ХРУПКАЯ ЭКОСИСТЕМА ЗЕМЛИ И БЕЗОТВЕТСТВЕННОЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВО. Опасный для экосистемы земли результат развития современных технологий

ХРУПКАЯ ЭКОСИСТЕМА ЗЕМЛИ И БЕЗОТВЕТСТВЕННОЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВО

Мы видим бездонное голубое небо, зеленые леса и луга, слышим пение птиц, дышим воздухом, состоящим почти целиком из азота и кислорода, плаваем по рекам и морям, пьем воду или пользуемся ею, загораем в ласковых солнечных лучах - и все это воспринимаем как естественное и обыденное. Кажется, иначе и быть не может: так было всегда, так будет вечно! Но это глубокое заблуждение, порожденное повседневной привычкой и незнанием того, как и почему планета Земля стала такой, какой мы ее знаем. Планеты, устроенные иначе, чем наша, не только могут быть, но и реально существуют во Вселенной. Но есть ли где-нибудь в глубинах космоса планеты с экологическими условиями, более или менее близкими к земным? Такая возможность весьма гипотетич на и минимальна. Земля если не уникальное, то, во всяком случае, "штучное" произведение природы.

Основные экосистемы планеты. Горы, леса, пустыни, моря, океаны - пока еще относительно чистая природа - и мегаполисы - средоточие жизни и деятельности людей, способных превратить Землю в сплошную свалку.

Такой красивой видится из космоса Земля - уникальная планета, породившая жизнь.

На рисунке представлены этапы эволюции планеты Земля и развития на ней жизни.

Вот только некоторые из негативных последствий, вызванных деятельностью человечества на Земле. Воды морей и океанов загрязняются нефтью, хотя существует не один способ ее сбора. Но воды засоряются и банальными бытовыми отходами.

Нет обитаемого континента, где не дымили бы фабрики и заводы, не к лучшему изменяя окружающую атмосферу.

Картина, типичная для любого крупного города Земли: бесконечные вереницы машин, от выхлопных газов которых болеют люди, гибнут деревья...

Экологически чистые производства - единственное, что даст возможность если и не сделать планету более чистой, то хотя бы оставить ее такой, какой мы ее получили.

‹

›

Долгое становление экосистемы Земли

Прежде всего напомним о том, как шла эволюция Солнечной системы. Примерно 4,6 миллиарда лет назад одно из множества вихревых газопылевых облаков в пределах нашей Галактики стало уплотняться и превращаться в Солнечную систему. Внутри облака сформировался основной шарообразный, тогда еще холодный вращающийся сгусток, состоящий из газа (водорода и гелия) и космической пыли (осколков атомов более тяжелых химических элементов от ранее взорвавшихся гигантских звезд), - будущее Солнце. Вокруг него под влиянием нараставшей гравитации стали обращаться более мелкие сгустки того же облака - будущие планеты, астероиды, кометы. Орбиты одних из них оказались ближе к Солнцу, других - дальше, одни строились из крупных сгустков межзвездной материи, другие - из меньших.

Поначалу это не имело особого значения. Но со временем силы гравитации все более уплотняли Солнце и планеты. А степень уплотнения зависит от их исходной массы. И чем сильнее сжимались эти сгустки материи, тем больше они разогревались изнутри. При этом тяжелые химические элементы (прежде всего - железо, силикаты) плавились и опускались к центру, а легкие (водород, гелий, углерод, азот, кислород) оставались на поверхности. Соединяясь с водородом, углерод превращался в метан, азот - в аммиак, кислород - в воду. На поверхности планет тогда царил космический холод, поэтому все соединения находились в виде льда. Над твердой частью располагался газообразный слой водорода и гелия.

Однако массы даже таких крупных планет, как Юпитер и Сатурн, оказалось недостаточно для того, чтобы давление и температура в их центрах достигли той точки, когда начинается термоядерная реакция, а внутри Солнца такая реакция началась. Оно раскалилось и около четырех миллиардов лет назад превратилось в звезду, посылающую в пространство не только волновое излучение - свет, тепло, рентгеновские и гамма-лучи, но и так называемый солнечный ветер - потоки заряженных частиц материи (протонов и электронов).

Для формирующихся планет начались испытания. На них обрушились потоки тепловой энергии Солнца и солнечный ветер. Холодная поверхность протопланет разогрелась, облака водорода и гелия поднялись над ними, а ледяные массивы воды, метана и аммиака растаяли и стали испаряться. Гонимые солнечным ветром, эти газы уносились в космос. Степень такого "раздевания" первичных планет определяло расстояние их орбит от Солнца: ближние к нему испарялись и обдувались солнечным ветром наиболее интенсивно. По мере того как планеты "худели", их гравитационные поля ослабевали, а испарение и выдувание усиливались, пока самые близкие к Солнцу планеты полностью не развеялись в космосе.

Меркурий - ближайшая к Солнцу из сохранившихся планет - сравнительно небольшое, очень плотное небесное тело с металлическим ядром, но едва заметным магнитным полем. Он практически лишен атмосферы, а его поверхность покрыта спекшимися каменистыми породами, которые в дневное время раскаляются Солнцем до 420-430оС, а потому жидкой воды здесь быть не может. Более удаленная от Солнца Венера по размерам и плотности очень похожа на нашу планету. У нее почти такое же большое железное ядро, но из-за медленного вращения вокруг своей оси (в 243 раза медленнее Земли) она лишена магнитного поля, которое могло бы защитить ее от солнечного ветра, губительного для всего живого. Венера, правда, сохранила довольно мощную атмосферу, на 97% состоящую из углекислого газа (СО2) и менее чем на 2% из азота. Такой газовый состав создает мощный парниковый эффект: СО2 мешает солнечному излучению, отраженному венерианской поверхностью, уходить в космос, из-за чего поверхность планеты и нижние слои ее атмосферы раскалены до 470°С. В таком пекле о жидкой воде, а следовательно, о живых организмах не может быть и речи.

Другой наш сосед, Марс, почти вдвое меньше Земли. И хотя он имеет металлическое ядро и вращается вокруг своей оси почти с той же скоростью, что и Земля, у него нет магнитного поля. Почему? Его металлическое ядро весьма невелико, а главное - оно не расплавлено и потому не индуцирует такое поле. В результате поверхность Марса постоянно бомбардиру ют заряженные осколки ядер водорода и других элементов, которые непрерывно выбрасывает Солнце. Атмосфера Марса похожа по составу на венерианскую: 95% СО2 и 3% азота. Но из-за слабой гравитации этой планеты и солнечного ветра ее атмосфера крайне разрежена: давление на поверхности Марса в 167 раз ниже, чем на Земле. При таком давлении там тоже не может быть жидкой воды. Впрочем, ее на Марсе нет и из-за низкой температуры (днем в среднем минус 33оС). Летом на экваторе она повышается максимум до плюс 17°С, а зимой в высоких широтах опускается до минус 125°С, когда в лед превращается и атмосферный углекислый газ - этим и объясняются сезонные увеличения белых полярных шапок Марса.

Большие планеты, Юпитер и Сатурн, вообще не имеют твердой поверхности - верхние их слои состоят из жидкого водорода и гелия, а нижние - из расплавленных тяжелых элементов. Уран представляет собой жидкий шар с ядром из расплавленных силикатов, над ядром лежит горячий водяной океан глубиной около 8 тысяч километров, а над всем этим - водородно-гелиевая атмосфера толщиной в 11 тысяч километров. Столь же непригодны для зарождения биологической жизни и самые дальние планеты - Нептун и Плутон.

Повезло лишь Земле. Случайное стечение обстоятельств (главные среди них - исходная масса на стадии протопланеты, расстояние от Солнца, скорость вращения вокруг своей оси и наличие полужидкого железного ядра, дающего ей сильное магнитное поле, защищающее от солнечного ветра) позволило планете со временем стать такой, какой мы привыкли ее видеть. Долгая геологическая эволюция Земли привела к появлению жизни только на ней.

Прежде всего, изменился газовый состав земной атмосферы. Первоначально она, по-видимому, состояла из водорода, аммиака, метана и водяного пара. Потом, взаимодействуя с водородом, метан превратился в СО2, а аммиак - в азот. Кислорода в первичной атмосфере Земли не было. По мере того как она охлаждалась, водяной пар конденсировался в жидкую воду и образовывал океаны и моря, покрывшие три четверти земной поверхности. В атмосфере уменьшилось количество двуокиси углерода: она растворялась в воде. Во время беспрерывных извержений вулканов, характерных для ранних этапов истории Земли, часть СО2 связывалась в карбонатных соединениях. Уменьшение в атмосфере двуокиси углерода ослабило создаваемый им парниковый эффект: температура на поверхности Земли снизилась и стала кардинально отличаться от той, какая существовала и существует на Меркурии и Венере.

Моря и океаны сыграли решающую роль в биологической эволюции Земли. Атомы разнообразных химических элементов, растворенных в воде, взаимодействуя, образовывали новые, более сложные неорганические соединения. Из них под действием электрических разрядов молний, радиоактивного излучения металлов, извержений подводных вулканов в морской воде возникали простейшие органические соединения - аминокислоты, те исходные "кирпичики", из которых складываются белки - основа живых организмов. Большинство таких простейших аминокислот распадалось, но какая-то их часть, усложняясь, становилась первичными одноклеточными организмами типа бактерий, способных приспосабливаться к среде обитания и размножаться.

Так около 3,5 миллиарда лет назад в геологической истории Земли наступил качественно новый этап. Химическую ее эволюцию дополнила (а вернее - отодвинула на второй план) эволюция биологическая. Такого не знала никакая другая планета Солнечной системы.

Прошло еще примерно полтора миллиарда лет, прежде чем в клетках некоторых бактерий появились хлорофилл и другие пигменты, способные под действием солнечного света осуществлять фотосинтез - превращать молекулы двуокиси углерода (СО2) и воды (Н2О) в органические соединения и свободный кислород (О2). Теперь световое излучение Солнца стало служить бесконечному наращиванию биомассы, развитие органической жизни пошло значительно быстрее.

И еще. Под действием фотосинтеза, поглощающего двуокись углерода и высвобождающего несвязанный кислород, менялся газовый состав земной атмосферы: доля СО2 сокращалась, а доля О2 нарастала. Леса, покрывшие сушу, ускорили этот процесс. И около 500 миллионов лет назад появились простейшие водоплавающие позвоночные животные. Еще примерно через 100 миллионов лет количество кислорода достигло такого уровня, который позволил некоторым позвоночным выйти на сушу. Не только потому, что все сухопутные животные дышат кислородом, но и благодаря тому, что в верхних слоях атмосферы на высоте 25-30 километров появился защитный слой озона (О3), поглощающий значительную часть ультрафиолетового и рентгеновского излучений Солнца, губительных для сухопутных животных.

Состав земной атмосферы приобрел к этому времени исключительно благоприятные свойства для дальнейшего развития жизни: 78% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона и совсем немного (0,03%) углекислого газа, водорода и других газов. При такой атмосфере Земля, получая достаточно много тепловой энергии Солнца, около 40% ее, в отличие от Венеры, отражает в космос, и земная поверхность не перегревается. Но и это еще не все. Тепловая солнечная энергия, почти беспрепятственно поступающая на Землю в виде коротковолнового излучения, отражается в космос уже как длинноволновое инфракрасное излучение. Оно частично задерживается содержащимися в атмосфере водяным паром, углекислым газом, метаном, окисью азота и другими газами, создающими природный парниковый эффект. Благодаря ему в нижних слоях атмосферы и на поверхности Земли поддерживается более или менее устойчивая умеренная температура, которая примерно на 33оС выше, чем она могла быть, если бы не существовало природного парникового эффекта.

Так шаг за шагом на Земле складывалась уникальная экологическая система, пригодная для жизни. Крупное, наполовину расплавленное железное ядро и быстрое вращение Земли вокруг своей оси создают достаточно сильное магнитное поле, которое заставляет потоки солнечных протонов и электронов обтекать нашу планету, не причиняя ей существенного вреда даже в периоды повышенной радиации Солнца (будь это ядро поменьше и потверже, а вращение Земли - помедленнее, она осталась бы беззащитной перед солнечным ветром). А благодаря своему магнитному полю и значительной собственной массе Земля сохранила достаточно мощный слой атмосферы (толщиной около 1000 км), создающий комфортный тепловой режим на поверхности планеты и обилие жидкой воды - непременное условие зарождения и эволюции жизни.

На протяжении двух миллиардов лет число различных видов растений и животных на планете достигло примерно 10 миллионов. Из них 21% приходится на растения, почти 76% - на беспозвоночные животные и чуть больше 3% - на позвоночные, из которых лишь десятая часть - млекопитающие. В каждой природно-климатической зоне они взаимодополняют друг друга в качестве звеньев трофической, то есть пищевой, цепи, образуя относительно устойчивый биоценоз.

Возникшая на Земле биосфера постепенно вписалась в экосистему и стала неотъемлемым ее компонентом, участвующим в геологическом круговороте энергии и вещества.

