МОСКОВСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МВДРОССИИ
БРЯНСКИЙ ФИЛИАЛ
Кафедра гуманитарных дисциплин
Реферат
по дисциплине: Концепции современногоестествознания
Тема № 7:«Экологияи концепция биосферы»
Подготовил: курсант 25 взвода МаринаМ.П.
Научный руководитель:преподаватель кафедры
гуманитарных дисциплин подполковникмилиции А.А. Рыбаченко
Брянск – 2009 год
Содержание
Введение
1. Предметэкологии. Эволюция представлений о биосфере
2. Концепциябиосферы В.И. Вернадского
3. Экологическиесистемы
3.1 Понятие экосистемы и её структура
3.2 Взаимодействие экосистемы и окружающей её среды
3.3 Информация и управление в экосистемах
3.4 Энергетическая характеристика экосистем
4. Глобальныеэкологические проблемы и пути их решения
Заключение
Список используемых источников
Введение
Биосферапредставляет собой наиболее обширное объединение живых существ. Биосферу можноопределить как систему биогеоцензов, или живых сообществ. Ввиду сложноститакого объединения представления о биосфере менялись и уточнялись с развитиемнауки, но главным в них оставалась идея обширной и целостной картины живойприроды, а также взаимодействия живых систем со средой их обитания. Последниевопросы составляют содержание экологических исследований.
Одна изактуальных проблем экологии — проблема взаимоотношения общества и природы. Ещенесколько десятилетий назад реальная взаимосвязь между ними чаше всего носилавесьма односторонний характер. Человечество только брало у природы, активноэксплуатировало ее запасы, беспечно считая, что природные богатства безграничныи вечны. В лучшем случае эта взаимосвязь была поэтичной: человек наслаждалсякрасотой природы, призывал к уважению и любви к ней. В целом же дальшеэмоциональных призывов человечество не шло. Понимание того, что значит природадля существования и развития общества, сформировано не было. Сегодня проблемавзаимоотношений общества и природы из чисто теоретической переросла в острозлободневную, от решения которой зависит будущее человечества.
Прежде чем рассматривать сложную проблему взаимосвязиобщества и природы, тенденций в их взаимоотношениях, следует определитьосновные понятия. Среди массы различных подходов и определений природы одно изнаиболее устоявшихся — понимание природы (в широком смысле слова) как всегоокружающего нас мира во всем бесконечном многообразии его проявлений. Природапредставляет собой объективную реальность, которая существует независимо отсознания человека. В узком же смысле слова, а именно в соотношении с понятием«общество», под «природой» понимают весь материальный мир, за исключением общества,как совокупность естественных условий его существования. Общество же, как формасовместной жизнедеятельности людей является обособившейся частью природы и в тоже время неразрывно с ней связано./>
1. Предмет экологии. Эволюция представлений о биосфере
Уровень воздействия человека на окружающую средузависит в первую очередь от технической вооруженности общества. Она была крайнемала на начальных этапах развития человечества. Однако с развитием общества,ростом его производительных сил ситуация начинает меняться кардинальнымобразом. XX век – это век научно-технического прогресса. Связанный скачественно новым взаимоотношением науки, техники и технологии, он колоссальноувеличивает возможные и реальные масштабы воздействия общества на природу,ставит перед человечеством целый ряд новых, чрезвычайно острых проблем, впервую очередь — экологическую.
Что такое экология? Под этим термином, впервыеупотребленным в 1866 году немецким биологом Э. Геккелем (1834—1919), понимаетсянаука о взаимоотношениях живых организмов с окружающей средой.Ученый полагал, что новая наука будет заниматься только взаимоотношениями животныхи растений со средой их обитания. Этот термин прочно вошел в нашу жизнь в 70-хгодах XX столетия. Однако сегодня о проблемах экологии мы фактически говоримуже как о социальной экологии – науке, изучающей проблемы взаимодействияобщества и окружающей среды.
В буквальном переводе термин «биосфера» обозначаетсферу жизни и в таком смысле он впервые был введен в науку в 1875 г.австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831—1914). Однакозадолго до этого под другими названиями, в частности «пространствожизни», «картина природы», «живая оболочка Земли» и т.п., его содержание рассматривалось многими другими естествоиспытателями.
Первоначально под всеми этими терминамиподразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашейпланете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими икосмическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимостьживой природы от сил и веществ неорганической природы. Даже автор самоготермина «биосфера» Э. Зюсс в своей книге «Лик Земли», опубликованнойспустя почти тридцать лет после введения термина (1909 г.), не замечалобратного воздействия биосферы и определял ее как «совокупностьорганизмов, ограниченную в пространстве и во времени и обитающую на поверхностиЗемли».
Первым из биологов, который ясно указал на огромнуюроль живых организмов в образовании земной коры, был Ж. Б. Ламарк (1744—1829).Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара иобразующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов.
Постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой инеживой природой, об обратном воздействии живых организмов и их систем наокружающие их физические, химические и геологические факторы все настойчивеепроникала в сознание ученых и находила реализацию в их конкретныхисследованиях. Этому способствовали и перемены, произошедшие в общем подходеестествоиспытателей к изучению природы. Они все больше убеждались в том, чтообособленное исследование явлений и процессов природы с позиций отдельныхнаучных дисциплин оказывается неадекватным. Поэтому на рубеже XIX—XX вв. внауку все шире проникают идеи холистического, или целостного, подхода кизучению природы, которые в наше время сформировались в системный метод ееизучения.
Результаты такого подхода незамедлительно сказалисьпри исследовании общих проблем воздействия биотических, или живых, факторов наабиотические, или физические, условия. Так, оказалось, например, что составморской воды во многом определяется активностью морских организмов. Растения,живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру. Живые организмыконтролируют даже состав нашей атмосферы. Число подобных примеров легкоувеличить, и все они свидетельствуют о наличии обратной связи между живой инеживой природой, в результате которой живое вещество в значительной меременяет лик нашей Земли. Таким образом, биосферу нельзя рассматривать в отрывеот неживой природы, от которой она, с одной стороны зависит, а с другой — самавоздействует на нее. Поэтому перед естествоиспытателями возникает задача —конкретно исследовать, каким образом и в какой мере живое вещество влияет на физико-химическиеи геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в земной коре.Только подобный подход может дать ясное и глубокое представление о концепциибиосферы. Такую задачу как раз и поставил перед собой выдающийся российскийученый Владимир Иванович Вернадский (1863-1945)./>
2. Концепция биосферы В.И. Вернадского
Выдающийся российский учёный Владимир ИвановичВернадский (1863 – 1945 гг.) конкретно исследовал, каким образом и в какой мереживое вещество влияет на физико-химические и геологические процессы,происходящие на поверхности Земли и в земной коре.
Биосферой называется вся совокупность живых организмовна Земле и всё объёмное пространство, заселённое ими, находящееся под ихвоздействием и занятое продуктами их деятельности.
Кроме растений и животных, Вернадский включает сюда ичеловечество, влияние которого на геохимические процессы отличается отвоздействия остальных живых существ, во-первых, своей интенсивностью,увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых, тем воздействием,какое деятельность людей оказывает на остальное живое вещество. Это воздействиесказывается, прежде всего, в создании многочисленных новых видов культурныхрастений и домашних животных. Такие виды не существовали раньше и без помощичеловека либо погибают, либо превращаются в дикие породы. Поэтому Вернадскийрассматривает геохимическую работу живого организма (вещества) в неразрывнойсвязи животного, растительного царства и культурного человечества как работуединого целого.
По мнению В.И. Вернадского, в прошлом не придавализначения двум важным факторам, которые характеризуют живые тела и продукты ихдеятельности:
— открытию Пастера о преобладанииоптически активных соединений, связанных с диссимметричностью пространственнойструктуры молекул, как отличительной особенности живых тел.
— явно недооценивался вклад живыхорганизмов в энергетику биосферы и их влияние на неживые тела. Ведь в составбиосферы входит верхняя часть литосферы (земной коры), гидросфера и нижняя частьатмосферы. Эти три оболочки связаны воедино и приобрели современный облик исостав благодаря грандиозной преобразующей работе живых организмов. Онимиллионнократно пропустили через себя весь объём мирового океана, создалипочву, наполнили атмосферу Земли кислородом, оставили после себя километровыетолщи осадочных пород и топливные богатства недр (костные тела). Неслучайно, поэтому В.И. Вернадский считает, что живые организмы являютсяфункцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с нейсвязаны, являются огромной геологической силой, с нее определяющей.
Занимаясь вопросами биогеохимии, изучающей распределение химических элементов поповерхности планеты, Вернадский пришел к выводу, что нет практически ни одногоэлемента из таблицы Менделеева, который не включался бы в живое вещество. Онсформулировал три биогеохимических принципа.
I. Биогенная миграция химическихэлементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению. Этотпринцип в наши дни нарушен человеком.
II. Эволюция видов в ходегеологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни,идет в направлении, усиливающим биогенную миграцию атомов. Этот принцип приантропогенном изменении средних размеров особей биоты Земли (лес сменяется лугом,крупные животные мелкими) начинает действовать аномально интенсивно.
III. Живое вещество находится внепрерывном химическом обмене с окружающей средой, создающейся иподдерживающейся на Земле космической энергией Солнца. Вследствие нарушениядвух первых принципов космические взаимодействия из поддерживающих биосферумогут превратиться в разрушающие ее факторы.
Данные геохимические принципы соотносятся соследующими важными выводами Вернадского:
o каждый организм может существоватьтолько при условии постоянной тесной связи с другими организмами и неживойприродой;
o жизнь со всеми ее проявлениямипроизвела глубокие изменения на нашей планете;
o совершенствуясь в процессеэволюции, живые организмы все шире распространялись по планете, стимулируяперераспределение энергии и вещества.
Глубоко изучив биосферу, В.И. Вернадский обобщилэмпирический материал в виде основополагающих выводов.
v Принцип целостности биосферы. «Можно говорить о всей жизни, о всем живом веществекак о едином целом в механизме биосферы». Строение Земли, по Вернадскому, естьсогласованный механизм. «Твари Земли являются созданием стройного космическогопроцесса, необходимой и закономерной частью сложного космического механизма».
Узкие пределы существования жизни – физическиепостоянные, уровни радиации и т.п. – подтверждают это. Как будто кто-то создалтакую среду, чтобы жизнь была возможна. Какие условия и константы имеются ввиду? Гравитационная постоянная, или константа всемирного тяготения определяетразмеры звезд, температуру и давление в них, влияющие на ход реакции. Если онабудет чуть меньше, звезды станут недостаточно горячими для протекания в нихтермоядерного синтеза; если чуть больше, звезды превзойдут “критическую” массуи обратятся в черные дыры. Постоянная электромагнитного взаимодействияопределяет конфигурацию электронных оболочек и прочность химических связей; ееизменение делает Вселенную мертвой. Экология также показала, что живой мир –единая система, сцементированная множеством цепочек питания и иныхвзаимозависимостей. Если даже небольшая часть ее погибнет, разрушится и всеостальное.
v Принцип гармонии биосферы и ееорганизованности. В биосфере «всеучитывается и все приспосабливается с той же точностью, с той же механичностьюи с тем же подчинением мере и гармонии, какую мы видим в сложных движенияхнебесных светил и начинаем видеть в системах атомов вещества».
v Роль живого в эволюции Земли. «На земной поверхности нет химической силы, болеепостоянно действующей, а поэтому и более могущественной по своим конечным последствиям,чем живые организмы, взятые в целом… Все минералы верхней части земной коры– свободные алюмокремниевые кислоты (глины), карбонаты (известняки и доломиты),гидраты окиси железа и алюминия и многие сотни других – непрерывно создаются вней под влиянием жизни».
v Космическая роль биосферы втрансформации энергии. Вернадскийподчеркивал важное значение энергии и называл живые организмы механизмамипревращения энергии. “Можно рассматривать всю эту часть живой природы какдальнейшее развитие одного и того же процесса превращения солнечной световойэнергии в действенную энергию Земли”.
v Космическая энергия вызываетдавление жизни, которое достигается размножением. Размножение организмовуменьшается по мере увеличения их количества. Размеры популяций возрастают дотех пор, пока среда может выдержать их дальнейшее увеличение, после чегодостигается равновесие. Численность колеблется вблизи равновесного уровня.
v Растекание жизни есть проявлениеее геохимической энергии. Живое вещество, подобно газу, растекается по земнойповерхности в соответствии с правилом инерции. Мелкие организмы размножаютсягораздо быстрее, чем крупные. Скорость передачи жизни зависит от плотностиживого вещества.
v Жизнь целиком определяется полемустойчивости зеленой растительности, а пределы жизни – физиико-химическимисвойствами соединений, строящих организм, их неразрушимостью в определенныхусловиях среды. Максимальное поле жизни определяется крайними пределамивыживания организмов. Верхний предел жизни обуславливается лучистой энергией,присутствие которой исключает жизнь и от которой предохраняет азоновый щит.Нижний предел связан с достижением высокой температуры. Интервал в 433оС(от -252о С до +180о С) является предельным тепловымполем.
v Биосфера в основных своих чертахпредставляет один и тот же химический аппарат с самых древних геологическихпериодов. Жизнь оставалась в течение геологического времени постоянной,менялась только ее форма. Само живое вещество не является случайным созданием.
v Повсеместность жизни в биосфере.Жизнь постоянно, медленно приспосабливаясь, захватила биосферу, и захват этотне закончился. Поле устойчивости жизни есть результат приспособленности в ходевремени.
v Формы нахождения химическихэлементов:
а) горные породы и минералы;
б) магмы;
в) рассеянные элементы;
г) живое вещество.
Закон бережливости в использовании живым веществомпростых химических тел: раз вошедший элемент проходит длинный ряд состояний, иорганизм вводит в себя только необходимое количество элементов.
v Постоянство количества живоговещества в биосфере. Количество свободного кислорода в атмосфере того жепорядка, что и количество живого вещества. Это обобщение справедливо в рамкахзначительных геологических отрезков времени, и оно используется для того, чтобыпоказать, что живое вещество является посредником между Солнцем и Землей и,стало быть: либо его количество должно быть постоянным, либо должны менятьсяего энергетические характеристики.
Вернадский сформулировал идею автотрофности человека,которая приобрела интересный поворот в рамках обсуждения проблемы созданияискусственных экосистем в космических кораблях. Пока искусственная биосферапредставляет собой очень сложную и громоздкую систему. То, что в природефункционирует само собой, человек может воспроизвести только ценой большихусилий. Но ему придется это делать, если он хочет осваивать космос и совершатьдлительные полеты. Необходимость создания искусственной биосферы в космическихкораблях поможет лучше понять биосферу естественную.
Исходной основой существования биосферы и происходящихв ней био-геохимических процессов является астрономическое положение нашейпланеты и в первую очередь её расстояние от Солнца и наклон земной оси кплоскости земной орбиты (эклиптики). Это пространственное расположение Земли определяетв основном климат на планете, а последний в свою очередь – жизненные циклы всехсуществующих на ней организмов. Солнце является основным источником энергиибиосферы и регулятором всех геологических, химических и биологических процессовна нашей планете. Эту её роль образно выразил один из авторов закона сохраненияи превращения энергии Юлиус Майер (1814 – 1878 гг.), отметивший, что жизнь естьсоздание солнечного луча./>
3. Экологическиесистемы/>
3.1 Понятие экосистемы и её структура
К экологическим системам обычно относят все живыесистемы вместе с окружающей средой, начиная от отдельной популяции и кончаябиосферой. Все они являются открытыми системами, которые обмениваются сокружающей природной средой веществом, энергией или информацией. />
Наименьшей единицей экологии является совокупность организмов определённого вида, которыевзаимодействуют между собой внутри вида, а вид как целостная система – с окружающейсредой. Следовательно, ни молекулярный, ни клеточный, ни организменный уровни нерассматриваются в экологии, хотя и живая молекула, и клетка, и тем болееорганизм представляют собой открытые системы, которые могут существоватьблагодаря взаимодействию со средой. Даже отдельные популяции в чистом видевыделить трудно, поскольку в естественной природе они объединяются в болееобширные сообщества живых систем и взаимодействуют также с неживой природой.
На популяционном уровне, как уже указывалось,различают такие экологические системы, как биоценозы, биогеоценозы, в которыхсообщества исследуются в тесной связи с неживой природой, почвой,микроклиматом, гидрологией местности и др.
Более крупным системным объединением в экологиисчитается биом, который включает в свой состав живые системы и неживые факторына обширной территории, например, лиственные породы деревьев на среднерусскойвозвышенности. Наконец, биосфера охватывает, согласно В.И. Вернадскому, всёживое, биокостное и костное вещество на поверхности нашей Планеты. И хотя она визвестных пределах функционирует автономно, но в конечном счёте можетсуществовать и развиваться только за счёт энергии Солнца и поэтому являетсятакже отрытой системой, которую в отличие от других систем называют экосферой.
В экосистеме можно выделить два уровня:
1) на верхнем, автотрофном уровне,который называют также зелёным поясом, мы встречаемся с растениями, содержащимихлорофилл и перерабатывающими солнечную энергию и простые неорганическиевещества в сложные органические соединения;
2) на нижнем, гетеротрофном уровнепроисходит преобразование и разложение этих органических соединений в простые.
Таким образом, в механизме трофических или пищевыхсвязей можно выделить следующие элементы:
ü продуценты автотрофных организмов,главным образом зелёных растений, которые могут производить пищу из простыхнеорганических веществ;
ü фаготрофы, к которым принадлежатгетеротрофные животные, питающиеся другими живыми организмами, растительными иживотными;
ü сапротрофы, которые получаютэнергию путём разложения мёртвых тканей или растворённого органическоговещества.
В связи с этим гетеротрофные организмы разделяют набиофагов, поедающих живые организмы, и сапрофагов, питающихся мёртвыми тканями.
Одна из характерных черт всех экосистем состоит в том,что в них происходит постоянное взаимодействие автотрофных и гетеротрофныхподсистем организмов. Такое взаимодействие приводит к круговороту вещества вприроде, несмотря на то, что иногда организмы разделены в пространстве. Как мывидели, автотрофные процессы наиболее интенсивно протекают на зелёном ярусесистемы, где растениям доступен солнечный свет, в то время как на нижнем ярусеусиленно протекают гетеротрофные процессы. Аналогичный разрыв может происходитьи во времени, причём значительный разрыв между производством органическоговещества автотрофами и гетеротрофами приводит к его накоплению. Именноблагодаря этому разрыву на нашей планете образовались огромные запасыископаемого топлива./>/>
3.2 Взаимодействие экосистемы и окружающей её среды
В биологических исследованиях, в особенности вклассической теории эволюции, обычно делается упор на изучение воздействияокружающей среды на живые организмы и их системы. Именно под таким углом зрениярассматривается действие различных факторов на их эволюцию. Однако живыесистемы отнюдь не являются пассивными в этом взаимодействии. Они в свою очередьоказывают мощное воздействие на окружающую среду.
В наибольшей степени такое воздействие можнопроследить на примере больших экосистем. Именно на такого рода факты опираетсяизвестная гипотеза Геи, выдвинутая в 1970-е годы физиком и изобретателемДжеймсом Лавлоком и микробиологом Линн Маргулисом. Своё название эта гипотезаполучила от древнегреческого слова «geia», обозначающего землю. Онапредполагает совершенно иной подход к причинам и факторам становления жизни нанашей планете. Если традиционно допускают, что жизнь на Земле появилась послетого, когда возникла сначала атмосфера со значительным содержанием в нейкислорода, то согласно гипотезе Геи, образование кислорода в атмосфере в целомобязано воздействию тех простых живых организмов, которые в бескислородныхусловиях стали выделять в окружающее пространство кислород. Своё предположениеавторы гипотезы подтверждают ссылкой на то, что на близких к Земле планетахМарсе и Венере их атмосфера состоит соответственно на 95 и 98% из углекислогогаза, кислорода на Марсе содержится 0,13%, а на Венере замечены лишь его следы.Примерно такая же картина наблюдалась бы на безжизненной Земле. Конечно,гипотеза Геи нуждается в дальнейших разработках и обосновании, но опирается онана важную идею, что жизнь обеспечивает условия для своего дальнейшегосуществования и развития. Это подтверждается многочисленными фактами из историиразвития органического мира.
Чтобы выжить, а тем более развиваться, экосистемыдолжны соответствующим образом регулировать свою деятельность и управляться, аэто требует установления информационных связей между различными подсистемами иэлементами системы./>/>
3.3 Информация и управление в экосистемах
Наряду с потоками и круговоротом вещества экосистемысвязаны также информационными связями. Управление и регулирование в нихосуществляется с помощью физических и химических элементов. Такие управляющиесистемы по своему функциональному назначению можно рассматривать каккибернетические. Однако в отличие от искусственных систем, созданных человеком,в природных экосистемах элементы управления рассредоточены внутри самойсистемы, и поэтому процесс регулирования и управления в них происходит не извнешнего специального органа управления, как в технических кибернетическихсистемах.
Согласно кибернетическим принципам, всякий процессуправления связан с передачей и преобразованием информации. Для устойчивогодинамического функционирования системы необходимо, во-первых, наличие прямыхсигналов, несущих информацию от управляющего к исполнительному устройству,во-вторых, обратных сигналов, которые информируют управляющее устройство обисполнении команд. В экосистемах живой природы действие принципа положительнойобратной связи приобретает более сложный характер, поскольку, как мы видели,регулирующие центры распределены внутри всей системы, а наличие избыточности,когда одна и та же функция выполняется несколькими компонентами, обеспечиваетнеобходимую стабильность системы. Для более конкретной характеристикистабильности экосистем обычно вводят понятие резистентной устойчивости, котораяопределяется как способность системы сопротивляться внешним нагрузкам иоставаться при этом устойчивой. При благоприятных условиях внешней средыэкосистемы обычно повышают свою сопротивляемость усложнением внутреннейструктуры.
Таким образом, тесная связь и взаимодействие междуживыми организмами и окружающей средой представляют собой характернуюособенность всех экосистем. Наиболее важными и по существу решающими являютсяэнергетические связи./>/>
3.4 Энергетическая характеристика экосистем
Солнце посылает к планете Земля поток энергии,превышающий 20 млн Эдж/год (Эксаджоуль равен 1018 Дж). Из-за шарообразностиЗемли к границе всей атмосферы подходит только 1/4 часть этого потока. Из неёпочти 70% отражается, поглощается атмосферой, излучается в виде длинноволновогоинфракрасного излучения. Остальное -это падающая на поверхность Земли солнечнаярадиация — 1,54 млн Эдж/год. 1,3% этой энергии поглощается и включается вметаболизм растений, поддерживая существование биосферы. 11,5% поглощённойэнергии растениями аккумулируется в химических связях органических соединений,созданных фотосинтезом. Это энергия первичной продукции биосферы (2300Эдж/год). Она вырабатывается множеством растительных форм в различных частяхсуши и океана, передаётся затем по пищевым цепям, реализуется во всехпроявлениях жизни и постепенно полностью рассеивается в виде теплоты. Однакозакон сохранения энергии, применим к экосистемам, ибо никогда не наблюдалисьслучаи создания энергии из ничего. Энергия может лишь превращаться из однойформы в другую, но она никогда и никуда не исчезает.
Второй закон термодинамики, сформулированный с помощьюпонятия энтропии, в экологии предпочитают выражать посредством утверждения опреобразовании концентрированной энергии в рассеянную. Процесс концентрациирассеянной солнечной энергии происходит, как говорилось выше, в различных живыхсистемах и охватывает длительный промежуток времени. Полученнаяконцентрированная энергия может быть в дальнейшем использована в экосистемах ввиде пищи (например, валовая энергия пищи населения Земли -25 Эдж/год), а в технике- как ископаемое топливо (уголь, нефть, газ и др.)
Какую энергию можно считать концентрированной?
С экологической точки зрения, энергия по способусвоего получения будет тем больше концентрированной, чем дальше стоит источникеё получения. Например, пища, от начала превращения рассеянной солнечнойэнергии, т.е. от автотрофных организмов, а именно зелёных растений имикроорганизмов.
В физических терминах концентрированную энергию можноопределить как обладающую низкой степенью энтропии, т.е. характеризующуюсяменьшей степенью беспорядка. Ведь в результате концентрации энергии происходитвыведение беспорядка из системы во внешнюю среду. Поэтому если беспорядок всистеме уменьшается, то во внешней среде он увеличивается.
В отличие от концентрации рассеяние энергиисопровождается возрастанием беспорядка в системе. Поэтому, если системаостаётся закрытой, то она окажется полностью дезорганизованной, т.е. придёт всостояние максимального беспорядка, соответствующего установлению тепловогоравновесия.
Таким образом, с энергетической точки зрения системымогут описываться не только количественно, но и качественно, причёмвысококачественные формы энергии обладают более высоким рабочим потенциалом,т.е. возможностью произвести соответствующую работу. Так, например, ископаемоетопливо обладает большим рабочим потенциалом, чем рассеянная солнечная энергия.Аналогично этому животная пища является более качественной, чем растительная.
Отсюда следует, что при энергетическом подходе задачаэкологии по сути сводится к изучению связи между рассеянным солнечнымизлучением и экосистемами, а также процессами последовательного превращенияменее концентрированных форм энергии в более концентрированные.
Классифицируя экосистемы с точки зрения применения ихэнергии в интересах развития общества и, прежде всего, его производительныхсил, можно выделить четыре фундаментальных типа:
1. Природные системы, полностью зависящие от энергиисолнечного излучения, которые можно назвать системами, движимыми Солнцем. Такиеприродные системы занимают огромную площадь на земной поверхности. Ведь толькоодни океаны покрывают 70% этой поверхности.
2. Природные системы, движимые Солнцем, а такжеполучающие энергию от других природных источников, к которым относятсяприбрежные участки морей, океанов, большие озёра, тропические леса и др. Кромесолнечной энергии, такие системы функционируют и растут за счёт энергии,например, морских прибоев, приливов, глубоководных течений, рек, дождей и т.д.
3. Природные системы, движимые Солнцем и получающиеэнергию от ископаемого топлива (нефть, уголь, древесина и др.).Историческитакие смешанные естественные и искусственные экосистемы впервые получилираспространение в сельском хозяйстве, где стала внедряться энергия машин,работающих на ископаемом топливе.
4.Современные индустриально-городские системы,использующие главным образом энергию ископаемых горючих, преимущественно нефти,угля, газа, а также радиоактивных веществ для получения атомной энергии.Энергетическая зависимость индустриальных центров от Солнца минимальна, т.к.энергоносители они получают от добывающей промышленности, а продукты питания –от сельского хозяйства.
Интенсивный рост промышленности в развитых странахсопровождается всё возрастающим потреблением энергии и одновременно всёувеличивающимися отходами производства. Загрязнение атмосферного воздуха,отравление водных источников, накопление радиоактивных отходов — неизбежныеспутники жизни в крупных индустриальных центрах.
В этой связи заслуживает особого внимания инициативаучёных и общественных деятелей, объединившихся в рамках Римского клуба. Вдокладе «Пределы роста», представленного в 1972 г. американскими учёнымиДеннисом и Донеллой Медоузами, было показано, что если потребление ресурсов ипромышленный рост вместе с увеличением численности населения будут продолжатьсяпрежними темпами, то будет достигнут “предел роста”, за которым неизбежнопоследует катастрофа. Деятельность Римского клуба привлекла внимание широкойобщественности к актуальным проблемам, в частности, к такой проблеме, как сохранениеокружающей среды./>
4. Глобальные экологические проблемы и пути их решения
Сегодня экологическую ситуацию в мире можноохарактеризовать как близкую к критической. Среди глобальных экологическихпроблем следует отметить следующие:
1) уничтожены и продолжаютуничтожаться тысячи видов растений и животных;
2) в значительной мере истребленлесной покров;
3) стремительно сокращается имеющийсязапас полезных ископаемых;
4) мировой океан не только истощаетсяв результате уничтожения живых организмов, но и перестает быть регуляторомприродных процессов;
5) атмосфера во многих местахзагрязнена до предельно допустимых размеров, а чистый воздух становитсядефицитом;
6) частично нарушен озоновый слой,защищающий от губительного для всего живого космического излучения;
7) загрязнение поверхности иобезображивание природных ландшафтов: на Земле невозможно обнаружить ни одногоквадратного метра поверхности, где бы не находилось искусственно созданныхчеловеком элементов.
Уже стала совершенно очевидна пагубностьпотребительского отношения человека к природе лишь как к объекту полученияопределенных богатств и благ. Для человечества становится жизненно необходимымизменение самой философии отношения к природе.
Какие же необходимы меры для решения глобальныхэкологических проблем?
1. Прежде всего, следует перейти отпотребительско-технократического подхода к природе к поиску гармонии с нею. Дляэтого, в частности, необходим целый ряд целенаправленных мер по экологизациипроизводства: природосберегающие технологии, обязательная экологическаяэкспертиза новых проектов, создание безотходных технологий замкнутого цикла.
2. Другой мерой, направленной наулучшение взаимоотношений человека и природы, является разумное самоограничениев расходовании природных ресурсов, особенно — энергетических источников (нефть,уголь), имеющих для жизни человечества важнейшее значение. Подсчетымеждународных экспертов показывают, что если исходить из современного уровняпотребления (конец XX в.), то запасов угля хватит еще на 430 лет, нефти — на 35лет, природного газа — на 50 лет. Срок, особенно по запасам нефти, не такой ужи большой. В связи с этим необходимы разумные структурные изменения в мировомэнергобалансе в сторону расширения применения атомной энергии, а также поискновых, эффективных, безопасных и максимально безвредных для природы источниковэнергии, включая космическую.
Однако ощутимый эффект все перечисленные и другие мерымогут дать лишь при условии объединения усилий всех стран для спасения природы.Первая попытка такого международного объединения была осуществлена еще в началеXX века. Тогда в ноябре 1913 г. в Швейцарии состоялось первое международноесовещание по вопросам охраны природы с участием представителей 18 крупнейшихгосударств мира.
Ныне межгосударственные формы сотрудничества выходятна качественно новый уровень. Заключаются международные конвенции по охранеокружающей среды (квоты по вылову рыб, запрет на промысел китов и др.),осуществляются самые различные совместные разработки и программы.Активизировалась деятельность общественных организаций по защите окружающейсреды — «зеленые» («Гринпис»). Экологический интернационал Зеленого Креста иЗеленого Полумесяца в настоящее время разрабатывает программу по решениюпроблемы «озоновых дыр» в атмосфере Земли. Однако следует признать, что привесьма различном уровне социально-политического развития государств мира,международное сотрудничество в экологической сфере еще весьма далеко от своегосовершенства.
Еще одним направлением для решения экологическойпроблемы, и может быть в перспективе — самым важным из всех, являетсяформирование в обществе экологического сознания, понимания людьми природы какдругого живого существа, над которым нельзя властвовать без ущерба для него исебя. Экологическое обучение и воспитание в обществе должны быть поставлены нагосударственный уровень, проводиться с раннего детства. При любых озарениях,рождаемых разумом, и стремлениях, неизменным вектором поведения человечествадолжно оставаться его гармония с природой./>
Заключение
Начали написание реферата с определения предмета иструктуры экологии. С помощью рекомендованной литературы установили содержаниепонятий аутоэкология, синэкология, социальная экология, экология человека,глобальная экология. При этом опирались на истории формирования экологическихзнаний, начиная со второй половины 19 века.
Далее, на основе Концепции биосферы Вернадского В. И.,мы установили смысл понятия биосферы, выявили эвристический потенциал даннойконцепции, проанализировали основные закономерности развития биосферы, особоостановившись на понятии ноосферы как высшей стадии развития биосферы.
В рамках третьего раздела мы сформулировали понятиеэкосистемы, остановившись особо на том, как это понятие используется вэкологическом праве. Затем проанализировали структуру экосистемы, характервзаимосвязей между ее элементами, закономерности функционирования и развития(сукцессии) экосистем, особое внимание направили на выяснение причин деградациии разрушения экосистем, определяющих современные экологические проблемы.
И завершили написание реферата раскрытием основныхглобальных экологических проблем, проанализировали их причины и путипреодоления. Особое внимание уделили правовому воздействию на глобальныеэкологические проблемы — национальному экологическому законодательству имеждународным соглашениям, направленным на решение экологических проблем. />
Список используемых источников
1. Вернадский В.И.Биосфера.
2. КарпенковС.Х. Концепции современного естествознания. М., 2001. Гл. 7.
3. Горелов А.А. Концепциисовременного естествознания. М., 2000. Тема 12.
4. Концепциисовременного естествознания: Учебник для вузов/ Под ред. проф. В.Н. Лавриненко,проф. В.П. Ратникова. М., 1997. Гл. 7.1.
5. РузавинГ.И. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. М., 2000. Гл.11.