11026 (Концепции современного естествознания), страница 25

Растения при помощи солнечной энергии создают органические вещества.

Грибы разлагают мертвую органику и подготавливают вещества для повторного использования их организмами.

Животные расселяют растения, регулируют их численность, перемещают живое вещество против направления стока.

Многоклеточные животные - это транспорт биосферы, ее регулирующее и оздоровительное устройство. Среди них нет никого лишнего или незначительного: биосфера - тонко сбалансированная система.

В неживой природе каждая замкнутая система сама по себе приходит в равновесное состояние: реки текут к морю, камни скатываются с гор, выравниваются вследствие диффузии концентрации веществ...

Живые организмы поддерживают биосферу в неравновесном состоянии. Они выполняют работу против силы тяжести, переносят вещества против направления стока и против градиента концентрации. Только живые организмы способны улавливать рассеянную в окружающем пространстве энергию электромагнитного поля и консервировать ее в виде внутренней энергии веществ самих организмов.

Эволюция биосферы

Структура биосферы, характер и интенсивность биотического круговорота изменялись в ходе эволюции. Учитывая принципиальную важность круговорота, В.И.Вернадский утверждал, что на Земле с самого начала могло существовать лишь некоторое сообщество различающихся функционально организмов.

Только сообщество, состоящее из функционально разнообразных организмов, может осуществлять циклические процессы, необходимые для того, чтобы оставаться стабильным в биогеохимическом смысле.

Выживание сообщества возможно лишь в том случае, если его деятельность в течение достаточно продолжительного времени не приводит к нарушению внешних условий. Иначе это ведет к сукцессии, последовательной смене стадий в развитии. Нечто подобное наблюдается в истории биосферы, которую можно сопоставить с термодинамически ориентированной сукцессией.

Сбалансированный цикл может существовать лишь в трофически организованном сообществе, которое создается кооперативной деятельностью разнородных организмов и подчиняется, как в целом, так и в частях, термодинамической необходимости.

Кооперативное микробное сообщество было первоначальным и обеспечило устойчивость биосферы. Растительный и животный мир встроились в систему, созданную микроорганизмами.

Саморазвитие происходило внутри трофической пирамиды с появлением все новых возможностей. В уже сложившиеся системы включались новые.

Таким образом, кооперация лежит в основе трофической пирамиды сообществ, а конкуренция служит механизмом тонкой регулировки в системе (Заварзин Г.А. Анти-Рынок в природе. Природа, 1995, 3).

В качестве первичных продуцентов на Земле выступали одноклеточные прокариоты, осуществлявшие фотосинтез и хемосинтез. В течение примерно 2 млрд. лет прокариоты изменили состав атмосферы - снизилось содержание углекислого газа и возросло кислорода и азота.

С этого момента в составе биосферы возникают эукариоты - водоросли, грибы и простейшие животные, сначала одноклеточные и колониальные, а затем и многоклеточные высшие растения и животные.

Ресурсы биосферы

Природные ресурсы - компоненты окружающей человека естественно среды, используемые для удовлетворения материальных и культурных потребностей общества. Растительные и животные ресурсы, почва, пресная вода, чистый воздух относятся к возобновимым ресурсам. Их возобновляемость обусловлена деятельностью биосферы и, следовательно, объем или интенсивность их использования зависит от скорости их возобновления, что зависит от состояния биосферы. Ресурсы биосферы являются ограниченными.

Пределы устойчивости биосферы

Использование ресурсов биосферы приводит к нарушению ее структуры и изменению процессов, в ней протекающих. Поскольку биосфера способна к саморегуляции, она до известных пределов сохраняет устойчивость. Выход за эти пределы приводит к необратимым изменениям, которые в некоторых случаях могут быть желательны для человека, но большей частью опасны. Особенно опасны необратимые изменения глобального характера, которые могут привести к экологической катастрофе. В этом случае существование человечества может оказаться невозможным, либо оно может протекать в крайне неблагоприятных условиях.

Биопродуктивность биосферы

Продуктивность биосферы представляет собой биомассу, производимую различными экосистемами, составляющими биосферу.

Продуктивность суши в сухом органическом веществе составляет: -171,54 млрд. т/год, морей и океанов - 60 млрд. т/год.

На материках большую часть продукции дают леса, в океанах - зоны апвеллинга (подъема глубинных вод) и материковые отмели холодных морей.

