Основные понятия экологии

МОСКОВСКИЙ ГУМАНИТАРНО - ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Волгоградский филиал

Контрольная работа

по дисциплине «Экология»

«Основные понятия экологии»

Экология - это наука о взаимодействии живых организмов с нашим общим домом - природой. Если выражаться научным языком, экология - это наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и окружающей средой. Объектом изучения экологии могут стать, к примеру, организмы почвы, сама почва, вода, человек и т.д. Отдельный, заслуживающий особого внимания, раздел экологии занимается изучением и контролем воздействия человека на природу.

В середине XX в. экологию стали понимать как науку об экосистемах и биосфере. Начало такому пониманию положили работы В. И. Вернадского, В. В. Докучаева, Ю. П. Одума, А. Дж. Тенсли, Н. В. Тимофеева-Ресовского и других известных ученых. В результате стало ясно, что современная биосфера, среда обитания всех живых организмов, является продуктом их жизнедеятельности: неустанного воспроизведения, метаболизма (обмена веществ) и посмертного разложения миллиардов живых существ. Почвенная, водная, наземная, воздушная среда жизни есть результат постоянного взаимодействия и взаимопроникновения живого и неживого веществ. Ни один вид живых организмов не может существовать исключительно среди себе подобных. Жизнь возможна только в сообществах (биоценозах) и в строго определенной совокупности условий, характеризующей место их обитания (биотоп). Единство биотопа и биоценоза - основная концепция современной экологии, концепция экосистемы.

Сегодня различают следующие основные отрасли экологии:

1. Общая экология -- изучает общие законы формирования, функционирования и эволюции экологических систем на основе анализа таких целостных ее характеристик, как продуктивность, круговорот вещества и энергии, устойчивость, биоразнообразие (генофонд) и др. Ее ядром является теоретическая экология.

2. Специальная экология (биоэкология) -- первоначально сформировавшееся научное направление, включающее специальные, чисто биологические разделы экологии; к настоящему времени разделившееся на подотрасли:

а) аутэкология (от гр. out -- отдельно) -- экология отдельных особей и видов;

б) популяционная экология;

в) синэкология ( от гр. syn -- вместе) -- экология многовидовых сообществ, биоценозов (от гр. bios -- жизнь, kinos -- сообща, вместе);

г) экология систематических групп (бактерий, грибов, растений, животных, а также более мелких систематических единиц: типов, классов, отрядов и т. д.);

д) эволюционная экология -- учение о роли экологических факторов в эволюции.

3. Геоэкология -- изучает взаимоотношения организмов и среды обитания с точки зрения их географической принадлежности. В нее входят:

а) экология сред -- воздушной, суши, почвенной, морской, пресноводной;

б) экология природно-климатических зон -- тундры, тайги, степи, пустыни, гор, болот, морских берегов, и т.п.;

в) экология географических областей, регионов, стран, континентов.

Прикладная экология -- большой комплекс дисциплин, связанных с различными областями взаимоотношений между человеческим обществом и природой. Прикладная экология имеет следующие основные разделы:

а) инженерная экология -- изучение и разработка инженерных норм и средств, отвечающих экологическим требованиям;

б) сельскохозяйственная экология (агроэкология и экология сельскохозяйственных животных);

в) биоресурсная и промысловая экология;

г) урбоэкология (экология городов, населенных пунктов, коммунальная экология);

д) медицинская экология;

е) экотоксикология;

ж) приложения экологии к практике охраны природы и окружающей среды.

Экология человека -- комплекс дисциплин, изучающих взаимодействие человека к биологической особи и, как социального субъекта с окружающей его природной и социальной средой. Сюда входят:

а) биоэкология человека;

б) социальная экология (экология личности, семьи, социальных групп, экология рас и наций, демографическая экология).

Глобальная экология (биосферология) -- изучает взаимоотношения всего человечества в процессе его развития с биосферой.

Законы Б. Коммонера в большей степени могут быть названы аксиомами -- поговорками, чем законами, но сам ученый назвал их законами экологии. Они носят системный характер и звучат так:

1) все связано со всем,

2) все должно куда-то деваться,

3) ничто не дается даром,

4) природа знает лучше (иногда последний закон излагают в такой редакции: “Природа знает лучше человека, что лучше человеку.”).

Экологический фактор - любой элемент окружающей среды, способный прямо или косвенно влиять на живой организм, хотя бы на одном из этапов его индивидуального развития, называют экологическим фактором.

Экологические факторы многообразны, при этом каждый фактор является совокупностью соответствующего условия среды и его ресурса (запаса в среде).

Экологические факторы среды принято делить на две группы:

* факторы косной (неживой) природы - абиотические или абиогенные;

* факторы живой природы - биотические или биогенные.

С другой стороны, по происхождению и те и другие бывают как природными, так и антропогенными, т. е. прямо или косвенно связанными с деятельностью человека, который не только меняет режимы природных экологических факторов, но и создает новые, синтезируя ядохимикаты, удобрения, строительные материалы, лекарства и т. п.

Известно, что в основу построения системы терминов должна быть положена достаточно емкая классификация, охватывающая все понятия в их взаимосвязи и развитии. Исключительная сложность, взаимосвязанность и взаимозависимость явлений в природе затрудняет классификацию в экологии. Наряду с приведенной классификацией экологических факторов существует много других (менее распространенных), в которых используют иные отличительные признаки. Так, выделяют факторы, зависящие и не зависящие от численности и плотности организмов. Например, на действие макроклиматических факторов не сказывается количество животных или растений, а эпидемии (массовые заболевания), вызываемые патогенными микроорганизмами, зависят от их количества на данной территории. Известны классификации, в которых все антропогенные факторы относят к биотическим.