Живые организмы - активные составляющие многих биогеохимических циклов, в которых участвуют вода, углерод, кислород, азот, водород, сера, железо, калий, кальций и другие химические элементы. Из неорганической фазы они переходят в органическую, а затем в виде отходов жизнедеятельности растений и животных или же их останков вновь возвращаются в неорганическую фазу. Подсчитано, например, что через органическую фазу ежегодно проходит седьмая часть всего углекислого газа и 1/4500 часть кислорода. Если бы процесс фотосинтеза на Земле по каким-то причинам прекратился, то свободный кислород исчез бы из атмосферы в течение приблизительно двух тысяч лет. А заодно исчезли бы все зеленые растения и все животные, за исключением простейших анаэробных организмов (некоторых видов бактерий, дрожжей и червей).

Экосистема Земли самоподдерживается и благодаря другим кругооборотам веществ, не связанным с функционированием биосферы, - напомним известный со школьной скамьи круговорот воды в природе. Вся совокупность тесно взаимосвязанных биологических и небиологических циклов образует сложную саморегулирующуюся экологическую систему, находящуюся в относительном равновесии. Однако ее устойчивость весьма хрупка и уязвима. Доказательство тому - неоднократные планетарные катастрофы, причиной которых становились или падение на Землю крупных космических тел, или мощные извержения вулканов, из-за чего поступление солнечного света к земной поверхности надолго уменьшалось. Всякий раз такие катастрофы уносили от 50 до 96% земной биоты. Но жизнь возрождалась вновь и продолжала развиваться.

Агрессивный Homo sapiens

Появление фотосинтезирующих растений, как уже говорилось, ознаменовало новый этап в развитии Земли. Столь кардинальный геологический сдвиг был порожден сравнительно простыми живыми организмами, не обладающими разумом. От человека же - организма высокоорганизованного, наделенного мощным интеллектом - закономерно ожидать гораздо более ощутимого воздействия на экосистему Земли. Дальние предки такого существа - гоминиды - появились, по разным оценкам, примерно от 3 до 1,8 миллиона лет назад, неандертальцы - примерно 200-100 тысяч, а современный Homo sapiens sapiens - лишь 40 тысяч лет назад. В геологии даже три миллиона лет укладываются в рамки хронологической погрешности, а 40 тысяч - лишь одна миллионная возраста Земли. Но даже за этот геологический миг люди успели основательно расшатать баланс ее экосистемы.

Прежде всего, рост популяции Homo sapiens впервые в истории не был сбалансирован природными ограничителями: ни недостатком пищи, ни пожирающими людей хищниками. С развитием орудий труда (особенно после промышленной революции) люди практически выпали из обычной трофической цепи и получили возможность размножаться почти беспредельно. Еще две тысячи лет назад их было около 300 миллионов, а к 2003 году численность земного населения возросла в 21 раз, до 6,3 миллиарда.

Второе. В отличие от всех других биологических видов, имеющих более или менее ограниченную среду обитания, люди расселились по всей земной поверхности, невзирая на почвенно-климатические, геологические, биологические и прочие условия. Уже поэтому степень их влияния на природу не сопоставима с влиянием любых других существ. И, наконец, благодаря своему интеллекту люди не столько приспосабливаются к природной среде, сколько приспосабливают эту среду к своим потребностям. И такое приспособление (еще недавно с гордостью говорили: "покорение природы") приобретает все более наступательный, даже агрессивный характер.

В течение многих тысячелетий люди почти не ощущали ограничений со стороны окружающей среды. А если и видели, что в ближайшей округе уменьшилось количество истребляемой ими дичи, истощились обрабатываемые почвы или луга для выпаса скота, то перекочевывали на новое место. И все повторялось. Природные ресурсы казались неисчерпаемыми. Лишь иногда такой сугубо потребитель ский подход к окружающей среде заканчивался плачевно. Более девяти тысяч лет назад шумеры для того, чтобы прокормить растущее население Месопотамии, стали развивать поливное земледелие. Однако созданные ими ирригационные системы со временем привели к заболачиванию и засолению почв, что и послужило основной причиной гибели шумерской цивилизации. Другой пример. Цивилизация майя, процветавшая на территории современных Гватемалы, Гондураса и юго-востока Мексики, потерпела крах около 900 лет назад главным образом из-за эрозии почвы и заиливания рек. Такие же причины вызвали падение древних земледельческих цивилизаций Междуречья в Южной Америке. Приведенные случаи лишь исключения из правила, которое гласило: черпай из бездонного колодца природы столько, сколько можешь. И люди черпали из него, не оглядываясь на состояние экосистемы.

К настоящему времени человек приспособил для своих надобностей около половины земной суши: 26% - под пастбища, по 11% - под пашни и лесоводство, остальные 2-3% - для строительства жилья, промышленных объектов, транспорта и сферы услуг. В результате вырубки лесов сельскохозяйственные угодья увеличились с 1700 года в шесть раз. Из доступных источников свежей пресной воды человечество использует больше половины. При этом почти половина рек планеты существенно обмелела или загрязнена, а около 60% из 277 крупнейших водных артерий перегорожены плотинами и прочими инженерными сооружениями, что привело к созданию искусственных озер, изменению экологии водоемов и устьев рек.

Люди ухудшили либо уничтожили места обитания множества представителей флоры и фауны. Только с 1600 года на Земле исчезли 484 вида животных и 654 вида растений. Более восьмой части из 1183 видов птиц и четвертой - из 1130 видов млекопитающих сегодня грозит исчезновение с лица Земли.

Мировой океан пострадал от человека меньше. Люди используют лишь восемь процентов его исходной продуктивности. Но и здесь он оставил свой недобрый "след", выловив до предела две трети морских животных и нарушив экологию многих других обитателей моря. Только на протяжении XX века была уничтожена почти половина всех прибрежных мангровых лесов и безвозвратно разрушена десятая часть коралловых рифов.

И, наконец, еще одно неприятное последствие быстро растущего человечества - его производственные и бытовые отходы. Из общей массы добытого природного сырья в конечный продукт потребления превращается не более десятой части, остальное идет на свалки. Отходов же органического происхождения человечество, по некоторым подсчетам, производит в 2000 раз больше, чем вся остальная биосфера. Сегодня экологический "след" Homo sapiens перевешивает негативное влияние на окружающую среду всех прочих живых существ, вместе взятых. Человечество вплотную подошло к экологическому тупику, вернее сказать - к краю обрыва. Со второй половины XX века нарастает кризис всей экологической системы планеты. Он порожден многими причинами. Рассмотрим лишь важнейшую из них - загрязнение земной атмосферы.

Технический прогресс создал множество способов ее загрязнения. Это различные стационарные установки, преобразующие твердое и жидкое топливо в тепловую или электрическую энергию. Это транспортные средства (автомобили и самолеты, бесспорно, лидируют) и сельское хозяйство с его гниющими отходами земледелия и животноводства. Это промышленные процессы в металлургии, химическом производстве и т. п. Это муниципальные отходы и, наконец, добыча ископаемого топлива (вспомним хотя бы постоянно дымящие факелы на нефте- и газопромыслах или терриконы отвалов возле угольных шахт).

Воздух отравляют не только первичные газы, но и вторичные, которые образуются в атмосфере в ходе реакции первых с углеводородами под воздействием солнечного света. Двуокись серы и разные соединения азота окисляют капли воды, собирающиеся в облаках. Такая подкисленная вода, выпадая в виде дождя, тумана или снега, отравляет почву, водоемы, губит леса. В Западной Европе вокруг крупных промышленных центров вымирает озерная рыба, а леса превращаются в кладбища мертвых, оголенных деревьев. Лесные животные в таких местах практически полностью гибнут.

Эти катастрофы, вызванные антропогенным загрязнением атмосферы, хоть и носят всеобщий характер, но все же пространственно более или менее локализованы: они охватывают лишь отдельные области планеты. Однако некоторые виды загрязнения приобретают планетарный масштаб. Речь идет о выбросах в атмосферу углекислого газа, метана и окиси азота, которые усиливают природный парниковый эффект. Выбросы в атмосферу двуокиси углерода создают около 60% дополнительного парникового эффекта, метана - примерно 20%, другие соединения углерода - еще 14%, остальные 6-7% вносит окись азота.

В естественных условиях содержание в атмосфере СО2 на протяжении последних нескольких сотен миллионов лет составляет около 750 миллиардов тонн (примерно 0,3% общего веса воздуха в приземных слоях) и поддерживается на этом уровне благодаря тому, что избыточная его масса растворяется в воде и поглощается растениями в процессе фотосинтеза. Даже относительно небольшое нарушение этого баланса грозит существенными подвижками в экосистеме с трудно предсказуемы ми последствиями и для климата, и для приспособившихся к нему растений и животных.

За последние два столетия человечество внесло весомый "вклад" в нарушение такого равновесия. Еще в 1750 году оно выбрасывало в атмосферу только 11 миллионов тонн СО2. Спустя столетие объем выбросов возрос в 18 раз, достигнув 198 миллионов тонн, а еще через сто лет увеличился в 30 раз и составил 6 миллиардов тонн. К 1995 году эта цифра возросла вчетверо - до 24 миллиардов тонн. Содержание метана в атмосфере за истекшие два столетия повысилось примерно вдвое. А он по своей способности усиливать парниковый эффект в 20 раз превосходит СО2.

Последствия не замедлили сказаться: в XX веке средняя глобальная приземная температура повысилась на 0,6°С. Казалось бы - мелочь. Но и такого повышения температуры достаточно, чтобы XX век оказался самым теплым за последнее тысячелетие, а 90-е годы - самыми теплыми в прошлом столетии. Снежный покров земной поверхности с конца 1960-х годов сократился на 10%, а толщина льда в Северном Ледовитом океане за несколько минувших десятилетий уменьшилась более чем на метр. В результате уровень Мирового океана за последние сто лет повысился на 7-10 сантиметров.

Некоторые скептики относят антропогенное потепление климата к числу мифов. Дескать, существуют природные циклы колебания температуры, один из которых и наблюдается сейчас, а антропогенный фактор притянут за уши. Естественные циклы колебаний температуры околоземной атмосферы действительно существуют. Но они измеряются многими десятилетиями, некоторые - столетиями. Наблюдаемое же в последние два с лишним века потепление климата не только не вписывается в обычную природную цикличность, но и происходит неестественно быстро. Межправительственная комиссия по изменению климата, сотрудничающая с учеными из разных стран мира, сообщила в начале 2001 года, что антропогенные изменения становятся все более очевидными, что потепление ускоряется, а его последствия оказываются намного более тяжелыми, чем предполагалось раньше. Ожидается, в частности, что к 2100 году средняя температура земной поверхности в разных широтах может повыситься еще на 1,4-5,8°С со всеми вытекающими последствиями.

Потепление климата распределяется неравномерно: в северных широтах оно проявляется сильнее, чем в тропиках. Поэтому в нынешнем столетии наиболее ощутимо повысится зимняя температура на Аляске, в Северной Канаде, в Гренландии, в северной части Азии и на Тибете, а летняя - в Центральной Азии. Такое распределение потепления влечет за собой изменение динамики воздушных потоков, а потому и перераспределение осадков. А это в свою очередь порождает все больше природных катастроф - ураганов, наводнений, засух, лесных пожаров. В XX веке в таких катастрофах погибли около 10 миллионов человек. Причем число крупнейших катастроф и их разрушительные последствия нарастают. В 50-х годах имели место 20 крупномасштабных стихийных бедствий, в 70-х годах - 47, а в 90-х - 86. Причиненный природными катастрофами ущерб огромен (см. график).

Первые годы нынешнего столетия отмечены беспрецедентными наводнениями, ураганами, засухами и лесными пожарами.

И это только начало. Дальнейшее потепление климата в высоких широтах угрожает оттаиванием вечной мерзлоты в северной Сибири, на Кольском полуострове и в Приполярных областях Северной Америки. Это значит, что поплывут фундаменты под зданиями в Мурманске, Воркуте, Норильске, Магадане и десятках других городов и поселков, стоящих на мерзлом грунте (признаки приближения катастрофы уже отмечены в Норильске). Однако и это еще не все. Размораживается панцирь вечной мерзлоты, и открывается выход хранящимся под ним в течение тысячелетий огромным скоплениям метана - газа, вызывающего повышенный парниковый эффект. Уже зафиксировано, что метан во многих местах Сибири начинает просачиваться в атмосферу. Если климат здесь еще немного потеплеет, то выброс метана станет массовым. Итог - усиление парникового эффекта и еще большее потепление климата на всей планете.

Согласно пессимистическому сценарию из-за потепления климата к 2100 году уровень Мирового океана повысится почти на один метр. И тогда южное побережье Средиземного моря, западное побережье Африки, Южная Азия (Индия, Шри-Ланка, Бангладеш и Мальдивы), все прибрежные страны Юго-Восточной Азии и коралловые атоллы в Тихом и Индийском океанах станут ареной стихийного бедствия. В одном лишь Бангладеше море грозит затопить около трех миллионов гектаров земли и вынудить к переселению 15-20 миллионов человек. В Индонезии могут быть затоплены 3,4 миллиона гектаров и изгнаны из мест обитания не менее двух миллионов человек. Для Вьетнама эти цифры составили бы два миллиона гектаров и десять миллионов переселенцев. А общее число таких пострадавших по всему миру может достичь примерно миллиарда.

