 |
Естественного или антропогенного влияния.
|
|
|
|
Саморегуляция основана на принципе обратных связей отдельных составляющих естественных систем, подсистем и экологических компонентов.
Сохранение живых организмов на протяжении миллиардов лет было возможно только при сравнительно малой изменчивости окружающей среды.
Сравнительная устойчивость климатических условий, необходимая для длительного существования жизни, обеспечивается в результате действия нескольких связей между элементами метеорологического режима. Одна из важных обратных связей, определяющая устойчивость климата Земли, - зависимость уходящего в космос длинноволнового излучения от температуры воздуха и земной поверхности. При увеличении притока тепла эта температура возрастает, что увеличивает уходящее излучение. В результате происходит частичная компенсация увеличения притока тепла, уменьшающая повышение температуры.
Такая обратная связь, повышающая устойчивость термического режима Земли при колебаниях притока тепла, относится к числу отрицательных обратных связей.
Существуют отрицательные обратные связи, повышающие устойчивость отдельных элементов гидросферы. Так, например, для стабильности замкнутых водоемов большое значение имеет наклонная форма их берегов. При увеличении притока воды в водоемах и повышении её уровня площадь водоема возрастает, что увеличивает расход воды на испарение с поверхности водоема. Это, в свою очередь, ограничивает дальнейший рост уровня водоема.
Устойчивость Мирового океана определяется более простыми причинами: область размещения всех остальных составляющих водного запаса биосферы (поверхностные, подземные и атмосферные воды, льды) обладает сравнительно малой емкостью, что делает невозможным значительные колебания объема океанических вод.
|
|
|
Переходя к вопросу саморегуляции популяций растений и животных, отметим, что при неизменности внешних условий численность развития организмов может колебаться в широких пределах под влиянием межвидовой борьбы за существование и ряда других биологических факторов. Изменения численности отдельных видов растений и животных ограничиваются многими отрицательными обратными связями, выработанными в ходе эволюции организмов. При увеличении численности определенного вида организмов сверх некоторого предела усиливается внутривидовая борьба за существование, что препятствует дальнейшему росту этой численности. Противоположный эффект возникает при уменьшении численности.
В результате обратной связи поддерживается динамическое равновесие между потоками вещества и энергии в биосфере и отдельных её частях.
К саморегуляции относится и процесс самоочищения окружающей среды. Самоочищение - возможность среды разрушать, перерабатывать или переводить в индеферентное состояние загрязняющие компоненты естественного, техногенного и бытового происхождения, которые в неё попадают.
Очищение естественной среды от органических загрязняющих веществ наступает в результате минерализации, а от неорганических - вследствие химических реакций, которые превращают их в безвредные минеральные соединения. Некоторые высшие растения и микроорганизмы активно очищают среду от загрязнения, расщепляя неприсущие природе вещества.
Обобщая результаты исследований в области геологии, палеонтологии, биологии и других естественных наук,
В. И. Вернадский пришел к заключению, что биосфера - это "устойчивая динамическая система, равновесие которой установилось в основных чертах и неизменно действует на протяжении 1,5-2 млрд. лет”. В. И. Вернадский показал, что стабильность биосферы за это время обнаруживается в постоянстве её общей массы (
), энергии, связанной с живыми веществами (
), и среднего химического состава всего живого. Стабильность биосферы
|
|
|
В. И. Вернадский связывал с тем, что функции жизни в биосфере (биохимические функции) неизменны на протяжении геологического времени, и ни одна из них не появилась снова. Все функции живых организмов (создание газовой среды, окислительные процессы, концентрация химических элементов и т.д.) не могут выполняться организмами любого одного вида, а только их комплексом. Отсюда В. И. Вернадский делает важный вывод: биосфера Земли сформировалась с самого начала как сложная система с огромным количеством видов, любой из которых выполняет свою роль в общей системе. Стабильность биосферы с самого начала была обусловлена ее сложностью. В. И. Вернадскому принадлежит открытие основного закона биосферы - количество живого вещества является планетарной константой со времени архейской эры, то есть за весь геологический период. За это время живые организмы морфологически изменились, но количество живого вещества оставалась неизменным. Как считал В. И. Вернадский, в сложной организации биосферы происходила, в границах живого вещества, только перегруппировка химических элементов, а не коренное изменение состава и количества.
Самоорганизация биосферы
Согласно второму закону термодинамики, если рассматривать Вселенную как закрытую систему, она идет к своей неизбежной дезинтеграции, так как запас концентрированной энергии, за счет которой происходят все процессы в биосфере, рано или поздно будет исчерпан. Если запас полезной энергии в системе уменьшается, то ее способность поддерживать организованные структуры ослабевает. Мера внутренней неупорядоченности системы - энтропия - возрастает. Второй закон термодинамики предусматривает все более однородное будущее окружающей среды.