Экологические факторы среды воздействуют на организм одновременно и совместно. Совокупное воздействие факторов (констелляция) в той или иной мере взаимоизаменяет характер воздействия каждого отдельного фактора.

Хорошо изучено влияние влажности воздуха на восприятие животными температуры. С повышением влажности уменьшается интенсивность испарения влаги с поверхности кожи, что затрудняет работу одного из наиболее эффективных механизмов приспособления к высокой температуре. Низкие температуры также легче переносятся в сухой атмосфере, имеющей меньшую теплопроводность (лучшие теплоизоляционные свойства). Таким образом, влажность среды меняет субъективное восприятие температуры у теплокровных животных, в том числе у человека.

В комплексном действии экологических факторов среды значение отдельных экологических факторов неравноценно. Среди них выделяют ведущие (главные) и второстепенные факторы.

Ведущими являются те факторы, которые необходимы для жизнедеятельности, второстепенными - существующие или фоновые факторы. Обычно у разных организмов различные ведущие факторы, даже если организмы живут в одном месте. Кроме того, смену ведущих факторов наблюдают при переходе организма в другой период своей жизни. Так, в период цветения ведущим фактором для растения может быть свет, а в период формирования семян - влага и питательные вещества.

Иногда недостаток одного фактора частично компенсируется усилением другого. Например, в Арктике продолжительный световой день компенсирует недостаток тепла.

Экологическая ниша -- место, которое занимает вид в сложной системе экологических взаимоотношений с другими организмами и факторами неживой природы. В понятие экологической ниши входит ареал, зависимость от источников пищи, от врагов и конкурентов, способ размножения (сроки, условия) и др.

Экологическая ниша возникает и исчезает вместе с приобретением каких-то адаптации данным видом. Вне вида экологическая ниша не существует. Экологическая ниша не «адрес» организма, а его «профессия». Двух одинаковых экологических ниш в природе не существует, поскольку нет двух абсолютно одинаковых видов: каждый вид чем-нибудь, каким-то специальным приспособлением (адаптацией) отличается от любого другого.

Экологическая устойчивость - это способность экосистемы сохранять свою структуру и функциональные особенности при воздействии внешних и внутренних факторов. Распространённым синонимом данного понятия является понятие экологической стабильности. Количественно, уровень экологической устойчивости стран принято оценивать «индексом экологической устойчивости» (ИЭУ) Йельского центра по экологическому законодательству и политике (Йельский университет, США) и Колумбийского центра международной информационной сети наук о земле (Колумбийский университет, США). Индекс основан на расчёте 76 параметров, включая показатели состояния экосистем, экологического стресса, экологических аспектов здоровья населения, социальных и институциональных возможностей и международной активности государства.

Стабильность - это способность экосистем сохранять свою структуру и функциональные свойства при воздействии внешних факторов. Устойчивость - это способность экосистемы возвращаться в исходное состоянию после воздействия факторов, выводящих ее из равновесия.

Основу возникновения и существования биоценозов представляют отношения организмов, их связи, в которые они вступают друг с другом, населяя один и тот же биотоп (местообитание биоценоза, от латинского bios - жизнь, top - место). Эти связи определяют основное условие жизни в сообществе, возможность добывания пищи и завоевывания нового пространства.

Живые организмы поселяются друг с другом не случайно, а образуют определенные сообщества, приспособленные к совместному обитанию. По направленности действия на организм все воздействия подразделяются на позитивные, негативные и нейтральные.

Симбиоз - сожительство (от греческого sym - вместе, bios - жизнь) форма взаимоотношений, при которых оба партнера или один из них извлекает пользу от другого. Одна из нескольких форм симбиоза - кооперация.

Кооперация. Общеизвестное сожительство раков-отшельников с мягкими коралловыми полипами-актиниями. Рак поселяется в пустой раковине моллюска и возит ее на себе вместе с полипом. Такое сожительство взаимовыгодно: перемещаясь по дну, рак увеличивает пространство, используемое актинией для ловли добычи, часть которой падает на дно и поедается раком.

Известна интересная форма кооперативных отношений тропических акаций и живущих на них муравьёв. Будучи очень агрессивными, муравьи нападают на любых насекомых и животных, появляющихся на дереве, которое они считают своей собственностью. Акация же даёт убежище муравьям в своих полых колючках, а также образует для них на листьях специальные белковые тельца, служащие своеобразной прикормкой. Специалисты, изучавшие поведение живущих на акациях муравьёв, стали подозревать, что эти так называемые защитники создают для приютивших их растений проблемы, набрасываясь на пчёл, мух и других опылителей. Но затем выяснилось, что полностью распустившиеся и готовые к опылению цветки вырабатывают специальное вещество, отпугивающее муравьёв, но не действующее на насекомых-опылителей.

Конкуренция - одна из форм отрицательных взаимоотношений между видами. Ч. Дарвин считал конкуренцию одной из важнейших составных частей борьбы за существование, играющей большую роль в эволюции видов. Конкуренция - это взаимоотношения, возникшие между видами со сходными экологическими требованиями. Когда такие виды обитают совместно, каждый из них находится в невыгодном положении, т.к. присутствие другого уменьшает возможности в овладении ресурсами, убежищами и прочими средствами к существованию, которым располагает местообитание. Конкуренция - единственная форма экологических отношений, отрицательно сказывающаяся на обоих взаимодействующих партнерах. Формы конкурентного взаимодействия могут быть самыми различными: от прямой физической борьбы до совместного существования. Тем не менее рано или поздно один конкурент вытесняет другого.

Причины вытеснения одного вида другим могут быть различными. У растений подавление конкурентов происходит в результате перехвата питательных веществ и почвенной влаги корневой системой и солнечного света - листовым аппаратом, а также в результате выделения токсичных соединений.

У животных встречаются случаи прямого нападения одного вида на другой в конкурентной борьбе. Например, личинки яйцееда diachasoma и tryonhi opius humilis, оказавшиеся в одном яйце хозяина, вступают друг с другом в схватку и убивают соперника, прежде чем приступить к питанию.

Конкуренция может быть внутривидовой и межвидовой. Внутривидовая борьба происходит между особями одного и того же вида, межвидовая конкуренция имеет место между особями разных видов. Конкурентное взаимодействие может касаться жизненного пространства, пищи или биогенных элементов, света, места укрытия и многих других жизненно важных факторов.

Межвидовая конкуренция, независимо от того, что лежит в ее основе, может привести либо к установлению равновесия между двумя видами, либо к замене популяции одного вида популяцией другого, либо к тому, что один вид вытеснит другой в иное место или же заставит его перейти на использование иных ресурсов. Установлено, что два одинаковых в экологическом отношении и потребностях вида не могут сосуществовать в одном месте и рано или поздно один конкурент вытесняет другого. Это так называемый принцип исключения или принцип Гаузе.

Нейтрализм. Форма взаимоотношений, при которых обитающие на одной территории организмы не влияют друг на друга. При нейтрализме особи разных видов не связаны друг с другом непосредственно, но, формируя биоценоз, зависят от состава сообщества в целом. Например, белки и лоси, обитая в одном лесу, не контактируют друг с другом, однако состояние леса сказывается на каждом из этих видов.

Экосистемы включают 2 блока: 1-ый состоит из взаимосвязанных организмов разных видов, он называется биоценоз (К. Мебиус), 2-й блок составляет среда обитания - биотоп или экотоп. Каждый биоценоз состоит из множества видов, но виды входят в него не отдельными особями, а популяциями.

Под экосистемой понимается любая система, состоящая из живых существ и среды их обитания, объединенных в единое функциональное целое. Основное свойство экосистем - способность осуществлять круговорот веществ, противостоять внешним воздействиям, производить биологическую продукцию.

Биогеоценоз - по Сукачеву, включает все блоки и звенья. Это понятие используют к сухопутным системам. В биогеоценозах обязательно есть наличие в качестве основного звена растительного сообщества. Примеры биогеоценозов: луга, степи, болота, участки леса. Каждый биогеоценоз может быть назван экосистемой, но не каждая экосистема относится к рангу биогеоценоза.

Экология раскрывает структуру и закономерности эволюции биосферы в целом, изучая взаимосвязи по цепочке: особь - популяция - вид - биоценоз - биогеоценоз - биосфера. Особь в этой системе играет роль лаборатории новообразований, популяция представляет первичную ячейку деятельности естественного отбора, элементарную эволюционную единицу, биогеоценоз содержит все основные компоненты биотического круговорота; биосфера - сама жизнь Во всем ее многообразии и целостном эволюционном процессе. Новое появляется в особи, а его конечная судьба и значение определяются биосферой.

Экологическое равновесие - количественное и качественное соотношение естественных и измененных человеком экологических компонентов и природных процессов, приводящий к длительному существованию экосистемы определенного вида.

Экологическое равновесие характеризуется относительной устойчивостью видового состава живых организмов, их численности, продуктивности, распределения в пространстве, а также устойчивостью сезонных изменений, круговорота веществ и других биологических процессов в экологической системе.

Фактор среды ощущается организмом не только при его недостатке. Проблемы возникают также и при избытке любого из экологических факторов. Из опыта известно, что при недостатке воды в почве ассимиляция растением элементов минерального питания затруднена, но и избыток воды ведет к аналогичным последствиям: возможна гибель корней, возникновение анаэробных процессов, закисание почвы и т. п. Жизненная активность организма также заметно угнетается при малых значениях и при чрезмерном воздействии такого абиотического фактора, как температура.

Фактор среды наиболее эффективно действует на организм только при некотором среднем его значении, оптимальном для данного организма. Чем шире пределы колебаний какого-либо фактора, при котором организм может сохранять жизнеспособность, тем выше устойчивость, т. е. толерантность данного организма к соответствующему фактору (от лат. tolerantia - терпение). Таким образом, толерантность - это способность организма выдерживать отклонения экологических факторов от оптимальных для его жизнедеятельности значений.

Впервые предположение о лимитирующем (ограничивающем) влиянии максимального значения фактора наравне с минимальным значением было высказано в 1913 г. американским зоологом В. Шелфордом, установившим фундаментальный биологический закон толерантности: «Любой живой организм имеет определенные, эволюционно унаследованные верхний и нижний пределы устойчивости (толерантности) к любому экологическому фактору».

Другая формулировка закона В. Шелфорда поясняет, почему закон толерантности одновременно называют законом лимитирующих факторов: «Даже единственный фактор за пределами зоны своего оптимума приводит к стрессовому состоянию организма и в пределе - к его гибели».

Поэтому экологический фактор, уровень которого приближается к любой границе диапазона выносливости организма или заходит за эту границу, называют лимитирующим фактором.

Закон толерантности дополняют положения американского эколога Ю. Одума:

* организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного экологического фактора и низкий диапазон в отношении другого;

* организмы с широким диапазоном толерантности в отношении всех экологических факторов обычно наиболее распространены;

* диапазон толерантности может сузиться и в отношении других экологических факторов, если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для организма;

* многие факторы среды становятся ограничивающими (лимитирующими) в особо важные (критические) периоды жизни организмов, особенно в период размножения.



Влияние температуры на скорость роста растения действия закона толерантности)

К этим положениям также примыкает закон Митчерлиха-Бауле, названный А. Тинеманом законом совокупного действия: «Совокупность факторов воздействует сильнее всего на те фазы развития организмов, которые имеют наименьшую пластичность - минимальную способность к приспособлению».



Интерпретация закона толерантности на примере воздействия на организм концентрации некоего вещества как экологического фактора: С лет, Слет, С лим, Слим, Сопт, См , СПДК - концентрации летальная, лимитирующая, оптимальная, максимальная и предельно допустимая

Биотический круговорот происходит в природной системе, объединяющей на основе обмена веществ и энергии сообщество живых организмов (биоценоз) с неживыми компонентами - условиями обитания. Такая система получила название биогеоценоз (греч. geo-земля). В ней обмен веществом и энергией обеспечивается взаимодействием трех групп организмов.

Первая группа - продуценты, или производители (от лат. produsent-- производить). К ним относятся автотрофные организмы, производящие пищу в процессе фото- или хемосинтеза, т. е. первичные органические вещества.

Вторая группа представлена консументами, т. е. потребителями (от лат. consume - потреблять), - гетеротрофными организмами, главным образом животными, поедающими другие организмы. Различают первичных консументов (животных, питающихся зелеными растениями, травоядных) и вторичных консументов (хищников, плотоядных, которые поедают растительноядных). Вторичный консумент может служить источником пищи для другого хищника -- консумента третьего порядка и т. д.

Третья группа - редуценты, или деструкторы (reducens -- возвращать). Это гетеротрофные организмы, разлагающие органические остатки всех трофических уровней (остатки пищи, мертвые организмы). К ним относятся грибы, бактерии, беспозвоночные (например, черви). Минеральные вещества и диоксид углерода, образующиеся при деятельности редуцентов, опять поступают в воду, воздух и почву, а затем - в распоряжение продуцентов.

Безотходная технология - экологическая стратегия промышленного производства, включающая комплекс мероприятий, обеспечивающих минимальные потери природных ресурсов при максимальной экономической эффективности.

Критерием безотходной технологии является такое комплексное использование сырья и энергии, при котором процесс производства продукции не сопровождается загрязнением окружающей среды. При этом техногенный круговорот сырья, продукции и отходов предопределяют замкнутость производственного цикла, что по существу и составляет основу безотходной технологии. Принцип безотходной технологии затрагивает все звенья производственной деятельности: разработку новых технологических рецептов, аппаратурного оформления, экономических, экологических мероприятий и т.д. По официальному определению, «безотходная технология - это такой способ осуществления производства продукции, при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле: сырьевые ресурсы - производство - потребление - вторичные ресурсы, таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования».

К концепции безотходной технологии существует два подхода. Один из них основан на законе сохранения вещества, в соответствии с которым сырье всегда может быть преобразовано в ту или иную продукцию. Следовательно, можно создать такой технологический цикл, в котором все экологически опасные вещества будут преобразовываться в безопасный продукт или исходное сырье. Согласно другому подходу, полностью безотходную технологию нельзя создать ни практически, ни теоретически. Другими словами, полностью безотходная технология - это идеальная система, к которой должен стремиться всякий реальный технологический цикл, и чем больше будет это приближение, тем меньшим будет экологически опасный след.

Экологический кризис - нарушение равновесия в экосистеме, неравновесное, нестационарное преобразование окружающей среды, следствием которого является потеря устойчивости (потеря равновесия) в результате изменения собственных параметров и/или быстрого изменения внешних переменных. Таким образом, экологический кризис является стационарным, относительно постепенным, обратимым или необратимым ухудшением состояния окружающей среды.

Экологическая катастрофа - неуправляемая ситуация, возникающая вследствие экологического кризиса, приводящая к непредотвратимым тяжелым последствиям, вплоть до возникновения на Земле условий, непригодным для жизни людей.

Катастрофа по-гречески - переворот. Следуя этому значению, экологическую катастрофу следует понимать как переворот во взаимосвязях живых организмов и окружающей их среды. Причины такого явления могут быть различны. В настоящее время существует два основных взгляда на экологическую катастрофу:

1)Экологическая катастрофа - природное явление, фаза развития биосферы, во время которой происходит смена видов живых организмов. Одни вымирают, другие получают возможность захватить (заселить) освободившееся место.

2) Экологическая катастрофа - авария технических устройств: прорыв плотины, разлив нефти, приводящая к остро неблагоприятным изменениям в среде и, как правило, к массовой гибели живых организмов и экономическому ущербу.

15. Кризис - одно из состояний среды, природы или биосферы в целом. Под экологическим кризисом понимают изменения биосферы на значительном пространства, сопровождающиеся трансформацией среды и систем в целом в новое качество. Одни исследователи кризис связывают с резким изменением климата, другие - с чисто эволюционными процессами, со сменой флор (появ. цветковых растений), третьи- с катастрофическими явлениями, вызванными столкновением Земли с крупным астероидом. Последний доантропогенный кризис произошел примерно 2, 5- 3 млн. лет назад. Он был связан с резким иссушением суши, что привело к смене жизненных форм растений, появлению на месте лесов обширных открытых пространств типа степей и саванн.

Основная особенность современного экологического кризиса и его отличие от предшествующих - глобальный характер. Он распространился на всю планету. И традиционные методы выхода из кризиса с помощью перемещения на новые территории практически не осуществимы. Реальным лишь остается изменение способов производства, нормы потребления и объем использования природных ресурсов. Человек добывает больше твердых ископаемых. Он извлекает много воды из рек (10%). В целом человек извлекает такое количество вещества и энергии, которое в десятки и сотни раз превышает его чисто биологические потребности. Люди ежедневно употребляют около 2 млн. т пищи, 10 млн. т питьевой воды и миллиарды кубических метров кислорода для дыхания. Потребности людей в ресурсах становятся несоизмеримыми с возможностями природы. К преобразованиям природы относятся различные виды строительства, сельскохозяйственная деятельность др. Уничтожились степи, вырубаются леса. Выбрасываются отходы от переработки сырья, мусор, уничтожение тропических лесов, поступление СО2 в атмосферу, под угрозой исчезновения- животные растения. Поверхность океана покрыта нефтяной пленкой.

Отношение «человек-биосфера» является глобальной проблемой, потому что, во-первых, потребление ресурсов Земли настолько превысило темпы их естественного воспроизводства, что истощение природных богатств стало оказывать заметное влияние на их использование, на национальную и мировую экономику и привело к необратимому обеднению литосферы и биосферы; во-вторых, отходы, побочные продукты производства и быта загрязняют биосферу, вызывают деформации экологических систем, нарушают глобальный круговорот веществ и создают угрозу для здоровья человека.

Если не будут приняты срочные меры, в ближайшие десятилетия можно ожидать нарушения и гибели многих сообществ, ухудшения среды обитания в целом.

"Человечество не погибнет в атомном кошмаре - оно задохнется в собственных отходах", Нильс Бор.

Особенно остро проблема отходов стоит в промышленно развитых странах, так как состояние окружающей среды не допускает использование традиционных мест сброса. Все больше и больше мусора вывозится на дальние расстояния в санитарные зоны сброса, где он сортируется для извлечения ценных материалов в целях дальнейшей переработки и сжигается в специальных печах, предназначенных для получения энергии. Проблема утилизации отходов усугубляется в основном потому, что большая часть товаров народного потребления обречена на очень кратковременную службы человеку. Они куплены, потреблены и выброшены без должного отношения к их остаточной ценности. Поражают количество энергии и затраты на восстановление окружающей среды при такой структуре потребления.

Есть три основных варианта обращения с бытовыми отходами:

* Захоронение;

* Сжигание;

* Сортировка и переработка.

Переработка отходов предоставляет обществу повсюду «обмануть» проблему их утилизации и, следовательно, за счет затрат на переработку облегчить экологические стрессы. Переработка металлических, бумажных, стеклянных, пластмассовых и органических отходов уменьшает потребности в энергии и сырье. Так, при производстве алюминия из лома вместо бокситов затраты энергии и загрязнение воздуха уменьшаются на 95 %. Получение бумаги из макулатуры вместо древесины не только спасает от вырубки ценные леса, но и на три четверти сокращает расход энергии на производство 1 т бумаги, требует лишь половины объема воды, потребляемой при использовании древесного сырья.

Затраты энергии и материалов, общее загрязнение могут быть радикально снижены при условии сокращения количества отходов, посредством поощрения полного использования сырья и переработки, путем превращения отходов в новую продукцию.

Благодаря уменьшению расхода энергии, получаемой в основном из ископаемого топлива, переработка отходов становится одним из наиболее эффективных методов сдерживания концентрации газов, способствующих парниковому эффекту, и сокращения загрязнений, составляющие которых ведут к образованию кислотных дождей. Изменение отношения к потреблению и утилизации отходов поможет также нивелировать ужасающие и возможно даже необратимые изменения в биосфере.

Широко используемые продукты - такие, как пенящиеся средства и аэрозольные распылители, содержат вещества, которые способны нейтрализовать озон в стратосфере, защищающий землю от опасных ультрафиолетовых лучей. Утоньщение озонового слоя способно вызвать беспрецедентный рост количества кожно-раковых заболеваний. Замена озоноразрушающих материалов более безопасными устранит одну из самых сильных экологических опасностей.

Общие решения по утилизации отходов, принятые местными и национальными правительствами, влияют на глобальное использование энергии, уровень теплоты в атмосфере и степень загрязнения окружающей среды. От того, насколько сплоченно будут действовать люди и нации, чтобы сохранить сырье и энергетические ресурсы, и будет зависеть уровень глобального изменения окружающей среды.

Во многих местах в мире стратегия переработки отходов не получает поддержку из-за предрассудков против уже использованных материалов и продуктов, содержащих их. Из-за того, что кампания по сбору отходов началась как мера по защите здоровья, многие ошибочно считают вещи, бывшие в употреблении, опасными и грязными. Напротив, многие материалы находятся в употреблении именно из-за их долговечности и надежности, ношение вещей, печать на пишущей машинке не делают эти вещи неиспользованными.

Утилизация путем переработки мировых отходов приведет к тому, что в дальнейшем уже использованного металла будет применяться больше, чем имеется в богатейших месторождениях, бумаги - столько, сколько можно было бы получить из миллионов га лесов, и пластмассы, содержащие высоко переработанные химикаты. И тот факт, что эту продукцию, очень дорогую по содержанию сырья и энергоемкую, часто считают бесполезной, показывает извращенность экономической системы. Мы просто выбрасываем наше будущее.

Особенностью современного производства является то, что технология все больше удаляется от использования природных материалов и циклов естественного круговорота веществ в природе. В процессе производства и потребления в окружающую природную среду вносятся огромные, все возрастающие количества таких веществ, которые чужды биогеохимии экологических систем и природных ландшафтов - синтетических пластиков, детергентов, фреонов, пестицидов. Вместе с ксенобиотиками в окружающую среду попадают и биогенные элементы в количествах, превосходящих ассимиляционную и самоочищающую способность природных систем.

Экологическая емкость территорий является пределом, который не должен быть нарушен в процессе производства и расселения людей. Без оценки экологической емкости территорий невозможна выработка научно обоснованных рекомендаций по развитию производительных сил страны и разработки как чисто природоохранной стратегии, так и стратегии устойчивого развития.

Для того чтобы было обеспечено устойчивое развитие, суммарная антропогенная нагрузка не должна превышать самовосстановительный потенциал природных систем. В свою очередь антропогенное влияние складывается из двух основных факторов: плотности населения и техногенной насыщенности территории.

В понятие экологической емкости территории входит экологическая техноемкость территории - обобщенная характеристика территории, количественно соответствующая максимальной техногенной нагрузке, которую может выдержать и переносить в течение длительного времени совокупность реципиентов и экологических систем территории без нарушения их структурных и функциональных свойств.

Экономический рост требует к себе значительного внимания, т.к. стремление к развитию и росту непосредственно влияет на окружающую среду и в большей степени это влияние - загрязнение и уничтожение природы, среды в которой живет сам человек.

Система природоохранного законодательства в России имеет четыре уровня: законы и кодексы; указы и распоряжения Президента по вопросам экологии и природопользования, правительственные нормативные акты; нормативные акты министерств и ведомств; нормативные решения органов местного самоуправления. Вершиной этой пирамиды является Конституция РФ, в которой декларируется право человека на благоприятную окружающую среду и компенсация вреда, причиненного ему загрязнением (ст. 42), отражается положения об охране природы и рациональном использовании природных ресурсов, которые являются основой жизни и деятельности народов РФ.

С учетом федеративного устройства России Конституция определяет, какие вопросы в сфере охраны окружающей среды должны быть решены исключительно на федеральном уровне и совместно Федерацией и ее субъектами. В частности, в исключительном ведении Российской Федерации находятся: установление основ федеральной политики и федеральные программы в области экологического развития; ядерная энергетика, расщепляющиеся материалы; производство ядовитых веществ и порядок их использования (ст. 71). В основном вопросы природопользования, охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности, в том числе развитие земельного, водного, лесного законодательства, законодательства о недрах и охране окружающей среды, находятся в совместном ведении РФ и ее субъектов (ст. 72).

Государственные органы управления, контроля и надзора в области охраны окружающей природной среды подразделяются на две категории: органы общей и специальной компетенции.

К государственным органам общей компетенции относятся Президент, Федеральное собрание, Государственная Дума, Правительство, предстательные и исполнительные органы власти субъектов РФ, муниципальные органы. Эти органы определяют основные направления природоохранной политики, утверждают экологические программы, обеспечивают экологическую безопасность, устанавливают правовые основы и нормы в пределах своей компетенции и др.

Государственные органы специальной компетенции подразделяются на: комплексные, отраслевые и функциональные.

Комплексные органы выполняют все природоохранные задачи или какой-либо их блок. Функции управления природопользованием и охраны окружающей природной среды выполняет Министерство природных ресурсов РФ, в структуру которого входят Государственная служба охраны окружающей среды и Государственная служба контроля в сфере природопользования и экологической безопасности. К комплексным органам управления относятся также: Департамент Госсанэпиднадзора Минздрава РФ, Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, МЧС России.

Отраслевые органы (Роскомзем, Рослесхоз, Роскомрыболовство, Минсельхоз России) выполняют функции управления и надзора по охране и использованию отдельных видов природных ресурсов и объектов.

Функциональные органы выполняют одну или несколько родственных функций в отношении природных объектов: Минатом России (обеспечения ядерной и радиационной безопасности), Госгортехнадзор России (контроль за использованием недр), Минздрав России (санитарно-эпидемиологический контроль), МВД России (охрана атмосферного воздуха от загрязнения транспортными средствами, санитарно-экологическая служба муниципальной милиции).

Сфера взаимодействия общества и природы, в пределах которой разумная деятельность предстает главным, определяющим фактором развития биосферы и человечества, называется ноосферой.

Впервые термин "ноосфера" в 1926 - 1927 гг. употребили французские ученые Э. Лекруа (1870 - 1954) и П. Тейяр де Шарден (1881 - 1955) в значении "новый покров", "мыслящий пласт", который, зародившись в конце третичного периода, разворачивается вне биосферы над миром растений и животных. В их представлении ноосфера - идеальная, духовная ("мыслящая") оболочка Земли, возникшая с появлением и развитием человеческого сознания. Заслуга наполнения данного понятия материалистическим содержанием принадлежит академику В. И. Вернадскому (1965, 1978).

В представлении В. И. Вернадского, человек - часть живого вещества, подчиненного общим законом организованности биосферы, вне которой оно существовать не может. Человек является частью биосферы, утверждал выдающийся ученый. Целью общественного развития должно быть сохранение организованности биосферы. Однако сохранение ее первичной организованности - "нетронутой природы" - не несет в себе творческого начала в мощную геологическую силу. "И перед ним, перед его мыслью и трудом становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого приближаемся, и есть "ноосфера". Ноосфера представляет собой качественно новый этап эволюции биосферы, в котором создаются новые формы ее организованности как новое единство, возникающее в результате взаимодействия природы и общества. В ней законы природы тесно переплетаются с социально-экономическими законами развития общества, образуя высшую материальную целостность "очеловеченной природы".

В.И. Вернадский, предугадавший наступление эпохи научно-технической революции в XX веке, основной предпосылкой перехода биосферы в ноосферу считал научную мысль. Материальным ее выражением в преобразуемой человеком биосфере является труд. Единство мысли и труда не только создает новую социальную сущность человека, но и предопределяет переход биосферы в ноосферу. "Наука есть максимальная сила создания ноосферы" - таково главное положение В. И. Вернадского в учении о биосфере, призывающем преобразовывать, а не разрушать ойкумену.



Повышенное содержание токсических веществ во внешней среде, и прежде всего в почвах, неизменно ведет к повышенным концентрациям этих веществ в растительных и животных организмах. Это зависит от пространственной мозаичности и различий уровней загрязненности территории, с одной стороны, и особенностей экологии популяций и сообществ растительных и животных организмов -- с другой.

Токсические вещества попадают к живым объектам в результате прямого поступления аэральным путем, через устьица растений, дыхательные пути у животных; в водных экосистемах поступление поллютантов из воды происходит за счет фильтрации водных организмов. Второй путь поступления токсикантов связан с предварительным накоплением загрязнителей в почве (для растений), растительности (для животных-фитофагов), у животных -- в жертвах (для хищников) и с дальнейшим прохождением их по пищевым цепям. Накопление токсических веществ млекопитающими-фитофагами определяется главным образом содержанием загрязнителей в рационах животных. Прямой путь поступления значительно уступает пищевому поступлению токсических веществ по пищевым цепям. Концентрирование токсических веществ при переходе с одного трофического уровня на другой выражают с помощью коэффициента накопления.

Токсические эффекты молекулярно-генетического, клеточно-тканевого и онтогенетического уровней, проявляющиеся у растений и животных в виде разнообразных физиологических, биохимических,функциональных нарушений, рассматриваются в экологической токсикологии в качестве первичных токсических эффектов, имеющих следствием нарушения популяционных механизмов.

Важной особенностью популяций и биоценозов является неспецифичность их реакции на внешнее токсическое воздействие. Они отличаются сходными ответными реакциями на влияние как естественных природно-климатических, так и антропогенных факторов.

Под влиянием техногенных загрязнителей в экологических системах проявляются неблагоприятные эффекты на различных уровнях организации -- от молекулярно-клеточного до биоценотического. Наблюдаются эффекты увеличения частоты хромосомных нарушений и мутаций, изменения ферментативной активности отдельных систем организма, снижение репродуктивных способностей и продолжительности жизни организмов, смена доминирующих видов, изменение половозрастной структуры популяций, видового состава сообществ, продуктивности биоценозов в целом.

Когда человек находиться на загрязненной территории, специальную опасность представляет попадание радиоактивных веществ вовнутрь организма, поскольку в этом случае ни одежда, ни кожа, ни исполняет своих охранных функций. С воздуха они попадают при дыхании. Взрослый человек за день фильтрует через легкие примерно 25 кубометров воздуха, и при прохождении облака после аварий именно через легкие в организм попадала много радиоактивных аэрозолей. Теперь облучение через дыхание связано с поступлением в легкие пыли, спор и других частичек, которые всегда есть над загрязненной поверхностью, в особенности при сельскохозяйственной обработке почвы.

С воздухом в организм человека поступает более 1% всей радиоактивности. Еще примерно 5% попадает с питьевой водой. Но основная опасность - это радионуклиды в еде. С точки зрения миграции радиоактивных веществ важно знать следующие пищевые цепочки:

* растительные продукты (овощи, фрукты, хлеб) - человек,

* растения - корова - молоко - человек,

* растения - животное - мясо - человек,

* вода - рыбы (сотоварищи обитатели водоемов) - человек.

Природа менялась под воздействием человека с первых этапов развития цивилизации. На среде обитания сказывались даже сбор ягод и плодов, охота и рыболовство. Неблагоприятные последствия изменений сразу и непосредственно отражались на условиях жизни семьи, рода, поэтому уже на заре хозяйственной деятельности начала складываться примитивная экологическая культура, формировались традиционные типы сберегающего природопользования. Они, несомненно, сыграли определенную роль в сохранении природного равновесия, однако наибольшее значение имели ограниченные масштабы вмешательства человека в природу. С ростом численности населения, увеличением объемов производства возрастала степень этого воздействия, в результате способность природы к самовосстановлению была подорвана. В этом несоответствии глубины воздействия на природу и ее способности к самовосстановлению и заключены истоки возникновения и обострения экологических проблем.

Всепроникающий характер экологические проблемы приобрели в XX столетии, когда человечество вступило в эпоху научно-технической революции (НТР) и одновременно осознало, что оно оказалось в состоянии экологического кризиса, на грани экологической катастрофы, угрожающей существованию цивилизации. Это совпадение не было случайным: влияние НТР на экологическую ситуацию носило двоякий характер. С одной стороны, с НТР связан стремительный рост производства и увеличение изъятия из природы различных видов сырья. Новые технические возможности позволили человеку выйти в космос, начать освоение районов с экстремальными условиями, где природные комплексы отличаются необыкновенной ранимостью.

Изменения в природной среде, нараставшие до этого времени постепенно, приобрели лавинообразный характер. Но в это же время применение новых технологий позволило сократить расходы сырья на единицу произведенной продукции. Благодаря достижениям НТР появились новые, эффективные способы защиты окружающей среды, с этими же достижениями связаны и перспективы ее оздоровления. Помощь окажется действенной в том случае, если союзниками нашими будут научная мысль и современные достижения техники.

Многогранность проблем, возникающих в процессе взаимодействия природы и общества, их взаимосвязь с проблемами общественной сферы, разные территориальные масштабы определяют необходимость разделить их на проблемы:

* глобальные, имеющие планетарный, общечеловеческий характер, решение которых возможно лишь на общечеловеческом уровне (например, разрушение озонового слоя атмосферы, парниковый эффект);

* региональные, актуальные для крупных территорий, нередко выходящих за пределы одного государства, решение которых возможно на общегосударственном или межгосударственном уровне (например, проблемы Приазовья, Рейна или Альпийского региона, Чернобыль);

* локальные (местные) наиболее ограниченного характера, касающиеся как территориальных комплексов, так и единичных объектов, решение которых осуществимо на местном уровне (например, проблема загрязнения и деградации Амурского залива Японского моря).

Грань между территориальными уровнями условна: локальные проблемы в комплексе формируют проблемы региональные, региональные способны перерастать в глобальные.

Критерии, характеризующие состояние окружающей среды, вводятся с целью получения наиболее объективной оценки ее качества. Вследствие этого вводится ряд специальных понятий, которыми в той или иной степени пользуются специалисты различного профиля:

1. Норма загрязнения - максимальная концентрация веществ, содержащихся в среде или поступивших в нее, допускаемая нормативными актами.

2. Оптимальное количество загрязнений - количество выброшенных в окружающую среду отходов, уравновешенное, с одной стороны, предельной стоимостью выбросов, а с другой - предельными социальными издержками.

3. Пиковая концентрация - максимальная концентрация загрязнителя (поллютанта) в окруж. среде, установившаяся за обусловленный отрезок времени.

4. Летальная доза - минимальное количество ядовитого вещества, попадающего в организм и приводящего к смертельному исходу.

5. Предельно допустимая концентрация (ПДК) - установленный в законодательном порядке норматив содержания в окружающей среде вредного вещества, практически не влияющего на здоровье человека и не вызывающего неблагоприятных экологических последствий. Для оценки состояния окружающей среды этим понятием пользуются чаще всего. В законодательном порядке установлены ПДК для огромного количества веществ: в почве ~ для 50, в атмосферном воздухе ~ для 500, в воде хозяйственного и бытового назначения ~ для 1000.

6. Предельно допустимое поступление (ПДП) - количество вредного вещества или неблагоприятного фактора, поступившего на определенную площадь в единицу времени, в концентрации, не превышающей установленную ПДК.

7. Предельно допустимый выброс или сброс (ПДВ или ПДС) - количество загрязняющего вещества или неблагоприятного фактора за единицу времени, превышение которого ведет к катастрофическим изменениям в природной среде и поэтому опасно для здоровья человека.

Экологический мониторинг -- информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов.

Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию:

* о состоянии окружающей среды;

* о причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (т.e. об источниках и факторах воздействия);

* о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом;

* о существующих резервах биосферы.

Экологический мониторинг в РФ - это комплекс выполняемых по научно обоснованным программам наблюдений, оценок, прогнозов и разрабатываемых на их основе рекомендаций и вариантов управленческих решений, необходимых и достаточных для обеспечения управления состоянием окружающей природной среды и экологической безопасностью.

Мониторинг включает три основных направления деятельности:

* наблюдения за факторами воздействия и состоянием среды;

* оценку фактического состояния среды;

* прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния.

Существуют различные подходы к классификации мониторинга (по характеру решаемых задач, по уровням организации, по природным средам, за которыми ведутся наблюдения). Экологический мониторинг включает как геофизические, так и биологические аспекты, что определяет широкий спектр методов и приемов исследований, используемых при его осуществлении.



Сегодня сеть наблюдений за источниками воздействия и за состоянием биосферы охватывает уже весь земной шар. Глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС) была создана совместными усилиями мирового сообщества (основные положения и цели программы были сформулированы в 1974 году на Первом межправительственном совещании по мониторингу). Первоочередной задачей была признана организация мониторинга загрязнения окружающей природной среды и вызывающих его факторов воздействия.

Система мониторинга реализуется на нескольких уровнях, которым соответствуют специально разработанные программы:

* импактном (изучение сильных воздействий в локальном масштабе);

* региональном (проявление проблем миграции и трансформации загрязняющих веществ, совместного воздействия различных факторов, характерных для экономики региона);

* фоновом (на базе биосферных заповедников, где исключена всякая хозяйственная деятельность).

Понятие "экосистема" введено в научное обращение английским ботаником А.Тенсли (1935 г.) для характеристики устойчивой системной целостности любых организмов со средой их обитания (биотической и абиотической). Это очень удобное понятие, хотя оно и не отличается большой определенностью в отношении своих границ. Экосистемой может быть как любой сколь угодно элементарный фрагмент биосферы, где есть формы жизни во взаимодействии с окружающей их средой, так и биосфера в целом как глобальное явление.

"Система общество--природа" или "социоэкосистема" предполагает перенесение на общество законов соотношения части и целого. Разумеется, что целым по отношению к обществу будет биосфера и, следовательно, общество должно обрести функциональную значимость в отношении к той системе, частью которой оно является, т.е. к биосфере. Подчиниться законам биосферы означает для людей в то же время задачу такой организации своей деятельности, чтобы общество стало необходимой для биосферы частью.

Важное место в современной социальной теории начинают играть такие понятия, как экоразвитие, экотехнология и экотехника, экологическая культура, экологическое сознание, экообразование и эковоспитание и т.д. Поскольку в рамках социоэкосистемы идет формирование социоприродного единства во взаимодействии общества и природы, то большое значение в обеспечении стратегии социального развития приобретает экологически обоснованное управление социальными процессами и их прогнозирование.

Антропоцентризм, как канувшее, было в лету воззрение, согласно которому человек есть центр и высшая цель мироздания, отвергнутый наукой еще со времён Н.Коперника, оказался живуч в форме другого заблуждения: природа - для человека. Что она вместе с окружающей человека средой является неистощимым источником удовлетворения его благ. В условиях стремительного развития экономики это привело к современному ресурсному и экологическому кризису. Это, в свою очередь, повлекло за собой создание целого букета экологических мифов и утопий о месте человека в биосфере и его влиянии на окружающую среду, включая «озоновый» миф, «парниковый миф», миф «выживания» человека в современных условиях развития экономического роста и т.д. Потому-то сегодня только ленивый не говорит о назревшем противоречии между целями социально-экономического развития человека и экологий, о дефиците ресурсов и неумолимо обезличивающейся природе в результате небывалого наращивания производства отходов.