По оценкам экспертов ЮНЭП, издержки, вызываемые потеплением климата Земли, продолжат нарастать. Расходы на защитные сооружения от повышающегося уровня моря и высоких штормовых волн могут составить один миллиард долларов в год. Если концентрация СО2 в атмосфере удвоится по сравнению с доиндустриальным уровнем, мировое сельское хозяйство и лесоводство вследствие засух, наводнений и пожаров будут ежегодно терять до 42 миллиардов долларов, а система водоснабжения уже к 2050 году столкнется с дополнительными издержками (около 47 миллиардов долларов).

Человек все более загоняет природу и самого себя в тупик, выбраться из которого все труднее. Выдающийся отечественный математик и эколог академик Н. Н. Моисеев предупреждал, что биосфера, как и всякая сложная нелинейная система, может утратить стабильность, в результате чего начнется ее необратимый переход в некое квазистабильное состояние. Более чем вероятно, что в этом новом состоянии параметры биосферы окажутся неподходящими для жизни людей. Поэтому не будет ошибкой сказать, что человечество балансирует на острие бритвы. Как долго оно сможет так балансировать? В 1992 году две самые авторитетные научные организации в мире - Британское королевское общество и Американская национальная академия наук совместно заявили: "Будущее нашей планеты висит на волоске. Устойчивого развития можно добиться, но только в том случае, если вовремя остановить необратимую деградацию планеты. Следующие 30 лет станут решающими". В свою очередь Н. Н. Моисеев писал, что "такая катастрофа может случиться не в каком-то неопределенном будущем, а, может быть, уже в середине наступающего XXI века".

Если эти прогнозы верны, то времени для поиска выхода остается, по историческим меркам, совсем немного - от трех до пяти десятилетий.

Как выбраться из тупика?

Многие сотни лет люди были абсолютно убеждены: человек создан Творцом в качестве венца природы, ее повелителя и преобразо вателя. Подобное самолюбование до сих пор поддерживается основными мировыми религиями. Более того, такую гомоцентрическую идеологию поддержал выдающийся отечественный геолог и геохимик В. И. Вернадский, сформулировавший в 20-х годах прошлого века идею перехода биосферы в ноосферу (от греческого nоos - разум), в своеобразный интеллектуальный "пласт" биосферы. "Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого", - писал он. Более того, "[человек] может и должен перестраивать трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше" (выделено мною. - Ю. Ш.).

На самом деле, как уже говорилось, мы имеем не переход биосферы в ноосферу, а переход ее от естественной эволюции к неестественной, навязанной ей агрессивным вмешательством человечества. Это деструктивное вмешательство относится не только к биосфере, но и к атмосфере, гидросфере и отчасти к литосфере. Какое уж там царство разума, если человечество, даже осознав многие (хотя и не все) аспекты порожденной им деградации природной среды, не в состоянии остановиться и продолжает усугублять экологический кризис. Оно ведет себя в природной среде обитания, как слон в посудной лавке.

Настало горькое похмелье - острая необходимость найти выход. Его поиск затруднен, поскольку современное человечество весьма неоднородно - и по уровню технико-экономического и культурного развития, и по ментальности. Кто-то просто безразличен к дальнейшим судьбам мирового социума, а кто-то придерживается дедовской логики: выходили и не из таких передряг, выберемся и на этот раз. Надежды на "авось" вполне могут оказаться роковым просчетом.

Другая часть человечества понимает серьезность нависшей опасности, но вместо того, чтобы участвовать в коллективных поисках выхода, всю свою энергию направляет на разоблачение виновников сложившейся ситуации. Эти люди считают ответственными за кризис то либеральную глобализацию, то эгоистичные промышленно развитые страны, а то и просто "главного врага всего человечества" - США. Изливают собственный гнев на страницах газет и журналов, организуют массовые акции протеста, участвуют в уличных беспорядках и с наслаждением бьют витрины в городах, где проходят форумы международных организаций. Надо ли говорить, что подобные разоблачения и демонстрации не продвигают ни на шаг решение общечеловеческой проблемы, а скорее мешают этому?

Наконец, третья, весьма небольшая часть мирового сообщества не только понимает степень угрозы, но и концентрирует свои интеллектуальные и материальные ресурсы на поиске путей выхода из создавшегося положения. Она стремится разглядеть в тумане будущего перспективу и нащупать оптимальный путь, чтобы не оступиться и не сорваться в пропасть.

Взвесив реальные опасности и ресурсы, которыми располагает человечество в начале XXI века, можно сказать, что пока еще есть некоторые шансы выбраться из сложившегося тупика. Но требуется беспрецедентная мобилизация здравого рассудка и воли всего мирового сообщества, чтобы решить множество проблем в трех стратегических направлениях.

Первое из них - психологическая переориентация мирового социума, кардинальная смена стереотипов его поведения. "Чтобы выбраться из кризисов, порожденных техногенной цивилизацией, обществу придется пройти сложный этап духовной революции, как в эпоху Ренессанса, - считает академик B. C. Степин. - Придется вырабатывать новые ценности... Надо менять отношение к природе: нельзя рассматривать ее как бездонную кладовую, как поле для переделки и перепахивания". Такой психологический переворот невозможен без значительного усложнения логического мышления каждого индивида и перехода на новую модель поведения большинства человечества. Но, с другой стороны, он невозможен и без кардинальных изменений отношений внутри общества - без новых норм морали, без новой организации микро- и макросоциума, без новых взаимоотношений между разными социумами.

Такая психологическая переориентация человечества очень трудна. Придется ломать стереотипы мышления и поведения, сложившиеся на протяжении тысячелетий. И прежде всего нужен коренной пересмотр самооценки человека как венца природы, ее преобразователя и повелителя. Эта гомоцентрическая парадигма, на протяжении тысячелетий проповедуемая многими мировыми религиями, подкрепленная в XX веке еще и учением о ноосфере, должна быть отправлена на идеологическую свалку истории.

В наше время необходима иная система ценностей. Отношение людей к живой и неживой природе должно строиться не на противопоставлении - "мы" и "все остальное", а на понимании того, что и "мы", и "все остальное" суть равноправные пассажиры космического корабля под именем "Земля". Такой психологический переворот кажется маловероятным. Но вспомним, что в эпоху перехода от феодализма к капитализму переворот именно такого рода, хотя и меньших масштабов, произошел в сознании аристократии, которая традиционно делила общество на "мы" (люди голубой крови) и "они" (простолюдины и просто чернь). В современном демократическом мире такие представления стали аморальными. В индивидуальном и общественном сознании вполне могут и должны появиться и закрепиться многочисленные "табу" в отношении природы - своеобразный экологический императив, требующий соразмерения потребностей мирового социума и каждого человека с возможностями экосферы. Морали предстоит выйти за пределы межличностных или международных отношений и включить в себя нормы поведения в отношении живой и неживой природы.

Второе стратегическое направление - форсирование и глобализация научно-технического прогресса . "Поскольку назревающий экологический кризис, грозящий перерасти в глобальную катастрофу, вызван развитием производительных сил, достижениями науки и техники, то и выход из него немыслим без дальнейшего развития этих составляющих процесса цивилизации, - писал Н. Н. Моисеев. - Для того чтобы найти выход, потребуется предельное напряжение творческого гения человечества, бесчисленное количество изобретений и открытий. Поэтому необходимо как можно скорее максимально раскрепостить личность, создать возможности для раскрытия своего творческого потенциала любому способному к этому человеку".

Действительно, человечеству предстоит кардинально изменить сложившуюся веками структуру производства, предельно уменьшив в ней удельный вес добывающей промышленности, загрязняющего почву и грунтовые воды сельского хозяйства; перейти от углеводородной энергетики к ядерной; заменить автомобильный и авиационный транспорт, работающий на жидком топливе, каким-то иным, экологически чистым; существенно перестроить всю химическую промышленность, чтобы минимизировать загрязнение ее продуктами и отходами атмосферы, воды и почвы...

Некоторые ученые видят будущее человечества в уходе от техногенной цивилизации XX века. Ю. В. Яковец, например, полагает, что в постиндустриальную эпоху, которая представляется ему как "гуманистическое общество", "будет преодолен техногенный характер позднеиндустриального общества". На самом деле для предотвращения экологической катастрофы требуется максимальная интенсификация научно-технических усилий, чтобы создать и внедрить природоохранные технологии во все сферы жизнедеятельности человека: в сельское хозяйство, энергетику, металлургию, химическую промышленность, строительство, быт и т. п. Поэтому постиндустриальное общество становится не посттехногенным, а, напротив, супертехногенным. Другое дело, что вектор его техногенности меняется с ресурсопоглощения на ресурсосбе режение, с экологически грязных технологий на природоохранные.

Важно при этом иметь в виду, что такие качественно новые технологии становятся все более опасными, поскольку могут использоваться как во благо человечеству и природе, так и во вред им. Поэтому здесь требуются неуклонно растущие осмотрительность и осторожность.

Третье стратегическое направление - преодоление или хотя бы существенное сокращение технико-экономического и социокультурного разрыва между постиндустриальным центром мирового сообщества и его периферией и полупериферией. Ведь кардинальные технологические сдвиги должны произойти не только в высокоразвитых странах, располагающих крупными финансовы ми и кадровыми ресурсами, но и во всем развивающемся мире, который стремительно индустриализируется главным образом на базе старых, экологически опасных технологий и не имеет ни финансовых, ни кадровых возможностей внедрять природоохранные технологии. Технологические новинки, создающиеся пока лишь в постиндустриальном центре мирового сообщества, должны внедряться и на его индустриальной или индустриализи рующейся периферии. В противном случае здесь в растущих масштабах будут использоваться устаревшие, экологически опасные технологии и деградация природной среды планеты еще более ускорится. Остановить процесс индустриализации развивающихся регионов мира невозможно. Значит, нужно помочь им делать это так, чтобы свести к минимуму ущерб для экологии. Такой подход - в интересах всего человечества, в том числе населения высокоразвитых стран.

*

Все три стратегические задачи, стоящие перед мировым сообществом, беспрецедентны как по своей трудности, так и по значимости для дальнейших судеб человечества. Они теснейшим образом взаимосвязаны и взаимообусловлены. Провал в решении одной из них не позволит решить остальные. По большому счету - это экзамен на зрелость вида Homo sapiens, которому довелось стать "самым умным" среди животных. Настало время доказать, что он действительно умен и способен спасти от деградации земную экосферу и себя в ней.

www.nkj.ru

Ekologia_Chernova_10-y_klass - Стр 21

В экосоциальных связях современных людей все больше социального и все меньше экологического. Очень далеко этот процесс зашел в больших городах. Рост доли городского населения, именуемый урбанизацией, происходит сегодня быстрыми темпами, особенно в развивающихся странах. Практически вся среда обитания человека в городе создана искусственно: многоэтажные бетонные здания, покрытая асфальтом земля, механические средства передвижения и т. п. Небольшие вкрапления: зеленые газоны, деревья и кусты вдоль улиц и во дворах, парки, пруды — только внешне напоминают природные экосистемы и составляют, как правило, ничтожную часть городской среды. При огромной плотности населения (в тысячи раз большей, чем в сельской местности) и оторванности от природных источников существования жизнь людей в городе невозможна без искусственной системы жизнеобеспечения. Она включает подачу энергии (электричество, газ) и пригодной к употреблению (очищенной, обеззараженной) воды непосредственно в жилища, доставку полностью или частично готовых продуктов питания как можно ближе к потребителю, полное и своевременное удаление отходов. Эта весьма сложная система функционирует благодаря согласованным усилиям коллективов людей и разделению труда между ними, с применением технических средств и значительных энергетических вложений, т. е. черезсоциальные взаимодействия.

Высокая концентрация людей, промышленности и транспорта в городах неизбежно вызывает ухудшение условий жизни человека. Происходит загрязнение воздуха и воды, повышается шумовой фон, увеличивается потребление искусственных химических соединений (пищевых добавок, лекарственных средств), возрастают стрессовые нагрузки и общий темп жизни. Даже жизненно необходимое потребление кислорода также отягощено высоким уровнем загрязнения воздушной среды. Все это негативно влияет на состояние здоровья городского населения.

Самая тяжелая ситуация возникает при неконтролируемом росте городов в развивающихся странах за счет миграции населения из сельской местности в поисках работы, дающей хоть какие-тосредства к существованию. Скученность людей в трущобах без централизованной системы жизнеобеспечения (энергии, воды, канализации) приводит к запредельно низкому уровню их жизни и, соответственно, высокой смертности, особенно детской.

Тенденция роста крупных городов и негативные следствия этого процесса прогнозируются на будущее. Поэтому прежде всего необходимо снижение всех видов загрязнения городской среды и совершенствование (а в трущобах городов развивающихся стран — создание) системы жизнеобеспечения населения. Банальная истина, что все люди, включая жителей самых больших городов, не мо1,ут нормально существовать без удовлетворения полного спектра биологических потребностей, настоятельно требует сохранять и восстанавливать их экологические связи. Особенно важны в этом плане расширение возможностей пребывания горожан в

природных экосистемах и экологизация городской среды.

