображение соотношения трофических уровней. Может быть трех типов: численности, биомассы и энергии.

Экологический фактор – любой элемент среды, способный оказать прямое влияние на живые организмы.

Экология (от греч. “oikos” – дом, “logos” – учение) – наука, изучающая взаимодействие живых организмов с окружающей средой.

Экосистема – система, которую составляет сообщество и окружающая его среда.

 

1 Одум Ю. Основы экологии. М.: Просвещение, 1975. С.16.

2 Одум Ю. Основы экологии… С. 105.

3 Там же, с. 70.

4 Одум Ю. Основы экологии. М., 1975. С. 354.

5 Одум Ю. Основы экологии. М., 1975. С. 286.

6 учитываются площади, занимаемые данными биомами

7 У людей эта величина называется естественным приростом и рассчитывается по показателям рождаемости и смертности за год на 1000 человек населения.

8 Вернадский В.И. Биосфера. – М., 1978, с. 22.

9 Там же, с. 11.

10 Там же, с. 24.

11 В широком смысле атмосферу и гидросферу также можно отнести к биокосному веществу, так как они в современном виде созданы жизнью.

12 Тейяр де Шарден П. Феномен человека. М., 1973. С. 180.

13 Там же, с. 235.

14 Там же, с. 12.

15 Реймерс Н.Ф. Надежды на выживание человечества: концептуальная экология. М., 1992. С. 160-161

16 Поршнев Б.Ф. О начале человеческой истории. М., 1974. С. 353, 360.

17 Будыко М.И. Глобальная экология. М., 1977. С. 252.

18 Гегель Г. Энциклопедия философских наук. Т. I. M., 1975. С. 158.

19 Уайт Л. Исторические причины нашего экологического кризиса // Глобальные проблемы и общечеловеческие ценности. М., 1990. С. 195.

20 Шпенглер О. закат Европы. М.: Пг., 1923. С. 38.

21 Там же. С. 321, 353.

22 Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 46, ч. I. С. 386-387.

23 Для сравнения КПД ТЭЦ и АЭС, которые используются в развитых странах,  превышают 30%.

24 Основные виды растений, рекомендуемые для защитных зон – акация белая, тополь канадский, ель колючая, щелковица, клен остролистный, вяз листовитый и др.

PAGE  1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

50237. Предмет и объект социологии, основные функции. Структура и уровни социологического знания 17.51 KB
  Социология – один из способов изучения людей. Социологи стремятся выяснить, «почему люди ведут себя определенным образом, почему они образуют группы, почему они поклоняются чему-то, женятся, разводятся, учатся, голосуют»
50238. Социологический проект О. Канта 15.72 KB
  Огюст Конт, давший название науке социологии, в своем творчестве руководствовался идеалами прогресса, политической и экономической свободы, надеждой на то, что с помощью науки и просвещения можно решить все социальные проблемы.
50239. Вивчення явища фотолюмінесценції 600 KB
  Прилади і обладнання Монохроматор УМ2 джерела випромінювання неонова лампочка ртутна лампа конденсорна лінза світлофільтр фотоюмінофор Опис установки Лабораторна установка зібрана на базі монохроматора УМ2 який використовується як спектроскоп.1 виділені оптичні елементи що входять до складу монохроматора. Випромінювання з люмінофора фокусується лінзою 5 на вхідну щілину монохроматора 7 і далі потрапляє на дисперсійну призму 9 через об’єктив коліматора 8. За допомогою барабана довжин хвиль монохроматора на якому нанесені відносні...
50240. Г. Спенсер как основатель органической школы в социологии 15 KB
  Герберта Спенсера считают основателем органической школы в социологии. В фундаментальном труде Основы социологии (1877) Спенсер проводил аналогии между биологической и социальной эволюцией, между живым организмом и обществом
50241. Принципы построения бухгалтерского финансового учета 80.5 KB
  Информация, которая формируется в системе бухгалтерского учета хозяйствующих субъектов, должна отвечать требованиям всех заинтересованных пользователей. В зависимости от круга интересов различных групп пользователей информацией в системе бухгалтерского учета можно выделить взаимосвязанные подсистемы
50242. ЭЛЕКТРОИСКРОВОЕ ЛЕГИРОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ 411 KB
  Этот способ имеет следующие специфические свойства: материал анода легирующий материал может образовывать на поверхности катода легируемая поверхность прочно сцепленный с ней слой покрытия. В этом случае между материалом основы и покрытием существует промежуточный слой в котором протекают диффузионные процессы элементов катода и анода; процесс легирования может происходить так что материал анода не образует покрытия на поверхности катода а диффузно обогащает ее своими составляющими элементами; легирование можно проводить...
50243. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ТЕЛ МЕТОДОМ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ 183.5 KB
  Инертные свойства тела при вращении определяются не только массой тела, но и расположением отдельных частей тела по отношению к оси вращения. Для характеристики этих свойств вводится понятие момента инерции.
50245. Понятие отчета в СУБД Access и его основных элементов 117 KB
  Понятие отчета в СУБД ccess и его основных элементов Отчеты представляют собой наилучшее средство представления информации из базы данных в виде печатного документа. Основные сведения об отчетах Рис.1 Вид окна Новый отчет Для создания отчета в окне базы данных выбираем пункт Отчет в раскрывающемся списке кнопки Новый объект на панели инструментов или кнопку Создать на вкладке Отчеты . Мастер отчетов запускает основного мастера для создания отчетов позволяющего выбрать поля для отчета задать форматы условия группировки и итоговые...