Читайте также:
|
в 70-х годах XX века были начаты исследования возможных путей развития Земли при сохранении существующих тенденций или при экологичной корректировке развития. Были созданы так называемые «сценарии» развития Земли. К настоящему времени разработаны многочисленные сценарии, существенно отличающиеся по степени научной обоснованности и объективности. Некоторые из них носят откровенно эмоциональный «алармистский» характер и предупреждают о скорой катастрофе; другие более объективны и дают конкретные рекомендации к действиям.
С одной стороны, многие сценарии развития Земли пессимистичны, предполагается кризисное состояние планеты в середине XXI века. Но, с другой стороны, есть целый ряд безусловных достижений человечества, который оставляет надежду на преодоление основных кризисных явлений и постепенное, длительно протекающее достижение более устойчивого (экологичного, экологически устойчивого) состояния планеты и всех стран. Вместе с тем необходимо изучение ближайших перспектив развития стран и всей планеты, чтобы попытаться предвидеть негативные тенденции и, насколько возможно, своевременно реагировать с целью их изменения. Поэтому прогнозирование и составление реалистичных «сценариев» развития Земли, безусловно, очень ценно для выработки стратегии развития, для обучения и воспитания всех граждан их действиям в условиях устойчивого (или «балансирующего»?) развития.
Можно достаточно просто экстраполировать существующие тенденции в деградации природной среды, в развитии городов, деятельности людей, и пр., и получить прогнозы на ближайшее будущее. Так, например, в [11] дан прогноз изменений окружающей среды на срок до 2030 г. В большинстве случаев для рассматриваемых негативных изменений компонентов и параметров окружающей среды (потребление первичной биологической продукции, истощение слоя озона, сокращение площади лесов, опустынивание, деградация земель, повышение уровня мирового океана, исчезновение видов организмов) прогнозируется сохранение тенденций. Такие сценарии подчеркивают негативность современной деятельности человека и могут быть отнесены к «алармистским».
«Негативные» сценарии двойственны по цели: одни из них привлекают внимание человека к возможному опасному будущему с целью принятия своевременных мер для переориентации деятельности; другие – просто констатируют появление нового, полностью техногенного мира, и прогнозируют скорый конец человечества. В далеких от экологии работах предсказывается постепенное исчезновение естественной природы и переход к бесприродному техническому миру (БТМ), который может вместить очень большое число жителей. Единственной (!) проблемой, по мнению авторов, является необходимость передачи ряда функций исчезающей природы (таких, как производство кислорода) технике. Есть еще более невероятные проекты, например, сфера Дайсона вокруг Солнца с размещением в космосе все большего числа прибывающих жителей. Экспансия человечества в космосе давно рассматривается как проблема, которая, несомненно, будет скоро решена (несмотря на высказываемые экологами серьезнейшие вопросы, ставящие под сомнение эту идею).
Получается парадоксальная ситуация: не решив сложнейшие вопросы взаимодействия с природной средой у себя дома, загрязнив природу Земли и приведя ее к глобальным экологическим проблемам, человек собрался вместе со всеми своими проблемами на другие планеты (можно уверенно предположить перенос "земных" способов неэкологичного взаимодействия с природой на другие планеты и, следовательно, возникновение и на них тех же самых глобальных проблем). Можно считать, что человек должен вначале доказать свою способность экологичного сосуществования с природой Земли и только после этого он будет иметь право распространяться в пространстве.
Стратегия тотальной очистки предлагает введение безотходных и ресурсосберегающих технологий. Однако они никогда не могут быть полностью реализованы ввиду принципиальной невозможности стопроцентной очистки, очень высокой стоимости очистных сооружений с высокой степенью очистки и малой конкурентоспособности таких технологий.
Стратегия централизованного управления с заменой биосферы искусственными биоценозами и безотходными технологиями, управляющимися централизованно с помощью природно-хозяйственных систем. Эта стратегия также не может быть реализована в связи с высокой аварийностью техногенных систем и полнейшей невозможностью решения экологических проблем. Здесь следует вспомнить высказывание Н.Н. Моисеева «Биосфера без человека существовала и может существовать, человек вне биосферы существовать не может – этот тезис должен быть принят в качестве аксиомы. … как ни важно техническое и технологическое совершенствование основ цивилизации, никакого чисто технического или технологического решения проблемы будущности человечества не может быть – принципиально». (Впрочем, эта мысль в иной форме многократно высказывалась и ранее многими исследователями).
