Файл: Основи екології.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.11.2019

Просмотров: 2693

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

ЛЕКЦІЯ 1

ВСТУП. ТЕОРЕТИЧНІ АСПЕКТИ СУЧАСНОЇ ЕКОЛОГІЇ

1.1. Вступ

1.2. Теоретичні аспекти сучасної екології

Основні завдання сучасної екології:

Питання для самоконтролю:

ЛЕКЦІЯ 2

2.1. Найголовніші екологічні закони, правила і принципи

2.2. Методологічні особливості сучасної екології

Питання для самоконтролю

БІОСФЕРА

3.1. Характеристики біосфери та її становлення

Таблиця 3.1. Маса головних резервуарів біосфери

3.1.1. Атмосфера

3.1.2. Літосфера

3.1.3. Гідросфера

3.2. Становлення біосфери

3.3. Трансформація енергії у біосфері

3.4. Загальні властивості біосфери

3.4.1. Жива речовина

3.4.2. Екологічні чинники середовища

3.5. Організація біосфери. Екосистеми

3.5.1. Рівні організації органічного світу

3.5.2. Екосистеми

Рис.3.1. Схема будови біоценозу (за В.М.Сухачовим)

3.5.3. Ланцюги живлення та піраміди мас, чисел і енергії

Рис.3.2. Екологічна піраміда

3.5.4. Екологія популяцій

3.5.5. Принципи функціонування екосистем

3.5.6. Стійкість екосистеми

Питання для самоконтролю

ЛЕКЦІЯ 4

ТЕХНОСФЕРА

4.1. Загальні поняття

Рис.4.1. Зростання чисельності людства від світанку цивілізації

4.2. Техногенний вплив на атмосферу

Рис.4.2. Розподіл джерел викидів СО (а) і Nox в 1980 р. у Великобританії

Таблиця 4.1

4.3. Техногенний вплив на гідросферу

4.3.1. Забруднення поверхневих вод

4.3.2. Світовий океан та його забруднення

Основні забруднювачі Світового океану

4.3.6. Проблеми відходів людської діяльності

Короткі характеристики різних типів відходів

ЛЕКЦІЯ 5

АГРОСФЕРА

5.1. Загальні положення

5.2. Агроекосистеми

5.3. Ґрунти

5.3.1. Механічний і фазовий склад ґрунту

5.3.2. Хімічні процеси в ґрунті і роль ґрунту в біосфері

5.4. Розподіл ґрунтів у світі і причини втрати ґрунтів

5.5. Основні забруднювачі грунтів

5.6. Рекультивація земель

5.6.1. Основні напрямки рекультивації техногенних ландшафтів

5.7. Системи землеробства

ЛЕКЦІЯ 6

НООСФЕРА

6.1. Від зародження концепції до стратегії гармонійного розвитку

6.2. Витоки ноосферної ідеї

6.3. Сучасні підходи до ідеї ноосфери

6.4. Екологічний виклик і сталий розвиток

6.5. Індикатори гармонійного розвитку

Групи індикаторів екологічних аспектів гармонійного розвитку

6.6. Проблеми гармонійного розвитку України

Додаток до лекції 6 “Ноосфера”

ЛЕКЦІЯ 7

ЕКОЛОГО-ЕКОНОМІЧНІ ОСНОВИ ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ

7.1. Загальні поняття природокористування

7.2. Основні завдання економіки природокористування

7.3. Правові основи природокористування

Але яких би несхожих або протилежних поглядів на ноосферу не існувало серед вчених, картина сьогоднішнього стану цивілізації набуває загрозливого характеру. Науково-технічний прогрес нині в 100 000 разів перевищує швидкість біоеволюції. Сумарне споживання людиною енергії нині відносно того, що було на світанку цивілізації, збільшилося ~ в 5000 разів. Вплив людини поширився на ближній космос, а обсяги діяльності в межах земної кори справді досягли геологічних масштабів. Антропогенне навантаження на природне середовище збільшилося в сотні тисяч разів, результатом чого стали: неконтрольований розвиток у багатьох районах і регіонах планети, незворотні процеси деградації екосистем, поява небезпечних кризових екологічних ситуацій, загроза існуванню самої цивілізації (глобальні негативні кліматичні зміни, дуже швидке збіднення біорозмаїття, зменшення лісів, усіх видів природних ресурсів, значне погіршення здоров’я людей у багатьох країнах, деградація людського в людині). За даними геофізичних досліджень навіть навколоземний космічний простір, який є важливою захисною оболонкою, за останні десятиліття став небезпечно забрудненим (його технічне забруднення в 150 тис. разів перевищило природне, тобто масу метеоритних тіл). Розрахунки свідчать, що на початку ІІІ тисячоліття маса космічного техногенного сміття збільшиться до 4-5 тис. т, а це є реальною загрозою дуже чутливому навколоземному космічному середовищу, оскільки його резерви самоочищення і відновлення будуть за таких умов вичерпані.

Таким чином, стає очевидним, що у біосфері, системі, де в процесі тривалого мільйонорічного розвитку формувалися збалансовані біохімічні, геофізичні та геохімічні процеси саморегуляції, самоочищення й самовідновлення, вже з’явилася підсистема, створена людиною, яка дуже швидко перебрала на себе потоки енергії, необхідні багатьом іншим підсистемам, і це завдало останнім непоправної шкоди; тобто, в антропогенній підсистемі техніко-економічний прогрес почав замінювати еволюцію. Як свідчить життя останніх десятиліть, ця підсистема - ноосфера - розвивається агресивно, без координуючих зворотних зв’язків і врахування екологічних законів, розвивається за схемою не компенсатора, а підсилювача, і не орієнтована на екологічно збалансований розвиток. Дедалі частіше виникають еколого-економічні нестабільності в різних регіонах планети, а це провокує політичні дестабілізації, виникнення локальних, регіональних і глобальних конфліктів. Нині етика і мораль не сприяють еколого-економічному розвитку цивілізації та нормальному функціонуванню біосфери, а спрямовані на створення якомога ефективніших технологій використання всіх видів природних ресурсів, їх необачливого виснаження з одночасним утворенням абсолютно несприйнятливої для біосфери кількості відходів, які не включаються в кругообіги речовини та енергії.


До речі, на Заході останні 50 років у працях провідних філософів вчення про ноосферу практично не згадувалося, а от у колишньому СРСР в 1960-80-ті роки, у зв’язку з різким загостренням екологічних умов у багатьох регіонах держави ідею ноосфери почали активно розвивати багато вчених. Вона вважалась надійним теоретичним підґрунтям природоохоронної діяльності та головним дороговказом розвитку людства. Кілька років тому в Москві створено Міжнародну академію ноосфери; в Україні також точаться дискусії щодо створення академії ноосфери. Проведені академією глибокі наукові дослідження у сфері як природничих, так і соціально-економічних наук, яких не було у В.Вернадського півстоліття тому, дозволили сформувати сучасні підходи до тлумачення ноосфери і висловити деякі критичні міркування щодо її реалізації. Розглянемо коротко головні міркування вчених.

Перспективи розвитку В.Вернадський намагався оцінювати, спираючись тільки на природничонаукові міркування й ігноруючи роль соціальних процесів. За В.Вернадським побудова ноосфери відбувається за умов:

- людство має стати єдиним в економічному та інформаційному відношенні;

- людство має прийти до цілковитої рівності рас і народів;

- ноосфера не може бути створена, доки тривають війни на планеті.

Сучасні дослідники стверджують, що головною причиною розвитку глобальної екологічної катастрофи є перенаселення планети, яке породжує пере виснаження ресурсів, перевиробництво та перезабруднення довкілля. Демографічна проблема нині залишається поза розумним контролем і керуванням і в найближчі десятиліття її розв’язати практично неможливо. Незважаючи на сучасну технологічну могутність і комп’ютерні можливості, ми ще не в змозі ефективно розв’язувати гострі соціальні проблеми, запобігати релігійним, політичним чи соціально-економічним кризовим ситуаціям та конфліктам.



