Биосфера и цивилизация icon

Биосфера и цивилизация



НазваниеБиосфера и цивилизация
Дата конвертации03.08.2012
Размер278,28 Kb.
ТипРеферат
Биосфера и цивилизация


В В Е Д Е Н И Е. В буквальном переводе термин “биосфера” обозначает сферу жизни и втаком смысле он впервые был введен в науку в 1875 г. австрийским геологом ипалеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 – 1914). Однако задолго до этого поддругими названиями, в частности "пространство жизни", "картина природы","живая оболочка Земли" и т.п., его содержание рассматривалось многимидругими естествоиспытателями. Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась толькосовокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда иуказывалась их связь с географическими, геологическими и космическимипроцессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живойприроды от сил и веществ неорганической природы. Даже автор самого термина"биосфера" Э.Зюсс в своей книге "Лик Земли", опубликованной спустя почтитридцать лет после введения термина (1909 г.), не замечал обратноговоздействия биосферы и определял ее как "совокупность организмов,ограниченную в пространстве и во времени и обитающую на поверхности Земли". Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живыхорганизмов в образовании земной коры, был Ж.Б.Ламарк (1744 – 1829). Онподчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара иобразующие его кору, сформировались благодаря деятельности живыхорганизмов. Биосфера (в современном понимании) – своеобразная оболочка Земли,содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты,которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюючасть литосферы. Все живые организмы, населяющие нашу планету, существуют не сами посебе, они зависят от окружающей среды и испытывают на себе ее воздействия.Это точно согласованный комплекс множества факторов окружающей среды, иприспособление к ним живых организмов обуславливает возможностьсуществования всевозможных форм организмов и самого различного образованияих жизни. Живая природа представляет собой сложно организованную, иерархичнуюсистему. Выделяют несколько уровней организации живой материи. 1.Молекулярный. Любая живая система проявляется на уровневзаимодействия биологических макромолекул: нуклеиновых кислот,полисахаридов, а также других важных органических веществ. 2. Клеточный. Клетка - структурная и функциональная единицаразмножения и развития всех живых организмов, обитающих на Земле.Неклеточных форм жизни нет, а существование вирусов лишь подтверждает этоправило, т.к. они могут проявлять свойства живых систем только в клетках. 3.Организменный. Организм представляет собой целостную одноклеточнуюили многоклеточную живую систему, способную к самостоятельномусуществованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей иорганов, специализированных для выполнения различных функций. 4.Популяционно-видовой. Под видом понимают совокупность особей,сходных по структурно-функциональной организации, имеющих одинаковыйкариотип и единое происхождение и занимающих определенный ареал обитания,свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство,характеризующихся сходным поведением и определенными взаимоотношениями сдругими видами и факторами неживой природы. Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общимместом обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка. Вэтой системе осуществляются простейшие, элементарные эволюционныепреобразования. 5.Биогеоценотический. Биогеоценоз - сообщество, совокупностьорганизмов разных видов и различной сложности организации со всемифакторами конкретной среды их обитания - компонентами атмосферы, гидросферыи литосферы. 6.Биосферный. Биосфера - самый высокий уровень организации жизни нанашей планете. В ней выделяют живое вещество - совокупность всех живыхорганизмов, неживое или косное вещество и биокосное вещество (почва). АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.1. Структура биосферы. Биосфера включает в себя: живое вещество, образованное совокупностьюорганизмов; биогенное вещество, которое создается в процессежизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф,известняки и др.); косное вещество, которое формируется без участия живыхорганизмов; биокосное вещество, представляющее собой совместный результатжизнедеятельности организмов и небиологических процессов (например, почвы). Косное вещество биосферы. Границы биосферы определяются факторами земной среды, которые делаютневозможным существование живых организмов. Верхняя граница проходитпримерно на высоте 20 км от поверхности планеты и ограничена слоем озона,который задерживает губительные для жизни коротковолновую частьультрафиолетового излучения Солнца. Таким образом, живые организмы могутсуществовать в тропосфере и нижних слоях стратосферы. В гидросфере земнойкоры организмы проникают на всю глубину Мирового океана - до 10-11 км. Влитосфере жизнь встречается на глубине 3,5-7,5 км, что обусловленотемпературой земных недр и условием проникновения воды в жидком состоянии. Атмосфера. Газовая оболочка состоит в основном из азота и кислорода. В небольшихколичествах в ней содержится диоксид углерода (0,03%) и озон. Состояниеатмосферы оказывает большое влияние на физические, химические ибиологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Длябиологических процессов наибольшее значение имеют: кислород, используемыйдля дыхания и минерализации мертвого органического вещества, диоксидуглерода, участвующий в фотосинтезе, и озон, экранирующий земнуюповерхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Азот, диоксидуглерода, пары воды образовались в значительной мере благодарявулканической деятельности, а кислород - в результате фотосинтеза. Гидросфера. Вода - важнейший компонент биосферы и один из необходимых факторовсуществования живых организмов. Основная ее часть (95%) находится в Мировомокеане, который занимает около 70% поверхности земного шара и содержит 1300млн. км3. Поверхностные воды (озера, реки) включают всего 0,182 млн. км3, аколичество воды в живых организмах составляет всего 0,001 млн. км3.