□Промышленная □ С возникновением человека разумного

революция,	э к о л о г и ч е с к и е с в я з и челове-
урбанизация.	чества качественно изменились. Около

50 тыс. лет они развиваются как эко с о ц и а л ь н ы е . При этом их с о ц и а л ь н ы й к о м п о н е н т , особенно в крупных городах,

сегодня все более отчетливо доминирует над э к о л о г и ч е с к и м .

■ Примеры и дополнительная информация

Рост городов. До 1955 г. в мире был только один город — НьюЙорк, население которого превышало 10 млн человек. Далее следовали Лондон (более 8 млн), Токио (7 млн), Париж (свыше 5 млн) и Москва (около 5 млн). Из 15 крупнейших городов мира только 4 находились в развивающихся странах (в порядке убывания: Шанхай, Буэнос-Айрес,Калькутта и Пекин). Всего в городах в это время проживало около 30% мирового населения.

В 1995 г. отметку в 10 млн человек превысили 14 городов мира. Первую пятерку составили Токио (26 млн человек), Нью-Йорк(более 16 млн), Мехико (почти 16 млн),Сан-Паулу(около 14 млн) и Шанхай (14 млн). Из 15 самых крупных городов мира уже 10 находились в развивающихся странах (Мехико,Сан-Паулу,Шанхай, Бомбей, Пекин, Калькутта,Буэнос-Айрес,Сеул,Рио-де-Жанейро,Джакарта). Москва (около 9 млн человек) передвинулась в этом списке на17-еместо. Городские жители составили около 45% мирового населения.

К 2015 г. 7 городов мира, вероятно, превысят 20-миллионныйрубеж: Токио (почти 30 млн), Бомбей (свыше 27 млн), Лагос (около 25 млн), Шанхай (почти 24 млн), Джакарта (21 млн),Сан-Паулуи Карачи (свыше 20 млн каждый). Из 15 крупнейших городов мира только 2 будут расположены в промышленно развитых странах (Токио иНью-Йорк),остальные 13 будут находиться в странах развивающихся (кроме упомянутых выше 6 городов, также Пекин, Дакка, Мехико, Калькутта, Дели, Тяньцзинь и Манила).

Численность городских жителей превысит 60% мирового населения.

□ Вопросы. 1. Почему в настоящее время невозможно появление новых человеческих рас?2 . Каковы плюсы и минусы промышленной революции?3 . В чем сходство и различие экологических и экосоциальных связей?4 . Почему

идет процесс урбанизации, несмотря на ухудшение жизни в больших городах? □ Задание. Найдите на карте мира города и страны, указанные в дополнитель-

ной информации к этому параграфу.

□ Тема ДЛЯдискуссии. Хорошо известно образное сравнение города с большим муравейником. Каковы аргументы сторонников и противников этой

метафоры?

ВСПОМНИТЕ___ § 29. История развития

Энергетическое		ЭКОЛОГИЧвСКИХ СВЯЗвЙ
обеспечение		человечества.
Информационные		Будущее
связи

Перспективы развития социальных связей человечества в ближайшем и отдаленном будущем, возможные пределы социально-экологической емкости Земли для человека рассматриваются сегодня как самые главные и

самые неотложные глобальные проблемы. Вопрос, по сути дела, поставлен поистине гамлетовский: «Быть или не быть человеку на планете Земля? » В XX в. стихийное развитие экосоциальных связей человечества все

более отчетливо стало приобретать характер конфликта с природой, который уже достигает критического уровня. Энергетическое могущество, нарастающее давление на среду обернулись масштабным разрушением природы, крупными социальными (мировые войны) и экологическими катастрофами. Экологическую абсурдность некоторых сегодняшних направлений и темпов экономического развития подчеркивает тот непреложный факт, что накопленный к концу XX в. энергетический потенциал (прежде всего ядерный) уже достаточен для уничтожения (намеренного или случайного) всей экосистемы Земли, включая создателя, владельца и «правителя» этого убийственного потенциала — человека.

Еще одна уникальная примета современности — всеохватность и быстродействие информационных связей. Значение происходящей сейчас информационной революции двояко. Отрицательные ее следствия — опасность выхода сверхбыстродействующих технологий (например, компьютерных систем, управляющих атомной энергетикой, современнойракетно-ядернойтехникой, космическими аппаратами)из-подконтроля слишком медленных для этого биологических реакцийчеловека-операто-ра. Положительный аспект информационной революции — возможность обеспечения согласованных действий человечества в целом. Это позволит создать всемирную стратегию развития человечества через формирование общемировой системы экосоциальных связей, обеспечивающих устойчивое сосуществование и развитие общества и природы.

Социальным ответом человечества на возникшую угрозу глобального

экологического кризиса стало набирающее силу всеобщееприродо

охранное движение. Очень непростые проблемы устойчивого развития человечества и природы пытаются решать на всех уровнях: международном, государственном, местном. Повсюду в мире функционируют государственные органы природоохранного профиля, принимаются законодательные акты, активно действуют тысячи местных, национальных и международных обществ, движений и иных объединений. Формируется системаэкологического образования.

XX век породил экологические проблемы и тревоги. Надежды на разумное их разрешение обращены в век XXI.

Определяющие черты развития экосоциальных связей человечества в будущем: реальная угроза всеобщего экологического кри зиса и реальная надежда на его предотвращение, благодаря широкому природоохранному движению и всеобщему экологическому образованию.

Два главных процесса определяют историю развития экосоциальных связей человечества:

—нарастающая эмансипация человека от среды обитания;

—нарастающая его энерговооруженность, влекущая за собой беспрецедентное усиление давления одного вида на среду своего обитания, на биосферу Земли.

Человечество развивается с ускорением. Появившись около 50 тыс. лет назад, человек разумный, образно говоря, мчится все стремительнее. Он ворвался в XXI век, что бы бежать неведомыми дорогами третьего тысячелетия. Вопрос вопросов: как долго?

революция. Экологический кризис. Природоохранное движение. Экологическое

□Информационная ^ В конце XX в. стихийное развитие экосоциальных

связей привело к угрозе всемирного экологического кризиса. Его

предотвращение — глобальная цель человечества в XXI в.

образование.

■ Примеры и дополнительная информация

Ускорение развития человечества эффектно представил философски настроенный инженер из Швейцарии Г. Эйхельберг. Свою работу он опубликовал задолго до новых открытий, отодвинувших время про-

исхождения человека на 2 млн лет в глубь веков. Хотя абсолютные

193

7-17024Чернова. 10 (11) кл.

цифры требуют в этой связи современных поправок, образ бегуна-ма-рафонцапо-прежнемувпечатляет:

«Предполагается, что возраст человечества 600 тыс. лет. Представим себе движение человечества как марафонский бег на 60 км. Большая часть 60километрового расстояния проходит по очень трудному пути — через

девственные леса. Мы мало знаем эту часть, так как только в конце — на 58—59-мкилометре бега — встречаем вместе с первобытными орудиями рисунки пещерных людей как первые признаки культуры, и лишь на последнем километре пути появляется все больше признаков земледелия. За 200 м до финиша дорога уже покрыта каменными плитами — мы минуем римские крепости. За 100 м до финиша наш бегун пробегает через средневековые города. До финиша остается еще 50 м; там стоит человек, который умными и понимающими глазами следит за бегом, — это Леонардо да Винчи. Остается только 10 м! Они начинаются при свете факелов и при скудном свете масляных светильников. Но при стремительном рывке на последних 5 м происходит чудо: свет заливает ночную дорогу, шумят машины на земле и в воздухе, и пораженный бегун ослеплен прожекторами фото- и телекорреспондентов...»

Вопрос. Каковы положительные и отрицательные результаты информационной

революции?

Задание. Выясните, какие организации и общества проводят работу по охране природы в вашей местности. Участвует ли ваша школа в природоохранном дви-

жении? Если да, то в каких формах?

Тема ДЛЯ дискуссии. Опасный для экосистемы Земли результат развития современных технологий — несовместимость их быстродействия с недостаточной скоростью реакций человеческого организма. Предложите свои решения этой про-

блемы.

Глава 5

Экологическая демография

«...Любое органическое существо естественно размножается в столь быстрой прогрессии, что, не подвергайся оно истреблению, потомство одной пары очень скоро заполонило бы весь земной шар» (Чарлз Дарвин. «Происхождение видов...». 1859).

Может ли человечество «заполонить весь земной шар»? Если да, то как скоро и каким образом? Сколько нас, людей, на Земле было, есть и будет

через десяток лет? через полвека? через столетие?

ВСПОМНИТЕ

Такие вопросы задаются сегодня все чаще и чаще. Не только из любознательности, но и с тревогой.

Популяция

Демография

Экологические

факторы

Экологическая емкость среды

§ 30. Социально-экологическиеособенности демографии человечества

Фундаментальные экологические закономерности изменений численности природных популяций приобретают особое значение в приложении к человечеству в поисках ответа на главный сегодня экологический вопрос: как человеку выжить на Земле?

Изменения размеров популяций любого вида, как вы уже знаете, происходят не беспорядочно, а в соответствии с определенными экологическими закономерностями.

«Рост численности популяций любого вида в природе никогда не бывает бесконечным» — написано в § 13 учебника. А к человеку этот вывод приложим? Ведь ограничителем роста численности любой популяции является экологическая емкость среды ее обитания. Но экологическая уникальность человека, как показано в предыдущей главе, состоит в способности кардинально расширять среду своего обитания. Человечество блестяще это продемонстрировало за время существования на Земле, освоив всю территорию нашей планеты. Так в какой мере человек подчиняется общеэкологическим законам в отношении изменений своей численности? И может ли он корректировать их действие социальными путями? Или, иными словами, каковы социально-экологическиеособенности роста численности человечества?

Народы, населяющие разные континенты, регионы и страны, живущие в разных природно-социальныхусловиях, с точки зрения экологии могут рассматриваться как географические популяции человека. Население всей планеты, т. е. человечество в целом, — это глобальная или общемировая популяция человека. Изменения численности и структуры популяций человека изучаетдемография. Демографические закономерности в приложении к человечеству имеют как общие экологические черты, так и свои характерные особенности. Отличия демографии человека определяются уникальным его положением в системе животного царства как единственного на Земле биосоциального вида.

Численность человечества определяется соотношением рождаемости и смертности. В этом человек подобен любому биологическому виду. Как подметили еще более сотни лет тому назад (например, Чарлз Дарвин и другие исследователи), способность к размножению таит в себе потенциальную возможность наращивания численности в геометрической прогрессии, т. е. увеличение ее в принципе до бесконечности. В природе, благодаря сопротивлению среды, эту возможность не реализует ни один биологический вид. А каковы в этом плане возможности биосоциального

вида — человека?

Рассмотрим применительно к человеку особенности проявления четырех наиболее характерных экологических факторов, эффективно ограничивающих потенциально бесконечный рост природных популяций. Это климат, хищники, болезни и пища.

Климат. По способности заселять любые климатические зоны человек не имеет себе равных среди биологических видов. Естественно, что районы с оптимальным для него климатом, где легче обеспечить жизненный комфорт, охотнее заселяются людьми, чем территории с экстремальными условиями существования (полярные зоны, пустыни, высокогорья). Способность изготавливать одежду, строить жилье, использовать дополнительную энергию для регулирования температуры и влажности, т. е. разнообразная социально-экономическаяи техническая деятельность, позволила человеку почти полностью нейтрализовать отрицательное воздействие неблагоприятного климата на демографические процессы. В настоящее время климатические условия оказывают незначительное

влияние на расселение людей по земному шару.

Климатический фактор, прямо или косвенно влияющий на чис ленность и распределение большинства наземных видов, над человеком в этом отношении уже не властен.

Хищники. Как свидетельствуют раскопки поселений первобытного человека, древние люди нередко оказывались жертвами крупных хищников. Но овладение огнем и орудиями охоты многократно усилило могущество человека и обеспечило ему превосходство даже над самыми крупными и сильными животными.

В настоящее время хищники не оказывают ни малейшего влияния на численность человечества.

Болезни. Несколько столетий тому назад (в Европе — с XIV по XVII в.) губительные эпидемии чумы, холеры, оспы и других инфекционных болезней, опустошая города и страны, заметно замедляли рост численности населения. Прогресс науки и медицины позволил справиться с этими заболеваниями. Сейчас они уже не влияют на демографические процессы. На роль основных факторов преждевременной смертности в индустриальных странах Европы и Северной Америки выдвинулись заболевания иного характера:сердечно-сосудистые,онкологические (раковые), легочные и др. Их тяжелые проявления в значительной мере вызваны неблагоприятными следствиями экономического развития: загрязнением среды, нервными перегрузкамииз-зачрезмерно высокого темпа жизни и недостаточностью физических нагрузок (гиподинамией). Эти болезни чаще всего сокращают жизнь в старших возрастных группах. В меньшей мере они затрагивают молодые и средневозрастные, т. е. репродуктивные, способные к размножению, поколения, а поэтому существенно не влияют на темпы размножения и рост численности населения.

Однако в последние десятилетия внезапно проявила себя новая инфекционная болезнь — синдром приобретенного иммунодефицита

(СПИД). Он впервые был обнаружен в 1981 г. в Калифорнии (США), а в 1987 г. — в России. Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) передается через кровь, например при многократном использовании шприцев, или половым путем. СПИД поражает иммунную систему организма, который становится беззащитным против любых других болезней. Инкубационный (скрытый) период от инфицирования до болезни может составить от полугода до 5 лет и более. Лекарств, позволяющих полностью вылечить больных СПИДом, нет, и потому пока не удалось спасти ни одного заболевшего им человека. СПИД поражает в первую очередь репродуктивные поколения. Широкое обследование населения показало катастрофический рост количества ВИЧ-инфицированныхво всех странах мира. Ежедневно их число возрастает на тысячи человек, а всего в начале XXI в. количествоВИЧ-инфицированныхжителей планеты исчисляется десятками миллионов.

Стремительное распространение ВИЧ-инфекциине миновало и Россию. Темпы распространения СПИДа во всем мире угрожающе высоки, а эффективные лекарства против него или надежные вакцины пока не найдены. Создалась реальная опасность, что эта новая страшная болезнь, часто именуемая « чумой XX века», в следующем столетии станет важным фактором, существенно влияющим на демографические процессы. Единственное на сегодня средство от СПИДа — личная профилактика.

Во многих странах Африки, Азии, Южной и Центральной Америки продолжают свирепствовать болезни, связанные с антисанитарией, недоеданием, нехваткой чистой питьевой воды. Это прежде всего острые легочные и кишечные заболевания: туберкулез, холера, дизентерия и многие другие.

Несмотря на несомненные успехи медицины, болезни полностью не побеждены и остаются для человечества опасными факторами, способными влиять на ход демографических процессов.

Пища. Для всех животных пищевые ресурсы — основа экологической емкости среды. Человек не исключение. Но он гораздо успешнее, чем любой другой вид, умеет увеличивать для себя запасы пищи.

История человечества — поиск все новых и новых пищевых ресурсов. Сотни тысяч лет первобытные люди собирали доступную им пищу, охотились на доступную им добычу. Примерно так добывают себе пропитание всеядные животные, например медведи. Но в отличие от них уже первобытные люди научились расширять свои пищевые возможности, увеличивать доступность пищи, пользуясь простейшими орудиями.

Около 10 тыс. лет назад на Ближнем Востоке возникло сельское хозяйство. Жители тех мест научились выращивать съедобные растения, содержать полезных для себя животных. Такие способы получения пищи

диким животным неведомы. Животные свою пищу отыскивают, собирают, ловят. Человек ее производит, вкладывая в это свой труд и дополнительную энергию.

Производство пищи — принципиальное экологическое отличие человека от всех биологических видов, одно из главных проявлений его социальных особенностей. Уже несколько тысячелетий люди совершенствуют производство продовольствия, увеличивая его количество и улучшая качество. В результате возрастает выживаемость, растет численность человечества.

Возможности увеличения пищевых ресурсов не беспредельны. За последнюю тысячу лет жесточайший голод неоднократно охватывал многие районы мира. Даже сейчас, при высоком уровне производства продовольствия в отдельных странах, почти 10% мирового населения страдает от голода (более всего в Африке) и еще столько же от неполноценной пищи (например, при нехватке животного белка).

Недостаток пищи или каких-товажных ее компонентов всегда был и остается важным фактором, влияющим на выживание населения отдельных стран и регионов. Рост производства продовольствия снижает смертность и тем самым способствует росту численности населения Земли.

Численность любого биологического вида определяется системой экологических связей. Численность единственного биосоциального вида — человека — определяется системой экосоциальных связей.

Предельная численность любого вида ограничивается экологической емкостью среды его обитания. Предельная численность человечества ограничивается планетарной социально экологической емкостью. Человек непрерывно ее расширяет, но она все же имеет верхнюю границу на Земле.

Q Демография. □ Человек способен корректировать дейст

Эпидемии.	вие факторов, влияющих на демографи
Синдром	ческие процессы. Используя дополни
приобретенного	тельную энергию, орудия производства и
иммунодефицита	способность к согласованным обществен
(СПИД).	ным действиям, человечество обезо
Социально	пасило себя от хищников, успешно
экологическая	нейтрализует неблагоприятное влияние
емкость среды.	климата, противостоит болезням и наращивает
	производство пищи. В результате существенно
	увеличивается социальноэкологическая емкость
	среды обитания человечества, смертность (особенно
	детская) снижается и население мира непре
	рывно растет.

■Примеры и дополнительная информация

1.На Земле не осталось мест, где не ступала нога человека. Открыты все острова, исследованы все жаркие и ледяные пустыни, покорены все горные вершины. Экстремальный климат длительное время препятствовал проникновению человека в труднодоступные районы, а сейчас сдерживает их освоение.

studfiles.net

Влияние человека на экосистему. Искусственные экосистемы

Испокон веков роль человека в экосистеме предполагала его активное вмешательство в естественную природную цепь с целью её тщательного изучения. При этом интерес постоянно подогревала постоянная эволюция экосистемы, протекавшая вне зависимости от человеческой деятельности, что порой приводило к необратимым последствиям как для окружающей среды, так и для людей.

Человек и природа

На сегодняшний день влияние человека на экосистему стало практически абсолютным. За последние несколько веков, благодаря существенному развитию технологического прогресса, загрязнение окружающей среды достигло критической отметки и начало представлять серьёзную опасность.

Существенное влияние на атмосферные изменения оказывает круговорот углерода в природе, поскольку он в существенных количествах содержится в составе большинства минералов на земле. При сжигании минерального топлива на предприятиях из него выделяется диоксид (углекислый газ), имеющий свойство к накапливанию в воздухе, ведь в результате масштабной вырубки лесов оставшиеся растения не успевают справляться с его очисткой.

В результате неуклонного повышения концентрации углекислого газа на Земле наблюдается усиление глобального парникового эффекта, заключающегося в том, что диоксид удерживает тепло на поверхности, вызывая чрезмерное нагревание, эффект которого усиливается с каждым днём.

Анализ и оценка деятельности человека в экосистеме позволяют должным образом судить о том, что если не принять решительные меры по нормализации экологической обстановки, иммунная система не сможет должным образом справляться с загрязнениями, оказывающими губительное влияние на человеческий организм, что в дальнейшем может привести к необратимым последствиям. Всё дело в том, что загрязнитель может воздействовать на организм как прямо, так и косвенно, с лёгкостью перемещаясь по различным элементам экосистемы.

Пустыни

Все наземные экосистемы можно условно разделить по климатическим и растительным признакам, при этом каждой экосистеме присущи индивидуальные особенности, связанные главным образом не с редкими животными и растениями, которые там обитают, а с климатическими факторами. В первую очередь к данной категории экосистем можно отнести пустыни.

Главной особенностью данной местности является то, что сила испарений в ней гораздо выше, чем уровень выпадающих осадков. В результате таких условий растительность в пустыне весьма скудная. Для этой местности характерна ясная погода и преобладание низкорослых растений, в результате чего в ночное время почва начинает усиленно терять тепло, накопленное в течение дня. При этом стоит учитывать, что пустыни занимают более 15% поверхности суши и размещаются практически во всех земных широтах.

Пустыни могут быть:

• Тропические.
• Умеренные.
• Холодные.

Растения и животные, проживающие в них, вне зависимости от климатических условий способны накапливать и сохранять в организме дефицитную влагу. Уничтожение растительности в данной местности приводит к тому, что на её восстановление потребуется огромное количество времени и сил.

Саванны

Природные экосистемы включают в себя также область саванн, территории которых, по сути, являются травянистыми экосистемами. В данную категорию входят районы, в которых наблюдается несколько продолжительных засушливых периодов, а по их завершении выпадает чрезмерное количество осадков. Именно эта категория экосистемы занимает широкие участки по обеим сторонам экватора, встречаясь даже в районах, прилегающих к арктическим пустыням.

Несмотря на то что люди крайне редко встречаются в такой местности, обнаруженные на этих территориях нефтяные и газовые запасы спровоцировали высокое антропогенное воздействие, ведь в результате низких показателей разложения органических веществ темпы прироста растительности являются минимальными, за счёт чего именно эта экологическая область является одной из самых уязвимых.

Лесные экосистемы

Все леса, вне зависимости от вида, также относятся к категории наземных экосистем.

Они представлены:

• Лиственными лесами. Основной особенностью является быстрое восстановление растительности после вырубки. Следовательно, данная местность лучше всего способна противодействовать негативному влиянию, которое оказывает на неё человек.

• Хвойными. В основном данные леса представлены в таёжных областях. Именно в этой области добывается большая часть древесины на промышленные нужды.
• Тропическими. Деревья в этих лесах сохраняют листву практически в течение всего года, за счёт чего обеспечивается стабильная очистка атмосферы от углекислого газа. В результате уничтожения человеком растительности верхний слой почвы полностью вымывается из-за длительного воздействия дождей, и леса практически невозможно восстановить после вырубки.

Искусственно созданные экосистемы

Искусственные экосистемы, или агроценоз, включают в себя искусственно созданные человеком экосистемы, основной задачей которых является поддержание и стабилизация экологической обстановки в мире, а также стабильное обеспечение людей и животных доступной пищей. К данной категории относятся:

• Поля.
• Сенокосы.
• Парки.
• Сады.
• Огороды.
• Лесные посадки.

В большинстве случаев искусственные экосистемы требуются для получения человеком сельскохозяйственной продукции для своей нормальной жизнедеятельности. Несмотря на то что они являются не слишком надёжными в экологическом плане, высокая урожайность позволяет, используя минимальное количество земельных территорий, обеспечить пищей весь мир. Основными критериями, которые вкладывает человек при их создании, являются сохранение культур, обладающих максимальными показателями производительности.

Численность популяции в агроценозе обусловлена в основном уходом, который человек может предоставить для повышения уровня плодородия, в котором так нуждается искусственная экосистема. Человек, природа которого связана с постоянными открытиями в наиболее значимых для жизнедеятельности областях, давно понял, что именно данный вид экосистем постоянно нуждается в поступлении полезных элементов. Среди них решающую роль играют вода и минеральные удобрения, часть которых постоянно исчезает из почвы в результате круговорота воды в природе. Только таким образом можно сохранить урожайность и не допустить голода в постоянно ухудшающихся экологических условиях.

При этом в агроценозе, как и в любой другой области, наблюдаются пищевые цепи экосистемы, обязательной составляющей которых является человек. При этом именно он играет решающую роль, ведь без него не сможет существовать ни одна искусственная экосистема. Дело в том, что без получения должного ухода она сохраняет свои свойства максимум на протяжении года в виде зерновых полей и до четверти века в виде плодово-ягодных культур.

Оптимальным путём для увеличения и поддержания продуктивности этих экосистем остаётся мелиорация почв, способствующая очистке земли от посторонних элементов и стабилизации естественного роста растений.

Влияние на естественные экосистемы

Природные экосистемы включают в себя как наземные, так и водные экосистемы. При этом человечество должно принимать существенные меры для защиты водоёмов от проникновения вредных веществ. Количество живых организмов, для которых вода является основным жизненным источником, напрямую зависит от содержания в ней солей и температурных факторов. В отличие от наземных экосистем, животные, обитающие под водой, нуждаются в постоянном доступе к кислороду, в результате чего они стараются держаться на поверхности воды.

Наземные экосистемы отличаются от водных не только корневой системой растительности, но и основными компонентами питания. При этом, в зависимости от глубины вод, источников пищи становится гораздо меньше. Даже если выбросы отходов с предприятий производятся не в водные источники, а на поверхность Земли, благодаря атмосферным осадкам загрязнение проникает в грунтовые воды. А уже с ними достигает основных источников, уничтожая в них большую часть живых организмов и оказывая вредное влияние на человеческий организм в ходе употребления людьми воды.

Разновидности загрязнений воздуха

Последствия деятельности человека в экосистемах в первую очередь повлияли на загрязнение воздуха. До недавнего времени оно считалось наиболее масштабной экологической проблемой всех крупных городов, однако, благодаря тщательному изучению проблемы, учёным удалось выяснить, что атмосферные загрязнители могут перемещаться на значительные расстояния от непосредственного источника выброса. Следовательно, можно сделать вывод, что даже проживая в крайне благоприятной экологической обстановке, люди застрахованы от вредного влияния так же мало, как и те, кто проживает в непосредственной близости к промышленным источникам.

Наиболее распространёнными загрязнителями воздуха, от которых существенно страдает экология, являются:

• Повышение в составе воздуха концентрации его основного элемента - диоксида углерода.
• Оксиды азота.
• Углеводороды.
• Диоксид серы.
• Газовая смесь хлора, фтора и соединений углерода, получившая название ХФУ.

Подобное воздействие человека на экосистему привело к тому, что борьба с экологическими загрязнениями приобрела глобальный уровень, став наиболее важной задачей для всех без исключения стран. Только в условиях тесного международного сотрудничества можно добиться оптимально быстрой стабилизации экологической ситуации.