Стратегия ограничения потребления предлагает сократить уровень потребления ресурсов, энергии, продукции в соответствии с природно – ресурсным потенциалом Земли и медико-биологическими критериями здоровой жизни человека. Эта стратегия может быть реализована только при изменении образа мышления, философии, деятельности человека. Она может решить многие проблемы (сохранить естественную природную среду, ресурсы, экологическое равновесие, устойчивость среды и пр.), если будут выработаны и соблюдаться принципы справедливого распределения ресурсов. К этой стратегии, видимо, можно несколько условно отнести известную концепцию «нулевого роста», предусматривающую отсутствие роста мировой экономики и многих других показателей.
Центральная стратегия, во многом основанная на наиболее экологичных предложениях в области жизни и деятельности, на глубинной экологии, на экофилософии, на диалектическом синтезе новой философии и новых технологий. Основополагающими критериями этой стратегии являются признание того, что человечество – это неотъемлемая часть природы, полностью зависимая от окружающей его природной среды; природно-ресурсный потенциал планеты ограничен, и нужно срочно разработать превентивные экологические запреты до исчезновения природных ресурсов; нужно создать принципиально новый социально-экономический механизм гомеостаза «природа – товар – деньги - природа» в системе «человек - природа». В рамках центральной стратегии приемлемы только экологичные технологии, экологизация всей деятельности, потребностей и образа жизни человечества.
Из описания этих сценариев можно сделать вывод о том, что практически все предложения из приведенных четырех вариантов развития так или иначе будут применяться (и применяются) в практике. Очевидно, наиболее общим, объединяющим сценарием является глобальная экологизация всей деятельности человечества. В это понятие входят практически все предложения по достижению устойчивого развития.
7.Основные свойства живых систем. Уровни биологической организации. Ресурсы вещества и энергии.
А) Единство химического состава. В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты не живой природы. Однако соотношение элементов в живом и неживом не одинаково. В живых организмах 98% химическо-го состава приходится на четыре элемента: углерод, кислород, азот и водород.
Б) Обмен веществ и энергии. Важный признак живых систем – использование внешних источников энергии в виде пищи, света и др. Через живые системы проходят потоки веществ и энергии, вот почему они открытые. Основу обмена веществ состовляют взаимосвязанные и сбалансированные процессы ассимиляции, т.е. процессы синтеза веществ в организме, и диссимиляции, в результате которых сложные вещества и соединения распадаются на простые и выделяется энергия, необходимая для реакций биосинтеза. Обмен веществ обеспечивает относительное постоянство химического состава всех частей организма.
В) Самовоспроизведение. Существование каждой отдельно взятой биологи-ческой системы ограничено временем; подержа-ние жизни связано с самовоспроизведением. Любой вид состоит из особей, каждая из которых рано или поздно перестаёт существовать, но благодаря самовоспроизведению жизнь вида не прекращается. В основе само воспроизведения лежит образование новых молекул и структур, которое обусловлено информацией, заложенной в нуклеиновой кислоте ДНК. Самовоспроизведе-ние тесно связано с явлением наследственности: любое живое существо рождает себе подобных. Наследственность заключается в способности организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Она обусловлена относительной стабильностью, т.е. постоянством строение ДНК.
Г) Изменчивость. – свойство, противоположное наследственности. Оно связано с приобретением организмами новых признаков и свойств. В основе наследственной изменчивости лежат изменения биологических матриц – молекул ДНК. Изменчивость создает разнообразный материал для отбора наиболее приспособленных к конкретным условиям существования, что, в свою очередь приводит к появлению новых форм жизни, новых видов живых организмов.
Д) Способность к росту и развитию. – свойство, присущее любому живому организму. Расти – значит увеличиватся в размерах и массе с сохранением общих черт строения. Рост сопровождается развитием. В результате развития возникает новое качественное состояние объекта.
Развитие живой формы материи представлено индивидуальным и историческим развитием. На протяжении индивидуального развития постепен-но и последовательно проявляются все свойства организмов. Историческое развитие сопровожда-ется образованием новых видов и прогрессивным усложнением жизни. В результате исторического развития возникло все многообразие жизни на Земле.
Е) Раздражимость. – неотъемлемая черта, присущая всему живому; она является выражением одного из свойств всех тел природы – свойства отражения. Оно связано с передачей информации из внешней среды любой биологической системе. Это свойство выражается реакциями живых организмов на внешнее воздействие. Благодаря раздражимости организмы избирательно реаги-руют на условия окружающей среды.
Ж) Дискретность. – всеобщее свойство материи. Любая биологическая система состоит из отдельных, но тем не менее взаимодействующих частей, образу-ющих структурно-функциональное единство.
Ген, клетка, орган, организм, популяция, сообщество (биоценоз) — главные уровни организации жизни. Экология изучает уровни биологической организации от организма до экосистем. В ее основе, как и всей биологии, лежит теория эволюционного развития органического мира Ч. Дарвина, базирующаяся на представлении о естественном отборе. В упрощенном виде его можно представить так: в результате борьбы за существование выживают наиболее приспособленные организмы, которые передают выгодные признаки, обеспечивающие выживание, своему потомству, которое может их развить дальше, обеспечив стабильное существование данному типу организмов в данных конкретных условиях среды. Если условия эти вменятся, то выживают организмы с более благоприятными для новых условий признаками, переданными им по наследству, и т. д.
ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
Вещества или природные носители энергии, потенциал которых достаточен для преобразования в другие виды энергии для последующего целенаправленного использования. Все источники энергии условно делят на первичные и вторичные. Первичные источники энергии созданы природными процессами. К ним относятся ископаемое горючее (органическее и неорганическое), расщепляющееся топливо, термальные воды, энергия Солнца, ветра, рек, морей и океанов. Они могут быть невозобновляющимися и возобновляющимися. К невозобновляющимся относят уголь, нефть, газ, горючие сланцы, торф и ископаемые расщепляющиеся вещества — уран, торий; к возобновляющимся — продукты непрерывной деятельности Солнце и природных процессов на поверхности Земли: ветер, водные ресурсы, растительные продукты.
Практически неисчерпаемыми первичными источниками энергии служат теральные воды, Солнце, ветер и вещества, которые могут быть источниками термоядерной энергии. Энергетические ресурсы — природные носители энергии, образовавшиеся в результате геологического развития Земли и природных процессов. Аналогично источникам энергии их делят на возобновляющиеся и невоэобновляющиеся. Отличительная особенность невозобновляющихся энергетических ресурсов — их высокий энергетический потенциал и относительная доступность извлечения. Поэтому использование ресурсов данной группы достигает 90%, большую ее часть составляют ископаемые горючие вещества — органическое топливо. Наибольшие энергетические ресурсы органического топлива сосредоточены в угле. Геологических ресурсов нефти в мире в 20—30 раз меньше, чем угля. Ее месторождения разведаны значительно полнее. В мире имеются также большие запасы так называемых нетрадиционных ресурсов нефти, для извлечения которой нужны новые технологии. К ним относятся битуминозные пески, нефтеносные сланцы, а также уголь, который может использоваться как сырье в производстве синтетиеской нефти. Геологические ресурсы такой нефти в 2—3 раза больше ресурсов традиционной нефти. Перспективные источники добычи нефти — глубоководные морские и арктические месторождения. Разведанные запасы урана ограничены. Расширению ресурсов урановых руд и других изотопов урана для производства тепловой энергии способствует использование на атомных станциях реакторов на быстрых нейтронах вместо реакторов на тепловых нейтронах. Возобновляющиеся энергетические ресурсы способны ежегодно восстанавливаться. Одним из видов этих ресурсов является гидроэнергия рек, в настоящее время используется только 16% ее мирового потенциала. Другой вид возобновляющихся энергетических ресурсов — биотопливо. Самый крупный энергетический ресурс Земли — солнечная энергия. До 43% общей солнечной радиации преобразуется в тепловую энергию с энергетическим ресурсом около 2,4 млн ЭДж в год, что значительно превышает разведанные ресурсы органического и ядерного топлива. Косвенными видами солнечной энергии являются энергия ветра и волн и теплота океана. Геотермальные энергетические ресурсы являются низкопотенциальными, огромные запасы позволяют считать их неисчерпаемыми. Сконцентрированы они вдоль изученных геофизических поясов, занимающих около 10% поверхности Земли. В России для теплоснабжения много лет работают геотермальные установки в Ставропольском и Краснодарском краях, Камчатской области и др.
Эффективность использования энергоресурсов характеризуется степенью преобразования их энергетического потенциала в конечную продукцию или в конечные виды энергии, полезно используемые. Уровень использования энергетических ресурсов зависит от степени извлечения их при добыче, от сохранения добытого топлива при его первичной переработке (например, обогащении), транспортировке и хранении, от степени преобразования первичных энергетических ресурсов в нужный вид энергии (тепловую, механическую, электрическую), а также от степени полезного использования конечного вида энергии. В основе традиционных процессов добычи, переработки и использования энергетических ресурсов лежат простота их добычи и небольшие затраты труда. Это обстоятельство, а также невысокий уровень развития техники обусловливают сохранение низких значений коэффециентов извлечения топлива, для месторождений нефти — не выше 30—40, газа — 80, угля — 40 и ниже. Выработка дешевых месторождений топлива, необходимость разработки труднодоступных его запасов и связанное с этим повышение стоимости добычи обусловили необходимость внедрения новых технологий добычи топлива. Для повышения степени извлечения нефти до 40—45% и выше применяют закачивание в нефтяной пласт водяного пара, газов с высокой температурой и химических реагентов, понижающих вязкость нефти; для увеличения объемов добычи газа — закачивание жидкостей, вытесняющих газ, и другие способы.
Использование ряда первичных источников энергии сдерживалось либо сложностью преобразования их энергии в тепловую (например, расщепляющиеся вещества), либо относительно низким их энергетическим потенциалом, что требовало больших затрат на получение тепловой энергии необходимого потенциала (например, использование солнечной энергии, энергии ветра и др.). Мировое развитие научно-производственного потенциала позволило получать тепловую энергию из ранее не разрабатывающихся первичных источников энергии. Вторичные источники энергии — вещества, обладающие энергетическим потенциалом и являющиеся побочными продуктами деятельности человека. К ним относятся отработанные горючие органические вещества, горные отходы, горячий отработанный теплоноситель (газ, вода, пар),нагретые вентиляционные выбросы, отходы сельско-хозяйственного производства и др.
8.Понятие экосистемы и биогеоценоза. Общая характеристика и примеры экосистем.
Экосистема – это совокупность микробов, живых существ, растений взаимодействующих друг с другом при условии их взаимодействия неопределенно долгое время.
Биогеоценоз – совокупность биоценозов на однородной земной поверхности и одинаковом климате.
Биогеоценоз, в свою очередь — класс экосистем, экосистема, занимающая определенный участок суши и включающая основные компоненты среды — почву, подпочву, растительный покров, приземный слой атмосферы. Не являются биогеоценозами большинство искусственных экосистем.
Таким образом, каждый биогеоценоз — это экосистема, но не каждая экосистема — биогеоценоз.
К экологической системе можно отнести биологическое сообщество и его среду обитания любого масштаба – от пруда до Мирового океана, от пня в лесу до обширного лесного массива.
В зависимости от масштаба выделяют следующие виды экосистем:
1. Микроэкосистемы (например, подушка лишайника);
2. Мезоэкосистема (например, пруд, озеро, степь),
3. Макроэкосистема (например, континент, океан);
4. Глобальные экологические системы (например, экосфера).
Экосистемы:
1. Наземные(тундра, пустыня, широколист).
2. Пресноводные(лотические, лентические, заболоченые).
3. Морские(Океан, прибрежные воды шельфа, эстуарии).
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 183 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |