Контрольная работа №1.
Вариант 1.
Содержание.
1. Рост народонаселения,научно-технический прогресс и природа в современную эпоху.
2. Введение термина “Экология” Э.Геккелем для обозначения науки о взаимоотношениях организмов между собой и сокружающей средой. Современные задачи экологии.
3. Задача.
Литература.
1. Рост народонаселения,научно-техниче-ский прогресс и природа
в современную эпоху.
Человечествоявляется частью биосферы, продуктом её эволюции. Однако взаимоотношениячеловека и природных сообществ никогда не были безоблачными. Антропогенныйпериод, т.е. период, в котором возник человек, является революционным в историиЗемли. Человечество проявляет себя как величайшая геологическая сила помасштабам своей деятельности на нашей планете.
Развитиетехнологий и достижение индустриализации цивилизации создало стойкий миф огосподстве человека над силами природы. Технические возможности человекаизменять природную среду стремительно возрастали, достигнув своей высшей точкив эпоху научно-технической революции. Ныне он способен осуществить такиепроекты преобразования природной среды, о которых ещё сравнительно недавно несмел и мечтать.
Казалосьбы, человек становится всё менее зависим от природы, подчиняя её своемувлиянию, преображая в соответствии со своими целями. Однако всё чаще слышатсяслова “охрана природы”, “экологический кризис” и т.п. Выяснилось, что ростмогущества человека ведёт к увеличению отрицательных для природы и в конечномсчёте опасных для существования человека последствий его деятельности, значениекоторых только сейчас начинает осознаваться.
Запоследние сто лет произошли два важных сдвига. Во-первых, резко увеличиласьчисленность населения Земли. Во-вторых, ещё более резко выросло промышленноепроизводство, производство энергии и продуктов сельского хозяйства.Человечество стало оказывать заметное воздействие на функционирование всейбиосферы.
Ростнародонаселения.
Отклонениемот закономерностей равновесия в живой природе стал ускоряющийся ростнародонаселения Земли. Число особей какого-либо вида, по биологическим законам,зависит от потенциала размножения, продолжительности жизни, широтыприспособительных возможностей и регулируется естественным отбором –совокупностью экологических факторов.
Численностьвида животных в природе ограничивается ёмкостью среды и на протяжениидлительной эпохи мало меняется, колеблясь около некоторого относительнопостоянного уровня. Как правило, виды мелких животных имеют большую численностьи больший размах её колебаний по сравнению с видами крупных животных. Для видовмлекопитающих существует достаточно выраженная отрицательная корреляция междумассой тела и числом особей. Рангу массы тела от 10 до 100 кг, к которомуотносится человек, соответствует максимальный размах значений видовойчисленности в пределах от 104 до 106.
Напротяжении большей части человеческой истории рост численности народонаселениябыл почти неощутимым. В настоящее время представляется обоснованной точказрения, согласно которой плотность заселения Земли приближается к критической. Населениеземного шара растёт по экспоненте, о чём предупреждал ещё Мальтус.
Согласноэкспертным оценкам популяции первых людей, одновременно проживавших на Земле 1млн. лет назад, насчитывали 100 тыс. индивидов; ко времени появления Homo sapiens – около 500 тыс.; 30-20 тыс. лет назад – примерно 5млн. На протяжении многих тысячелетий народонаселение мира росло чрезвычайномедленно. К началу 4-го тысячелетия до н.э. оно составляло 300 млн., а к 1500г. увеличилось до 425 млн. Такие темпы соответствуют годовому приросту максимумдо 0,7 %, т.е. до 7 чел. на 10 000 за год. Начиная с эпохи географическихоткрытий рост народонаселения становится экспоненциальным. Приблизительно доначала XVIII века человечество увеличивалосьмедленно, со средней скоростью около 1% за столетие, что соответствует удвоениючисленности за тысячу лет. К началу XIXв. население планеты достигло 1млрд. медленно оно набирало силу напротяжении XIXв. и чрезвычайно резко увеличивалосьпосле второй мировой войны.
Нарастаниечисла людей на Земле, прослежено уже на основании достаточно достоверных историческихданных, приобрело ещё более необычайный характер, стало гиперболическим.
Оченьбыстрое увеличение численности человечества во второй половине XXв. называют демографическим взрывом.За 50 лет (1949-1999) народонаселение мира увеличилось почти в 2,5 раза, с 2463до 6010 млн. человека; а на прирост за последние 100 лет приходится тричетверти современного числа людей на Земле. Во второй половине XX века с каждым десятилетием среднегодовойприрост увеличивался приблизительно на 10 млн; в 50-х годах он составлял 53,3млн; в 60-х – 66,7 млн; в 70-х -70,3 млн; в 80-х — 83,4 млн; в 90-х – 84,8млн. человек. Относительный прирост в середине 60-х годов достиг высшей отметки2,2% в год. Если для увеличения народонаселения от 1 до 2 млрд. человекпонадобилось 107 лет ( с 1820 по 1927 г. ), то для 3-го миллиарда — 32 года(1959), для 4-го – 15 лет (1974), для 5-го 13лет (1987), для 6-го – 12 лет(1999). Для последнего удвоения численности понадобилось всего 38 лет. Ничегоподобного у высших млекопитающих никогда не наблюдалось.
Всовременном мировом народонаселении доля женщин равна 49,7% с колебаниями вразных странах от 48 до 53%. Средняя продолжительность жизни людей – 63,8 года;в том числе мужчин – 61,8 (от 41 до 79 лет в разных странах), женщины – 65,9 (от 42 до 82 лет ). В возрастной структуре населения мира 32% занимают дети(0-14 лет), 61%- люди в возрасте от 15 до 64 лет и 6% — люди старше 65 лет.Усреднённая по полу и возрасту масса тела современного человека составляет52,8кг. Продолжительность жизни людей в среднем в 2-2,5 раза превышаетестественную продолжительность жизни млекопитающих животных с такой же массойтела.