Негативные последствия

Негативная деятельность человека в экосистеме привела к тому, что в воздухе ежегодно снижается концентрация естественных атмосферных составляющих, и больше всего от этого страдает верхний атмосферный слой, в котором концентрация озона порой достигает критической отметки. При этом основная трудность в восстановлении его стабильных показателей состоит как раз в том, что сам озон может существенно усилить загрязнение воздуха на земной поверхности, оказывая губительное влияние на большинство сельскохозяйственных культур. Кроме того, при смешивании озона с углеводородом и оксидом азота происходит образование фотохимического смога, являющегося наиболее вредной смесью, губительно влияющей на экологию.

На сегодняшний день лучшие умы мира работают над проблемой уменьшения негативных последствий человеческой деятельности. Конечно, экосистемы, созданные человеком, частично нормализуют показатели, однако наблюдается стабильное увеличение вредных выбросов с промышленных предприятий, накапливающихся в атмосфере.

Кроме того, существуют ещё и побочные факторы в виде пыли, шума, усиления электромагнитных полей и климатических изменений, в результате которых температура окружающей среды за последние годы существенно повысилась, вызывая тем самым необратимые климатические изменения.

Меры поддержки экологии

Поскольку влияние человека на экосистему привело к серьёзным климатическим изменениям, а в частности к глобальному потеплению, человечество должно разрабатывать серьёзные меры борьбы с загрязнениями, увеличивая на Земле количество экосистем, вне зависимости от того, природные они или искусственные. Из-за накопления в атмосфере различных газов, из которых только незначительная часть рассеивается в космическом пространстве, а остальные вызывают на земле парниковый эффект, учёные предполагают в дальнейшем существенное увеличение температуры на планете, губительно отражающееся на всём живом. Однако необходимо учитывать, что без подобного влияния, претерпевшего мало изменений на протяжении миллионов лет, современные экосистемы, направленные человеком на поддержку экологической ситуации, не смогли бы существовать.

Тем не менее человечество должно серьёзно сократить выбросы вредных элементов в воздух, а также как минимум стабилизировать процесс вырубки лесов с образованием новых зелёных насаждений, ведь стабильное усиление парникового эффекта в дальнейшем приведёт к испарению воды и ухудшению погодных систем. Важно, что определённые меры в данной области уже были приняты. В первую очередь это касается создания Межправительственной группы, задача которой - следить за изменениями климата и выявлять местоположение мощных газовых выбросов, бросая все силы на исправление экологической ситуации в данной области.

Кроме того, был создан Всемирный экологический конгресс, более известный под названием «Саммит Земли». Он проводит полномасштабные работы, направленные на заключение международного соглашения между всеми странами с целью уменьшения выбросов газа и других вредных элементов в атмосферу.

Несмотря на то что убедительных доказательств современного антропогенного потепления на сегодняшний день не существует, большинство учёных считают, что необратимый процесс уже начался. Именно поэтому так важно, чтобы весь мир объединился для стабилизации экологического положения на Земле.

Влияние человека на экосистему может быть частично ликвидировано путём разработки и дальнейшего внедрения мощных установок, которые будут использоваться для тщательной очистки воздуха. Сегодня подобные конструкции устанавливаются только на наиболее прогрессивных предприятиях, однако их численность настолько незначительна, что уменьшение выбросов проходит практически незаметно на общемировом фоне.

Не меньшую роль играет ещё и разработка альтернативных источников энергии, не оказывающих вредного воздействия на экологию. Кроме того, промышленное производство должно выйти на новый уровень работы с применением безотходной промышленной технологии, а меры борьбы с выхлопными газами, которые производят автомобили, должны быть максимально усилены. Только после того, как положение будет максимально стабилизировано, мировые организации по охране окружающей среды смогут должным образом выявлять и бороться со всеми нарушениями.

Шаги по стабилизации ситуации

Негативное влияние человека на экосистему можно наблюдать не только в загрязнении природы химическими отходами, как, например, в случае с Чернобылем, но и в повсеместном вымирании наиболее редких видов животных и растений. Все эти факторы способствуют ухудшению человеческого здоровья вне зависимости от возрастных групп. Кроме того, экологические нарушения сказываются даже на нерождённых детях, существенно ухудшая общее состояние мирового генофонда и влияя на уровень смертности населения.

Подробный анализ и оценка последствий человека в экосистемах позволяют судить о том, что основные ухудшения экологического состояния на Земле связаны в основном с умышленно направленной деятельностью человека. К этой сфере можно отнести браконьерство и увеличение численности химических предприятий, выбросы которых оказывают сильнейшее влияние на экологию. Если в ближайшее время человечество не осознает, к какому результату приведут в итоге его действия, и не начнёт активно использовать очистительные технологии, включая увеличение количества зелёных насаждений, особенно в крупных промышленных городах, в дальнейшем это может привести к необратимым последствиям во всём мире.

fb.ru

6.2.7. Воздействие на экологические системы

Поскольку экологические системы – системы  разносторонние,   сложные и живые, убедительно доказать их изменения, объяснить причины этих изменений и, в особенности, предсказать их дальнейшее развитие бывает особенно сложно. Своего рода точкой опоры нам снова может послужить историческая геология. Изменения климата всегда имели далеко идущие последствия для экосистем, о чем свидетельствуют, например, пробы пыльцы, полученные из осадочных пород на дне моря. Так, с наступлением ледниковых периодов леса из Северной и Центральной Европы отступали на юг, а затем в межледниковья снова отвоевывали утраченные территории. Вероятно, после повышения температуры на несколько градусов климат на Земле станет таким теплым, каким он не был уже миллионы лет. Несомненно, что это самым решительным образом должно сказаться на биосфере, хотя конкретные последствия таких изменений пока еще не ясны.

Еще одна сложность заключается в том, что в настоящее время человек использует большую часть земной поверхности (почти 50% всей суши) для собственных нужд, в то время как нетронутые экосистемы превращаются в небольшие анклавы вроде заповедников и национальных парков. Животные и растения уже не смогут так свободно перемещаться в более благоприятные для них регионы, как это было раньше при смене ледниковых периодов и межледниковий. Кроме того, по своим темпам нынешнее антропогенное изменение, по всей вероятности, оставит далеко позади большинство других случаев изменений климата, когда–либо происходивших на Земле.

Поэтому многие биологи опасаются, что уже в этом в. может произойти массовое вымирание множества видов растений и животных, или, на профессиональном жаргоне, драматическое сокращение биологического разнообразия. В первую очередь под угрозой окажутся альпийские флора и фауна, которые ютятся на горных вершинах, словно на крошечных островках холода в бескрайнем океане тепла, дожидаясь наступления очередного ледникового периода. Этим видам остался только один путь к отступлению – вверх, пока, наконец, они не поднимутся до самых вершин и не «уйдут в небо», как выразился австрийский биолог Георг Грабхерр. Возьмем в качестве примера Новую Зеландию: при потеплении на 3 °С там исчезнет 80% высокогорных «климатических островов», что может привести к гибели от одной трети до половины известных там 613 видов альпийских растений. Согласно опубликованным в 2004 г. расчетам, выполненным международной научно–исследовательской группой под руководством Криса Томаса, из–за изменения климата к 2050 г. во всем мире обречены на вымирание от 15 до 37% ныне существующих видов растений и животных (млекопитающих, птиц, рептилий и др.).

Изменение климата – только одно из губительных воздействий, оказываемых человеком на экосистемы. В настоящий момент наибольшую угрозу представляют более непосредственные формы вмешательства: сведение лесов, выброс вредных отходов, браконьерство и перелов рыбы. Однако изменения климата будут нарастать, и если их не удастся вовремя остановить, то все усилия, предпринимаемые для защиты дикой природы в разных точках нашей планеты, окажутся перечеркнутыми.

За последние годы был проведен целый ряд международных научных семинаров, на которых обсуждались региональные аспекты воздействия изменений климата на чувствительные экосистемы. В результате был составлен следующий негативный сценарий дальнейшего развития. Уже при глобальном потеплении на 1 °С, вероятно, будет нанесен ущерб особо чувствительным экосистемам: коралловым рифам, высокогорным тропическим лесам австралийского штата Квинсленд и засушливым ландшафтам Южной Африки с растительностью в виде карликовых кустарников (в особенности полупустыням Кару с их суккулентами). При потеплении на 1–2 °С будет причинен значительный ущерб всем вышеперечисленным, а также арктическим и альпийским экосистемам. В средиземноморском регионе следует ожидать серьезных пожаров и случаев тяжелого поражения насекомыми, в Китае – потерь больших площадей леса. При глобальном потеплении (от 2 до 3 °С) возникнет реальная угроза исчезновения экосистем полупустынь Кару с их 2800 эндемическими видами растений. Опасность будет угрожать также существованию австралийских высокогорных экосистем. Борьба за выживание предстоит в этом случае также многим видам растений в других высокогорных регионах в Новой Зеландии, Европе и на Тибетском плато. Возникнет опасность необратимых изменений или даже окончательного коллапса тропических лесов в бассейне Амазонки. При потеплении свыше 3 °С из–за исчезновения арктических льдов под угрозу будет поставлено выживание белых медведей и других животных. Южноафриканский национальный парк Крюгера может потерять две трети популяции всех своих животных.

Мы привели примеры только тех экосистем, которые были специально исследованы на предмет возможных последствий изменения климата. Подчеркнем, что речь в данном случае идет о региональных проявлениях этого глобального процесса, а они, как известно, не могут быть рассчитаны с достаточной степенью надежности. Однако, несмотря на неточность прогнозов, проведенные исследования позволили сделать важные выводы относительно того, какова устойчивость определенных экосистем по отношению к потеплению климата и каковы могут быть дальнейшие сценарии, по которым будет развиваться ситуация.

До сих пор потепление климата было достаточно незначительным – однако, может быть, первые признаки изменений в экосистемах уже появились? В газетах мы то и дело обнаруживаем заметки о вишнях, которые зацвели в феврале, о перелетных птицах, которые решили не отправляться на юг, о тропических рыбах, впервые обнаруженных в северных реках. Но здесь, как и в случае с экстремальными погодными явлениями, необходимо помнить, что на основании единичных случаев, как правило, еще нельзя делать никаких научных выводов.

Впрочем, в распоряжении ученых имеются данные о долгосрочных трендах, охватывающих обширные пространства. Рабочая группа под руководством американца Терри Рута сопоставила 134 экологических исследования, каждое из которых документировало региональные изменения, касающиеся определенных видов животных и растений (от улиток до млекопитающих и от трав до деревьев соответственно). Ученые пришли к выводу, что за разнообразием описанных фактов скрывается общая тенденция изменений, связанная с глобальным потеплением. В 80% всех документированных случаев направление изменений соответствовало тому, которое, с учетом известных пределов приспособляемости, следовало ожидать при заданных характеристиках изменений климата.

Изменения экосистем можно обнаружить и с высоты птичьего полета – т. е. при помощи спутников. Например, время распускания листьев весной можно с успехом отслеживать на космических фотографиях. По сравнению с началом 1980–х годов этот момент в северных широтах наступает уже на одну неделю раньше, в то время как начало осени сместилось на неделю позже. Рабочая группа Вольфганга Люхта из Потсдамского института климатических исследований продемонстрировала, что этот тренд (ненадолго прерванный в результате извержения вулкана Пинатубо в 1991 г.) успешно воспроизводится в рамках математического моделирования процессов изменения экосистем.

ggf.tsu.ru

неудавшийся эксперимент создания замкнутой экосистемы /…

Эта история началась в начале 90-х годов, когда группа ученых-доровольцев решила создать замкнутую и автономную биосистему под герметичными куполами и прожить в ней 2 года. Стеклянные модули включали в себя практически все необходимое для жизни: джунгли, саванну, болото и даже маленький океан с пляжем и коралловым рифом. Было высажено более 3000 видов растений. Также внутрь были запущены около 4 тысяч разнообразных представителей фауны, включая коз, свиней и кур на ферме. Ученые были уверены, что имеют все необходимые знания для моделирования закрытых экосистем, но оказалось, не всё так просто… Биосфера-2 — это была такая планета в миниатюре, нетронутая технической революцией, где 8 интеллигентных, просвещенных людей планировали заниматься простым физическим трудом, собираться за одним обеденным столом, музицировать в часы досуга и, наконец, работать ради великой цели, на благо науки. Для воздухообмена были изобретены искусственные легкие. Извне подавалось только электроэнергия. Но не учли целый ряд существенных обстоятельств и не сочли необходимым сотрудничать с учеными экологами, химиками, физиками, а подошли к процессу как забаве или шоу.

Как все начиналось

Большим энтузиастом создание модели замкнутой биосферы был техасский миллиардер Эд Басс. Он же выступил основным спонсором. Разработка конструкций и систем заняла около 10 лет, в течение этого времени специальные группы ученых собирали по всей Земле разнообразные виды животных и растений для заселения Биосферы — 2, подбирали образцы почвы, тщательно следя за тем, чтобы все там было биологически сбалансировано. Сам эксперимент начался 26 сентября 1991 года. Поначалу все было именно так, как они мечтали. Колонисты с энтузиазмом работали на полях фермы, проверяли работу всех систем, следили за бурной жизнью джунглей, ловили рыбу, сидели на своем маленьком пляже, а по вечерам ели великолепно приготовленный ужин из самых свежих продуктов на балкончике с видом на созревающий урожай. За зелеными грядками и стеклянной стеной фермы начиналась пустыня и горная гряда, за которой садилось солнце. Этот балкон колонисты прозвали «Визионерским кафе» – отсюда будущее казалось особенно радужным. После ужина устраивали философские дискуссии или импровизированные джем-сейшены. Многие взяли с собой музыкальные инструменты, и, хоть профессиональных музыкантов среди них не было, то, что получалось, на волне всеобщего энтузиазма казалось авангардной музыкой будущего. Примерно через неделю главный техник «Биосферы» Ван Тилло пришел на завтрак очень взволнованным. Он объявил, что у него есть странные и неприятные новости. Ежедневные измерения состояния воздуха показали, что проектировщики купола ошиблись в расчетах. В атмосфере постепенно сокращается количество кислорода и увеличивается процент углекислого газа. Пока это совершенно незаметно, однако, если тенденция продолжится, примерно через год существование на станции станет невозможным. С этого дня райская жизнь бионавтов закончилась, началась напряженная борьба за воздух, которым они дышали. Во-первых, было решено как можно интенсивнее наращивать зеленую биомассу. Все свободное время колонисты посвящали посадкам и уходу за растениями. Во-вторых, они запустили на полную мощность резервный поглотитель углекислого газа, с которого постоянно нужно было соскребать осадок. В-третьих, неожиданным помощником стал океан, где оседало некоторое количество CO2, превращаясь в уксусную кислоту. Правда, кислотность океана от этого постоянно росла, и приходилось использовать добавки, понижающие ее. Ничто не помогало. Воздух под куполом становился все более разреженным. Вскоре перед бионавтами возникла еще одна глобальная проблема. Выяснилось, что ферма в 20 соток при всех современных технологиях обработки земли способна обеспечить лишь 80% потребностей колонистов в пище. Их ежедневный рацион (одинаковый для женщин и мужчин) составлял 1700 калорий, что нормально для сидячей офисной жизни, но катастрофически мало при том количестве физической работы, которую должен был выполнять каждый житель «Биосферы».

Однажды вечером Джейн Пойнтер, ответственная за ферму, призналась, что ей было известно о будущем продовольственном кризисе. За несколько месяцев до заселения она просчитала, что бионавтам будет не хватать еды, однако под влиянием доктора Валфорда с его представлениями о здоровой диете было решено, что эта нехватка пойдет только на пользу. Доктор, кстати, был единственным, кто не жаловался на голод. Он же продолжал настаивать на справедливости своей теории: уже через полгода «голодной» диеты состояние крови бионавтов значительно улучшилось, понизился уровень холестерола, улучшился метаболизм. Люди потеряли от 10 до 18 процентов массы тела и выглядели удивительно молодо. Они улыбались из-за стекла журналистам и любопытным туристам, делая вид, что ничего не происходит. Однако бионавты чувствовали себя все хуже и хуже.

Лето 1992 года стало для колонистов особенно сложным. Посевы риса были уничтожены вредителями, так что их рацион на протяжении нескольких месяцев почти полностью состоял из фасоли, батата и моркови. Из-за избытка бета-каротина их кожа стала оранжевой.

К этой беде добавился особенно сильный эль-ниньо, из-за которого небо над «Биосферой-2» почти всю зиму было затянуто облаками. Это ослабило фотосинтез джунглей (значит, и выработку драгоценного кислорода), а также снизило и без того скудные урожаи. Мир вокруг них терял свою красоту и гармоничность. В «пустыне» из-за конденсации на потолке регулярно выпадали дожди, так что многие растения сгнили. Огромные пятиметровые де­ревья в джунглях неожиданно стали хрупкими, некоторые упали, сломав все вокруг. (Впоследствии, исследуя этот феномен, ученые пришли к выводу, что его причина крылась в отсутствии ветра под куполом, который укрепляет стволы деревьев в природе.) Стоки в рыбных прудах забились, и рыбы становилось все меньше. Все труднее было бороться с кислотностью океана, из-за которой гибли кораллы. Животный мир джунг­лей и саванны тоже неумолимо сокращался. Прекрасно себя чувствовали только тараканы и муравьи, которые заполнили все биологические ниши. Биосфера постепенно умирала.

26 сентября 1993 года эксперимент пришлось прекратить, когда уровень кислорода внутри комплекса достиг 15%, при норме 21%. Люди вышли на «воздух». Они были ослаблены и озлоблены. Биосфера оказалась непригодной для жизни. В 2011 году комплекс был куплен Аризонским университетом для продолжения исследований. Сейчас там проходят выездные школы, каждый год Биосферу посещает более 10 000 школьников.

Так в чем же состояла эта таинственная проб­лема с кислородом?

Когда ученые внимательно осмотрели плачевное состояние разоренных куполов, они пришли к выводу, что роковую роль сыграли цементные перекрытия. Кислород вступал в реакцию с цементом и оседал в виде окислов на стенах. Еще одним активным потребителем кислорода оказались бактерии в почве. Для «Биосферы» выбрали самый плодородный чернозем, чтобы естественных микроэлементов в нем хватило на долгие годы, однако в такой земле было очень много микроорганизмов, которые точно так же дышат кислородом, как и позвоночные животные. Научные журналы признали эти открытия главными и единственными достижениями «Биосферы».

На одной из внутренних стен «планеты» до сих пор сохранилось несколько строк, написанных одной из женщин:

«Только здесь мы почувствовали, насколько зависим от окружающей природы. Если не будет деревьев — нам нечем будет дышать, если вода загрязнится — нам нечего будет пить».

Из биосферы в экопоселение

Но у этой истории есть и продолжение… Несколько участником экперимента решили не прекращать свои поиски идеального мира и, сделав необходимые выводы, уехали в создавать экопоселение на заброшенном пустынном участке в Португалии. Теперь это экопоселение считается одно из самых технологичных и успешных в мире и стало местом паломничества многих исследователей и активистов. Средний годовой доход экопоселения составляет около 1 млн евро и 60% этого дохода — обучающие семинары и тренинги. А название его — Тамера.

По материалам источников

rodovid.me

Саморазвитие экосистемы

Разделы: Биология, Конкурс «Презентация к уроку»

Презентация к уроку

Загрузить презентацию (2,5 МБ)

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цель: сформировать представление о развитии и смене биогеоценозов.

Задачи.

1. Познакомиться с понятием «экологическая сукцессия», её видами, природой и механизмом.
2. Получить представление о стадиях сукцессионных изменений.
3. Определить характер воздействия человека на развитие экосистем.
4. Выяснить каково значение знаний о сукцессиях для человека.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Методы: проблемное изложение знаний, беседа, частично-поисковый, наглядные.

Оборудование: презентация к уроку «Саморазвитие экосистемы», проектор, компьютер, экран.

Ход урока

I. Организационный момент.

1. Проверить явку учащихся
2. Проверить готовность класса к уроку

II. Актуализация знаний учащихся.

Что такое экосистема?

– Экосистема – любое сообщество живых существ вместе с его физической средой обитания, функционирующее как единое целое.

Приведите примеры экосистем.

– Пруд, океан, тундра лишайниковая, сосновый лес, дождевой (тропический) лес, болото сфагновое, суходольный луг, каменистая пустыня, аквариум, лесопарк, пшеничное поле.

Экосистема – понятие широкое и применимое как к естественным, так и к искусственным комплексам. Какое понятие применяется для обозначения элементарной природной экосистемы?

– Биогеоценоз – исторически сложившаяся совокупность живых организмов (биоценоз) и абиотической среды вместе с занимаемым ими участком земной поверхности (биотопом).

Чем обеспечивается устойчивость сообщества?

1. Видовое разнообразие – чем больше видовое разнообразие, тем шире возможность адаптации сообщества к изменившимся условиям среды. Исчезновение одного вида будет компенсироваться за счёт других видов, близких к выбывшему по своей специализации.
2. Морфологическая структура – показатель разнообразия условий, богатства и полноты использования ресурсов среды, характеризует устойчивость сообщества, способность противостоять условиям внешней среды.
3. Пространственная структура – показатель устойчивости сообщества, разнообразия условий жизни организмов, полноты использования организмами ресурсов среды, способности противостоять внешним условиям.
4. Трофическая структура поддерживает целостность сообщества благодаря пищевым связям, которые осуществляют непрерывный вещественно-энергетический обмен между живым и неживым веществом природы.
5. Числом звеньев в цепи питания.
6. Саморегуляцией.
7. Самовозобновлением.

В сообществах постоянно происходят изменения. Изменяется их видовой состав, численность, тех или иных организмов, трофическая структура, пространственная структура, продуктивность и другие показатели. Сообщества меняются во времени.

III. Изучение нового материала.

Тема урока (Слайд 1)

Цели и задачи урока (слайд 2)

Понятие смены биогеоценоза (Слайд 3)

• Наблюдая за каким-либо биогеоценозом в течение ряда лет, можно заметить, что в нём меняются условия жизни, появляются новые виды, подчас обладающие сильными средообразующими свойствами, что сказывается на взаимоотношениях видов, входящих в биогеоценоз, и на его структуре.
• Одни изменения непродолжительны => сообщество легко восстанавливает свою стабильность
• Другие приводят к существенным изменениям общей структуры биогеоценоза, замене господствующих видов. => Изменяются строение и особенности взаимоотношений между организмами. => Биогеоценоз становится качественно отличным от того, который был раньше: с новым типом круговорота веществ, иной направленностью потока энергии, новым составом видов и особым ритмом их развития, с иной продуктивностью.

Попробуем разобраться в понятиях стабильность и динамизм.

– Стабильность – постоянство, динамизм – изменение.

Древнегреческий учёный Гераклит пришёл к выводу, что мир постоянно меняется. Ему принадлежит крылатая фраза: «В одну и ту же реку нельзя войти дважды».

В природе существуют как стабильные, так и нестабильные экосистемы

(Слайд 4)

• Стабильные – длительно существующие устойчивые экосистемы (дубрава, ковыльная степь, ельники тёмнохвойной тайги)
• Нестабильные – пустоши, сырые луга, мелкие водоёмы

Что произойдёт с пахотным полем, если его прекратить возделывать? (Слайд 5)

– На месте поля появится лес

Что произойдёт с сообществом после пожара? (Слайд 6)

– На месте гари со временем появится новое сообщество

Что произойдёт с сообществом при постепенном зарастании озера? (Слайд 7)

– Озеро превратиться в болото

Вывод: Сообщества изменятся, на месте прежнего сообщества появится новое.

Что такое сукцессия? (Слайд 8)

– Сукцессия – последовательная смена одних сообществ – другими на определённой территории в результате действия природных факторов или воздействия человека.

Учение о сукцессии разработали американские ботаники Г. Коулес в 1899 г. и Ф. Клементс в 1916 г.

Как происходит управление сукцессией? (Слайд 9)

– Сукцессия управляется самим сообществом

• Не зависит от местоположения
• Не зависит от видовой принадлежности составляющих её организмов.
• Сукцессия – это закономерный и направленный процесс.

Чем может быть вызвана смена сообщества? (Слайд 10)

– Естественный путь: изменение климата, изменение рельефа, почвообразование, природные катаклизмы, изменение гидрологического режима, деятельность самих организмов, суточные изменения, сезонные изменения, эволюционные процессы.

Чем может быть вызвана смена сообщества? (Слайд 11)

– Деятельностью человека. Может продлить жизнь сообщества (оазис в пустыне, рекультивация земель и т.д.) Может сократить жизнь сообщества (вырубка леса, осушение болот, загрязнение окружающей среды, распашка степей и т.д.)

Чем обусловлена деятельность сукцессии? (Слайд 12)

– Экзогенетическая смена – действие внешних геохимических сил (ураган, землетрясение, пожары, изменение рельефа, изменение почвы, изменение гидрологического режима, деятельность человека и т.д.)

Эндогенетическая смена – внутренние противоречия (резкое увеличение численности одного из видов, изменение связей, новые адаптации организмов, изменение структуры сообщества).

(Слайд 13) 1938 г. В.Н. Сукачёв: экзогенетическая смена D эндогенетическая смена

Итог: формирование сообщества, наиболее адаптированного по отношению к комплексу климатических условий.

Какова основная причина неустойчивости экосистем? (Слайд 14)

• Несбалансированный круговорот веществ.
• Деятельность одних организмов не компенсируется деятельностью других.
• Условия среды изменяются.
• Популяции одних видов вытесняются другими, для которых новые условия экологически более выгодны.
• Биогеоценозы со сбалансированным круговоротом веществ могут существовать бесконечно долго, пока внешние силы не выведут их из состояния равновесия.

Равновесие в биоценозах бывает трёх типов (Слайд 15)

Общее дыхание сообщества – это суммарные энергозатраты.

• В идеальном случае процессы продуцирования уравновешиваются процессами дыхания. Биомасса организмов остаётся постоянной, а сама система неизменной, или равновесной. Создание веществ = расходу веществ (замкнутое сообщество)
• Создание веществ + приток извне = расходу веществ (открытое сообщество)
• Создание веществ + изъятие < расхода веществ (сельскохозяйственные экосистемы)

В экосистемах происходит смена количества биомассы. Что такое прибыль биомассы? Что такое убыль биомассы? (Слайд 16)

Прибыль биомассы

Расход энергии < прироста биомассы продуцентов => накопление органического вещества, избыток ресурсов. Появятся виды, которые смогут их освоить.

