Основы экологии. 1. Основные понятия (термины) экологии. Системность Основным понятием в экологии является "экосистема"
 Скачать 116.69 Kb.
|
|
15. Круговороты веществ и их нарушение человеком Различают два вида круговоротов веществ: большой (между сушей и океаном), и малый (в пределах экосистем). Малые круговороты чаще нарушаются в результате несоответствия между массой веществ, поставляемых в среду, и потенциалами организмов по их разложению. Круговорот углерода. Содержащийся в атмосфере углерод в процессе фотосинтеза вводится в органическое вещество растений, а далее - в цепи питания. Высвобождение углерода из органического вещества совершается в процессе дыхания организмов. Большая масса углерода высвобождается из мертвого органического вещества организмами-редуцентами. Нарушение циклов углерода связано с высвобождением его из геологических структур и в результате изменения площадей и производительности растительных сообществ и т. п. Часть углерода накапливается в атмосфере в форме углекислого газа и метана, создавая парниковый эффект. Круговорот азота. Главным источником этого элемента является атмосфера, откуда в почву, а потом в растительные организмы азот попадает лишь в результате превращения в усвояемое соединение - нитраты. Последние формируются в результате деятельности организмов-азотофиксаторов. К ним относят отдельные виды бактерий, сине-зеленых водорослей и грибов. Немалая доля азота, попадая в океан, используется водными фотосинтезирующими организмами, попадает в цепи питания животных, возвращается на сушу с продуктами морского промысла, птицами Изменения в круговороте азота обусловлены переводом его в усвояемые формы из атмосферного воздуха в итоге техногенных процессов как целенаправленно (получение азотных удобрений), так и непреднамеренно (высокие температуры, создаваемые например двигателями внутреннего сгорания). Отрицательные последствия нарушения круговорота азота проявляются через загрязнение оксидами, аммиаком, другими соединениями атмосферного воздуха и вод, накопление нитратов в пищевых продуктах. Круговорот серы. Сера является одним из самых агрессивных и общераспространенных загрязнителей среды. Нарушения круговорота серы связаны со сжиганием органических веществ, переработкой серосодержащих руд. Сера поступает в атмосферу в виде токсичного соединения, диоксидов. Круговорот фосфора. После многократного потребления фосфора организмами на суше и в водной среде он выводится в донные осадки. Возвращение фосфора с организмами океана не компенсирует его потребности на суше. Негативным следствием нарушения круговорота фосфора является попадание его в водные экосистемы с минеральными удобрениями и моющими синтетическими средствами. 16. Экологические кризисы и экологические ситуации Человек и другие существа живут в среде, которая является результатом действия антропогенных факторов. Она отлична от той среды, которая рассмат-ривалается в общей экологии. Зримое изменение человеком среды началось с того времени, когда он перешел от собирательства к более активным видам деятельности: охота, одомашнивание животных и выращивание растений. С этого времени стал работать принцип "экологического бумеранга": любое действие на природу, которое природа не могла воспринять, возвращалась к человеку как негативный фактор. Человек начал все больше отделять себя от природы и заключать в оболочку образованной им самим среды. Так как современная среда и экологическая ситуация являются результатом действия антропогенных факторов, можно выделить несколько специфических особенностей действия последних: нерегулярность действия и непредсказуемость для организмов, высокая интенсивность изменений, практически неограниченные возможности действия на организмы вплоть до полного их уничтожения, стихийных бедствий, катаклизмов. Воздействия человека могут быть как целенаправленными, так и непреднамеренными. Кризис - одно из негативных состояний среды, природы или биосферы. Ему предшествуют или после него следуют другие состояния, экологические ситуации Экологический кризис - изменения биосферы или ее частей на большом пространстве, которые сопровождаются изменением среды и систем в целом и переходом в новое качество. Биосфера неоднократно испытывала острые кризисные времена, обусловленные природными явлениями (например, в конце мелового периода за короткий промежуток времени вымерли пять отрядов рептилий - динозавры, птерозавры, ихтиозавры и др.). Кризисные явления неоднократно порождались изменениями климата, оледенениями либо