Кромеособых факторов эволюции и истории человечества, в принципе допустившихнеуклонный рост численности, значительное ускорение роста вызвано в основномснижением смертности от эпидемий и голода. В XXв. к этим факторам добавилось резкое снижение детскойсмертности в развивающихся странах, связанное с улучшением гигиеническихусловий и успехами медицины. Демографический взрыв обусловлен тем, что начинаяс середины столетия снижение смертности значительно опередило снижениерождаемости во многих странах мира, причём наиболее резко в развивающихсястранах.
В1990-1995г.г. общий коэффициент рождаемости в мире снизился до 24,6%, общийкоэффициент смертности составляет 9,8%, коэффициент естественного прироста –14,8%. Примерно такие же параметры воспроизводства населения сохраняются и внастоящее время. Это означает, что в среднем каждую минуту на Земле появляются270 младенцев, умирают 110 человек разного возраста, население мира увеличиваетсяна 160 человек. Каждые сутки в тесном орбитальном космическом корабле подназванием планета Земля число пассажиров возрастает на 230тысяч.
Тенденцияувеличения населения Земли, по всей видимости, будет наблюдаться и в первойполовине XXI столетия. По разным оценкам, к 2025году на Земле будет от 7,6 до 9,4 млрд. человек. Основная доля приростанаселения приходится, и будет приходиться в будущем на развивающиеся страны.
Нынешниетемпы роста таковы, что для обеспечения даже тех условий существования, каковына Земле сейчас, каждое вновь появляющееся поколение обязано построить (и,стало быть, потребить соответствующее количество ресурсов биосферы) новуютехноструктуру, равную той, которая в настоящий момент существует на Земле.Задачи беспрецедентные. Насколько они выполнимы? Тревога, которую испытывают всвязи с этим, вполне обоснована, если, скажем, рациональный предел расширенияземледелия оценить в 2,7 млрд. га. Встречаются весьма оптимистические заявленияо том, что Земля может прокормить до 700 млрд. человек. Но большинство учёныхсчитают, что оптимальное количество жителей планеты недолжно превышать 12-20млрд. Некоторые же демографы полагают, что на Земле живёт уже сейчас большеоптимального «золотого миллиарда».
Проблеманебывалого увеличения давления на биосферу растущего населения планетыстановится всё более острой. Особенно сложна и печальна картина на уровнеотдельных регионов и стран, в которых ежегодно умирают с голоду миллионычеловек. Подъём жизненного уровня населения этих районов, для которых зачастуюхарактерны самые высокие темпы прироста населения, составляет одну из основныхзадач человечества, трудность выполнения которой объясняется хотя бы тем, чтодаже при сохранении нынешней численности населения планеты для равногообеспечения всех на уровне высокоразвитых регионов необходимо стократноеувеличение получаемых материальных благ и многократное увеличение производствапродуктов питания.
В тоже время в других районах Земли, характеризующихся высоким уровнем давления набиосферу, беспокойство вызывает слишком незначительный прирост численностинаселения или даже его сокращения.
Внашей стране, несмотря на её огромные размеры и природные богатства, населениесокращается на 1 млн. в год, а продолжительность жизни мужчин уменьшилась до61 года, что в целом свидетельствует о начале процесса депопуляции. Внекоторых же других странах проводятся целенаправленные работы по планированиюсемьи с целью снижения темпов роста населения.
Кощущению современным человеком временной ограниченности жизни прибавилосьосознание пространственной ограниченности нашей среды обитания, хотяпоследствия человеческой деятельности и в пространственном, и во временномотношении с каждым годом становится всё более продолжительными и внушительными.
Ростнародонаселения требует увеличения производства продуктов питания, созданияновых рабочих мест и расширения промышленного производства. Ежедневно требуетсявсем людям Земли около 2 млн.т. пищи, 10млн.м3. воды, 2млрд. м3кислорода. Всеми отраслями человеческого хозяйства ежедневно добывается300млн.т. веществ и материалов, сжигается около 30млн.т. топлива, используется2млрд. м3 воды, 65млрд. м3 кислорода.
Характернойособенностью нашего времени являются интенсификация и глобализация воздействиячеловека на окружающую его природную среду, что сопровождается небывалыми ранее интенсификацией и глобализацией негативных последствий этого воздействия.И если раньше человечество испытывало локальные и региональные экологическиекризисы, которые могли привести к гибели какой-либо цивилизации, но непрепятствовали дальнейшему прогрессу человеческого рода в целом, то теперешняяэкологическая ситуация чревата глобальным экологическим коллажом, посколькусовременный человек разрушает механизмы целостного функционирования биосферы в планетарноммасштабе. Кризисных точек как в проблемном, так и в пространственном смыслестановится всё больше, и они оказываются тесно связанными между собой, образуясвоего рода сеть, становящуюся всё более частой. Именно это обстоятельство ипозволяет говорить о наличии глобального экологического кризиса и угрозеэкологической катастрофы.
Научно-техническийпрогресс и природа в современную эпоху.
Современныепроцессы, связанные с увеличением интенсивности воздействия человека наприродную среду, рост многообразия форм её преобразования не только ставят наповестку дня исследование необходимых гармоничных связей внутри системы“общество – природа”, но выдвигают как наиболее актуальную проблему сохраненияестественного мира. Неоправданный, излишний оптимизм, с которым не толькопрактики, но и теоретики подходят к формированию среды обитания человека безучёта всей её сложности, приводит к неизвестным ранее коренным изменениямприроды, отрицательно сказывающимся как на её ценности вообще, так и на эстетическихзначениях.
Общество,являясь частью глобальной системы, оказывает существенное воздействие накачественную сторону системы в целом. Сегодня важно сознавать неразрывную связьприроды и общества, которое носит взаимный характер. Здесь уместно вспомнить словаА.И. Герцена о том, что “природа не может перечить человеку, если человек неперечит её законам”. С одной стороны, природная среда, географические иклиматические особенности оказывают значительное воздействие на общественноеразвитие. Эти факторы могут ускорять или замедлять темп развития стран инародов, влиять на общественное развитие труда.
Сдругой стороны общество влияет на естественную среду обитания человека. Историячеловечества свидетельствует как о благотворном влиянии деятельности людей на естественнуюсреду обитания, так и пагубных её последствиях.
Ростмасштабов хозяйственной деятельности человека, бурное развитиенаучно-технической революции усилили отрицательное воздействие на природу,привели к нарушению экологического равновесия на планете.
Промышленноепроизводство является основой экономического развития, а следовательно, иподъёма социально-экономического уровня жизни общества. Однако промышленноеразвитие во всём мире шло без должного учёта исчерпаемости многих видовневозобновляемых ресурсов и понимания того обстоятельства, чтовосстановительные средообразующие способности природы не беспредельны. Не такмного времени прошло, которое отделяет нас от первых пятилеток (30-е годы) ипослевоенного восстановления хозяйства (50-е годы), когда в общественномсознании господствовало упоение индустриализацией. Клубы густого чёрного дыманад заводскими трубами или валящий деревья трактор воспринимались символами техническогои социального прогресса.
Научно-техническийпрогресс принёс много положительного в жизнь людей: разум человека открыл новыевиды энергии, улучшились условия труда, и увеличилась его производительность втяжелых и трудоёмких отраслях добывающей промышленности (горнодобывающей,лесной, океаническом рыболовстве и др.), возросли темпы строительства,повысилась продуктивность сельского хозяйства, изобретены высокоэффективныетехнологии, появились новые материалы, медицинские препараты, уменьшиласьдетская смертность и выросла продолжительность жизни, выросла скоростьполучения и переработки информации и многое другое.
Значительнаячасть принципиально новых технических и технологических решений последнихдесятилетий XX века родилась в ходе фантастическойпо масштабам гонки вооружений. Однако сегодня угроза выживания для большинствагосударств связана не с агрессией потенциального противника, а с состояниемокружающей среды, быстро деградирующей под натиском человеческой деятельности.
Несмотряна усилия и огромные затраты, направленные на предотвращение отрицательныхпоследствий антропогенного воздействия на природу, общий тренд неблагоприятныхизменений сохраняется.
То,что современный экологический кризис является обратной сторонойнаучно-технической революции, подтверждает тот факт, что именно не достижениянаучно-технического прогресса, которые послужили отправной точкой объявления онаступлении НТР, привели и к самым мощным экологическим катастрофам на нашейпланете.
Кчему же привело бурное развитие экономики и человеческая деятельность?Загрязнение всего земного пространства, — океана, воздуха и воды, “парниковыйэффект”, вырубка лесов, исчезновение многих видов растений и животных – вотлишь некоторые основные формы антропогенного воздействия на окружающую среду.
Тольков течение последних 4-х десятилетий на Земле произвели столько же продукции,сколько за весь период существования цивилизации до 1950г.
Всфере материального производства возросло потребление природных ресурсов. Загоды после второй мировой войны было использовано столько минерального сырья,сколько за всю предыдущую историю человечества.
Посколькузапасы угля, нефти, газа, железа и других полезных ископаемых не возобновляемы,они будут исчерпаны, по расчётам учёных, через несколько десятилетий. Но дажеесли и ресурсы, которые постоянно возобновляются, на деле быстро убывают.Вырубка леса в мировом масштабе в 18 раз превышает его прирост. Площадь лесов,дающих Земле кислород, уменьшается с каждым годом. Лесные пространства занималив 1950 г. 15% суши, сейчас – 7%; ежегодно уничтожается более 11млн. гектаровлеса. Каждый год сжигается 20кв. км влажных тропических лесов (половинаФранции). Планета может лишиться своего главного источника кислорода уже в следующемдесятилетии.
Деградируетжизненно важный для людей плодородный слой почвы – и это происходит повсюду наЗемле. В то время как Земля накапливает один сантиметр чернозёма за 300 лет, апогибает один сантиметр почвы за 3 года. По данным Всемирной комиссии ООН поокружающей среде и развитию, в настоящее время ежегодно превращается в пустыню6 млн. гектаров обрабатываемых земель, 20 млрд. теряет свою продуктивность.Кроме того, расширяются территории пустынь: Сахара ежегодно продвигается к югуна 30 миль (48 км).
Неменьшую опасность, чем безудержная эксплуатация ресурсов Земли, представляетсобой возросшее за последние десятилетия загрязнение планеты – и мировогоокеана, и атмосферного воздуха. Мировой океан постоянно загрязняется в основномиз-за расширения добычи нефти на морских промыслах. Огромные нефтяные пятнагубительны для жизни океана. По данным ООН, ежегодно в мировой океан попадает30 млрд. тонн нефтепродуктов, 50 000 тонн пестицидов, 5 000 тоннртути. В океан сбрасываются также миллионы тонн фосфора, свинца, только СШАсбрасывают в океан до 50 млн. т. отходов. На каждый квадратный километр океанскогопространства сейчас приходится 17 тонн различных вредных отбросов с суши.