Убыль биомассы

Расход энергии > прироста биомассы. Недостаток ресурсов. Часть видов вымирает.

В чем состоит главная особенность экологической сукцессии? (Слайд 17)

Изменения сообщества всегда происходят в направлении, возвращающем его к равновесному состоянию.

В экологических системах уравновешиваются процессы создания и разрушения органического вещества автотрофами и гетеротрофами за счёт деятельности множества видов.

Каждая стадия сукцессии представляет собой сообщество с преобладанием тех или иных видов и жизненных форм. Они сменяют друг друга, пока не наступит состояние устойчивого равновесия.

Каковы основные типы сукцессионных изменений? (Слайд 18-21)

Основные типы сукцессионных изменений проходят:

1. По выраженному автотрофному типу (поле → лес), т.к. в первый момент появляются автотрофные организмы.
2. По гетеротрофному типу (загрязнение реки органическими удобрениями).

Обратимся к вопросу классификации сукцессий (Слайд 22)

• Прогрессивные – в ходе которых повышается продуктивность и видовое богатство.
• Регрессивные – носят обратный характер.
• Природные – естественные.
• Антропогенные – участвует человек.
• Постоянные и непостоянные – по масштабу времени, обратимости.
• Первичные – начинаются на лишённом жизни месте.
• Вторичные – развиваются на месте существовавшего ранее сообщества.

Где может возникнуть первичная сукцессия? Что означает выражение «участки, лишённые жизни»? (Слайды 23-25)

– Происходит заселение голых скал, осыпей, отмелей, искусственных водоёмов, сыпучих песков, отвалов, созданных человеком.

Сколько времени потребуется на развитие различных стадий первичной сукцессии? Какова скорость протекания первичной сукцессии? Как именно будет проходить первичная сукцессия? (Слайды 26-27)

Стадии заселения новых пространств при первичной сукцессии (скорость невелика, длительна по времени 200-300 лет и более)

Выветривание горных пород → Разрушение горных пород лишайниками, накопление органических и минеральных веществ → Появление травянистых растений → Появление кустарников → Формирование комплекса видов, характерных для данного типа экосистем → Появление в экосистеме устойчивости и саморегуляции.

Где может возникнуть вторичная сукцессия? Сколько времени потребуется на развитие различных стадий вторичной сукцессии? Какова скорость протекания вторичной сукцессии? (Слайд 28-30)

Вторичная сукцессия – развивается на месте ранее существовавшего сообщества.

Нарушения экосистемы происходят после: лесного пожара, рубки леса, вспашки целины, раскорчевки площадей, занятых лесом, устройства пруда и т.д.

Скорость восстановления сообщества при вторичной сукцессии выше, чем при первичной сукцессии, т.к. первичное сообщество оставляет после себя достаточное количество питательных веществ, развитую почву.

Продолжительность вторичной сукцессии по времени меньше (150-200 лет), чем при первичной сукцессии.

Как именно будет проходить вторичная сукцессия? (Слайды 31-33)

Стадии развития вторичной (восстановительной) сукцессии

Изменение территории → Внесение новых видов животных и растений → Адаптация организмов → Формирование нового сообщества

Сообщества изменяются во времени. Каково значение сукцессии? (Слайд 34)

1. Сменяется видовой состав (соперничество за ресурсы)
2. Смена доминирующих видов
3. Повышение видового разнообразия
4. Увеличивается время жизнедеятельности видов
5. Увеличение биомассы органического вещества
6. Изменяется обилие тех или иных групп организмов
7. Изменяется трофическая структура
8. Изменяется пространственная структуры
9. Изменяется морфологическая структура
10. Изменяется продуктивность сообщества и все остальные показатели.
11. Снижение скорости прироста биомассы и увеличение количества энергии, требуемой для поддержания жизни.
12. Меняется облик сообщества и функционирование экосистемы

Чем определяется продолжительность сукцессии? (Слайд 35)

Продолжительность сукцессии определяется структурой сообщества, природными катаклизмами, видом сукцессии, возрастом сообщества, масштабом сукцессии, периодическими изменениями климата, физическим окружением.

Рассматривая сукцессии, мы знакомились со стадиями развития сукцессии. Что же такое сукцессионный ряд? (Слайд 36)

Сукцессионный ряд – последовательность сообществ, сменяющих друг друга в данном сообществе.

В сукцессионном ряду каждый сериальный биоценоз представляет собой определённую стадию конечного сообщества – климаксного.

Чем коренной биогеоценоз отличается от временного биогеоценоза?

(Слайды 37-39)

Коренной биогеоценоз – биогеоценоз, характеризующийся устойчивым стабильным состоянием и большим разнообразием видов, находящийся в равновесии с окружающей средой и способный поддерживать самого себя долгое время, называют коренным или конечным.

Временные биогеоценозы не могут долго находиться в состоянии устойчивого равновесия и потому быстро заменяются другими. Обычно это связано с тем, что средообразующая деятельность основных видов такого биогеоценоза производит настолько глубокие изменения в биотопе, что жизнь их самих и многих сопутствующих им видов становится невозможной. В то же время здесь появляются условия для внедрения новых видов, в том числе обладающих сильными средообразующими свойствами. Часто такие виды оказываются ведущими компонентами другого, нового биогеоценоза, который со временем и заменит предыдущий.

Временные биогеоценозы характеризуются неполнотой биологического круговорота, отличаются небольшой продолжительностью существования и потому называются «временными».

Кому принадлежит заслуга в раскрытии механизма сукцессии? В чем заключается механизм сукцессии? (Слайд 40)

Н.Ф. Реймерс

Механизм сукцессии заключается в том, что биотическое сообщество, создавая биосреду и поддерживая её, постепенно «стареет». Накапливаются условия для его деградации из-за того, что возникают предпосылки для образования более сложного сообщества или более соответствующего условиям среды. «Постаревшее сообщество закономерно сменяется другим, вплоть до образования стабильной экосистемы.

Определим масштабы сукцессии (Слайд 41)

Мелкомасштабные и кратковременные (земляные выбросы кротов, завалы деревьев в лесу, сусликовины в степях, днища высохших луж и т.д.)

Крупномасштабные и долгосрочные

Сравним зрелое и молодое сообщество (Слайды 42-43)

Учитель называет признаки зрелого (лес) и молодого сообщества (пахотные земли). Учащиеся определяют принадлежность указанного признака к зрелому или молодому сообществу. После завершения работы появляется на экране слайд 43.

1. Достигнуто состояние равновесия, стабильность (зрелое сообщество)
2. Не достигнуто состояние равновесия (молодое сообщество)
3. Высокая насыщенность организмами (зрелое сообщество)
4. Небольшая насыщенность организмами (молодое сообщество)
5. Разнообразная трофическая структура (зрелое сообщество)
6. Менее разнообразна трофическая структура (молодое сообщество)
7. Уравновешенность между энергией, получаемой извне и используемой для поддержания жизни (зрелое сообщество)
8. Противостоит изменениям физических факторов и некоторым видам химических загрязнений (зрелое сообщество)
9. Более уязвимы по отношению к внешним факторам (молодое сообщество)
10. Энергия, доступная организмам, тратится на поддержание жизни (зрелое сообщество)
11. Способно продуцировать новую биомассу в гораздо больших количествах (молодое сообщество)
12. Человек может собирать богатый урожай в виде чистой продукции, искусственно поддерживая на ранних стадиях сукцессии сообщество (молодое сообщество)

Вывод 1 – формируется в результате беседы (Слайд 44)

Вековые смены отражают историю развития биосферы

• Биогеоценозы находятся в постоянном развитии
• Даже хорошо сложившееся коренное сообщество, хотя и довольно медленно, изменяется. Такие сукцессии охватывают очень длительные периоды времени, поэтому их называют вековыми сменами экосистем.
• Они происходят в связи с изменением климата на планете, рельефа и других свойств поверхности Земли.
• Вековые смены начинаются не с заселения не занятых жизнью местообитаний, а с перестройки внутренних связей уже сложившихся и функционирующих биогеоценозов. Этот процесс сопровождается и эволюцией самих видов, появлением среди них более адаптированных к новым условиям.
• Развитие и смена живого покрова на нашей планете, многообразие видов и биогеоценозов тесно связаны с вековыми сменами, идущими на Земле с момента появления на ней живого вещества и биосферы.

Вывод 2 – формируется в результате беседы (Слайд 45)

Важно осознавать последствия экологических нарушений, совершаемых в погоне за экономической выгодой

• Нужно уделять одинаковое внимание зрелым и молодым сукцессионным стадиям.
• Человек может сократить или продлить жизнь сообщества.
• Необходимо нормировать антропогенную нагрузку на сообщество.
• Превращение нашей биосферы в один обширный ковёр пахотных земель таит в себе огромную опасность.
• Определённые ландшафты должны быть представлены естественными сообществами.

IV. Домашнее задание.

§ 86, материалы презентации к уроку. Создать фотоальбом «Первичные сукцессии», «Вторичные сукцессии», «Антропогенные сукцессии».

Литература

1. Белова Н.И., Наумова Н.Н. Экология мастерских. Методическое пособие – СПб., 2004.
2. Биология. Введение в общую биологию и экологию: учебник для 9 класса общеобразовательных учреждений/Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. – М., 2010.
3. Общая биология. 10-11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений/Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. – М., 2010.
4. Основы экологии: учебник для 10-11 классов общеобразовательных учреждений/Чернова Н.М., Галушин В.М, Константинов В.М. – М., 2010.

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Практические по экологии - Стр 3

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5

БИОСФЕРА И МЕСТО В НЕЙ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА

Думай о природе как о сообществе, а не как о кладовой товаров.

Холмс Ролстон III

Постановка проблемы

Земля – это космический корабль во Вселенной. Среди планет Солнечной системы она уникальна, так как единственная обладает биосферой – населенной живыми организмами оболочкой, охватывающей часть земной коры, атмосферу и гидросферу. В тонком слое, где встречаются и взаимо-

действуют вода и воздух, вода	и почва, воздух
и почва, обитает основная часть	живых существ,
к ним относимся и мы с вами.

Планета Земля к ХХI веку стала совершенно иной, чем 10 тыс. лет назад, когда возникли первые очаги земледелия, появилось скотоводство, про-

изошел переход к оседлому образу жизни и началось становление человеческой цивилизации. Человек не просто заселил все пригодное для жизни пространство, но и кардинально изменил его, причем с огромной, по геологическим меркам, скоростью. Построены десятки тысяч больших городов и миллионы деревень, сооружены многочисленные промышленные, горнодобывающие, сельскохозяйственные предприятия, созданы грандиозные транспортные коммуникации.

Все живые существа, в том числе и человечество, зависят от целостности биосферы. Вследствие слишком сильного изменения любой из составляющих биосферу элементов может полностью разрушиться. Возможно, при этом атмосфера, гидросфера и литосфера в каком-товиде сохранятся, но в их взаимоотношениях уже не будут участвовать живые существа. А может быть (например, в случае ядерной катастрофы), на Земле уцелеют спрятавшиеся под толщами водыкакие-тоиз видов бактерий и грибов (плесеней), и они станут определять новые биогеохимические круговороты…

Угрожает ли человеческая цивилизация биосфере? Задумайтесь над фактами:

•Численность людей на Земле к 2000 г. превысила 6 млрд (а ведь каждому человеку необходимы для жизни ресурсы биосферы).

•Только за последние 10 лет XX столетия площадь лесов в мире сократилась на 94 млн га.

•По данным Всемирного союза охраны природы на 2003 г., 12 тыс. видов различных организмов находятся под угрозой исчезновения.

•К 2015 г. дефицит чистой пресной воды станет таким, что только Бразилия, Канада и Рос-

сия окажутся обеспеченными ею в достаточном количестве.

Только глубокие знания о живых и неживых компонентах биосферы, об их взаимодействиях, поддерживающих существование биосферы как единого целого позволят параллельно эволюционировать обществу и природе.

Цель: Сформировать знания о структуре биосферы, об эволюции Земли, о роли живого вещества на планете, о непрерывности развития биосферы.

Глоссарий: биосфера, атмосфера, гидросфера, литосфера, педосфера, ноосфера, биом, живое вещество, косное вещество, биогенное вещество, биокосное вещество, трофические уровни, биологическая продуктивность, первичная биомасса, экологические пирамиды (биомасс, энергии), круговорот, биогеохимические циклы, геологический круговорот, биологический круговорот, биологическое разнообразие

studfiles.net

---

• 
  Получение электрического тока
• 
  Павел сорокин минэнерго
• 
  Пк будущего
• 
  Монтаж кабелей
• 
  Монтаж шинопроводов
• 
  Монтаж опн
• 
  Дом термос плюсы и минусы
• 
  Турбина аэс
• 
  Масса алюминий
• 
  Астапов алексей викторович мособлэнерго
• 
  Итэр википедия