Значительные запасы воды (24 млн. км3) содержат ледники. Большое значениеимеют газы, растворенные в воде: кислород и диоксид углерода. Их количествошироко варьирует от температуры и присутствия живых организмов. Диоксидауглерода, содержащегося в воде, в 60 раз больше, чем в атмосфере.Гидросфера формировалась в связи с развитием литосферы, которая в течениегеологической истории Земли выделяла большое количество водяного пара. Литосфера. Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, находится впочвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров. Почвавключает минеральные вещества, образующиеся при разрушении горных пород, иорганические вещества - продукты жизнедеятельности организмов. Живые организмы (живое вещество). Хотя границы биосферы довольно узки, живые организмы в их пределахраспределены очень неравномерно. На большой высоте и в глубинах гидросферыи литосферы организмы встречаются относительно редко. Жизнь сосредоточенаглавным образом на поверхности Земли, в почве и в приповерхностном слоеокеана. Общую массу живых организмов оценивают в 2,43х1012т. Биомассаорганизмов, обитающих на суше, на 99,2% представлена зелеными растениями и0,8% - животными и микроорганизмами. Напротив, в океане на долю растенийприходится 6,3%, а на долю животных и микроорганизмов - 93,7% всейбиомассы. Жизнь сосредоточена главным образом на суше. Суммарная биомассаокеана составляет всего 0,03х10 12 т, или 0,13% биомассы всех существ,обитающих на Земле. В распределении живых организмов по видовому составу наблюдаетсяважная закономерность. Из общего числа видов 21% приходится на растения, ноих вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов -беспозвоночные и только 4% - позвоночные, из которых десятая часть -млекопитающие. Масса живого вещества составляет всего 0,01-0,02% от косноговещества биосферы, однако она играет ведущую роль в геохимическихпроцессах. Вещества и энергию, необходимую для обмена веществ, организмычерпают из окружающей среды. Ограниченные количества живой материивоссоздаются, преобразуются и разлагаются. Ежегодно, благодаряжизнедеятельности растений и животных, воспроизводится около 10% биомассы.2. Эволюция биосферы. Все компоненты биосферы тесно взаимодействуют между собой, составляяцелостную, сложно организованную систему, развивающуюся по своим внутреннимзаконам и под действием внешних сил, в том числе космических (солнечногоизлучения, гравитационных сил, магнитных полей Солнца, Луны и др. небесныхтел) По современным представлениям, развитие безжизненной геосферы, т.е.оболочки, образованной веществом Земли, происходило на ранних стадияхсуществования нашей планеты, миллиарды лет назад. Изменения облика Землибыли связаны с геологическими процессами, происходившими в земной коре, наповерхности и в глубинных слоях планеты и находили проявление в изверженияхвулканов, землетрясениях, подвижках земной коры, горообразовании. Такиепроцессы происходят и сейчас на безжизненных планетах солнечной системы иих спутниках - Марсе, Венере, Луне. С возникновением жизни (саморазвивающихся устойчивых форм) сначаламедленно и слабо, затем все быстрее и значительнее стало проявлятьсявлияние живой материи на геологические процессы Земли. Деятельность живого вещества, проникшего во все уголки планеты,привела к возникновению нового образования - биосферы - тесновзаимосвязанной единой системы геологических и биологических тел ипроцессов преобразования энергии и вещества. Размеры преобразований,осуществляемых живой материей, достигли планетарных масштабов, существенновидоизменив облик и эволюцию Земли. Так, например, в результате процесса фотосинтеза - деятельностизеленых растений, образовался современный газовый состав атмосферы, в нейпоявился кислород. В свою очередь на активность фотосинтеза существенновлияет концентрация углекислого газа в атмосфере, наличие влаги и тепла. Почва является целиком результатом деятельности живого вещества вкосной (неживой) среде. Решающая роль в этом процессе принадлежит климату,топографии, деятельности микроорганизмов и растений и материнским породам.Биосфера, возникнув и сформировавшись 1-2 млрд. лет назад (к этому времениотносятся первые обнаруженные остатки живых организмов), находится впостоянном динамическом равновесии и развитии. В биосфере, как в любой экосистеме, происходит круговорот воды,планетарные перемещения воздушных масс, а также биологический круговорот,характеризующийся емкостью - количеством химических элементов, находящихсяодновременно в составе живого вещества в данной экосистеме, и скоростью -количеством живого вещества, образующегося и разлагающегося в единицувремени. В результате на Земле поддерживается большой геологическийкруговорот веществ, где для каждого элемента характерна своя скоростьмиграции в больших и малых циклах. Скорости всех циклов отдельных элементовв биосфере теснейшим образом сопряжены между собой. Установившиеся за многие миллионы лет круговороты энергии и вещества вбиосфере самоподдерживаются в глобальных масштабах, хотя локальные(местные) изменения структуры и особенностей отдельных экосистем(биогеоценозов), составляющих биосферу, могут быть значительными. Еще на ранних этапах эволюции живое вещество распространилось побезжизненным пространствам планеты, занимая все потенциально доступные дляжизни места, изменяя их и превращая в места обитания. И уже в древниевремена различные жизненные формы и виды растений, животных,микроорганизмов, грибов заняли всю планету. Живое органическое вещество,можно найти и в глубинах океана, и на вершинах самых высоких гор, и ввечных снегах приполярья, и в горячих водах источников вулканическихрайонов. Такую способность к распространению живого вещества В.