Основные законы, принципы и правила экологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступление

На современном этапе развития человеческого общества, когда в результате научно-технической революции его влияние на биосферу возросло, практическая значимость экологии чрезвычайно возросла. Экология должна служить научной основой для любых мер по использованию и охране природных ресурсов, для сохранения окружающей среды в условиях, благоприятных для среды обитания человека. Знание основных принципов преобразования вещества и энергии в природных экосистемах создает теоретическую основу для разработки практических мер по увеличению количества и качества пищевых продуктов, производимых в биосфере. Изучение естественных механизмов регулирования численности популяций является основой для планирования и разработки систем мер по управлению численностью экономически важных видов.

И снова необходимо вернуться к самому важному научному основанию: самый гениальный ученый сам ничего не изобретает, но силой своего гения открывает для всех и суммирует то, что есть в Природе. С другой стороны, недопустимо смешивать все в одну кучу. Необходимо понимать и признавать, что Природа и Жизнь чрезвычайно разнообразны и включают в себя отдельные области знаний, каждая из которых является частью единого и описывает законы определенных явлений и процессов, но не отделена и не отделена от целого - Природы, но принадлежит ему,

1. Основные законы, принципы и правила экологии

В экологии используются различные законы, концепции, принципы и правила. Дадим сначала им общие определения.

Закон -- необходимое, существенное, устойчивое и повторяющееся отношение между явлениями. Различают законы природы, пауки, функционирования (связь в пространстве, структура системы), развития (связь со временем), динамические, статические, экономические, социальные и др.

Концепция -- основная точка зрения, понимания, трактовки какого-либо явления, процесса.

Принцип -- основное исходное положение какой-либо теории («главный» закон).

Правило -- положение, в котором отображена какая-либо закономерность, постоянное соотношение или последовательность каких-нибудь разрешающих (или запрещающих) действий.

Закон незаменимости биосферы

Биосфера -- единственная система, обеспечивающая устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях. Нет никаких оснований надеяться на построение искусственных сообществ, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды в той же степени, что и естественные сообщества (В. И. Вернадский, В. Г. Горшков).

Вернадский Владимир Иванович (1863--1945) -- естествоиспытатель, мыслитель и общественный деятель, профессор Московского университета (1898--1911), академик. Основатель геохимии, биогеохимии, радиогеологии. Труды посвящены философии естествознания, науковедению, решению проблем окружающей среды. Считается по праву основоположником учения о биосфере. Учение о взаимоотношениях природы и общества оказало большое влияние на формирование современного экологического сознания.

Горшков Виктор Георгиевич (р. 1935) -- российский ученый, физик и эколог, доктор физико-математических наук, профессор, занимается проблемами необходимости сохранения естественных экосистем в глобальных масштабах, физическими и биологическими особенностями устойчивости жизни, проблемами биотической регуляции окружающей среды, математическим моделированием глобального потепления и изменения климата Земли в ближайшие два века, экологическими проблемами России. Автор ряда учебных пособий по физическим основам экологии.

Закон постоянства живого вещества биосферы (закон константности количества живого вещества)

Количество живого вещества биосферы есть величина постоянная (константа) для данного геологического времени (В. И. Вернадский).

Вероятнее всего, именно поэтому значительное увеличение численности и массы каких-либо организмов в глобальном масштабе может происходить только за счет уменьшения численности и массы других организмов. биосфера вернадский атом химический

На противоречие между скоростью размножения и ограниченностью ресурсов питания применительно к человеческому народонаселению впервые обратил внимание Т. Р. Мальтус (1798). Этим он пытался обосновать неизбежность социальной конкуренции. Именно у Мальтуса Ч. Дарвин заимствовал понятие «борьба за существование» для объяснения механизма естественного отбора в живой природе (по В. В. Хаскину).

Этот закон тесно связан с законом внутреннего динамического равновесия. По закону константности любое изменение количества живого вещества в одном из регионов биосферы неминуемо приводит к такому же по объему изменению вещества в другом регионе, только с обратным знаком.

Следствие этого закона есть правило обязательного заполнения экологических ниш.

Закон биосферы В. И. Вернадского

Биосфера неизбежно превратится в ноосферу, т.е. в сферу, где разум человека будет играть доминирующую роль в развитии системы «человек -- природа». Сам же переход в эпоху ноосферы Вернадский рассматривал как один из актов «приспособления» человечества. Мы знаем, что все живые организмы приспособляются, но человек включает в этот процесс еще один главнейший фактор -- разум. Термин «ноосфера» (греч. noos -- разум и sphaira -- шар -- сфера разума) был введен Эдуардом Леруа (1927). В дальнейшем его использовал Пьер Тейяр де Шарден (1930). Синонимы: антропосфера, биосфера, биотехносфера.

В настоящее время выбор стратегии взаимодействия человека с биосферой, называемый «моделью устойчивого развития», -- это и есть ноосфера по В. И. Вернадскому, сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития.

Закон физико-химического единства живого вещества планеты

Все живое вещество планеты физико-химически едино и поэтому подчиняется основным физико-химическим закономерностям (В.И. Вернадский).

Следствие из этого закона. Токсичное для одной части живого вещества планеты не может быть безвредным для других его частей. Разница состоит лишь в стойкости видов к действию того или иного агента, т.е. мера вреда будет различной.

Летом многие используют в жилых помещениях фумигаторы для борьбы с комарами. Результат -- комары лежат кверху лапками. А если в это же время в помещении находились люди, особенно старики и дети?

Через наличие в любой популяции более или менее стойких к физико-химическому влиянию видов скорость отбора за выносливостью популяций к вредному агенту прямо пропорциональна скорости размножения организмов и дежурству поколений. Через это продолжительное употребление пестицидов экологически недопустимо, так как вредители, которые размножаются значительно быстрее, быстрее приспосабливаются и выживают, а объемы химических загрязнений приходится все больше увеличивать (по А. А. Музалевскому).

Закон биогенной миграции атомов

Миграции химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляются под превосходящим влиянием живого вещества, организмов (В. И. Вернадский).

Так происходило и в геологическом прошлом, миллионы лет назад, так происходит и в современных условиях. Живое вещество или принимает участие в биохимических процессах непосредственно, или создает соответствующую, обогащенную кислородом, углекислым газом, водородом, азотом, фосфором и другими веществами, среду. Этот закон имеет важное практическое и теоретическое значение. Понимание всех химических процессов, которые происходят в геосферах, невозможно без учета действия биогенных факторов, в частности -- эволюционных. В наше время люди влияют на состояние биосферы, изменяя ее физический и химический состав, условия сбалансированной веками биогенной миграции атомов. В будущем это послужит причиной крайне отрицательных изменений, которые приобретают способность саморазвиваться и становятся глобальными, неуправляемыми (опустынивание, деградация грунта, вымирание тысяч видов организмов). С помощью этого закона можно сознательно и активно предотвращать развитие таких отрицательных явлений, руководить биогеохимическими процессами, используя «мягкие» экологические методы (по А. А. Музалевскому).

Закон внутреннего динамического равновесия

Вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных естественных систем и их иерархии очень тесно связаны между собой, так что любое изменение одного из показателей неминуемо приводит к функционально-структурным изменениям других, но при этом сохраняются общие качества системы -- энергетические, информационные и динамические.

Этот закон -- один из главнейших в природопользовании. Он помогает понять, что в случае незначительных вмешательств в естественную среду ее экосистемы способны саморегулироваться и восстанавливаться, но если эти вмешательства превышают определенные границы (которые человеку следует хорошо знать) и уже не могут «угаснуть» в цепи иерархии экосистем (охватывают целые речные системы, ландшафты), они приводят к значительным нарушениям энерго- и биобаланса на обширных территориях и во всей биосфере.

Следствие из этого закона

После любых изменений элементов естественной среды (вещественного состава, энергии, информации, скорости естественных процессов и т.п.) обязательно развиваются цепные реакции, которые стараются нейтрализовать эти изменения. Следует отметить, что незначительное изменение одного показателя может послужить причиной сильных отклонений в других и во всей экосистеме.

Изменения в больших экосистемах могут иметь необратимый характер, а любые локальные преобразования природы вызовут в биосфере планеты (т.е. в глобальном масштабе) и в ее наибольших подразделах реакции ответа, которые предопределяют относительную неизменность эколого-экономического потенциала. Искусственное возрастание эколого-экономического потенциала ограничено термодинамической стойкостью естественных систем (по А. А. Музалевскому).

Законы Коммонера (законы здравого смысла)

Четыре закона (правила) экологии, сформулированные известным американским экологом Б. Коммонером в 1974 г.: все связано со всем; все должно куда-то деваться; ничто не дается даром (за все надо платить); природа «знает» лучше.

Законы представляют собой простые, понятные любому человеку аксиомы. Эти афоризмы-аксиомы можно отнести к системным постулатам экологии. Они также относятся к экологическим основам рационального природопользования.

Коммонер Барри (1917--2012) -- видный американский эколог и биолог, специалист в области окружающей среды, писатель, человек с активной гражданской позицией. Кандидат в президенты США (1980). Профессор, руководитель Центра биологии и природных систем (Center for the Biology of Natural Systems, Queens college). Автор четырех экологических законов, носящих его имя. Автор курса лекций по концепциям современного естествознания и известной книги «Замыкающийся круг».

«Все связано со всем»

Речь идет о постулировании всеобщей связи вещей и явлений в природе и в человеческом обществе. Она входит в само понятие системы и может быть продемонстрирована на любом системном уровне. В мире живых существ тотальность связей проявляется особенно ярко, потому что при физико-химическом единстве всего живого живые системы характеризуются наиболее разнообразными, разветвленными и интенсивными взаимопереходами вещества, энергии и информации. Они образуют так называемые экологические сети взаимосвязей. Все процессы в биосфере (и в любой экосистеме) взаимосвязаны и находятся в состоянии экологического равновесия. Вред, который наносится какому-либо элементу экосистемы, проводит к цепочке экологических реакций, в результате чего нарушается функционирование экосистемы и даже происходит ее разрушение.

Главное, что нам всем следует понять: мы не только неотъемлемая часть биосферы, но еще и ее разумная часть. Человечество представляет собой коллективный разум, и на нем лежит ответственность за сохранение жизни на Земле, за жизнь будущих поколений.

Из этого закона следует, что природа и общество также находятся в одной сети системных взаимодействий. При этом можно отметить еще два важных для экологии следствия всеобщей связи.

1. Любое частное изменение в системе неизбежно приводит к развитию ценных реакций, идущих в сторону нейтрализации произведенного изменения или формирования новых взаимосвязей и новых систем.

2. Любая система функционирует с наибольшей эффективностью в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах (закон оптимальности) (по Т. А. Акимовой и другим).

«Все должно куда-то деваться»

Таким образом Б. Коммонер перефразировал законы сохранения, в первую очередь закон сохранения массы вещества. Одновременно это и одно из важнейших требований рационального природопользования. В отличие от человеческого производства и быта живая природа в целом почти безотходна: в природе нет таких веществ, как мусор или отходы.

Следует также отметить, что бытовые и производственные отходы, которые попадают в биосферу, никуда не исчезают. Природа создала организмы (редуценты), которые перерабатывают природные вещества, образуя естественный геохимический круговорот. В связи с ростом количества отходов у природы остается все меньше сил, чтобы справляться с переработкой веществ, которые загрязняют среду обитания людей.

Кроме того, человек создал огромное число веществ, которых нет в природе, и у природы нет механизмов их переработки (утилизации). В целом деятельность человека привела к изменению химической среды на поверхности планеты, к возникновению необычных для поверхности земли, воды и воздуха высоких концентраций ряда элементов, к появлению стойких синтетических соединений, чуждых химизму живых организмов, -- ксенобиотиков. Некоторые из этих веществ являются сильными ядами. Поскольку из всего колоссального объема материалов и веществ, извлекаемых из недр, перерабатываемых и синтезируемых человеком, в биотический круговорот попадает лишь малая часть, то с точки зрения живой природы человечество производит в основном мусор и отраву. При этом существенно нарушается замкнутость круговорота веществ.

Пока же вокруг городов растут свалки мусора, загрязняющие вещества разносятся по всей биосфере воздушным и водным путями. Сейчас как никогда необходимы надежные методы захоронения и утилизации различного рода веществ-отходов. Вспомним слова В. И. Вернадского: «Ни один вид нс может существовать в созданных им отходах». И еще, он же: «Лик планеты -- биосфера -- химически резко меняется человеком сознательно и главным образом бессознательно» (выделено нами. -- Авт.).

«Ничто не дается даром»

Человек не может бесконечно и бесплатно расходовать природные ресурсы, загрязнять окружающую среду и «покорять» природу. Все виды взаимодействия человека с природой должны оцениваться экономически. Кроме того, нужно нести расходы на восстановление разрушенных экосистем, на содержание разных организаций, которые контролируют рациональное использование природных ресурсов, на проведение экологического мониторинга, научных экологических исследований и т.д. В экологическом контексте за кажущейся банальностью этого утверждения скрывается мысль о качественной направленности эволюции систем. Выше говорилось о способности больших систем к эволюции в сторону усложнения и совершенствования организации. Но развитие происходит не только за счет окружающей среды, но и за счет собственных качественных ресурсов: любое новое приобретение в эволюции системы обязательно сопровождается утратой какой-то части прежнего достояния и возникновением новых, все более сложных проблем.

Отсюда следуют:

1. Закон необратимости эволюции (однонаправленности развития): большие системы эволюционируют только в одном направлении - от простого к сложному; инволюция, регресс могут относиться только к отдельным частям или отдельным периодам развития системы.

2. Правило ускорения эволюции: с ростом сложности организации систем темпы эволюции возрастают. Это правило в равной мере относится и к сменяемости видов в эволюции органического мира, и к человеческой истории, и к развитию техники.

Есть еще одна сторона закона «ничто не дается даром». В экономике природы, как и в экономике человека, не существует бесплатных ресурсов: пространство, энергия, солнечный свет, вода, кислород, какими бы «неисчерпаемыми» ни казались их запасы на Земле, неукоснительно оплачиваются любой расходующей их системой. Оплачиваются полнотой и скоростью возврата, оборота ценностей, замкнутостью материальных круговоротов -- биогенных элементов, энергоносителей, нищи, денег, здоровья (но В. В. Хаскину).

Так, Б. Коммонер пишет: «Глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которой ничто не может быть выиграно или потеряно и которая не может являтьея объектом всеобщего улучшения; все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено. Платежа по этому векселю нельзя избежать; он может быть только отсрочен. Нынешний кризис окружающей среды говорит о том, что отсрочка очень затянулась». Информацию по рассматриваемому закону хотелось бы закончить пророческими словами Махатма Ганди: «У природы есть предел терпения. Когда людские злодеяния превышают меру, она начинает мстить».

«Природа знает лучше»

Человек -- только очень небольшая часть биосферы. Крупномасштабные изменения и «улучшения» природы, которые осуществляет человек, нередко нарушают ход естественных процессов и часто заканчиваются трагически. Изменения природы в результате интенсивной хозяйственной деятельности человека могут приводить к разрушению почв, их засолению, опустыниванию, изменению климата и заканчиваются разрушением искусственных экосистем, которые создал человек. Пусть будущим «преобразователям природы» как предупреждение прозвучат слова наших далеких предков, которые написаны на пирамиде Хеопса: «Люди погибнут от неумения пользоваться силами природы и от незнания истинного мира».

Человек должен брать из экосистемы столько ресурсов, сколько биосистема сама сможет восстановить (заготовка древесины, ловля рыбы, охота и т.д.).

Принцип «природа знает лучше» определяет прежде всего то, что может и что не должно иметь места в биосфере. Возможность и право такого «знания» выработаны на протяжении миллиардов лег в бесчисленном чередовании актов отбора, проб и ошибок, в тщательнейшей подгонке каждого вещества, каждой новой органической формы ко всему комплексу условий существования, к огромному множеству других веществ и форм.

Все в природе -- от простых молекулярных образований до человека -- должно было пройти очень жесткий отбор на вакансию в биосфере. Из многих миллионов возможных органических мономеров оставлено всего несколько десятков; отобрана лишь одна стомиллионная часть практически возможных белков; еще на много порядков жестче был отбор нуклеиновых кислот. Сегодня планету населяет лишь одна тысячная часть испытанных эволюцией видов растений и животных. Человеческая индустриальная цивилизация очень быстро и грубо нарушает замкнутость биотического круговорота в глобальном масштабе, что не может остаться безнаказанным.

В этой критической ситуации должен быть найден компромисс и выработаны условия его принятия. Это можем сделать только мы. Недаром Б. Коммонср в своей лекции «Экология и социальные действия», прочитанной через два года после выхода в свет его книги «Замыкающийся круг», внес поправку в формулировку закона: «Природа знает лучше, что делать, а люди должны решить, как сделать это возможно лучше» (но Т. А. Акимовой и другим).

Состояние окружающей среды напрямую связано со здоровьем людей планеты. Еще в древних писаниях говорилось: «Все, кто живет на земле, должны жить но законам Природы. Здоровье - естественное состояние Человека. Болезнь -- это ответ Природы на неразумное поведение». Наглядно видно: все связано со всем; все должно куда-то деваться; природа знает лучше; за все надо платить.

Основная заповедь современного человека: относись к природе так, как хочешь, чтобы относились к тебе. Часто ее называют «золотым правилом» экологии.

Принцип Ле Шателье -- Брауна

При внешнем воздействии, которое выводит экосистему из состояния равновесия, в системе усиливаются те процессы, которые ослабляют это воздействие, т.е. система стремится вернуться в состояние равновесия, ослабить эффект внешнего воздействия. При этом чем больше отклонение от состояния экологического равновесия, тем значительнее должны быть энергетические затраты для ослабления противодействия экосистем этому отклонению. Первоначально разработанный для химического равновесия (принцип Ле Шателье), он стал применяться для описания поведения самых различных самоподдерживающихся систем. На биологическом уровне он реализуется в виде способности экологических систем к авторегуляции (принцип Ле Шателье -- Брауна).

Ле Шателье Анри Луи (1850--1936) -- французский физикохимик и металловед, иностранный члеи-корреспопдент РАН. Сформулировал общий закон смещения термодинамического равновесия (1884).

Любое частное изменение в системе может приводить к развитию реакций, идущих в сторону нейтрализации произведенного изменения или формирования новых взаимосвязей и повой системной иерархии. Если взаимодействия между компонентами системы при их изменении существенно нелинейны, то слабое изменение одного из параметров системы может вызвать сильные отклонения других параметров и всей системы в целом (по В. В. Хаскину и другим).

Вот почему в более общем виде принцип Ле Шателье -- Брауна можно сформулировать так: если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, произведено внешнее воздействие, то система стремится отреагировать таким образом, чтобы скомпенсировать произведенное воздействие (если это возможно).

Устойчивость экосистемы

Способность экосистемы возвращаться в исходное (или близкое к нему) состояние после воздействия каких-либо факторов, которые выводят ее из равновесия.

Закон константности количества живого вещества

Количество живого вещества биосферы (для данного геологического периода) константно (постоянно).

В рамках геологических периодов не может произойти увеличение массы живого вещества из-за действующего в природе правила максимального «давления жизни».

Причина -- ограничения по веществу: масса питательных веществ для всех форм жизни на Земле конечна и ограниченна. Ее не хватает для всех делящихся клеток, появляющихся спор, семян, яиц, личинок, зародышей. Это означает, что общее количество живого вещества, т.е. совокупная масса глобальной биоты -- всех живых организмов планеты, -- сравнительно мало изменяется, во всяком случае в пределах больших отрезков времени. Эта закономерность и была сформулирована В. И. Вернадским в виде закона константности количества живого вещества биосферы для данного геологического периода.

Закон биогенной миграции атомов химических элементов

Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохимические особенности которой (02, С02, Н2 и т.д.) обусловлены живым веществом, как тем, которое в настоящее время населяет биосферу, так и тем, которое действовало на Земле в течение всей геологической истории (В. И. Вернадский).

Закон биогенной миграции атомов химических элементов утверждает биогенное или биогенно измененное происхождение всей земной поверхности; говорит о том, что жизнь -- созидающая сила на планете Земля. Серьезные нарушения этой силы, в том числе уничтожение разных видов животных и растений, могут привести к и непредсказуемым последствиям. Очень образно об этом сказал российский писатель Андрей Платонов: «Человечество - без облагораживания его животным и растениями -- погибнет, оскудеет, впадет в злобу отчаяния, как одинокий в одиночестве».

Негативное влияние человека на биосферу сказывается на протяжении многих тысяч лет. Ряд современных ученых допускают, что при существующих темпах уничтожения животного и растительного мира, к середине XXI в. биосфера лишится как минимум трети, а скорее всего, половины ныне живущих видов. За последние три столетия исчезли 36 видов млекопитающих, 94 вида птиц, а потери видов беспозвоночных и растений вообще плохо поддаются оценке и исчисляются тысячами. Истребление животных и растений превратилось в настоящее бедствие. Исходя из вышесказанного, на сегодняшний день очень актуальной является следующая практическая задача: сохранение видового разнообразия растительных и животных организмов. Сегодня охрана редких и исчезающих видов основана на строгом учете и контроле за их состоянием.

Закон обратной связи взаимодействия в системе «человек -- биосфера» (или закон бумеранга Дансеро -- Коммонера): любое изменение в природной среде, вызванное хозяйственной деятельностью человека, бумерангом возвращается к человеку и имеет нежелательные последствия, влияющие на экономику, социальную жизнь и здоровье людей.

Подтверждением этого закона могут служить экологические проблемы высыхающего Аральского моря, зарастающего водорослями Ладожского озера, загрязнение озера Байкал и многие другие.

Закон обратимости биосферы: биосфера после прекращения воздействия антропогенных факторов на ее компоненты стремится восстановить свое состояние, т.е. сохранить свое экологическое равновесие и устойчивость.

Биосфера стремится к восстановлению экологического равновесия тем сильнее, чем больше давление на нее: стремление продолжается до достижения экосистемами климаксовых фаз развития. Например, заброшенные сельскохозяйственные поля постепенно, в результате сукцессии, возвращаются в состояние дикой природы. В качестве примера можно также привести способность загрязненных водных объектов (озер, рек) к самоочищению.

Продуктивность культурных растений в первую очередь зависит от того питательного вещества (минерального элемента), который представлен в почве наиболее слабо. Например, если фосфора в почве 20% от нормы, а кальция -- 50% от нормы, то ограничивающим фактором будет недостаток фосфора (по В. В. Горшкову).

Дадим еще одну формулировку закона минимума Либиха: рост растений ограничивается недостатком хотя бы одного химического элемента, количество которого ниже необходимого минимума.

2. Планирование и прогнозирование использования природных ресурсов

Экологический менеджмент предполагает рациональное использование природных ресурсов и основан на планировании и прогнозировании их потребления.

В управлении окружающей средой можно рассмотреть два уровня управления:

- управление природными системами;

- управление природопользователями (управление охраной окружающей среды и рационализация использования природных ресурсов).

Управление природными системами может быть «жестким» и «мягким», а управление природными ресурсами может быть командно-административным и экономическим.

В качестве примеров «жесткого» управления могут быть сплошная вырубка лесов или освоение целинных земель без соблюдения надлежащих методов ведения сельского хозяйства, «мягкая» - выборочная вырубка и использование научно обоснованных методов ведения сельского хозяйства, которые способствуют самоисцелению лесных богатств и плодородия почв, могут обслуживать. «Жесткое» управление дает быстрый и высокий экономический эффект в виде увеличения объема производства или снижения себестоимости его производства. Этот эффект является кратковременным, поскольку в результате «жесткого» управления происходят резкие необратимые изменения в природной среде, снижение ее продуктивности и загрязнение, что приводит к экологическому, экономическому и социальному ущербу.

Эти уровни управления взаимосвязаны. Первый уровень управления основан на изучении и использовании естественных законов, в частности законов об окружающей среде, и осуществляется на втором уровне, основанном на правовых и экономических законах.

Природные ресурсы и ресурсный цикл

Природные ресурсы - это совокупность природных тел и природных явлений, которые люди используют в своей деятельности, направленной на поддержание их существования.

Неисчерпаемыми ресурсами являются прежде всего процессы и явления, внешние по отношению к Земле, такие как солнечная энергия и ее производные: энергия ветра, энергия движущейся воды, энергия недр Земли. В этой классификации вода и воздух принадлежат как к неисчерпаемым, так и к истощаемым ресурсам. В количественном выражении эти элементы окружающей среды практически не изменяются и, следовательно, неисчерпаемы. Но культурные и бытовые, экономические и промышленные нужды требуют воздуха и воды определенного качества, которые ухудшаются в результате деятельности человека. Для поддержания качества воды используются сложные технологии очистки воды. Для сохранения чистоты воздуха используется метод очистки от пыли и газа, а также комплекс санитарно-гигиенических и архитектурно-планировочных мероприятий. Таким образом, сделать эти природные ресурсы неисчерпаемыми в человеческой силе.

Истощаемые ресурсы делятся на:

- возобновляемые, способные к самовоспроизводству: флора и фауна, мир микроорганизмов;

- невозобновляемые, образовавшиеся в недрах Земли в очень далекие от нас периоды на протяжении многих миллионов лет: руда и неметаллические минералы;

- относительно возобновляемый, способный к воспроизводству по темпам, отстающим от темпов потребления. Например, процесс формирования черноземного слоя почвы толщиной 1 см длится веками и разрушается гораздо быстрее. Для обновления запасов древесины также требуется более десяти лет.

Для получения энергии, для создания необходимых продуктов человек находит, добывает и передает на участки переработки необходимые природные ресурсы, вовлекая их в ресурсный цикл. Ресурсный цикл - это набор трансформаций и пространственных движений определенного вещества или группы веществ, которые происходят на всех этапах использования человеком. Существует несколько ресурсных циклов в природопользовании, которые, несмотря на их относительную независимость, тесно связаны друг с другом. Эти ресурсные циклы включают цикл почвенно-климатических ресурсов и сельскохозяйственного сырья, цикл сырья, цикл энергетических ресурсов, цикл ресурсов дикой природы.

Цикл сырья тесно связан с производством энергии, т.е. С циклом энергоресурсов.

Слово «цикл» подразумевает замкнутый процесс. В природе все вещества находятся в замкнутых биохимических циклах. Наличие таких циклов не позволяет веществам переходить в другое состояние, исключая их дальнейшие превращения.

Незамкнутый ресурсный цикл

Ресурсный цикл, иногда называемый антропогенной циркуляцией вещества, фактически не замкнут, как видно из рис. 2. На каждом этапе его неизбежные потери в результате характеристик технологии или любых объективных или субъективных причин.

Считается, что на всех этапах ресурсного цикла около 98% добываемого минерального сырья рассеивается в окружающей среде.

Предметы массового потребления в результате износа, коррозии или потери потребности в них как-то попадают в окружающую среду, загрязняя ее. Многие отходы превращаются в воду, почву и атмосферу, становясь еще более опасными для здоровья человека, что является вторичным загрязнением.

Особый случай представлен культивируемыми экосистемами, то есть культивируемыми сельскохозяйственными угодьями, которые не могут излечиться из-за истощения почвы в результате сбора урожая, в котором сосредоточены органические и минеральные вещества. В результате разрушительные организмы или почвообразователи не получают материал для разложения и минерализации и обеспечивают свои собственные потребности в веществе и энергии. Поэтому человек вынужден полностью взять на себя восстановление фертильности, затрачивая для этого специально производимые вещества, например, удобрения и энергию.

Так, в процессе уборки урожая из почвы ежегодно 5-7 миллионов тонн азота, 3-5 миллионов тонн фосфора, до 10 миллионов тонн калия. Удаленные элементы возмещаются со значительным дефицитом из-за добавления сотен миллионов тонн навоза, тысяч тонн минеральных удобрений, а также биологической фиксации азота клубеньковыми бактериями бобовых растений.

Таким образом, человек замыкает как бы значительную часть естественного цикла, в пределах которого осуществляется ресурсный цикл. Количества вещества, участвующего в антропогенной циркуляции, уже соизмеримы с количествами вещества в естественных биохимических циклах.

По мере прохождения через ресурсный цикл вещества, ранее сконцентрированные в том или ином месте локализации, рассеиваются. Разбросаны не оригиналы, а вещества, которые трансформируются или теряются во время цикла ресурсов, загрязняющих окружающую среду. Таким образом, основной объективной причиной загрязнения окружающей среды является открытость ресурсного цикла.

К загрязнителям окружающей среды относятся не только токсичные и опасные промышленные отходы, но и практически безвредные вещества, которые образуются в качестве побочных продуктов, такие как: навозная масса в сельском хозяйстве, углекислый газ, затонувшая древесина. Борьба с таким загрязнением также актуальна.

Важным моментом в управлении окружающей средой является планирование и прогнозирование использования природных ресурсов. Это особенно относится к использованию таких возобновляемых и относительно возобновляемых ресурсов, как флора и фауна, а также плодородие почв. Планирование использования земельных ресурсов предусматривает разработку и внедрение рациональных севооборотов, планирование использования лесных ресурсов и составление планов рубок с учетом восстановления лесов. При планировании следует учитывать все возрастающие темпы использования природных ресурсов и делать перспективный расчет их потребления на основе математических методов прогнозирования. В то же время разрабатывается оперативный план реализации комплекса работ по охране окружающей среды. Теоретической основой такого развития могут быть методы управления сетью. К ним относятся: методы сетевого планирования, методы математического программирования, экспертные методы прогнозирования, методы математически-статистического прогнозирования.

Заключение

Сейчас у человечества две основные проблемы: предотвращение ядерной войны и экологические катастрофы. Сравнение не случайно: антропогенное давление на окружающую среду угрожает так же, как применение атомного оружия - уничтожение жизни на Земле.

Особенностью нашего времени является интенсивное и глобальное воздействие человека на окружающую среду, которое сопровождается интенсивными и глобальными негативными последствиями. Противоречия между человеком и природой могут усугубляться, помимо прочего, потому что нет предела росту материальных потребностей человека, в то время как способность естественной среды удовлетворять их ограничена.

Система нетронутых природных территорий в России представляется достаточно развитой и относительно гибкой.

Более того, в последние годы плотность сети этих территорий и гибкость системы безопасности росли. Хотя эта система (как и вся страна в целом) в настоящее время испытывает значительные экономические трудности, прогноз ее развития в целом благоприятный. Основным недостатком сети охраняемых территорий России является ее неравномерность и, особенно, низкая плотность в степной зоне, которая наиболее подвержена антропогенной трансформации.

В европейской степи есть запасы, но они микроскопические (в масштабе России), а в западно-сибирской степи нет заповедников или национальных парков. Создание здесь в 1994 году, Три водно-болотных угодья международного значения можно рассматривать только как первый и довольно робкий шаг в установлении охраны природных территорий этого чрезвычайно важного региона. В то же время основные районы особо охраняемых территорий сосредоточены в малотрансформированной тундре и тайге. В этом отношении Россию сравнивают с человеком, который «ищет потерянную монету не там, где она потеряна, а там, где видно».

Список используемой литературы

1) Андреева Н.Д., В.П. Соломин, Т.В. Васильева. Теория и методика обучения экологии: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 050100 - Естественно-научное образование - М.: Академия, 2009.

2) «В.И. Вернадский и современность» Издательство Москва «Наука», 1986г.

3) Г.В. Войткевич, В.А. Вронский «Основы учения о биосфере» Издательство Ростов-на-Дону: «Феникс», 1996г.

4) Горелов А.А. Экология. Конспект лекций. - М., 2008.

5) Историческо-биографический альманах серии «Жизнь замечательных людей» том15 Издательство Москва «Молодая гвардия», 1988г.

6) «Философия русского космизма» Изд.: Фонд «Новое тысячелетие», 1996г.

7) «Ноосфера: духовный мир человека» Издательство «Лениздат», 1987г.

8) свин В.А. Формирование экологической культуры: пособие по региональной экологической политике. - Москва: Акрополь: Центр экологической политики России, 2004.

Размещено на Allbest.ru