 |
Современные направления в экологии
|
|
|
|
Введение
Население Земли увеличивается на 80 млн. человек ежегодно. К 2003 году оно достигло более 6 млрд. человек. Для этого громадного количества людей требуется еда, одежда, жилье, медикаменты, реализация права на образование, труд и отдых. Наша планета предоставляет все необходимые материалы для разнообразной деятельности человека.
Однако, перед человеком стоит нелегкая задача - управлять земными ресурсами для поддержания гигантского населения планеты, не разрушая ее.
Транспорт связывает все области деятельности человека и оказывает огромное негативное влияние на окружающую среду, являясь объектом пристального внимания экологии.
Определение:
[“Большой энциклопедический словарь", 1993]
Экология (от греч. oikos - дом, жилище, пребывание) - наука об отношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой. Термин впервые применен в 1866 году. Объектами экологии могут быть популяции организмов, виды, сообщества, экосистемы и биосфера в целом. С середины 20 в. в связи с усилившимся воздействием человека на природу, экология приобрела еще одно значение - основа рационального природопользования и охраны живых организмов.
С 70-х годов 20 в. появляется социальная экология - изучающая закономерности взаимодействия общества и окружающей среды, а также практические проблемы ее охраны. Социальная экология включает различные философские, социологические, экономические и др. аспекты (напр. экология города, техническая экология, экологическая этика и др.). Развивается процесс "экологизации", что означает, что любой вид человеческой деятельности все больше и больше будет ограничиваться рамками возможного, с точки зрения экологии, в том числе и транспорт.
|
|
|
Экологизация поведения человека в современном понятии воспринимается как признак цивилизованности.
Закономерным и одновременным с экологизацией процессом является развитие общественно-политического движения (так называемого "зеленого движения"), активно выступающего против загрязнения окружающей среды в результате деятельности человека и научно-технического прогресса. В основе "зеленого движения" лежит позиция о том, что люди и другие биологические виды обладают правами на окружающую среду, которые должны быть защищены.
Международная организация по охране окружающей среды Greenpeace была основана в 1969 году группой Канадских “зеленых". Организация поддерживает прямые, ненасильственные действия, направленные на остановку угрозы для окружающей среды. Тактика конфронтации, которую они применяют, получила широкое освещение во всем мире. Результаты, полученные группой, включают в себя окончание промысловой добычи китов, прекращение слива токсичных отходов в открытые водоемы и активные действия за “безъядерный мир".
Определение:
Окружающая среда - среда обитания и производственной деятельности человечества, окружающий человека природный и созданный им материальный мир.О. с. включает природную среду и искусственную (техногенную) среду, т.е. совокупность элементов среды, созданных из природных веществ трудом человека и не имеющих аналогов в природе (здания, сооружения).
В широком смысле в понятие окружающая среда могут быть включены материальные и духовные условия существования и развития общества.
В международных соглашениях под термином Окружающая среда (environment) понимается только окружающая природная среда.
Нельзя рассматривать влияние человека на окружающую среду как одностороннее. Человек также изменяется под влиянием внешних факторов.
|
|
|
Экология человека, как одна из социальных наук, изучает адаптацию человека к окружающей среде.
Экология человека - изучение взаимоотношений между человеческими существами и окружающей средой.
Теория эволюции Дарвина является экологичной. Дарвин выдвинул постулат, что организмы, которые выживают для воспроизводства себе подобных, лучше других адаптированы к окружающей среде.
Многие ученые-экологи выступают в защиту принципа, по которому каждая природная ниша может быть занята только одним биологическим видом.
Это происходит из-за ограниченности природных ресурсов. Если два биологических вида конкурируют за выживание, один из них должен исчезнуть или приспособиться и занять другую нишу.
В борьбе с другими биологическими видами за выживание человек пока лидирует. Только человек может прямо воздействовать на среду обитания, подстраивая ее под свои потребности.
Современные направления в экологии
Одним из основных направлений современной экологии стало использование математического моделирования.
Определение:
Моделирование - исследование явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей; использование моделей для определения или уточнения характеристик и рационализации способов построения вновь конструируемых объектов.
[“Большой энциклопедический словарь", 1993]
Модель - в математике и логике моделью какой-либо системы аксиом называют совокупность абстрактных объектов, свойства которых и отношения между которыми удовлетворяют данным аксиомам, служащим тем самым совместным определением совокупности.
В экологии модели применяются для осмысления зависимостей в экологической системе планеты и изучения принципов поведения экосистемы при различных обстоятельствах.
Например, математически можно моделировать процесс зависимости:
колебаний численности населения,
потребности в природных ресурсах,
потребления энергии,
транспортных потребностей,
объема выбросов в атмосферу.
Современная экология изучает:
загрязнение окружающей среды,
увеличение численности населения Земли (влечет за собой проблему повышения потребления энергии и разрушение естественной природной среды для обеспечения нужд самого человека),
|
|
|
возобновляемость природных ресурсов.
Изучения таких масштабов стали возможны не так давно и только с использованием компьютеров.
Компьютерное моделирование - использование компьютеров для математического и логического моделирования объектов исследования и процессов. Компьютерные модели позволяют изучать условия, которые трудно применять в реальных условиях и составлять прогнозы.
Компьютерная модель особенно незаменима для изучения последствий от внесения корректив в исходные данные.
Компьютерная графика используется для визуального представления объекта моделирования. Современные CAD системы позволяют представить модель в 3-х мерной проекции.
CAD системы (computer-aided design) - системы компьютерного проектирования и дизайна, позволяющие графически смоделировать объект исследования.
Появление таких систем было названо "новая промышленная революция".
Использование специального программного обеспечения CAD позволяет создавать модели, представляющую геометрию и другие характеристики объекта.
Такие модели анализируются компьютером и, при необходимости, перепроектируются. Обеспечивается гибкость при изучении альтернатив проектных решений без больших затрат или испытания физических прототипов.
В системах CAM (computer-aided manufacturing), компьютеры используются для планирования производственных процессов, контроля операций, проверки готовых деталей, управления заводом. Системы CAD и CAM могут быть связаны между собой через базу данных, которой могут пользоваться как проектировщики продукции, так и инженерный персонал при ее производстве.
При проектировании дорог использование систем моделирования позволяет выбрать вариант трассы с наименьшим негативным воздействием на окружающую среду, моделируя последствия от строительства сооружений, свести к минимуму объемы земработ, увидеть, насколько дорога вписывается в окружение и снизить визуальное загрязнение ландшафта.
|
|
|
Успех компьютерного моделирования в большой степени зависит от математической модели задачи и от входных параметров, например, точности данных о ландшафте местности и геологии.
Однако, чем более глобальна проблема, тем сложнее построение математической модели. Например, для того, чтобы понять каково отравляющее влияние газов от автомобилей на атмосферу необходимо огромное множество исходных параметров и знание их взаимной зависимости.
Сегодня, с помощью самых мощных компьютеров и самого совершенного программного обеспечения невозможно даже приблизиться к созданию надежных моделей земного климата.
Электронные таблицы SPREADSHEET - простые и недорогие программы для компьютерного моделирования. Сегодня наиболее распространены в бизнес-приложениях, моделирующих взаимозависимость экономических параметров. Например: как изменения цен повлияют на прибыль компании;
как изменение интенсивности движения и состава транспортного потока повлияют на потребление топлива.
|
|
|