Питание людей в основном обеспечивается сельскохозяйственными культурами, выращиваемыми лишь на 10 процентах площади суши. На этой площади выращивается 8,7 млрд. т органического вещества, которое содержит около 3,5 х1016 ккал, из них на питание расходуется 2,29 х 1015 ккал.

Пастбища обеспечивают кормом около 3 млрд. голов скота, и годовая продуктивность оценивается в 0,29 х 1015 ккал.

По данным 1963 г. (Дювиньо и Танг, 1973), реальные запасы продовольствия достигали 2,6 х 1015 ккал; на Земле насчитывалось 3,11 млрд. людей, потребность которых в питании составляла 2,7 х1015 ккал, что превышает продуктивность биосферы.

Ресурсы биосферы и демографические проблемы

Рост населения существенно влияет на рост загрязнения природной среды и истощение природных ресурсов. С 1650 года численность населения Земли растет по экспоненциальному закону (1650 г. - 545 млн., 1840 г. - 1 млрд., 1930 г. - 2 млрд., 1962 г. - 3 млрд., 1971 г. - 4 млрд., 1987 г. - 5 млрд.)

На 1994 год на Земле проживало 5,5 млрд. человек. К 2000 году ожидается 6 млрд., из них 56% - в Азии, 25% - в Африке, 11% - в Латинской Америке, 8% - в Европе и 3% - в Северной Америке. В результате можно ожидать усиления экологических противоречий в странах Азии, Африки и Южной Америки. Но это не значит, что Европа будет свободна от экологических проблем. В большинстве европейских стран либо уже наблюдается перенаселенность, либо они близки к этому состоянию.

В сентябре 1994 г. в Египте состоялась международная конференция по проблеме перенаселенности планеты. Конференция показала, что восточные религии и католичество по-прежнему выступают против регуляции численности населения.

Большинство религий - если не все - дают изначальную установку на многодетность. Эта традиция уходит в доисторические времена, когда высокая плодовитость была призвана компенсировать высокую смертность.

Наиболее “спокойно” к проблеме регуляции относится буддизм с его проповедью отречения от земных соблазнов и поощрением безбрачия; в то же время его осуждение противозачаточных средств косвенно содействует высокой рождаемости.

Индуизм поощряет высокую плодовитость, но особенно усердствует в этом ислам, официально разрешающий полигинию. В христианстве высокая плодовитость была в большей степени свойственна католикам, в меньшей - протестантам. В настоящее время среди христианских народов демогра фическое поведение определяется другими факторами.

В истории известны случаи, когда демографическая политика была средством борьбы различных религиозных или этнических общностей за свое самоопределение. Например, в 16 веке в Нидерландах протестантов было больше, чем католиков. В 19 и особенно в 20 веке среди католиков велась кампания за высокую рождаемость, и перед второй мировой войной они стали крупнейшей религиозной общиной.

Можно ли стабилизировать численность населения? (Алаев, Природа, 1991, 4).

Единственная радикальная мера стабилизации численности - сокращение рождаемости - входит в противоречие не только с большинством религий и традиций; вторжение в интимную жизнь часто рассматривается как ущемление прав личности. Другой деликатный аспект проблемы заключается в том, что на всякого, кто выступает за сокращение рождаемости, навешивается ярлык неомальтузианца.

Ж.Дорст (1965): Демографический взрыв ХХ столетия по своему размаху и последствиям сравним с великими геологическими катастрофами, которые потрясали поверхность планеты в прошлом. Увеличение численности населения, сопровождающееся ростом промышленности - основной фактор деградации биосферы.

Согласно последним данным, число жителей Земли, допустимое для экосферы - 10 млрд. Существует точка зрения, согласно которой мы находимся в фазе логистического роста, и численность стабилизируется на уровне 7,5 млрд.

Антропогенные воздействия на биосферу

1) Разрушение растительного покрова - строительство, пастбища, пашня, топливо, бумага, сырье для химической промышленности, пожары.

2) Деградация почв - эрозия, засоление. 3) Снижение биологического разнообразия - вымирание видов. 4) Загрязнение - тепловое, акустическое (шум), химическое, радиационное, электромагнитное.

5) Изменение биогеохимических циклов - минеральные удобрения (изменение круговорота азота, фосфора, калия), пестициды и гербициды, ископаемое топливо (изменение круговорота углерода, насыщение атмосферы углекислым газом, выброс сернистого газа), кислотные дожди, разрушение озонового экрана, парниковый эффект.

6) Урбанизация, промышленные объекты, дороги, аэродромы - уменьшение площадей под естественными сообществами.

7) Туризм - прямое и косвенное уничтожение видов, фактор беспокойства.

Экологический кризис и пути его преодоления

Под экологическим кризисом понимается та стадия взаимодействия между обществом и природой, на которой до предела обостряются противоречия между экономикой и экологией, экономическими интересами общества в потреблении и использовании природной среды и экологическими требованиями обеспечения охраны окружающей природной среды.

Экологический кризис распространяется на все страны, ставшие на путь научно-технического прогресса.

По своей структуре экологический кризис подразделяется на два компонента: естественный и социальный.

Естественный компонент выражается в деградации окружающей человека природной среды. Социальный компонент - выражается в неспособности государственных и общественных структур остановить деградацию окружающей среды, стабилизировать положение и оздоровить окружающую природную среду. Обе стороны тесно связаны.

Кризис государственных и общественных структур проявляется: 1) в недостаточно эффективной работе специальных органов, которые практически потеряли нити управления охраной окружающей природной среды, 2) в неспособности правоохранительных органов обеспечить надежный контроль и надзор за выполнением законов об охране окружающей среды и 3) в массовом эколого-правовом нигилизме, неуважении эколого-правовых требований, в нарушении или невыполнении их.

Причины экологического кризиса в бывшем СССР: 1) монополия государства в сферах эксплуатации природных ресурсов, в контроля за охраной природы и в области права; 2) направленность политики государства на военное противостояние, создание гигантского военно-промышленного комплекса, неограниченные военные расходы, расходование гигантских средств на поддержку прокоммунистических режимов и пр.

Деградация природной среды может быть остановлена в результате экстренных мер экологической защиты.

Пять направлений выхода из экологического кризиса: 1) создание экологически чистой технологии, внедрение безотходных или малоотходных производств, совершенствование технологических процессов - таково магистральное направление;

2) развитие и совершенствование экономического механизма охраны окружающей среды (стимулирование, налоги и пр.), задача - сделать охрану окружающей среды частью производственно-коммерческой деятельности, чтобы предприниматель или хозяйственник был заинтересован в охране окружающей среды;

3) административно-правовое воздействие с целью повышения экологической дисциплины;

4) экологическое просвещение - развитие системы экологического образования, воспитания, перестройка потребительского отношения к природе, экологическая революция в мышлении человека;

5) международно-правовое направление. Препятствия на пути выхода из экологического кризиса: слабость экономики, ее кризисное состояние; отсутствие экономических рычагов воздействия на охрану природной среды;

низкий уровень нравственности в сфере принятия решений.

Принципы рационального природопользования

Рациональное природопользование есть система деятельности, призванная обеспечить экономную эксплуатацию природных ресурсов и условий и наиболее эффективный режим их воспроизводства с учетом перспективных интересов развивающегося хозяйства и сохранения здоровья людей. Такое природопользование не приводит к резким изменениям природно-ресурсного потенциала и не ведет к глубоким переменам в окружающей человека природной среде, наносящим урон его здоровью или угрожающим самой его жизни. Оно предполагает максимально полное извлечение из природного ресурса всех полезных продуктов с нанесением наименьшего вреда отраслям хозяйства, базирующимся на том же ресурсе, и состоянию природной среды, необходимой для жизни и поддержания здоровья человека.

Охрана природы

Охрана природы - мероприятия по сохранению глобальной системы жизнеобеспечения че ловечества на условно бесконечный срок.

1) совокупность международных, государственных, региональных и местных административно-хозяйственных, технологических, политических, юридических и общественных мероприятий, направленных на сохранение, рациональное использование и воспроизводство природы Земли и ближайшего к ней космического пространства в интересах существующих и будущих поколений людей;

2) система мер, направленных на поддержание взаимодействия между деятельностью человека и окружающей природной средой, обеспечивающих сохранение и восстановление природных ресурсов, предупреждающих прямое и косвенное результатов деятельности общества на природу и здоровье человека.

Основными принципами охраны окружающей природной среды являются: приоритет охраны жизни и здоровья; научно обоснованное сочетание экологических и экономических интересов;