Огромноеколичество воды используется в промышленности. На выплавку 1 тонны сталинеобходимо 200 м3 воды. На производство 1тонны бумаги требуется 100м3, на изготовление 1тонны синтетического волокна – от 2500 до 5000м3.
Самойуязвимой частью природы стала пресная вода. Сточные воды, пестициды, удобрения,ртуть, мышьяк, свинец и многое другое в огромных количествах попадают в реки иозёра. Сильно загрязнены Дунай, Волга, Рейн, Миссисипи, Великие Американскиеозёра. Запасы пресной воды на земном шаре велики, однако потребности в нихпромышленности, сельского и жилищно-коммунального хозяйства возрастают с огромнойбыстротой. В современных домах со всеми удобствами расход воды намного больше,чем в домах, необорудованных водопроводом. Интенсивная добыча воды приводит(особенно в больших городах, где плотная застройка препятствует естественномустоку и, следовательно, естественному пополнению самых ценных для человекаверхних горизонтов подземных вод) к понижению уровня и постепенному истощениюзапасов. Дефицит подземных вод ощущается во многих районах земного шара,например в Бельгии, Германии, Швейцарии. Такая же ситуация в некоторых районахРоссии и может распространиться на другие. По заключению специалистов, внекоторых районах Земли 80% всех болезней вызваны недоброкачественной водой,которую вынуждены потреблять люди.
Известно,что без пищи человек может жить пять недель, без воды – пять дней, без воздуха– пять минут. Между тем загрязнение атмосферного воздуха давно превзошлодопустимые пределы. Запыленность, содержание углекислоты в атмосфере рядакрупных городов возросли в десятки раз по сравнению с началом XX века.
Значительнозагрязняют атмосферу автомобильный транспорт, электростанции, предприятиячёрной и цветной металлургии, нефтегазоперерабатывающей, химической и леснойпромышленности.
Врезультате сжигания различного топлива в атмосферу ежегодно выбрасывается около20 млрд. тонн углекислого газа. Содержание углекислого газа в атмосферепостепенно возрастает и за последние 100 лет увеличилось более чем на 10%.Углекислый газ препятствует тепловому излучению в космическое пространство,создавая так называемый “парниковый эффект”, что приводит к потеплению климата.По прогнозам климатологов, оно составит к середине века 2-5 градусов.
Выбросыгаза в атмосферу уже разрушили 9% озонового слоя, главного защитника земли отультрафиолетовых лучей. “Озоноваядыра” занимает площадь, равную территорииСША.
Сжиганиетоплива при работе угольных ТЭЦ, промышленных предприятий сопровождаетсяобразованием диоксида серы и оксидов азота; реагируя с парами воды, ониобразуют серную и азотную кислоты. В результате в отдельных регионах выпадают осадки,кислотность которых в 10-1000 раз превышает нормальную. На территории России в1996г. вместе с осадками выпало более 4 млн. тонн серы и 1,25 млн. тонннитратного азота. Особенно тревожная ситуация сложилась в Центральном иЦентрально-Чернозёмном районах, а также в Кемеровской области и Алтайском крае,в Норильске. В Москве и Санкт-Петербурге с кислотными дождями на землю в годвыпадает до 1500 кг серы на 1 км2. Заметно меньше кислотностьосадков в прибрежной зоне северных, западно- и восточносибирских морей. Самымблагоприятным регионом в этом отношении признана Республика Саха (Якутия).
Кислотныеосадки вызывают деградацию лесов. Попадая на листья и хвою деревьев, кислотынарушают защитный восковой покров, делая растения более уязвимыми длянасекомых, грибов и других патогенных организмов.
Всёбольше ущерб кислотные дожди наносят сельскохозяйственным культурам:повреждаются покровные ткани растений, изменяется обмен веществ в клетках,растения замедляют рост и развитие, уменьшается их сопротивляемость к болезнями паразитам, падает урожайность.
Большоеколичество вредных веществ в атмосферу поступает с выхлопными газамиавтомобилей, причём их доля в загрязнении воздуха постоянно растёт; в России –более 30%, а в США – более 60% от общего выброса вредных веществ в атмосферу.
Серьёзнойпроблемой стал бытовой мусор: твёрдые отбросы, полиэтиленовые пакеты,синтетические моющие средства и т.п.
Исчезаетвокруг городов напоённый ароматом растений чистый воздух, реки превращаются всточные канавы. Груды консервных банок, битого стекла и иного мусора, свалкивдоль дорог, захламлённые территории, искалеченная природа – таков итогдлительного господства индустриального мира.
Научно-техническийпрогресс и экологическая альтернатива.
Главное,однако, не в полноте списка проблем, а в осмыслении причин их возникновения,характера и, что самое важное, в выявлении эффективных путей и способов ихрешения.
Историческийопыт показал, что разрушительные воздействия на природу оказывала хозяйственнаядеятельность, движимая лишь частным интересом. В нашей стране в противоречие синтересами общества, которое может нормально развиваться только в здоровойприродной среде, вступали интересы ведомств, преследующих собственные,узкоэгоистические цели. Опыт показал также, что общество в состоянии ограничитьнегативное влияние частных интересов, оно может находить разумные способырегулирования отношений производства и природы.
Подлиннаяперспектива выхода из экологического кризиса – в изменении производственнойдеятельности человека, его образа жизни, его сознания. Научно-техническийпрогресс создаёт не только “перегрузки” для природы; в наиболее прогрессивныхтехнологиях он даёт средства предотвращения негативных воздействий, создаётвозможности экологически чистого производства. Сегодня появилась не толькоострая необходимость, но и реальные предпосылки изменения сути технологическойцивилизации, придания ей природоохранитель-ного характера.
Одноиз направлений такого развития – создание безотходных производств. Используядостижения науки, технологический процесс можно организовать так, чтобы отходыпроизводства не загрязняли окружающую среду, а вновь поступали впроизводственный цикл как вторичное сырьё. Пример даёт сама природа: углекислыйгаз, выделяемый животными, поглощается растениями, которые выделяют кислород,необходимый животным.
Безотходнымявляется такое производство, в котором всё исходное сырьё в конечном счётепревращается в ту или иную продукцию. Если учесть, что 98% исходного сырьясовременная промышленность переводит в отходы, то станет понятной необходимостьзадачи создания безотходного производства.
Расчётыпоказывают, что 80% отходов теплоэнергетической, горнодобывающей,коксохимической отраслей годны в дело. При этом получаемая из них продукциязачастую превосходит по своим качествам изделия, изготовленные из первичногосырья. Например, зола тепловых электростанций, используемая в качестве добавкипри производстве газобетона, примерно в два раза повышает прочностьстроительных панелей и блоков. Большое значение имеет развитиеприродовосстановительных отраслей (лесное, водное, рыбное хозяйство),разработка и внедрение материалосберегающих и энергосберегающих технологий.
Экологическичистыми являются и некоторые альтернативные (по отношению к тепловым, атомным игидроэлектростанциям) источники энергии. Необходим быстрейший поиск способовпрактического использования энергии Солнца, ветра, приливов, геотермальныхисточников.
Экологическаяситуация вызывает необходимость оценивать последствия любой деятельности,связанной с вмешательством в природную среду. Необходима экологическая экспертизавсех технических проектов.
Современнаянаука рассматривает и отдельного человека, и человечество в целом, и окружающуюсреду как единую систему.
2. Введение термина “Экология”Э.Гекке-лем для обозначения
науки о взаимоот-ношениях организмовмежду собой и с окружающей средой. Современные задачи экологии.
Термин“Экология” образованно от греческого “oikos” – дом, жилище и “logos”– слово, учение: “учение о доме” (от этого же корня образовано слово“Экономика” – наука, “заведующая хозяйством”. Не случайно в современном мирезадачи экологии и экономики тесно переплетаются).
Всостав слова “экология” понятие об “ойкосе” (доме) трактуется различно, нообычно в весьма расширенном и переносном смысле – не как собственно дом ижилище, а как среда обитания. Под средой обитания человека могут подразумеватьсяне только дом, природная среда, но и семья, коллектив, город, народ, вся Земля(в поверхностных, обитаемых её частях) и, наконец, Космос.
Всёэто относится пока только к “oikos”,но в термине “экология” остаётся ещё “logos”. Если следовать древнегреческому значению этого слова, то это не тольконаука, но и слово, речь, положение, вопрос, разум, разумение и многое другое.Учитывая иерархичность и возможные огромные пространства, а также бесчисленныеспециализации, слово “наука” и даже “науки” не подходят; подходит скорее всего– “разумение”, которое включает все науки и все сферы деятельности.
Специалистыпо отдельным отраслям науки могут выполнять только частные заказы экологии. Для“разумения” же требуется человеческий разум самого широкого научного ижизненного диапазона. Поэтому экология – не только система наук, а нечтонеобозримо большее – это мировоззрение.
Самопонятие “экология” используется сегодня при обсуждении совершенно различныхобъектов природной и социальной действительности. Говорят об экологии растенийи животных, об экологии человека и общества, об экологии города и культуры. Обэкологии говорят тогда, когда хотят обратить внимание на условия существованияи развития чего-нибудь. Так, в круг экологических изысканий ныне входят причиныи следствия исчезновения отдельных видов растений и животных, загрязненияприродной среды, ухудшения качества жизни людей и т.д.
Однакопонятие “экология” не сразу приобрело такой универсальный смысл. Первоначальнооно утвердилось как название направления, призванного изучать взаимоотношенияживых существ между собой и с окружающей их неорганической природой.
Экологияприобрела практический интерес ещё на заре развития человечества. В примитивномобществе каждый индивидуум для того, чтобы выжить, должен был иметьопределённые знания об окружающей его среде или о силах природы, растениях иживотных. Цивилизация возникла тогда, когда человек научился использовать огоньи другие средства и орудия, позволяющие ему изменять среду своего обитания.Экология развивалась непрерывно, но неравномерно на протяжении историичеловечества. По дошедшим до нас орудиям охоты, наскальным рисункам о способахкультивирования растений, лова животных, обрядам люди ещё на заре становлениячеловечества имели отдельные представления о повадках животных, образе ихжизни, о сроках сбора растений, употребляемых для их нужд, о местахпроизрастания растений, о способах выращивания и ухода за ними.
Элементыэкологии имеют место в эпических произведениях и легендах. В древнеиндийскихсказаниях “Махабхарата” (VI – II вв. до н.э.) даются сведения оповадках и образе жизни около 50 видов животных, сообщается об измененияхчисленности некоторых из них. В рукописных книгах Вавилонии есть описания способовобработки земли, указывается время посева культурных растений, перечисляютсяптицы и животные, вредные для земледелия. В китайских хрониках IV – II вв. до н.э. описываются условия произрастания различныхсортов культурных растений.
Втрудах учёных античного мира – Гераклита (530 – 470 гг. до н.э.), Гиппократа(460 – 356 гг. до н.э.), Аристотеля (384 – 322 гг. до н.э.) и др. – былисделаны дальнейшие обобщения экологических фактов.
Аристотельв своей “Истории животных” описал более 500 видов известных ему животных,рассказал об их поведении. Так начинался первый этап развития науки – накоплениефактического материала и первый опыт его систематизации. Ученик Аристотеля,“отец ботаники” Теофраст Эрезийский (372 – 287 гг. до н.э.) приводит достаточноподробные сведения о своеобразии растений в разных условиях, о зависимости ихформы и роста от почвы и климата, наблюдаемое им на огромных пространствахДревнего Средиземноморья. В работах философа впервые было предложено разделитьпокрытосеменные растения на основные жизненные формы: деревья, кустарники,полукустарники, травы.
Всредние века под влиянием богословия и схоластики интерес к изучению природыослабевает. Связь строения организмов с условиями среды толковалась каквоплощение воли бога. В этот период, затянувшийся на целое тысячелетие, толькоединичные труды содержат факты научного значения.
Началомновых веяний в науке в период позднего средневековья являются труды АльбертаВеликого (Альберт фон Больштедт, 1193 – 1280). В своих книгах о растениях он придаётбольшое значение условиям их местообитания, где помимо почвы важное местоуделяет “солнечному теплу”, рассматривая причины “зимнего сна” у растений,размножения и рост организмов, ставит в неразрывную связь с их питанием.
Крупнымисводами средневековых знаний о живой природе являлось многотомное “Зеркалоприроды” Венсенна де Бове (XIIIв.),“Поучение Владимира Мономаха” (XIв.),ходившие в списках на Руси, “О поучениях и сходствах вещей” доминиканскогомонаха Иоанна Спенского (начало XIVв.).
Вэпоху Возрождения вследствие географических открытий и колонизации новых странсущественно расширился круг описываемых растений и животных, появились новыеоснования для их систематизации. Накопление и описание фактического материала –характерная черта естествознания этого периода. Несмотря на то, что в сужденияхо природе господствовали метафизические представления, в трудах многихестествоиспытателей имели место явные свидетельства экологических знаний. Онивыражались в накоплении фактов о разнообразии живых организмов, ихраспространении, в выявлении особенностей строения растений и животных, живущихв условиях той или иной среды. Известный английский химик Р.Бойль (1627 – 1691)является первым, осуществившим экологический эксперимент. Он опубликовалрезультаты сравнительного изучения влияния низкого атмосферного давления наразличных животных.
В XVIIв. Ф. Реди экспериментально доказалневозможность самозарождения сколько-нибудь сложных животных.
В XVII – XVIIвв. в работах, посвящённых отдельным группам животныхорганизмов, экологические сведения зачастую составляли значительную часть,например, в трудах А. Реомюра о жизни насекомых (1734). Антон ван Левангук,более известный как один из первых микроскопистов, был пионером в изучениипищевых цепей и регуляции численности организмов.
Наосновании путешествий по неизведанным краям России в XVIIIвеке С.П. Крашенинниковым, И.И. Лепехиным, П.С.Палласом и другими русскими географами и натуралистами указывалось навзаимосвязанные изменения климата, животного и растительного мира в различныхчастях обширной страны.
Овлиянии среды на организм высказывался М.В. Ломоносов. Изменения в неживойприроде он рассматривал как непосредственную причину изменений растительного иживотного мира.
Вовторой половине XVIIIвека французскийестествоиспыта-тель Ж. Бюффон (1707 – 1788) впервые стал непосредственноизучать влияние внешних условий на строение животных. Он считал возможным“перерождение” видов, полагая основными причинами превращения одного вида вдругой влияние температуры и климата, качества пищи. В это же время Ж.Б. Ламарк– автор первого эволюционного учения, приходит к выводу, что влияние “внешнихобстоятельств” – одна из главных причин приспособленности организмов, эволюцииживотных и растений.
Помере развития зоологии, ботаники происходило накопление фактов экологическогосодержания, свидетельствую-щего, что к концу XVIIIвека у естествоиспытателей начали складыватьсяэлементы особого, прогрессивного подхода к изучению явлений природы, обизменениях организмов в зависимости от окружающих условий и многообразии форм.Вместе с тем, таковых экологических идей ещё нет, лишь начала складыватьсяэкологическая точка зрения на изучаемые явления природы.
Второйэтап развития науки связан с крупномасштабными ботаникогеографическими исследованиямив природе. Дальнейшему развитию экологического мышления способствовалопоявление в начале XX столетия биогеографии.Труды А. Гумбольдта и других учёных определили новое направление в географиирастений. Было обращено внимание на то, что в сходных зональных ивертикально-поясных географических условиях у растений разных группвырабатываются похожие “физиономические” формы, т.е. одинаковый внешний облик.По распределению и соотношению этих форм можно судить о спецификефизико-географической среды.
Всередине XIXв. русский биолог К.Ф. Рульеобосновал особое направление в зоологии, посвящённое изучению жизни животных,их взаимоотношению с окружающей средой. По мнению учёного, в зоологии наряду склассификацией отдельных организмов нужно производить “разбор явлений образажизни” животных. Рулье доказал зависимость эволюции организмов от изменениясреды их обитания.
Такимобразом, учёные начала XIXв.анализировали закономерности организмов и среды, взаимоотношения междуорганизмами, явления приспособляемости и приспособленности. Однако разрешениеэтих проблем, дальнейшее развитие науки экологии произошло на базеэволюционного учения Ч. Дарвина (1809 – 1882). Он по праву является одним изпионеров экологии. В работе Ч. Дарвина “Происхождение видов путём естественногоотбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь” (1859) былатеоретически осмыслена “борьба за существование” в природе. Под борьбой Ч.Дарвин понимал все формы противоречивых связей вида со средой, которые приводятк естественному отбору и являются движущим фактором эволюции. По существу,именно эта работа Ч. Дарвина поставила проблему всестороннего изучениявзаимоотношений живых существ с окружающей средой.
Победаэволюционного учения в биологии открыла третий этап в истории экологии, длякоторого характерно дальнейшее увеличение числа и глубины работ поэкологическим проблемам. В этот период завершилось отделение экологии от другихнаук. Экология, родившись в недрах биогеографии, в конце XIXв. благодаря учению Ч. Дарвина превратиласьв науку об адаптациях организмов.
Термин“Экология” для новой области знаний впервые был предложен в 1866 годупрофессором Йенского университета Эрнстом Геккелем для применения исключительнов сфере биологических наук, главным образом зоологии. В его “Всеобщейморфологии организмов” приводится следующее определение экологии:
“Этопознание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношенийживого с органическими и неорганическими компонентами среды, включая непременнонеантагонистические и антагонистические взаимоотношения растений и животных,контактирующих друг с другом”.
Э.Геккель относил экологию к биологическим наукам и наукам о природе,интересующимся всеми сторонами жизни биологических организмов. Во временаГеккеля оно воспринималось как образное иносказание, но сейчас приобрелоконкретный смысл, важный для понимания количественных сторон экологии и еёсвязи с экономикой человека. Термин “Экология” в дальнейшем получил всеобщеепризнание.
Впоследствиив понятие экологии вносились различные смысловые оттенки, которые расширяли илисужали предмет этой области знания.
Втечении первых десятилетий XXвека слово “экология” употреблялось очень ограниченно. Для большинства же онооставалось неизвестным. Понятия, связанные с этим термином, ещё не стали тогдаактуальными и нужными. В томе “Развитие биологии в СССР” (1967), изданном к50-летию советской власти, раздел “Экология” отсутствует. В Энциклопедическомсловаре (издание БСЭ, 1955г.) экология определена как “наука о взаимных влиянияхорганизма (животного или растения) и окружающей среды”, а в Энциклопедическомсловаре (издания БСЭ, 1964г.) дано было развёрнутое определение, однакоэкология фигурировала лишь как разделы зоологии и ботаники. В малой Советскойэнциклопедии (1960) экологии животных и экологии растений посвящены отдельныестатьи. Таким образом, в первой половине XXвека экология не выходила за рамки чисто биологическихисследований. Проблем самого человека, а также охраны среды обитания онасовершенно не касалась.
В 60-70-е гг. XX века над человечеством начинаютсгущаться “экологические тучи”. И вот тогда, хотя само слово и остаётся, носмысл его меняется. Экология из внутрибиологической науки превращается вобщечеловеческое разумение среды обитания не только растений и животных, но,главное, человека, которому эта среда начинает угрожать.
Напервой международной конференции по оценке состояния окружающей среды,созванной по инициативе ООН в Стокгольме в июне 1972г., был остро поставленвопрос об угрожающем экологическом состоянии окружающей человека природнойсреды и о необходимости в первую очередь изучать экологию самого человека.Теперь экологическое разумение впитывает в себя не только весь комплексестественных, но и технические и гуманитарные науки.
Вместес тем ядром экологического мировоззрения является система понятий и законов,составляющих основу биологической экологии.
Современныезадачи экологии.
Взависимости от решаемых задач экологию подразделяют на общую, исследующуюосновные принципы организации и функционирования различных надорганизменныхсистем, и частную, сферой которой является изучение конкретных группопределённого таксономического (систематического) ранга.
Общаяэкология классифицируется по уровням организации – совокупности особей одноговида, объединяемых общей территорией и генофондом. Экология сообществ(биоценология) исследует структуру и динамику природных сообществ (ценозов) –совокупностей совместно обитающих популяций разных видов. Биогеоценология –раздел общей экологии, изучающий экосистемы (биоценозы).
Частнаяэкология состоит из экологии растений и экологии животных.
Основныезадачи экологии могут быть сведены к изучению динамики популяций, к изучению обиоценозах и экосистемах. Структура биоценозов, на уровне формирования которых происходитосвоение среды, способствует наиболее экономичному и полному использованиюжизненных ресурсов.
Внастоящее время многие отрасли экологии имеют ярко выраженную практическуюнаправленность и имеют большое значение для развития различных отраслей народногохозяйства. В связи с этим появились новые научно-практические дисциплины настыке экологии, призванные оптимизировать взаимоотношения человека с биосферой,инженерная экология, изучающая взаимодействие общества с природной средой впроцессе общественного производства, и др.
Основнойзадачей экологии на современном этапе является детальное изучениеколичественными методами основ структуры и функционирования природных исозданных человеком систем. Окружающая нас живая природа не являетсябеспорядочным и случайным сочетанием живых существ. Она представляет собойустойчивую и организованную систему, сложившуюся в процессе эволюцииорганического мира. Центральное место в экологии занимает проблема динамики ичисленности популяции и механизмов её регуляции. Здесь выявляется значимостьучастия внутрипопуляционных (например, конкуренция за пищу) и биоценотических(например, хищников, паразитов, возбудителей заболеваний) механизмов.
Приисследовании регуляции численности млекопитающих большое внимание уделяетсяанализу взаимосвязанных поведенческих, физиологических и гормональныхмеханизмов. Наибольшее внимание в динамике численности популяций уделяетсяизучению роли практически важных видов: вредителей сельского и лесногохозяйства, носителей и переносчиков возбудителей заболеваний, объектов рыбногои охотничьего промыслов.
Рассматриваявзаимоотношения человека с видами, популяциями и сообществами как необходимоеусловие существования человека, в настоящее время эти взаимоотношенияэкологически несбалансированны.
Врезультате наблюдаются огромные потери урожая за счёт вредителей, значительныйущерб наносится живыми организмами сырью, материалам, технике и сооружениям,памятникам культуры, сокращается численность и исчезают отдельные виды,появляется экологический дискомфорт урбанизированной среды, усугубляющийстрессовые ситуации; увеличивается заболеваемость людей.
Любыеявления, связанные с заметными воздействиями человека на природу, обратнымивлияниями природы на человека и его экономику, с жизнью и хозяйственно значимымипроцессами, массовыми нерегулярными миграциями животных, называютсяэкологической проблемой.
Сбалансированностьвзаимоотношений человека с видами, популяциями и сообществами может бытьдостигнута за счёт комплексных усилий со стороны человека через экологическуюрегламентацию хозяйственной деятельности, направленного, экологическиоправданного воздействия на виды, популяции и экосистемы, экологическоговоспитания подрастающих поколений. Этим может быть достигнуто решение многихнароднохозяйствен-ных проблем:
∙ интенсификацияпроизводства ряда отраслей;
∙ сохранение иэкономия дорогостоящего сырья;
∙ охрана историческихи архитектурных памятников;
∙ увеличениепродолжительности жизни и уменьшение
заболеваемости людейв условиях урбанизированной
среды;
∙ совершенствованиемеханизмов взаимодействия общества
иприроды.
Важнейшиеобщие задачи современной экологии в её широком понимании сводятся к следующим.
1.Раскрытие места и роли человека, цивилизации, техносферы в существованииэкосферы планеты Земля с позиций экологических законов. Нахождение и уточненияестественно- научных критериев, определяющих экологическую совместимостьчеловека и биосферы и количественные пределы развития техносферы.
2.Экологизация сознания людей: формирование новой идеологии и методологиигуманистического экоцентризма, направленной на переход к экологическиориентированной постиндустриальной цивилизации, на экологизацию экономики,производства, политики, образования.
3.Всеобъемлющая диагностика состояния природы планеты и её ресурсов; определениепорога выносливости живой природы планеты – биосферы по отношению кантропогенной нагрузке, т.е. к тем помехам и утратам – изъятию биологическихресурсов, загрязнению среды, изменениям климата, которые наносятся человеческойдеятельностью, и выявление степени обратимости этих изменений.
4.Разработка прогнозов изменений биосферы и состояния окружающей человека средыпри разных сценариях экологического и социального развития человека. Выработкакритериев оптимизации – выбора наиболее согласованного и экологическиориентированного социально-экономического развития общества.
5.Формирование такой стратегии поведения человеческого общества, такой экономикии таких технологий, которые приведут масштабы и характер хозяйственнойдеятельности в соответствие с экологической выносливостью природы и остановятглобальный экологический кризис.
Задание№3:
Уменьшениетолщины озонового слоя на 1% из-за увеличения потока УФ-излучения на 2%приводит к росту заболеваний раком кожи на 4%. Оценить прирост заболеванийраком кожи к 2056г. по отношению к настоящему времени, если средняя скоростьистощения озонового слоя составляет 0,224% ежедневно.
Перечислитьосновные причины истощения озонового слоя Земли.
Решениезадачи:
1).За 56 лет озоновый слой может уменьшиться:
∆C = V t = 0,224% · 56 (лет) = 12,544%,
где V – скорость истощения слоя О3;
t – оцениваемый промежуток времени.
2).Вероятность заболеваний раком кожи к 2056 году возрастёт на:
∆B = ∆CS = 12,544% · 4% = 50,176%,
где S – вероятность увеличениязаболеваемости раком кожи на каждый % истощения слоя О3.
К2056 году: Озоновый слой уменьшится на 12,544%;
ПотокУФ-излучения увеличится на:
12,544%· 2% = 25,088%;
Вероятностьзаболеваний раком кожи возрастёт на 50,176%.
Озон– трёхатомные молекулы кислорода, рассеянные над Землёй на высоте от 15 до 50км, озоновая защитная оболочка очень невелика, всего 3 млрд.т. газа, наибольшаяконцентрация на высоте от 20 до 25 км.
Запускмощных ракет, ежедневные полёты реактивных самолётов в высоких слоях атмосферы,испытание ядерного и термоядерного оружия, ежегодное уничтожение природногоозонатора – миллионов гектаров леса – пожарами и рубкой, массовое применениефреонов в химической, парфюмерной продукции, в технике – главные факторы,разрушающие озоновый экран Земли.
Литература.
1. Горелов А.А. Экология: Учеб. пособие для вузов. – М.: Юрайт – М, 2002 – 312с.
2. Новиков Ю.В. Экология,окружающая среда и чело-век : Учеб. пособие для вузов, а также учащихсясредних школ и колледжей. – М.: ФАНР-ПРЕСС, 1999 – 320с.
3. Розанов С.И. Общаяэкология : Учебник для техничес-ких направлений и специальностей. – СПб.:Издательство “Лань”, 2001 – 288с.
4. Петров К.М. Общаяэкология: Взаимодействие обще-ства и природы : Учебное пособие для вузов. –2-е изд., стер. – СПб.: Химия, 1998 – 352с., ил.
5. Кормилицын В.И.,Цицкишвили М.С., Яламов Ю.И. Основы экологии : Учебное пособие. М.: МПУ,1997. 1 – 368с., ил.
6. А.С. Степановских Общаяэкология. – Курган: ГИПП “Зауралье”, 1999 – 512с., ил. – (Учебники иучебные пособия высш. учебн. заведений, 2-е изд., перераб. и доп.).