Теория эволюции органического мира рассматривает биосферу как открытую систему, которая находится в неравновесном состоянии и обменивается веществом, энергией и информацией с окружающей средой. Термодинамика открытых систем допускает уменьшение энтропии системы за счет процессов, которые происходят внутри нее. Открытые системы непрерывно флюктуируют. Иногда отдельная флюктуация может стать настолько сильной, что организация, которая существовала раньше, не выдерживает и разрушается. В этот переломный момент (в точке бифуркации) принципиально невозможно предсказать в каком направлении будет происходить дальнейшее развитие: станет ли состояние системы хаотичным или она перейдет на новый, более высокий уровень организации. Бифуркационный механизм развития подтверждает возможность спонтанного возникновения порядка и организованности из беспорядка и хаоса в результате процесса самоорганизации. Бифуркационные процессы делают процесс эволюции необратимым. Способность открытых систем к самоорганизации – одно из величайших достижений современной физики. Очевидно, что при существующих космических и земных предпосылках живое вещество биосферы способно продолжать свое “давление” на внешние оболочки Земли, и потенциал этого давления отнюдь не слабеет. Антропогенный фактор, который вызывает деградацию биосферы, следует рассматривать как флюктуацию, вызванную популяционным взрывом, который по законам регулирования, неминуемо будет элиминирован. Система: общество – природа, по теории Пригожина, достигнув точки бифуркации, должна будет перестроиться. Бифуркация – это импульс, к развитию биосферы по-новому, неизвестному пути. Какое место в нем займет человечество – это предмет специальных исследований. Что же до биосферы, то за ее судьбу можно не волноваться – она продолжит свое развитие.
|
|
|
Вопросы для самоконтроля
1. Какие функции живого вещества в биосфере?
2. Какие основные потоки энергии в биосфере, какой их баланс?
3. Что такое биохимические кругообороты вещества?
4. Что такое стабильность биосферы, как она поддерживается, в чем
проявляется?
5. Как осуществляется самоорганизация биосферы?
Лекция 6
Тема лекции: РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ «БИОСФЕРА -ЧЕЛОВЕК». СОЦИОЭКОСИСТЕМЫ, ИХ СТРУКТУРА И ЗАКОНЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
|
|
|
План:
·История взаимоотношений человеческого общества и
природы. Четыре этапа во взаимоотношениях человеческого
общества с природой
· Социоэкология - наука о структуре и законах
функционирования социоэкосистем. Понятие социоэкосистемы
· Классификация и структура социоэкосистем
· Функционирование социоэкосистем. Зависимость
социоэкосистем от вещественно-энергетического баланса
· Социоэкосфера. Учение Вернадского В.И. о ноосфере
·Роль социоэкологии в развитии социоэкологической культуры
6.1 История взаимоотношений человеческого общества и природы. Четыре этапа во взаимоотношениях человеческого общества с природой
На основании анализа результатов археологических, палеонтологических, антропологических, исторических и географических исследований во взаимоотношениях человеческого общества с природой выделено четыре периода, которые различаются за характером этих отношений и объемом причиненного окружающей среде вреда.
Первый период (давний) - включает палеолит, мезолит и неолит. В палеолите (от почти 2 млн. лет до—35 тыс. лет тому) жили собиратели и первые охотники — питекантропы, синантропы, неандертальцы и кроманьонцы. В мезолите (от 35 тыс. до 10 тыс. лет тому) к собирательству и охоте людей прибавляется рыболовство, появляются более совершенные орудия из костей, камней, рога, дерева. Неолит (8-4 тыс. лет тому) отмечается появлением земледелия, скотоводства, первых домов, святилищ. Давний период характеризуется накоплением знаний о природе, приспособлением человека к природе и очень незначительным антропогенным влиянием на нее. Основным источником энергии тогда была мускульная сила человека, который полностью зависел от природы.
Второй период (агрокультурный) - включает рабовладельческий строй и феодализм. В этот период интенсивно развивается земледелие, скотоводство, возникают ремесла, расширяется строительство сел, городов, крепостей. Человечество своей деятельностью начинает наносить природе ощутимый ущерб, в особенности после возникновения и развития химии и получения первых кислот, пороха, красок, медного купороса. Численность населения в XV—XVII ст. уже превышала 500 млн., однако давление на окружающую среду было вообще еще незначительным и локальным.
Следует отметить, что в первые два периода одним из важнейших факторов влияния человека на природу был огонь - использование искусственно созданных пожаров для охоты на диких зверей, расширения пастбищ, земледелия. Выжигание растительности на больших территориях причинило первый непоправимый вред биосфере, привело к резким изменениям состава флоры, фауны, почв и климата в целом. Вследствие этого возникли первые локальные и региональные кризисы - значительные территории Ближнего Востока, Северной и Центральной Африки превратились на каменные и песчаные пустыни.
|
|
|
Третий период (индустриальный) (XVIII ст. - первая половина XX ст.) - время бурного развития физики, техники, изобретения парового двигателя, электрического мотора, атомной энергии, стремительного роста численности населения (свыше 3,5 млрд.). Это - период активного развития локальных и региональных экологических кризисов, противостояния природы и человеческого общества, страшных по своим экологическим результатам мировых войн, хищнической эксплуатации всех ресурсов природы. Основными принципами развития общества были: борьба с природой, ее покорение, господство над ней и уверенность, что природные ресурсы неисчерпаемые.
Четвертый период - (современный) (последние 50-55 лет) характеризуется развитием глобального экологического кризиса, возникновением и усилением парникового эффекта, появлением озоновых дыр и кислотных дождей, супериндустриализацией, супермилитаризацией, суперхимизацией, суперпотреблением и суперзагрязнением всех геосфер. Численность человечества в 1999 г. достигла 6,0 млрд. человек. Особенностями этого периода является также возникновение и распространение общественного движения за охрану природы во всех развитых странах мира, активное международное сотрудничество в области охраны окружающей среды. Поскольку экологический кризис на планете в этот период развивался неравномерно - в зависимости от объемов влияния разных антропогенных факторов, его условно можно поделить на три этапа.
Первый этап (1945—1970 гг.) характеризуется наращиванием гонки вооружения всеми развитыми странами мира, хищническим уничтожением естественных ресурсов во всем мире, развитием кризисных экологических ситуаций в границах Северной Америки, Европы, отдельных регионов бывшего СССР.
Второй этап (1970—1980 гг.) характеризуется развитием экологического кризиса в мире (в Японии, в большинстве регионов бывшего СССР, Южной Америки Азии, Африки), интенсивным возрастанием степени загрязнения вод Мирового океана и космического пространства. Это — этап очень широкой химизации, максимального мирового производства пластиков, развития глобального милитаризма, реальной угрозы глобальной катастрофы (вследствие ядерной войны) и возникновения международного государственного и общественного движения за спасение жизни на планете.
Третий этап (с 1980 г. до настоящего времени) характеризуется изменением отношения людей на планете к природе; всесторонним развитием экологического образования во всех странах; широким общественным движением за охрану окружающей среды; возникновением огромного количества «зеленых» (организаций, ассоциаций, обществ); появлением и развитием альтернативных источников энергии; развитием дехимизации и ресурсосберегающих технологий; принятием новых национальных и международных законов об охране природы. На этом этапе также началась демилитаризация в наиболее развитых странах. Гигантские темпы индустриализации, химизации и урбанизации с одновременным
развитием стрессовых ситуаций от социальных потрясений привели к тому, что на протяжении последнего десятилетия состояние здоровья жителей Украины стало катастрофически ухудшаться. Под серьезной угрозой генофонд нации. По сообщению статистических органов, в 1992 г. уровень смертности населения в Украине превысил уровень рождаемости. Все упомянутое заставило людей переосмыслить отношение к природе, начать глубокое изучение генезиса и развития сложных взаимосвязей и процессов в окружающей среде, искать пути гармонизации взаимоотношений человеческого общества и природы, сбалансированного развития человечества, в котором соединятся интересы дальнейшего технического прогресса и защиты окружающей среды.
6.2 Социоэкология - наука о структуре, свойствах и законах
функционирования социоэкосистем. Понятие социоэкосистемы
В последний период человек выступает как могущественная геологическая сила, которая изменяет состояние биосферы всей планеты. На нашей планете возникла новая система "общество - природа" – глобальная социоэкосистема, которая развивается не по естественным или общественным, но присущими только ей социоэкологическим законам.
Интегральной междисциплинарной наукой о социоэкосистемах в последние десятилетия стала социоэкология, то есть экология человеческогообщества.
Социоэкология - наука, которая изучает закономерности взаимодействия общества и природы и разрабатывает научные основы гармонизации этого взаимодействия.
Для решения глобального спора между человеческим обществом и природой нужна переориентация всей системы природопользования на новых научных принципах, которые должны базироваться на необходимости достижения компромисса между социальными и экономическими потребностями общества и возможностями биосферы удовлетворить их без ущерба для своего нормального функционирования.
С точки зрения системного подхода, социоэкология - наука о социоэкосистемах, их структуре, свойствах и законах функционирования.
Объектом изучения социоэкологии являются социоэкосистемы.
Социоэкосистемы - это территориальные системы, которые охватывают определенные группы общества со всеми продуктами производственной деятельности и окружающую среду в границах более или менее автономно управляемых административно - хозяйственных единиц различного ранга.
|
|
|