Висновок вчених: нині ми надзвичайно далекі від тих загальних умов, які необхідні для побудови ноосфери. Та й сам контроль людства над біосферою принципово неможливий, бо для контролю функціонування і взаємозв’язків між організмами всіх видів і екосистем у біосфері людині потрібно мати й відповідні інформаційні можливості, які б дорівнювали обсягові потоків інформації всієї біоти планети. А кількісні покажчики інфраструктурних можливостей біоти екосфери на 20 порядків перевищують можливості людини, і на думку вчених-екологів цей розрив у принципі не може бути скорочений. До того життя дає дедалі більше фактів, що суперечать прогнозам пропагандистів ноосфери. Один з них - те, що техносфера набула здатності до саморозвитку, у неї почали з’являтися ознаки, які не планувалися людьми. Людям перестають підкорятися нові фізичні, біохімічні та інформаційні процеси. Другий - це численні “сюрпризи” самої біосфери, які вона “підкидає” людству у вигляді небезпечних невідомих нам хвороб (СНІД, вірусом якого у світі інфікуються близько 9 тис. чоловік щоденно, і з початку активного поширення цієї хвороби, ~20 років, від неї вже загинуло близько 7 млн. чоловік, а в Україні щомісяця виявляють близько 1,5 тис. ВІЛ-інфікованих; пропасниця Ебола; різні типи грипу, викликані вірусами, які надзвичайно швидко змінюють свої властивості залежно від природних умов), біологічних явищ (катастрофічне поширення у Європі “коров’ячого сказу” пов’язують з порушенням людиною деяких еволюційно відпрацьованих правил життєзабезпечення виду, яких ми ще не знаємо) тощо. Тобто, життя показало нашу безсилість перед грізними біологічними явищами. Некерованим став процес розширення прірви між високо- і слаборозвиненими країнами, процес розшарування суспільства практично в усіх країнах світу на невеликий відсоток дуже багатих і великий відсоток дуже бідних.


Відомий біофізик В.Горшков (Санкт-Петербург) визначив дуже важливе поняття - критерій, який він назвав рубежем сталості (рубежом устойчивости - рос.) екосфери щодо антропогенних навантажень, або несучою ємністю біосфери (її екологічною техноємністю). Ця величина становить 1% чистої первинної глобальної продукції біоти, що дорівнює ~ 0,741012 Вт/рік. Сучасне ж пряме споживання людством біопродукції становить від 7 до 12%, тобто в десять разів більше від рубежу стійкості біосфери. А валова потужність енергетики нашої цивілізації становить ~ 181012 Вт/рік, тобто в 24 рази перевищує енергетичну оцінку межі.

Таким чином, як справедливо зауважують російські вчені-екологи В.Хаскін і Т.Акімова, людство не наближається до ноосфери, а віддаляється від неї з великою швидкістю, і якби В.Вернадський міг це бачити, він, можливо, засумнівався б у можливості реалізації ідеї ноосфери.

6.3. Сучасні підходи до ідеї ноосфери


Попри певні розбіжності в поглядах на ідею ноосфери, всі вчені досягли єдності в головному: у тому вигляді, в якому ця ідея була подана і обґрунтована півстоліття тому, без урахування величезних змін, що відбулися за цей період в біо- і техносфері, вона не може слугувати базою для розробки шляхів виходу нашої цивілізації з глобальної екологічної кризи та розбудови у перспективі еколого-економічно збалансованого суспільства. Потрібні нові підходи, нове бачення біосферно-технологічних процесів і взаємозв’язків, нові форми поведінки людини в довкіллі, сформовані на засадах нової - екологічної - культури. Інакше розвиток глобальної екологічної кризи призведе до загибелі нашої цивілізації (у віддаленій перспективі) та дуже серйозного погіршення й ускладнення життєвих умов найближчим часом.

Варто навести деякі “сценарії” нашого майбутнього, передбачені не футурологами, а вченими. Так, вчений В.Зубаков розглядає 2 альтернативні сценарії майбутнього людства. Перший - песимістичний, за яким людство не зможе стримати розвиток глобальної екологічної кризи і у першій третині ХХІ ст. розпочнеться активна деградація, вимирання людства, наступ техносфери. І коли біосфера буде сильно деградована і витіснена техносферою, а людина як біологічний вид існувати не зможе, на зміну їй прийдуть кіборги - своєрідний симбіоз людського інтелекту (мозку) із штучним кібернетичним пристроєм. Джерелами енергії для таких істот буде не їжа, а безпосередня енергія Сонця, енергія хімічних і ядерних реакцій, через що ці напівлюди-напівроботи не залежатимуть від більшості екологічних чинників - води, їжі, повітря (їх якості і кількості), температурних коливань і зможуть існувати в надзвичайно забруднених умовах довкілля і на суші, і під водою, і в космічному просторі. На перших етапах розвитку такої техносфери кіборгам потрібен буде мозок звичайних людей для донорства, тому в цей період необхідно буде створити екологічно чисті території (резервати) для вирощування нормальних здорових людей, а в далекому майбутньому людський розум, який вмирає, буде замінено на штучний інтелект.


За другим сценарієм у межах цього часу (20-30 років) людство або істотно загальмує, уповільнить розвиток глобальної екологічної кризи, або навіть зможе подолати її, для чого необхідне здійснити політичне об’єднання людства, контроль кількості населення, повну екологізацію виробництва та реалізацію торжества соціальної справедливості. Передбачається, що за таких умов можливий перехід до ноосфери, але обов’язково - через тотальний розвиток екологічного мислення й свідомості, в основі яких має бути органічно злиття людства з біосферою. Як бачимо (і це визначають вчені), побудова такого єдиного і благополучного суспільства є скоріше утопією.

В варіанті симбіотичного розвитку людства (інститут біофізики Сибірського відділення РАН), відкидається ідея сталого розвитку і, використовуючи історичний досвід людства від давнини до сьогодення та спираючись на досягнення сучасної науки, пропонується створення замкнених систем життєзабезпечення (симбіотичних). При цьому вважається, що не слід драматизувати глобальні проблеми забезпечення людства харчовими продуктами, бо якщо ефективно організувати господарство, то на Землі може вижити майже 50 млрд. людей. Зростання народонаселення не становить загрози екологічній рівновазі, бо якщо країна забезпечує себе повністю продуктами, нікого не стосується, скільки в ній живе людей, тому що під час обробки сільгоспугідь виробляється саме стільки кисню, скільки потім витрачається на дихання жителями. Розробка високоефективних технологій виробництва не погіршить екологічної ситуації на планеті, якщо при цьому відмовитись від використання викопного палива і перейти на більш економічні джерела енергії. Симбіотичний шлях розвитку, розв’язуючи проблему виснаження ресурсів, на жаль, не розглядає інші проблеми: біорозмаїття, демографічні, технологій очищення біосфери від відходів тощо.

Вчені-екологи Т.Акімова і В.Хаскін, також критично оцінюючи ідеї сталого розвитку (“концепція сталого розвитку намагається примирити непримиренне: зберегти цивілізацію споживання і гіперспоживання і при цьому вирішити проблему збереження природи у межах цивілізації, яка знищує природу”), пропонують базові принципи екорозвитку шляхом розв’язання практичних завдань на національному і регіональному рівнях.

Яскравим прикладом неспроможності людини найближчим часом керувати біосферними процесами навіть на обмеженому, спеціально облаштованому просторі можуть бути кілька грандіозних експериментів, виконаних в СРСР (“Биос-3”, 1984 р.) і в США (“Біосфера-І” і “Біосфера-ІІ”, 1991-1995 рр.), на які покладалися великі надії, але завершити які, згідно з наміченою програмою, на жаль, не вдалося (див. додаток до лекції). Хоча в той же час ці штучні експерименти - перші моделі ноосфери, які не тільки дають можливість глибше й детальніше вивчати складні біохімічні, біофізичні та інші природні процеси в біосфері, мають значення для планування й здійснення довготривалих космічних польотів на базі ноосферного підходу, а й взагалі стимулюють людський розум на пошуки оптимальних рішень проблеми вживання у майбутньому.


Нині ж можна лише стверджувати про наявність особливого розвитку нової доби цивілізації, коли реальність змусила людство активно шукати вихід із створеної ним же глобальної екологічної кризи, яка грізно наступає, шукати можливість зберегти біосферу і нормальні умови життя на Землі для майбутніх поколінь, будувати концепції, теорії та моделі виживання на основі екологічних законів. Усі сучасні дослідники-екологи одностайні в тому, що необхідно різко знизити навантаження на біосферу, змінивши концепцію необмеженого споживання “дарів природи” (яка була стратегією екологічного мислення впродовж багато десятків років) на концепцію екологізації людської діяльності. Але на цьому, на жаль, одностайність закінчується, і розробляються численні концепції, які тією чи іншою мірою зменшують тиск на біосферу, але кардинально проблему не вирішують.

6.4. Екологічний виклик і сталий розвиток


У 2000 р. вийшла друком книга В.Данилова-Данильяна і К.Лосєва “Экологический вызов и устойчивое развитие”, у якій, проаналізувавши і узагальнивши сучасні уявлення про гармонійний розвиток, запропонована концепція біотичної регуляції навколишнього середовища, яка, на думку багатьох вчених-екологів за умов сьогодення є найбільш всебічно обґрунтованою і можливою для реалізації в разі доповнень і вдосконалень. У книзі переконливо доводиться, що Концепція сталого розвитку [Sustainable Development; найбільш точний переклад - не сталий (устойчивый - рос.), а розвиток, який безперервно підтримується], що ухвалена в 1992 р. на Міжнародному екогологічному форумі в Ріо, неефективна, бо за час, що пройшов, жодна поставлена мета не досягнута. Навпаки, триває активне загальне погіршення екологічної ситуації на континентах і в Світовому океані, стрімко зростає розрив між багатими і бідними країнами і людьми, збільшується кількість як природних, так і техногенних катастроф, військових конфліктів тощо. Виявилося, що людство у найближчий час не в змозі відмовитися від нарощування матеріальних благ, йде глобалізація способу життя і стереотипу поведінки, які не сумісні із сталим розвитком. За цей період виникла нова глобальна загроза - можливість використання INTERNET людьми й організаціями для здійснення актів і акцій, які матимуть для людства дуже важкі негативні наслідки економічного, екологічного і соціального характеру. В основі стратегії гармонійного розвитку лежить нездійснена мрія, бо зберегти біосферу і відродити її до необхідного для цивілізації стану вже неможливо через надмірні техногенні деструкції.

В.Данилов-Данильян і К.Лосєв стверджують, що справжньою критичною межею, зімкнення з якою є реальною загрозою для людства, є не критичні ресурси надр, запаси прісної води, доступні для використання джерела енергії, а господарська ємність біосфери - гранично допустиме антропогенне навантаження на біосферу, перевищення якого приводить її в стан збурення і, з часом, до розвитку незворотних деградаційних процесів. Тому вчені наводять свою концепцію розвитку людства - концепцію біотичної регуляції навколишнього середовища. Її сутність: оскільки сукупність даних геологічних, палеонтологічних досліджень свідчить, що навколишнє середовище (і в першу чергу - атмосфера і ґрунти) сформовано найпотужнішим чинником - біотою, складові якої - екосистеми регулюють та стабілізують це навколишнє середовище, то швидке руйнування екосистем, що відбувається зараз, призводить до екологічної кризи, неодмінним результатом якої буде зменшення населення у найтрагічніших формах. Щоб цьому запобігти, необхідно зберегти природний біотичний механізм регуляції довкілля, тобто зберегти незміненими людською діяльністю біологічні угрупування, які займають території, достатні для забезпечення регуляції навколишнього середовища у глобальних масштабах. Завдяки біотичній регуляції придатне для життя на Землі навколишнє середовище відновлювалося після будь-яких локальних і національних катастроф; біотична регуляція не переставала діяти і в глобальних масштабах. Ця регуляція забезпечується перш за все роботою бактерій і грибів, які споживають до 90% енергії, що запасається в органічній речовині, синтезованій рослинами. Дрібні безхребетні споживають ще близько 10%, тобто, практично весь залишок потоків енергії. Великі хребетні тварини відповідальні за тонку настройку функціонування угруповань, тому використовують <1% потоку енергії в угрупуванні, і їхня робота, яка виконується в рамках біотичної регуляції довкілля, становить мізерну частку тієї роботи, що виконується рештою живих істот. Така мала величина коефіцієнта корисної дії підтримки життя великих тварин, включно з людиною, спостерігається в усіх екосистемах, а це означає, що 99% енергетичної потужності цивілізації і 99% праці самої людини, спрямованої на управління потужністю цивілізації, мають витрачатися на стабілізацію довкілля. На саму ж людину залишається <1% від усієї енергії, яку вона створила. Висновок вчених: єдиним засобом збереження придатного для життя людини довкілля в глобальних масштабах є відновлення угруповань природної біоти не в межах мізерних площ заповідників, а на великих територіях земної кулі. Це вимагає остаточного припинення подальшого освоєння дикої природи і рекультивації значної частини освоєних земель, скорочення загального енергоспоживання, поступового припинення економічного зростання у його фізичних обсягах (перш за все за рахунок скорочення виробництва непотрібної або шкідливої для довкілля і людини продукції), зменшення чисельності населення до єдино можливого прийнятного рівня на основі планування сім’ї.