опустыниванием. Деятельность человека многократно противоречила природе, порождая кризисы различного масштаба. Но из-за небольшой численности населения, слабой технической оснащенности никогда не принимали глобальных масштабов. Например, Сахара 5 - 11 тыс лет тому назад являлась саванной с богатой растительностью, системой крупных рек. Разрушение экосистем этого региона объясняется с одной стороны чрезмерной нагрузкой на природу, с другой - изменением климата (иссушением). Римляне после завоевания Северной Африки довели ее земли до критического состояния хищнической распашкой и выпасом огромных табунов лошадей использовавшихся в военных целях. Общим для всех антропогенных кризисов является то, что выход из них сопровождается уменьшением численности народонаселения, его миграцией, социальными потрясениями. 17. Окружающая человека среда и ее компоненты В среде, которая окружает человека, выделяют четыре компонента. 1. Непосредственно природная среда ("первая природа", Н. Ф. Реймерс), или слабо измененная человеком, или видоизмененная в такой степени, что она еще не потеряла основных свойств - самовосстановления, саморегулирования). Непосредственно природная среда очень близка с той, которую называют "экологическим пространством". Сейчас такое пространство составляет примерно 1/3 часть от суши. Однако это главным образом мало пригодные для жизни человека территории с суровыми условиями (заболоченные местности севера, высокогорные районы, ледники, и т. д.), которые расположены в Антарктиде, Северной Америке (Канада), России, Австралии и Океании и некоторых других районах. 2. Преобразованная людьми природная среда ("вторая природа"), иначе среда квазиприродная (от лат. quasi - "как будто"). Она неспособна к самоподдержанию в течение продолжительного времени. Это различного вида "культурные ландшафты" (пастбища, сады пахотные земли, виноградники, парки и т. д.). 3. Созданная человеком среда ("третья природа"), артеприродная среда (от лат. arte - "искусственный"). К ней относят жилые помещения, промышленные комплексы, городские застройки и т. п. Эта среда может существовать только при постоянном поддержании ее человеком. В противном случае она неизбежно обречена на разрушение. В ее границах резко нарушены круговороты веществ. Для такой среды характерны накопления отходов и загрязнения. 4. Социальная среда. Она оказывает большое влияние на человека. Эта среда включает в себя взаимоотношения между людьми, степень материальной обеспеченности, психологический климат, здравоохранение, общекультурные ценности и т. п. "Загрязнение" социальной среды, с которой человек находится в непрерывном контакте, также опасно для людей, даже более, чем загрязнение среды природной. Социальная среда может действовать как лимитирующий фактор, не давая проявиться другим. Однако следует учитывать, что социальная среда опосредуется иными средами, и наоборот. По мере развития цивилизации человек все больше изолирует себя от естественной природной среды. Требуются большие затраты на сохранение непосредственно природной среды, а также на поддержание второй, третьей сред, которые не способны к саморегулированию. Малоотходное производство, замкнутые циклы, очистные сооружения и прочее не смогут решить проблему оптимизации отношений человека и среды обитания, если не будет решаться комплекс вопросов, которые относятся к охране первой природы и усовершенствованию социальной среды 18. Современный экологический кризис и его особенности. Масштабы воздействия человека на среду и биосферу Главная особенность современного экологического кризиса - его глобальный характер Он распространяется и угрожает охватить всю планету. В этой связи обычные методы выхода из кризисов путем переселения на новые территории неосуществимы. Идеальным остается модификация способов производства, норм и объемов потребления природных ресурсов. Последнее достигло в настоящее время грандиозных масштабов. Человек приблизился к максимально допустимым пределам изъятия воды из рек (около 10 % от стока). В целом человек сегодня вовлекает в производство и потребление такое количество вещества и энергии, которое в сотни раз превышает его биологические потребности. Расход же ресурсов и энергии в промышленных целях намного больше. Ежедневно добывается и перерабатывается около 300 млн т вещества и материалов, сжигается 30 млн т топлива, изымается из рек, источников около 2 млрд м3воды, более 65 млрд м3кислорода. Человек почти полностью уничтожил некоторые ландшафты в пределах природных зон. Почти полностью исчезли, например, такие крупные экосистемы как степи. Мало осталось и девственных лесов: 2/3 их площади уничтожено, а оставшиеся в большей или меньшей степени несут следы человеческой деятельности. Площадь, занятая лесами, уменьшилась в настоящее время с 75 до 25 %. Сложность современной экологической ситуации связана также с тем, что человечество не в состоянии отказаться от достижений технического прогресса и от использования природных ресурсов. При быстро увеличивающейся технической вооруженности и взрывоопасном росте мирового населения влияние человека на среду возрастает. В настоящее время рассматриваются отвергнутые планы переброски вод из северных рек в южные районы бывшего Советского Союза. Ими предусматривалось перемещение около 150 км3воды в год (больше половины годового стока реки Волги). Еще более крупные проекты перераспределения вод существуют и в других странах. Например, одним из них предусматривается переброска воды примерно 100-300 км3/ г. из северных рек Канады в США и Мексику. При этом осуществление этого проекта потребует строительства плотин высотой до 500 м. С помощью таких мероприятий планируют увеличить площади орошаемых земель в США на 70 %, а в Канаде на - 15 %. Существует проект обводнения Сахары с помощью сооружения дамбы в низовьях реки Конго и поворотом ее течения вспять. Один из проектов предусматривает доставку 200 млрд м3воды в виде айсбергов из Антарктики. 19. Основные понятия демографии (2) Демография (от греч. demos - "народ", grapho - "пишу") - это наука, которая изучает население, в частности его структуру, динамику и воспроизводство (рождаемость, продолжительность жизни, смертность), состав в их связи с общественно-историческим развитием. В последние годы создается новое направление в демографии - демография экологическая, или демография социально-экологическая, которая занимается исследованием взаимосвязи демографических процессов и среды обитания человека. В экологической демографии широко используются следующие общепринятые понятия и термины. 1. Общий коэффициент рождаемости (ОКР) - это среднее число детей, родившихся за год на одну тысячу человек населения. 2. Средний коэффициент рождаемости (СКР) - это среднее число детей, которых рожает одна женщина в течение своей жизни. В Китае государственная политика уже долгое время направлена на регулирование рождаемости. В результате средний коэффициент рождаемости здесь снизился с 4 5 в 1970-х гг. до 2,6 в 1980-х гг. и до 2,4 - 2,3 - в современное время. Меры по ограничению уровня рождаемости проводятся и в некоторых других странах, но они не всегда достаточно результативны. 3. Общий коэффициент смертности (ОКС) - это среднее число умерших за год людей на одну тысячу человек населения. 4. Естественный прирост населения - показывает разность между ОКР и ОКС. Для того чтобы показать естественный прирост в процентах, его значение следует разделить на 10. 5. Демографический переход - это понятие характеризует период роста численности населения в отдельной стране или в мире, который обусловлен высокой рождаемостью при одновременном значительном снижении смертности, прежде всего детской. 6. Демографический потенциал - это показатель увеличения численности населения, не учитывая сокращение рождаемости до уровня простой воспроизводимости. 7. Демографический взрыв - это резкое увеличение роста народонаселения, которое, как правило, обусловлено интенсивным понижением смертности, прежде всего детской, при сохранении одновременно высокой рождаемости. Для человеческой популяции сегодня характерен небывалый по масштабам демографический взрыв. Он главным образом четко выражен в странах Азии, Латинской Америки, Африки, которые относятся к группе развивающихся. Также их называют странами бедного Юга. 20. Особенности демографии развитых и развивающихся стран Прирост населения наблюдается в последние десятилетия. Если для достижения первого миллиарда численности населения потребовалось больше 2 млн лет, то прирост каждого последующего миллиарда требовал уже все меньше и меньше времени: второй - 100 лет, третий - 30 четвертый - 15, а пятый - только 12 лет. Также растет производство промышленных и продовольственных товаров, добычи природных ресурсов, энергии, накопление и хранение информации. Это указывает на тесную взаимосвязь численности населения, научно-технического прогресса и воздействий человека на среду. В 1970 - 1980-х гг. численность мирового населения возросла на 2,0 - 2,2 % в год. За последние годы этот показатель снизился до 1 7 % Но благодаря возросшей численности населения абсолютный прирост его сейчас явно превышает значения, имевшиеся при темпах роста в 2 % и больше. В настоящее время это около 90 млн чел./г. Причем в основном прирост, как и численность населения, приходятся на развивающиеся страны. В них проживает примерно 3,9 млрд человек, а средний прирост около 2,1 % (ОКР - 31, ОКС - 10), или 83 млн чел./г. Для сравнения: в развитых странах проживает около 1,2 млрд человек, а средний прирост составляет 0 6 % (ОКР - 15 ОКС - 9) или 7 млрд чел./г. Рост численности населения иногда оценивают по времени ее удвоения. В развивающихся странах удвоение случается за 33 года, а в развитых - лишь за 117 лет. Нулевой прирост численности населения происходит при простой воспроизводимости (когдасемье два родителя и два ребенка). Фактически, учитывая детскую смертность, сейчас простое воспроизводство населения обеспечивает СКР, который равен 2,20 в развивающихся и 2,03 в развитых странах. Реально в развитых странах СКР около 2, а в развивающихся - примерно 4. В ряде государств, которые относятся к развитым, прирост совсем прекратился или имеет отрицательные значения. Численность населения уменьшается в таких странах, как Англия, Германия, Дания, Россия, Венгрия. В среднем в Европе в настоящее время прирост населения не превышает 0,23%. Здесь же и наиболее неблагоприятный для увеличения численности возрастной состав населения. Кроме смертности и рождаемости, изменение численности населения в отдельных регионах и странах происходит за счет эмиграции или иммиграции. В США, в частности, на 1/3 увеличение населения происходит за счет иммиграции. Это даже без учета нелегальных иммигрантов. 21. Демографические пирамиды и прогноз численности населения Для прогноза численности населения на перспективу большое значение имеет его возрастной состав. Последний обычно графически представляют в виде пирамид Для развитых стран свойственна колонообразная пирамида. Небольшая доля молодого поколения свидетельствует об общем старении популяции и об отсутствии перспектив роста численности населения. Возрастная пирамида для развивающихся стран сильно расширяется книзу за счет значительной доли поколения, которое находится в детородном или более молодом возрасте. Из чего следует, что демографический взрыв продолжается, а разрыв в численности населения развитых и развивающихся стран будет увеличиваться. Увеличение численности населения в мире не беспредельно. Предполагается, что стабилизация ее начнется после того, как численность населения достигнет 10-12 млрд человек. Экономист Томас Мальтус предполагал, что человечество встретится с кризисными явлениями в результате нехватки продовольствия. Для уменьшения темпов роста населения Т. Мальтус предлагал узаконить поздние браки. Но достижения науки и практики сегодня, большие возможности для повышения урожаев, свидетельствуют о том, что недостаток продовольствия не станет ограничивающим фактором роста численности населения в ближайшие десятилетия. В настоящее время перед человечеством стоит не проблема голода, а ограниченность ресурсов среды ее загрязнение. Но это не исключает возможности регулирования рождаемости законодательными актами и другими отдельными мерами. Существуют следующие теории выхода из сложившейся демографической ситуации. 1. Демографический максимализм - чем больше население страны, тем лучше. В 1950 - 1960-х г г. эта концепция воплощалась в Китае. 2. Демографический утопизм - выход будет найден например через заселение космоса, Мирового океана и т. п. 3. Демографический финализм - рост населения приведет к исчерпанию ресурсов и загрязнению окружающей среды, проблема решится через гибель части человечества. 4. Демографический фатализм - проблемы решатся сами собой благодаря механизмам биологического саморегулирования. Перечисленные концепции основаны на биологических критериях и не учитывают социальные закономерности развития общества, в связи с которыми демографический взрыв ограничен во времени. Целенаправленное регулирование численности человеческой популяции происходит в основном через изменение рождаемости, часто на уровне государственной политики. 22. Понятие "природные ресурсы", их классификация. Проблемы исчерпаемости природных ресурсов Природные ресурсы - природные объекты, использующиеся человеком и способствующие созданию материальных благ. Природные условия влияют на жизнь и деятельность человека, но не участвуют в материальном производстве (воздух до определенного времени являлся лишь природным условием, сейчас - и условие и ресурс). |