И.Вернадскийназвал «всюдностью жизни». Эволюция биосферы шла по пути усложнения структуры биологическихсообществ, умножения числа видов и совершенствования их приспособляемости.Эволюционный процесс сопровождался увеличением эффективности преобразованияэнергии и вещества биологическими системами: организмами, популяциями,сообществами. Вершиной эволюции живого на Земле явился человек, который какбиологический вид на основе многочисленных изменений приобрел не толькосознание (совершенную форму отображения окружающего мира), но и способностьизготавливать и использовать в своей жизни орудия труда. Посредством орудий труда человечество стало создавать фактическиискусственную среду своего обитания (поселения, жилища, одежду, продуктыпитания, машины и многое другое). С этих пор эволюция биосферы вступила вновую фазу, где человеческий фактор стал мощной природной движущей силой.3. Природные ресурсы и их использование. Биологические, в том числе пищевые, ресурсы планеты обуславливаютвозможности жизни человека на Земле, а минеральные и энергетические служатосновой материального производства человеческого общества. Среди природныхбогатств планеты различают исчерпаемые и неисчерпаемые ресурсы. Неисчерпаемые ресурсы. Неисчерпаемые ресурсы подразделяются на космические, климатические иводные. Это энергия солнечной радиации, морских волн, ветра. С учетомогромной массы воздушной и водной среды планеты неисчерпаемыми считаютатмосферный воздух и воду. Выделение это относительно. Например, преснуюводу уже можно рассматривать как ресурс исчерпаемый, поскольку во многихрегионах земного шара возник острый дефицит воды. Можно говорить и онеравномерности ее распределения, и невозможности ее использования из-зазагрязнения. Условно считают и кислород атмосферы неисчерпаемым ресурсом. Современные ученые-экологи полагают, что при современном уровнетехнологии использования атмосферного воздуха и воды этим ресурсы можнорассматривать как неисчерпаемые только при разработке и реализациикрупномасштабных программ, направленных на восстановление их качества. Исчерпаемые ресурсы. Исчерпаемые ресурсы делятся на возобновляемые и невозобновляемые. К возобновляемым относятся растительный и животный мир, плодородиепочв. Из числа восполняемых природных ресурсов большую роль в жизничеловека играет лес. Лес имеет немаловажное значение как географический иэкологический фактор. Леса предотвращают эрозию почвы, задерживаютповерхностные воды, т.е. служат влагонакопителями, способствуют поддержаниюуровня грунтовых вод. В лесах обитают животные, представляющие материальнуюи эстетическую ценность для человека: копытные, пушные звери и дичь. Внашей стране леса занимают около 30% всей ее суши и являются одним изприродных богатств. К невосполнимым ресурсам относятся полезные ископаемые. Ихиспользование человеком началось в эпоху неолита. Первыми металлами,которые нашли применение, были самородные золото и медь. Добывать руды,содержащие медь, олово, серебро, свинец умели уже за 4000 лет до н.э. Внастоящее время человек вовлек в сферу своей промышленной деятельностипреобладающую часть известных минеральных ресурсов. Если на зарецивилизации человек использовал для своих нужд всего около 20 химическихэлементов, в начале XX века - около 60, то сейчас более 100 - почти всютаблицу Менделеева. Ежегодно добывается (извлекается из геосферы) около 100млрд. т руды, топлива, минеральных удобрений, что приводит к истощению этихресурсов[2]. Из земных недр извлекается все больше различных руд, каменногоугля, нефти и газа. В современных условиях значительная часть поверхностиЗемли распахана или представляет собой полностью или частично окультуренныепастбища для домашних животных. Развитие промышленности и сельскогохозяйства потребовало больших площадей для строительства городов,промышленных предприятий, разработки полезных ископаемых, сооружениякоммуникаций. Таким образом, к настоящему времени человеком преобразованооколо 20% суши. Значительные площади поверхности суши исключены из хозяйственнойдеятельности человека вследствие накопления на ней промышленных отходов иневозможности использования районов, где ведется разработка и добычаполезных ископаемых. Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источникресурсов, однако, в течение очень длительного времени его деятельность неоказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого столетияизменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себявнимание ученых. Эти изменения нарастали и в настоящее время обрушились начеловеческую цивилизацию. Стремясь к улучшению условий своей жизни,человечество постоянно наращивает темпы материального производства, незадумываясь о последствиях. При таком подходе большая часть взятых отприроды ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто ядовитых или непригодных для утилизации. Это приносит угрозу и существованию биосферы, исамого человека.4. Пределы устойчивости. Большинство процессов, меняющих в течение геологического времени ликнашей планеты, рассматривали ранее как чисто физические, химические илифизические явления (размыв, растворение, осаждение, гидролиз и т.п.).Биосферой В.И.Вернадский назвал ту область нашей планеты, в которойсуществует или когда-нибудь существовала жизнь и которая постоянноподвергается или подвергалась воздействию живых организмов. Участие каждого отдельного организма в геологической истории Землиничтожно мало. Однако живых существ на Земле бесконечно много, они обладаютвысоким потенциалом размножения, активно взаимодействуют со средой обитанияи, в конечном счете, представляют в своей совокупности особый, глобальныхмасштабов фактор, преобразующий верхние оболочки Земли. Значение организмов обусловлено их разнообразием, повсеместнымраспространением, длительностью существования в истории Земли,избирательным характером биохимической деятельности и исключительно высокойхимической активностью по сравнению с другими компонентами природы. Особой категорией является биокосное вещество. Вернадский писал, чтооно "создается в биосфере одновременно живыми организмами и коснымипроцессами, представляя системы динамического равновесия тех и других".Организмы в биокосном веществе играют ведущую роль. Биокосное веществопланеты - это почвы, кора выветривания, все природные воды, свойства,которые зависят от деятельности на Земле живого вещества. Биосфера - этота область Земли, которая может быть охвачена влиянием живого вещества. Ссовременных позиций биосферу рассматривают как наиболее крупную экосистемупланеты, поддерживающую глобальный круговорот веществ. Биосфера выступает как огромная, чрезвычайно сложная экосистема,работающая в стационарном режиме на основе тонкой регуляции всехсоставляющих ее частей и процессов. Стабильность биосферы основывается на высоком разнообразии живыхорганизмов, отдельные группы которых выполняют различные функции вподдержании общего потока вещества и распределении энергии, на теснейшемпереплетении и взаимосвязи биогенных и абиогенных процессов, насогласовывании циклов отдельных элементов и уравновешивании емкостиотдельных резервуаров. В биосфере действуют сложные системы обратных связейи зависимостей. Как показывают исследования, по крайней мере последние 600 млн. летхарактер основных круговоротов на Земле существенно не менялся.Осуществлялись фундаментальные геохимические процессы, характерные и длясовременной эпохи: накопление кислорода, связывание инертного натрия,осаждение кальция, образование кремнистых сланцев, отложение железных имарганцевых руд, сульфидных минералов, накопление фосфора и т. д. Менялисьлишь скорости этих процессов. По-видимому, не менялся существенно и общийпоток атомов, вовлекаемых в живые организмы. Есть основание считать, чтомасса живого вещества оставалась приблизительно постоянной, начиная скарбона, т.е. биосфера с тех пор поддерживает себя в определенном режимекруговоротов. Стабильное состояние биосферы обусловлено в первую очередьдеятельностью самого живого вещества, обеспечивающего определенную скоростьфиксации солнечной энергии и биогенной миграции атомов. Таким образом,жизнь на Земле сама стабилизирует условия своего существования, что дает ейвозможность развиваться бесконечно долго. Однако стабильность атмосферы имеет определенные пределы, и нарушениеее регуляторных возможностей чревато серьезными последствиями. Выступая как важнейший агент связывания и перераспределения наповерхности Земли космической энергии, живое вещество выполняет тем самымфункцию космического значения. Однако в настоящее время на Земле появилась новая сила, по мощностивоздействия не уступающая суммарному действию живых организмов -человечество с его социальными законами развития и мощной техникой,позволяющей влиять на вековой ход биосферных процессов. Современноечеловечество использует не только огромные энергетические ресурсы биосферы,но и небиосферные источники энергии (например, атомной), ускоряягеохимические преобразования природы. Некоторые процессы, вызванныетехнической деятельностью человека, направлены противоположно по отношениюк естественному ходу их в биосфере (рассеивание металлов, руд, углерода идр. биогенных элементов, торможение минерализации и гумификации,освобождение законсервированного углерода и его окисление, нарушениекрупномасштабных процессов в атмосфере, влияющих на климат и т.п.). Вернадский считал возможным говорить даже об автотрофной роличеловека, понимая под этим возрастающие масштабы искусственного синтезаорганических веществ, часто даже не имеющих аналогов в живой природе. Современная деятельность человека во многом нанесла непредвиденныйущерб окружающей среде, что в конечном итоге угрожает дальнейшему развитиюсамого человечества. Эти изменения на данном этапе еще не являютсянепоправимыми. Поэтому одна из задач современной экологии - это изучениерегуляторных процессов в биосфере, создание научного фундамента еерационального использования. Основные законы функционирования биосферы ужевырисовываются, но предстоит еще многое сделать объединенными усилиямиэкологов всех стран мира.5. Биопродуктивность экосистем. Скорость, с которой продуценты экосистемы фиксируют солнечную энергиюв химических связях синтезируемого органического вещества, определяетпродуктивность сообществ. Органическую массу, создаваемую растениями заединицу времени, называют первичной продукцией сообщества. Продукциювыражают количественно в сырой или сухой массе растений либо вэнергетических единицах - эквивалентном числе джоулей. Валовая первичная продукция - количество вещества, создаваемогорастениями за единицу времени при данной скорости фотосинтеза. Часть этойпродукции идет на поддержание жизнедеятельности самих растений (траты надыхание). Эта часть может быть достаточно большой, она составляет от 40 до70% валовой продукции. Оставшаяся часть созданной органической массыхарактеризует чистую первичную продукцию, которая представляет собойвеличину прироста растений, энергетический резерв для консументов иредуцентов. Перерабатываясь в цепях питания, она идет на пополнение массыгетеротрофных организмов. Прирост за единицу времени массы консументов -это вторичная продукция сообщества. Ее вычисляют отдельно для каждоготрофического уровня, т.к. прирост массы на каждом из них происходит за счетэнергии, поступающей с предыдущего. Гетеротрофы, включаясь в трофическиецепи, живут в конечном итоге за счет чистой первичной продукции сообщества.В разных экосистемах они расходуют её с разной полнотой. Если скоростьпервичной продукции в цепях питания отстает от темпов прироста растений, тоэто ведет к постепенному увеличению общей биомассы продуцентов. Подбиомассой понимают суммарную массу организмов данной группы или всегосообщества в целом. Часто биомассу выражают в эквивалентных энергетическихединицах. Недостаточная утилизация продуктов опада в цепях разложения имеетследствием накопление органического вещества, что происходит, например, призаторфовывании болот, зарастании мелководных водоемов. Биомасса сообществас уравновешенным круговоротом веществ остается относительно постоянной,т.к. практически вся первичная продукция тратится в целях питания иразмножения. Важнейшим практическим результатом энергетического подхода к изучениюэкосистем явилось осуществление исследований по Международной биологическойпрограмме, проводившихся учеными разных стран мира начиная с 1969 года вцелях изучения потенциальной биологической продуктивности Земли. Мировое распределение первичной биологической продукции крайненеравномерно. Самый большой абсолютный прирост растительного мира достигаетв среднем 25 г в день в очень благоприятных условиях. На больших площадяхпродуктивность не превышает 0,1 г/м (жаркие пустыни и полярные пустыни).Общая годовая продукция сухого органического вещества на Земле составляет150-200 млрд. тонн. Около трети его образуется в океанах, около двух третей- на суше. Почти вся чистая первичная продукция Земли служит дляподдержания жизни всех гетеротрофных организмов. Энергия,недоиспользованная консументами, запасается в их телах, органическихосадках водоемов и гумосе почв. Эффективность связывания растительностью солнечной радиации снижаетсяпри недостатке тепла и влаги, при неблагоприятных физических и химическихсвойствах почвы и т.п. Продуктивность растительности изменяется не толькопри переходе от одной климатической зоны к другой, но и в пределах каждойзоны. Для пяти континентов мира средняя продуктивность различаетсясравнительно мало. Исключением является Южная Америка, на большей частикоторой условия для развития растительности очень благоприятные. Питание людей обеспечивается в основном сельскохозяйственнымикультурами, занимающими приблизительно 10% площади суши (около 1,4 млрд.га). Общий годовой прирост культурных растений составляет около 16% от всейпродуктивности суши, большая часть которой приходится на леса.Приблизительно 1/2 урожая идет непосредственно на питание людей, остальнаячасть - на корм домашним животным, используется в промышленности и теряетсяв отбросах. Всего человек потребляет около 0,2% первичной продукции Земли. Растительная пища обходится для людей энергетически дешевле, чемживотная. Сельскохозяйственные площади при рациональном использовании ираспределении продукции могли бы обеспечить примерно вдвое большеенаселение Земли, чем существующее. Но это требует больших затрат труда икапиталовложений. Особенно трудно обеспечить население вторичнойпродукцией. В рацион человека должно входить не менее 30 г белков в день.Имеющиеся на Земле ресурсы, включая продукцию животноводства и результатыпромысла на суше и в океане, могут обеспечить ежегодно около 50%потребностей современного населения Земли. Большая часть населения Землинаходится, таким образом, в состоянии белкового голодания, а значительнаячасть людей страдает также и от общего недоедания. Таким образом, увеличение биопродуктивности экосистем, и особенновторичной продукции, является одной из основных задач, стоящих передчеловечеством.6. Антропогенные воздействия на биосферу. Глобальные процессы образования и движения живого вещества в биосфересвязаны и сопровождаются круговоротом вещества и энергии. В отличие отчисто геологических процессов биогеохимические циклы с участием живоговещества имеют значительно более высокие интенсивность, скорость иколичество вовлеченного в оборот вещества. С появлением и развитием человечества процесс эволюции заметновидоизменился. На ранних стадиях цивилизации вырубка и выжигание лесов дляземледелия, выпас скота, промысел и охота на диких животных, войныопустошали целые регионы, приводили к разрушению растительных сообществ,истреблению отдельных видов животных. По мере развития цивилизации,особенно после промышленной революции конца средних веков, человечествоовладевало все большей мощью, все большей способностью вовлекать ииспользовать для удовлетворения своих растущих потребностей огромные массывещества - как органического, живого, так и минерального, косного. Настоящие сдвиги в биосферных процессах начались в XX веке врезультате очередной промышленной революции. Бурное развитие энергетики,машиностроения, химии, транспорта привело к тому, что человеческаядеятельность стала сравнима по масштабам с естественными энергетическими иматериальными процессами, происходящими в биосфере. Интенсивностьпотребления человечеством энергии и материальных ресурсов растетпропорционально численности населения и даже опережает его прирост.В.И.Вернадский писал: "Человек становится геологической силой, способнойизменить лик Земли". Это предупреждение пророчески оправдалось. Последствияантропогенной (предпринимаемой человеком) деятельности проявляется вистощении природных ресурсов, загрязнения биосферы отходами производства,разрушении природных экосистем, изменении структуры поверхности Земли,изменении климата. Антропогенные воздействия приводят к нарушениюпрактически всех природных биогеохимических циклов. В соответствии с плотностью населения меняется и степень воздействиячеловека на окружающую среду. При современном уровне развитияпроизводительных сил деятельность человеческого общества сказывается набиосфере в целом.7. Экологические проблемы биосферы. Экологические проблемы биосферы - это парниковый эффект, истощениеозонового слоя, массовое сведение лесов, которое нарушает процесскруговорота кислорода и углерода в биосфере, отходы производства, сельскогохозяйства, производство энергии (ГЭС наносят урон природе и людям -затопление огромных территорий под водохранилища, непреодолимые препятствияна путях миграций проходных и полупроходных рыб, поднимающихся на нерест вверховья рек, застой вод, замедление проточности, что сказывается на жизнивсех живых существ, обитающих в реке и у реки; местное повышение водывлияет на грунт водохранилища, приводит к подтоплению, заболачиванию,эрозии берегов и оползням; существует опасность от плотин в районах свысокой сейсмичностью). Все это ведет к глобальному экологическому кризисуи требует незамедлительного перехода к рациональному природопользованию.8. Охрана природы и перспективы рационального природопользования. Рациональное природопользование - единственный выход из ситуации. Общая задача рационального управления природными ресурсами состоит внахождении наилучших или оптимальных способов эксплуатации естественных иискусственных (например, в сельском хозяйстве) экосистем. Под эксплуатациейпонимается сбор урожая и воздействие теми или иными видами хозяйственнойдеятельности на условия существования биогеоценозов. Решение задачи по созданию оптимальной системы управления природнымиресурсами существенно осложняется наличием не одного, а множества критериевоптимизации. К ним относятся: получение максимального урожая, сокращениепроизводственных затрат, сохранение природных ландшафтов, поддержаниевидового разнообразия сообществ, обеспечение чистоты окружающей среды,сохранение нормального функционирования экосистем и их комплексов. Охрана окружающей среды и задачи восстановления природных ресурсовдолжны предусматривать:рациональную стратегию борьбы с вредителями, знание и соблюдениеагротехнических приемов, дозировку минеральных удобрений, хорошее знаниеэкологических агроценозов и процессов, происходящих в них, а также на ихграницах с природными системами;cовершенствование технологии и добычи природных ресурсов;максимально полное и комплексное извлечение из месторождения всех полезныхкомпонентов;рекультивацию земель после использования месторождений;экономичное и безотходное использование сырья в производстве;глубокую очистку и технологии использования отходов производства;вторичное использование материалов после выхода изделий из употребления;использование технологий, позволяющих извлечение рассеянных минеральныхвеществ;использование природных и ископаемых заменителей дефицитных минеральныхсоединений;замкнутые циклы производства (разработку и применение);применение энергосберегающих технологий;разработку и использование новых экологически чистых источников энергии. В целом охрана окружающей среды и задачи восстановления природныхресурсов должны предусматривать:локальный и глобальный логический мониторинг, т.е. измерение и контрольсостояния важнейших характеристик состояния окружающей среды, концентрациивредных веществ в атмосфере, воде, почве;восстановление и сохранение лесов от пожаров, вредителей, болезней;расширение и увеличение числа заповедников, зон эталонных экосистем,уникальных природных комплексов;охрану и разведение редких видов растений и животных;широкое просвещение и экологическое образование населения;международное сотрудничество в деле охраны окружающей среды. Такая активная работа во всех областях человеческой деятельности поформированию отношения к природе, разработка рациональногоприродоиспользования, природосберегающие технологии будущего смогут решатьэкологические проблемы сегодняшнего дня и перейти к гармоничномусотрудничеству с Природой. В наши дни потребительское отношение к природе, изъятие ее ресурсовбез осуществления мероприятий по их восстановлению уходит в прошлое.Проблема рационального использования природных ресурсов, охрана природы отгубительных последствий хозяйственной деятельности человека приобретаетгосударственное значение. Охрана природы и рациональное природопользование - проблемакомплексная, и ее решение зависит как от последовательного осуществлениягосударственных мероприятий, направленных на сбережение экосистем, так и отрасширения научных знаний, которые обществу для собственного благополучиярентабельно и выгодно финансировать. Для вредных веществ в атмосфере законодательно установлены предельныедопустимые концентрации, не вызывающие у человека ощутимых последствий. Сцелью предотвращения загрязнения атмосферы разработаны мероприятия,обеспечивающие правильное сжигание топлива, переход на газифицированноецентральное отопление, установку на промышленных предприятиях очистныхсооружений. Помимо предохранения воздуха от загрязнения, очистныесооружения позволяют экономить сырье и возвращать в производство многиеценные продукты. Например, улавливание серы из выделяющихся газов даетвозможность увеличить выпуск серной кислоты, улавливание цемента сберегаетпродукцию, равную производительности нескольких заводов. На алюминиевыхзаводах установка фильтров на трубах предотвращает выброс в атмосферуфтора. Помимо строительства очистных сооружений ведутся поиски технологии,при которой образование отходов было бы сведено к минимуму. Этой же целислужит улучшение конструкций автомобилей, переход на другие виды топлива(сжиженный газ, этиловый спирт), при сжигании которого образуется меньшевредных веществ. Разрабатывается автомобиль с электродвигателем дляпередвижения в пределах города. Большое значение имеет правильнаяпланировка города и зеленых насаждений. Деревья очищают воздух отвзвешенных в нем жидких и твердых частиц (аэрозолей), поглощают вредныегазы. Например, сернистый газ хорошо поглощается тополем, липой, кленом,конским каштаном, фенолы - сиренью, шелковицей, бузиной. Бытовые и промышленные сточные воды подвергаются механической,физической и биологической обработке. Биологическая очистка заключается вразрушении растворенных органических веществ микроорганизмами. Водапропускается через специальные резервуары, содержащие только так называемыйактивный ил, в который входят микроорганизмы окисляющие фенолы, жирныекислоты, спирты, углеводороды, и т.д. Очистка сточных вод не решает всех проблем. Поэтому все большепредприятий переходит на новую технологию - замкнутый цикл, при которомочищенная вода вновь поступает в производство. Новые технологическиепроцессы позволяют в десятки раз сократить количество воды, необходимое дляпромышленных целей. Охрана недр заключается прежде всего в предотвращениинепроизводительных затрат органических ресурсов в комплексном ихиспользовании. Например, много каменного угля теряется при подземныхпожарах, горючий газ сгорает в факелах на нефтепромыслах. Разработкатехнологии комплексного извлечения металлов из руд позволяет получатьдополнительно такие ценные элементы, как титан, кобальт, вольфрам, молибдени др. Для повышения продуктивности сельского хозяйства громадное значениеимеет правильная агротехника и осуществление специальных мероприятий поохране почвы. Например, борьба с оврагами успешно ведется путем посадкирастений - деревьев, кустарников, трав. Растения защищают почвы от смыва иуменьшают скорость течения воды. Окультуривание оврагов позволяетиспользовать их в хозяйственных целях. Посев завезенной из Америки аморфы,имеющей мощную корневую систему, не только эффективно предотвращает смывпочвы: само растение дает бобы, имеющие высокую кормовую ценность.Разнообразие посадок и посевов по оврагу способствует образование стойкихбиоценозов. В зарослях поселяются птицы, что имеет немаловажное значениедля борьбы с вредителями. Защитные лесонасаждения в степях препятствуютводной и ветровой эрозии полей. Развитие биологических методов борьбы свредителями позволяет сократить использование в сельском хозяйствепестицидов. В настоящее время в охране нуждаются 2000 видов растений, 236видов млекопитающих, 287 видов птиц. Международным союзом охраны природыучреждена специальная Красная книга, в которой сообщаются сведения обисчезающих видах и даются рекомендации по их сохранению. Многие видыживотных, находящиеся под угрозой исчезновения, сейчас восстановили своючисленность. Это относится к лосю, сайгаку, белой цапле, гаге. Сохранению животного и растительного мира способствует организациязаповедников и заказников. Помимо охраны редких и исчезающих видовзаповедники служат базой для одомашнивания диких животных, обладающихценными хозяйственными свойствами. Заповедники являются также центрами порасселению животных, исчезнувших в данной местности, помогают обогащениюместной фауны. В России успешно прижилась североамериканская ондатра,дающая ценный мех. В суровых условиях Арктики успешно размножается овцебык,завезенный из Канады и Аляски. Восстановлена численность бобров, почтиисчезнувших в начале века. Подобные примеры многочисленны. Они показывают, что бережное отношениек природе, основанное на глубоких знаниях биологии растений и животных, нетолько сохраняет ее, но и дает значительный экономический эффект.Многие люди считают, что природу необходимо охранять только из-за еереальной или потенциальной пользы для людей, - этот подход называютантропоцентрическим (с “человеком в центре”) взглядом на мир. Некоторыелюди придерживаются биоцентрического мировоззрения и убеждены, чтонедостойно человека ускорять исчезновение каких-либо видов, так как человекне более важен, чем другие виды на земле. “У человека нет превосходства наддругими видами, ибо все есть суета сует” - считают они. Другиепридерживаются экоцентрического (центр-экосистема) взгляда и полагают, чтооправданы только те действия, которые направлены на поддержание системжизнеобеспечения земли.9.Биосфера и человек. Ноосфера. Термин «ноосфера» был предложен в1927 году французским математиком ифилософом Э.Леруа. «Noos» - древнегреческое название человеческого разума. Первая созданная человеком культура-палеолит (каменный век) -продолжалась примерно 20-30 тысяч лет. Она совпадала с длительным периодомоледенения. Экономической основой жизни человеческого общества была охотана крупных животных: благородного и северного оленя, шерстистого носорога,осла, лошадь, мамонта, тура. На стоянках человека каменного века находятмногочисленные кости диких животных - свидетельство успешной охоты.Интенсивное истребление крупных травоядных животных привело к сравнительнобыстрому сокращению их численности и исчезновению многих видов. Если мелкиетравоядные могли восполнить потери от преследования охотниками высокойрождаемостью, то крупные животные в силу эволюционной истории были лишеныэтой возможности. Дополнительные трудности возникли вследствие измененияприродных условий в конце палеолита. 10-12 тысяч лет назад наступило резкоепотепление, отступил ледник, леса распространились в Европе, вымерликрупные животные. Это создало новые условия жизни, разрушило сложившуюсяэкономическую базу человеческого общества. Закончился период его развития,характеризовавшийся только использованием пищи, т.е. чисто потребительскимотношением к окружающей среде. В следующую эпоху - эпоху неолита (новый каменный век) - наряду сохотой, рыбной ловлей и собирательством все большее значение приобретаетпроцесс производства пищи. Делаются первые попытки одомашнивания животных иразведения растений, зарождается производство керамики. Уже 9-10 тысяч летназад существовали поселения, среди остатков которых обнаруживают пшеницу,ячмень, чечевицу, кости домашних животных - коз, свиней, овец. Развиваютсязачатки земледельческого и скотоводческого хозяйства. Широко используетсяогонь и для уничтожения растительности в условиях подсечного земледелия, икак средство охоты. Начинается освоение минеральных ресурсов, зарождаетсяметаллургия. Возникновение антропоценозов. Рост населения, качественный скачок в развитии науки и техники запоследние два столетия, и особенно в наши дни, привели к тому, чтодеятельность человека стала фактором планетарного масштаба, направляющейсилой дальнейшей эволюции биосферы. Возникли антропоценозы (от греческогоanthropos - человек, koinos - общий, общность) - сообщества организмов, вкоторых человек является доминирующим видом, а его деятельность-определяющей состояние всей системы. Вернадский видел неизбежность ноосферы, подготавливаемой какэволюцией биосферы, так и историческим развитием человечества. С точкизрения ноосферного подхода по-иному видятся и современные болевые точкиразвития мировой цивилизации. Варварское отношение к биосфере, угрозамировой экологической катастрофы, производство средств массовогоуничтожения — все это должно иметь преходящее значение. Вопрос о коренномповороте к истокам жизни, к организованности биосферы в современныхусловиях должен звучать как набат, призыв к тому, чтобы мыслить идействовать, в биосферном – планетном аспекте. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Таким образом, мы видим, что налицо все те конкретные признаки, всеили почти все условия, которые указывал В.И.Вернадский для того, чтобыотличить ноосферу от существовавших ранее состояний биосферы. Процесс еёобразования постепенный, и, вероятно, никогда нельзя будет точно указатьгод или даже десятилетие, с которого переход биосферы в ноосферу можнобудет считать завершённым. Конечно, мнения по этому вопросу могут бытьразные. Ф.Т.Яншина пишет: "Учение академика В.И.Вернадского о переходебиосферы в ноосферу является не утопией, а действительной стратегиейвыживания и достижения разумного будущего для всего человечества". МнениеР.К.Баландина несколько иное: "Биосфера не переходит на более высокийуровень сложности, совершенства, а упрощается, загрязняется, деградирует(небывалая скорость вымирания видов, разрушение лесных зон, страшная эрозияземель...). Она переходит на более низкий уровень, т.е. в ней наиболееактивной преобразующей и регулирующей силой становится техновещество,совокупность технических систем, посредством которых человек -преимущественно невольно - переиначивает всю область жизни". СамВернадский, замечая нежелательные, разрушительные последствияхозяйствования человека на Земле, считал их некоторыми издержками. Он верилв человеческий разум, гуманизм научной деятельности, торжество добра икрасоты. Что-то он гениально предвидел, в чём-то, возможно, он ошибался.Ноосферу следует принимать как символ веры, как идеал разумногочеловеческого вмешательства в биосферные процессы под влиянием научныхдостижений. Надо в неё верить, надеяться на её пришествие, предприниматьсоответствующие меры.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:1. Чернова Н.М., Былова А.М., Экология. Учебное пособие для педагогических институтов, М., Просвещение, 1988;1. Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П., Экология, М., Издательский дом "Дрофа", 1995;1. Общая биология. Справочные материалы, Составитель В.В.Захаров, М., Издательский дом «Дрофа», 1995.2. “ВернадскийВ.И.: О коренном материально-энергетическом отличии живых и косных тел биосферы.”//”Владимир Вернадский: Жизнеописание. Избранные труды. Воспоминания современников. Суждения потомков.” Сост. Г.П.Аксенов. - М.: Современник, 1993.3. В.И.Вернадский "Размышления натуралиста. - Научная мысль как планетное явление". М.,Наука,1977. “Изучение явлений жизни и новая физика”,1931; Биогеохимические очерки. М.-Л., изд-во АН СССР, 19404. Сб. "Биосфера" ст. "Несколько слов о ноосфере" М.,Мысль,1967.5. "В.И.Вернадский. Материалы к биографии" М.,изд-во "Молодая гвардия",1988.6. Лапо А.В. “Следы былых биосфер”. – Москва, 1979.




Нажми чтобы узнать.

Похожие:

Биосфера и цивилизация iconБиосфера и цивилизация. Биосфера и место человека в биосфере
Термин «биосфера» появился в науке в 1875-м году, однако первые представления о биосфере складывались уже в начале 19-го века
Биосфера и цивилизация iconБиосфера и цивилизация. Биосфера и место человека в биосфере
Термин «биосфера» появился в науке в 1875-м году, однако первые представления о биосфере складывались уже в начале 19-го века
Биосфера и цивилизация iconЛекция 13. Биосфера и цивилизация
В. И. Вернадского (1863-1945). В 1926 году вышла его работа «Биосфера», в котором ученый изложил свое учение о «живом веществе» и...
Биосфера и цивилизация iconБиосфера и цивилизация

Биосфера и цивилизация iconБиосфера и цивилизация

Биосфера и цивилизация iconДокументы
1. /Биосфера-глобальная экосистема/Визитная карточка.doc
2. /Биосфера-глобальная...

Биосфера и цивилизация iconТема: «Скользящие по мирам. Цивилизация геймеров»
Это своего рода цивилизация. Цивилизация геймеров. На сколько, сегодня, современная молодежь зависят от виртуальности, кто кем управляет,...
Биосфера и цивилизация iconСредневековая европейская цивилизация и место в ней католической церкви
За это время западная цивилизация менялась настолько сильно что нужно выбрать какой-то период в качестве характерного. Для нас эту...
Биосфера и цивилизация iconПротоиндийская цивилизация. Общая характеристика Протоиндийская цивилизация. Общая характеристика
Протоиндийская цивилизация, существовавшая в долине Инда в 3-2 тыс до нашей эры
Биосфера и цивилизация icon«Этногенез и биосфера земли»
Концепция Л. Н. Гумилёва «Этногенез и биосфера земли» и её значение в развитии философии истории
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©rushkolnik.ru 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы