Экология: проблемы и решения

Итак, “живое вещество” обладает способностью перемещать элементы в  биосфере. Большую роль играет обмен  веществ между организмом и средой обитания, что сказывается на геологии, аэрологии и почвообразовании Земли. В процессе роста живого вещества в биологический круговорот включены миллиарды тонн различных минералов.

Особенностью живого вещества является то, что многие химические реакции  вне живого организма не происходят при нормальных температуре и  давлении. Так, жиры и углеводы окисляются в организме при температуре +37° С, а вне организма при температуре +450–500° C. Такое окисление жиров и углеводов в организме возможно при наличии белковых катализаторов — ферментов, которые вырабатываются протоплазмой крови.

Обновление всего живого вещества биосферы Земли происходит примерно за 8 лет. При этом живое вещество наземных растений обновляется за 14 лет, а вся масса живого вещества в океане примерно за 33 дня, фитомасса же океана обновляется ежедневно.

Основным химическим элементом живого вещества является углерод. Он поглощается хлорофиллом растений (источник питания) и выделяется в процессе дыхания животных и при разложении органических веществ. Зеленые растения Земли могут поглотить весь углекислый газ атмосферы за 4 года, а зеленые растения гидросферы за 300 лет.

Для жизненного процесса очень важно, что углерод в атмосфере и  гидросфере содержится в газообразном состоянии и легко перемещается в среде, обеспечивая фотосинтез.

Важнейшей для обеспечения жизни на Земле является реакция окисления, которая обеспечивается кислородом. Кислород поступает в атмосферу при фотосинтезе и с базальтовыми лавами из недр Земли при вулканических извержениях.

Следующий элемент — это азот, который преобладает в атмосфере, живом веществе, в почвах — это элемент жизни и плодородия. Азот в атмосфере мало доступен и поступает в почву в результате деятельности азотофиксирующих микроорганизмов. При разложении происходит переход азота органических соединений в свободное состояние.

Воздушные мигранты — это элементы, образующие газообразные соединения, и важнейшими из них являются водород, кислород, азот, углерод.

Водные мигранты — это ионы, недиссоциированные молекулы, коллоиды. Растворителем для них является вода. Выделяются элементы высокой подвижности: сера, хлор, калий, натрий, магний, кальций и малоподвижные: алюминий, железо, кремний.

Основные компоненты органического  вещества — это углекислый газ и вода, которые привносятся магматическими породами, и прекращение поступления углекислого газа грозит нарушением углеродного круговорота и прекращением жизни на планете Земля.

Основные типы магматических  пород. Земная поверхность континентов на 75% представлена осадочными породами, к которым относятся глины (50%), песчаные породы (30%) и карбонаты (20%), остальные 25% представлены кристаллическими и метаморфическими (измененными) породами. Четко выделяются 2 группы пород: кислые (гранит, гранодиорит) и основные (габбро, базальт). Для России характерны кислые почвы, которые составляют примерно 2/3 всех площадей.

Химический состав земной коры в  процентах по весу на глубину до 20 км: кислород — 47%, кремний — 29,5%, алюминий —8,05%, железо — 4,65%, кальций — 2,96%, натрий — 2,5%, калий — 2,5%, магний — 1,87%, титан — 0,45% и прочие элементы — 0,52%.

Учение о  ландшафтах. Конец ХХ в. характеризуется ростом потребностей науки и практики в обобщающих концепциях, и в географии такой обобщающей концепцией является учение о ландшафтах.

Ландшафт — это обладающий относительной целостностью участок географической оболочки, размерами в десятки, сотни квадратных километров и достаточно обособленный от других участков.

Ландшафты — это часть биосферы, в которой солнечная энергия с помощью биологического круговорота атомов трансформируется в энергию геохимических процессов. Здесь взаимодействуют два основных закона: о геохимической роли живого вещества (В.И. Вернадский) и биологического круговорота атомов.

Накопленная живым веществом солнечная  энергия при разложении органического  вещества превращается в активную химическую энергию. Ландшафты богаты такой энергией, способной совершать химическую работу, и чем больше разлагающегося вещества, тем больше выделяется свободной энергии.

В географической оболочке от полюса к экватору в ее строении, в соответствии с распределением тепла и влаги можно выделить следующие ландшафты: арктические пустыни, тундры, лесотундры, леса, лесостепи, степи, пустыни, тропические леса. В горах в самой верхней части высокогорий находятся нагорные пустыни, ниже — горная тундра, нагорный лес, степь и т. д.

Учение В.И. Вернадского о ноосфере. Весь курс классической экологии можно замкнуть на “Учение о ноосфере”, предложенное В.И. Вернадским в 1944 году. Основное направление этого учения носит гипотетический характер. В это учение входит два интегрирующих направления: “Учение о биосфере” и “Глобальная экология”.

Впервые термин “ноосфера” употребили философ, математик, палеонтолог и  антрополог Эдуард Леруа и палеонтолог  и антрополог Пьер Тейяр. Под ноосферой  они понимали ту стадию эволюции природы, когда появился человеческий разум (в 1927 г. они слушали лекции 
В.И. Вернадского в Сорбонне). Развернутое обоснование эта трактовка получила в книге де Шардена “Феномен человека”, опубликованной в 1959 г. В ней Шарден определял ноосферу как “новый покров”, “мыслящий пласт”, который, зародившись в конце третичного периода, разворачивается над миром растений и животных вне биосферы и над ней.

Понятие “ноосфера” было обосновано В.И. Вернадским в статье “Несколько слов о ноосфере”. В ней дается определение ноосферы: “...Ноосфера, т. е. сфера разума, есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупнейшей геологической силой..., человек, как и все живое, может мыслить и действовать в планетарном аспекте в области жизни в биосфере в определенной земной оболочке, с которой он непрерывно связан, и уйти из которой не может. Его существование есть ее функция”.

Таким образом, была определена роль человека в биосфере и его ответственность  в планетарном масштабе. Итак, В.И. Вернадский совершил выдающееся философское открытие, выдвинув идею перерастания биосферы в ноосферу. Он считал, что в ХVII в. наука стала той силой, которая стала творить историю, а в XХ в. человек уже начинает менять облик Земли, т. е. наука становится силой геологической. Разум, возникший в ходе эволюции, становится направляющей силой этой эволюции. Стихийная эволюция должна смениться сознательной эволюцией, которая должна придти к гармоническому единству со всем живым в рамках ноосферы. Следовательно, ноосфера подразумевает наличие цивилизованного человечества, способного удовлетворять все возрастающие материальные, культурные и эстетические потребности при строгом соблюдении экологических правил дальнейшего развития мировых производительных сил.

Переход к ноосфере определяется рядом причин, основной из которых является параллельная совместная, взаимосвязанная эволюция природы и человека. Несовпадение скоростей природного эволюционного процесса, проходящего очень медленно, и социально-экономического развития человечества, проходящего намного быстрее, при неуправляемой форме взаимоотношений ведет к деградации природы, поскольку антропогенный фактор оказывается слишком мощным в направленности эволюции, приводящей не столько к изменению видов, сколько к их вымиранию. Следует иметь в виду, что скорость вымирания видов животных, вследствие деятельности человека, в миллионы раз превышает скорость образования новых видов в процессе эволюции. Выход заключается в регулируемом, сознательно ограниченном воздействии человечества на природу, т. е. в сознательном построении ноосферы. В этом случае общество, развиваясь по своим законам, должно лимитировать свой количественный рост с расчетом обеспечения естественного хода эволюции природы, так как длительное нарушение этого принципа может привести к глобальной экологической катастрофе.

Учение о ноосфере задает программу  действия человечества на многие годы вперед. Уже сейчас, когда ощутимее становятся экологические последствия  деятельности человечества, необходимы целенаправленные действия, основанные на понимании специфики этого противоборства в начальном периоде построения ноосферы.

3десь следует выделить два  основных направления:

борь6a с теми экологическими последствиями, которые подрывают основы жизненного обеспечения людей и ставят под угрозу их дальнейшее существование. Человеку противостоят не столько силы природы, сколько природные процессы, вызванные к жизни деятельностью самих людей. Устранение этих противоречий — одна из острейших проблем современности. Итак, это направление является основой охраны окружающей среды и устранения ущерба от нерациональной деятельности человека;

существенное значение приобретает  борьба человека со своей собственной  природой, т. е. с самим собой. Здесь речь идет о нейтрализации различного рода деятельности человека, приводящей к разрушительным последствиям в окружающем мире, и об управлении внутренними силами, желаниями, интересами и потребностями. Следовательно необходимо говорить об экологическом воспитании человека и разработке законодательных мероприятий, запретов и нормативов.

Контрольные вопросы

1. Понятие о географической экологии.
2. Основные циклы трансформации и переноса энергии и вещества.
3. Основные источники трансформации энергии на Земле.
4. Тепловой баланс Земли и его основные составляющие
5. Океанические воды, их влияние на распределение температуры на планете Земля, циркуляция океанических вод.
6. Круговорот воды в природе и составляющие гидрологического цикла.
7. “Живое вещество”. Специфические свойства живого вещества, девять функций живого вещества по Вернадскому.
8. Учение о ландшафтах, значение ландшафтов в развитии живого вещества.
9. Учение В.И. Вернадского о ноосфере. Значение “Учения о ноосфере” на современном этапе развития человечества.

Экология человека

Экология человека — комплексная эколого-социально-экономическая отрасль знаний, где все социальные, экономические и природные условия рассматриваются как одинаково важные составляющие среды жизни человека, обеспечивающие разные стороны его потребностей.

Экология человека включает:

социальную экологию;

экологические опасные факторы (ЭОФ), включающие химические (химическое загрязнение среды), физические (электромагнитные, радиоактивные, вибрационные, шумовые, световые, тепловые), биологические (биологическое загрязнение, заражение среды, источником которого служат живые организмы и живые переносчики), механические (твердые отходы, мусор) факторы.

Социальная  экология

Социальная экология — это раздел экологии человека, который рассматривает отношение общества с географической, социальной и культурной средами, т. е. с окружающей человека средой.

История возникновения общества изучается  антропологами и социологами.

Антропология — это наука об изменчивости внутри видов, родов, видовых особенностей человечества. Антропология привлекает данные биологии, генетики, палеонтологии, археологии, геологии и др.

Социология — это наука об обществе, его социальных институтах, социальных процессах, общественных группах.

Происхождение человека и его генетическое развитие. В настоящее время нет единого мнения ни о времени происхождения человека, ни о его предках, но все согласны, что с биологической точки зрения это один из видов млекопитающих, относящийся к отряду приматов.

Считается, что древнейшие люда жили 2000–1200 тыс. лет назад и это  уже были люди с первобытнообщинным строем и владели огнем.

Древние люди (питекантропы и неандертальцы) жили 1200–400 тыс. лет назад.

Современные люди ведут свое летоисчисление уже 400 тыс. лет.

Жизнь древнейшего и древнего человека проходила в постоянной борьбе за существование и человек, как биологическое существо, был обречен на вымирание, так как его инстинкты были развиты очень слабо. Но человек обладал разумом и способностью к обучению, а поэтому первобытный человек стал неосознанно подражать животным, что оказалось для него спасительным. В результате выработана система ориентиров, которая надстраивалась в течение всего исторического процесса формирования человека над инстинктами, дополняя их и превращаясь в средство для выживания.

Обеспечению развития человека способствовало выполнение трех условий: программное развитие мозга, наличие рук, социальный строй жизни и система информации, вынесенные за пределы мозга, как его продолжение.

Знания, опыт, передача их из поколения  в поколение — один из решающих факторов социальной среды, который вместе с естественным отбором вывел человека на высшую ступень развития и превратил примата в Homo sapiens.

Современная молекулярная биология установила, что сравнительно недавно, всего 200 тыс. лет назад, наблюдалось явление, которое генетики назвали “эффектом бутылочного горлышка”. Суть явления заключается в том, что имело место резкое сокращение численности людей на планете Земля до небольшой популяции из нескольких сотен особей. Действие мутагенеза, популяционной волны и естественного отбора позволило этой малочисленной популяции расти в течение многих сотен и тысяч поколений.

Для нового вида людей характерна весьма высокая степень генетической однородности, близкой к той, которая  была у популяции основателей. Совсем недавно, японские и американские генетики установили, что малая африканская популяция, послужившая основой для зарождения нового Homo sapiens, стала передовой для всех людей планеты, т. е. родиной современного человека является Африка. После изучения клеток ДНК представителей Африки, Европы, Азии, Австралии и Новой Гвинеи, пришли к выводу, что все люди произошли от “одной прародительницы”, которая жила в Африке примерно 200 тыс. лет назад.