Экология СПРАВОЧНИК

В буквальном переводе слово «экология» означает учение о «доме» (от греч. «ойкос» — местообитание, жилище, дом и «логос» —учение). Впервые этот термин и общее определение экологии было сделано немецким биологом Э. Геккелем в 1866 г. В своем капитальном труде «Всеобщая морфология организмов» он писал: «Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой,как органической, так и неорганической, и прежде всего —его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми он прямо или косвенно вступает в контакт». Как видно из определения, зоолог Э. Геккель рассматривал в качестве предмета экологии взаимоотношения животного с окружающей средой, что к настоящему времени существенно изменилось.

Далее

Особое место в цикле экологических наук занимает ноосферология. Понятие ноосферы ввел французский математик и философ Е. Ле Руа, а теоретически разработал в общих положениях В.И. Вернадский. Ноосфера — это «сфера разума». Ноосферология изучает возможности формирования высшей стадии развития биосферы, связанная с возникновением и становлением в ней цивилизованного общества, с периодом, когда разумная деятельность человека становится главным определяющим фактором развития.

Далее

Гидросфера —это водная оболочка Земли, которая включает Мировой океан, воды суши (реки, озера, болота, ледники), подземные воды. Воде принадлежит важнейшая роль в истории развития нашей планеты, так как с ней связано зарождение и развитие живого вещества, а следовательно, и всей биосферы.

Далее

Воздушная оболочка нашей планеты — атмосфера — защищает живые организмы на земной поверхности от губительного воздействия ультрафиолетового излучения Солнца и других жестких космических излучений. Предохраняет она Землю от метеоритов и космической пыли. Атмосфера служит также «одеждой», не позволяющей осуществляться потерям тепла, излучаемого Землей в пространство. Атмосферный воздух—это источник дыхания человека, животных и растительности, сырье для процессов горения и разложения, синтеза химических веществ. Он является материалом, применяемым для охлаждения различных промышленных и транспортных установок, а также средой, в которую выбрасываются отходы жизнедеятельности человека, высших и низших животных и растений, отходы производства и потребления.

Далее

В.И. Вернадский утверждал, что биосфера представляет собой одну из геологических оболочек земного шара, глобальную систему Земли, в которой геохимические и энергетические превращения определяются суммарной активностью всех живых организмов — живого вещества. «Человечество как живое вещество непрерывно связано с материально-энергетическими процессами определенной геологической оболочки Земли — с ее биосферой. Оно не может физически быть от нее независимым ни на одну минуту» (В.И. Вернадский, 1944).

Далее

Жизнь, как ее определяют многие энциклопедические издания, являет собой одну из форм существования материи, закономерно возникающей при определенных условиях в процессе развития материи. Это определение отнюдь не является исчерпывающим. Как известно, жизнь — одна из основных тем как философского размышления на протяжении всей человеческой истории, так и предмет естествознания и теологии.

Далее

В данном случае мы не рассматриваем положения креационизма, где в основу положено божественное сотворение мира, так как единственным источником, где изложена информация по данной теории, является книга Бьгтия, в которой приведены откровения о сотворении всех живых существ всемогущим Богом.

Далее

Как справедливо отмечает Б. Небел (1993), на протяжении многих лет химики, биологи и многие другие естествоиспытатели потратили значительные усилия на то, чтобы отыскать некую «жизненную» силу, которая обусловливает функционирование живых организмов. Но никакой особой субстанции, никаких особых примет того, что она существует, обнаружить не удалось. В конце концов было установлено, что живые организмы состоят из тех же химических элементов, что и окружающий нас воздух, вода, горные породы и почва. Но была обнаружена одна главная химическая особенность, отличающая «живое» от «неживого». Это —сложность слагающих их молекул. Соединения «неживой» природы принципиально просты, хотя некоторые из них состоят из нескольких (до десятков) отдельных атомов. Вода, воздух и минералы горных пород непрерывно взаимодействуют друг с другом, в связи с чем происходят химические реакции, но при этом особого усложнения молекул не происходит.

Далее

Все составные части природной среды: литосфера, атмосфера и распространенная в них биосфера взаимосвязаны и представляют собой единую функциональную макросистему. Одним из элементов строения природной среды, через который осуществляются функциональные связи, является ландшафт.

Далее

Продуценты, консументы, редуценты во всем своем многообразии, действуя совместно, определяют устойчивое поддержание глобального биологического круговорота веществ и управляют потоками энергии и информации в биосфере нашей планеты. Все составляющие этого процесса связаны пространственно-функциональными взаимоотношениями, которые выступают как стабилизаторы ее состояния при значительной изменчивости внешних и внутренних факторов. Поэтому биосферу необходимо рассматривать как глобальную экологическую систему, обеспечивающую устойчивое поддержание жизни в ее планетарном проявлении.

Далее

Биогеохимические круговороты. В.И. Вернадский (1945, с. 127) писал: «Живое вещество охватывает и перестраивает все химические процессы биосферы, действенная его энергия огромна. Живое вещество есть самая мощная геологическая сила, растущая с ходом времени». Данное высказывание является постулатом о важнейшей роли живых организмов в формировании и поддержании основных физико-химических свойств оболочек Земли. В концепции биосферы выявляется целостность функциональной системы в пространстве, занятой жизнью, где реализуется единство геологических и биологических сил на нашей планете. Основные свойства жизни реализуются за счет высокой химической активности живых организмов, их подвижности и способности к самопроизведению и эволюции. В поддержании жизни как планетарного явления важнейшее значение имеет биоразнообразие, множество форм жизни, которые отличаются набором потребляемых веществ и выделяемых в среду продуктов жизнедеятельности. Биоразнообразие — основа устойчивого функционирования биосферы, которая создает биогеохимические циклы вещества, превращение энергии и использование информации.

Далее

Глюкоза —это органическая молекула с высокой потенциальной энергией, в то время как потенциальная энергия у воды и диоксида углерода практически нулевая. Для того чтобы молекула глюкозы приобрела запас потенциальной энергии, а он не может быть получен из «нулевого» запаса энергии диоксида углерода и воды, то необходим внешний источник энергии, и он нами был уже установлен — это солнечное излучение—свет, т. е. кинетическая энергия. Процесс фотосинтеза включает ее поглощение, превращение и «запасание» в виде потенциальной энергии молекул глюкозы. Этот процесс возможен при наличии зеленого пигмента хлорофилла и других, обладающих аналогичными ему свойствами. С этими пигментами происходят также определенные превращения.

Далее

Физическими исследованиями установлено главное различие между веществом и энергией, заключающееся в том, что вещество занимает пространство и имеет массу, т. е. может быть взвешено в условиях тяготения. Вещество может быть в твердом, жидком, газообразном и плазменном состоянии, но в любом случае мельчайшие единицы вещества — это элементарные частицы (протоны, нейтроны, электроны и т. д.), из которых, в свою очередь, состоят атомы.

Далее

В целом можно выделить области равновесности и неравновесности для систем, при которых существенно различается поведение системы (табл. 15).Изучение неравновесных состояний для различных систем позволяет выявить общие закономерности эволюции от хаоса к упорядоченности.

Далее

Человек практически с самого начала своего существования оказывал влияние на природу. На первых этапах человек взаимодействовал с природной средой как обычный «биологический вид, как животное и в целом входил в состав экосистемы, как ее составной элемент. Уже в первобытном обществе экологическое равновесие поддерживалось стихийным путем при перекочевывании сообществ людей после исчерпания растительных и животных ресурсов на месте прежнего обитания, либо удалением мест проживания людей друг от друга на расстояние, достаточное для устойчивого функционирования экологических систем. Свой негативный вклад в это устойчивое функционирование вносили болезни, низкая продолжительность жизни, небольшая численность людей.

Далее

Атмосферный воздух — один из важнейших жизнеобеспечивающих природных компонентов на Земле — представляет собой смесь газов и аэрозолей приземной части атмосферы, сложившуюся в ходе эволюции планеты, деятельности человека и находящуюся вне пределов жилых, производственных и иных помещений. Последние полученные обобщения подтвердили чрезвычайную значимость атмосферы в функционировании биосферы и высокую ее чувствительность к различного рода загрязнениям. Именно загрязнения приземного слоя атмосферы—это самый мощный, постоянно действующий фактор воздействия на растения, животных, микроорганизмы; на все трофические цепи и уровни; на качество жизни человека; на устойчивое функционирование экосистем и биосферы в целом. Атмосферный воздух имеет неограниченную емкость и играет роль наиболее подвижного, химически агрессивного и всепроникающего агента взаимодействия компонентов биосферы, гидросферы и литосферы вблизи поверхности Земли (рис. 71).

Далее

Вода, как было показано выше, представляет собой одну из наиболее важных компонент, обеспечивающих жизнь на нашей планете. Вода прошла сложный эволюционный процесс вместе с биосферой и является ее неотъемлемой составной частью. Обладая рядом аномальных свойств, она влияет на протекающие в экосистемах сложнейшие физико-химические и биологические процессы. Нелишне упомянуть, что к таким свойствам относятся очень высокие и максимальные среди жидкостей теплоемкость, теплота плавления и испарения, поверхностное натяжение, растворяющая способность и диэлектрическая проницаемость, прозрачность. Кроме того, для воды характерна повышенная миграционная способность, определяющая ее взаимодействие с другими, в том числе и вмещающими,средами. Перечисленные свойства создают потенциальную возможность накопления в воде очень высоких количеств самых разнообразных загрязняющих веществ, в том числе патогенных микроорганизмов.

Далее

Радиоактивное загрязнение биосферы представляется одним из важнейших видов воздействия человека при его производственной деятельности в современных условиях, поэтому необходимо еще раз вернуться к его рассмотрению. В целом этот вид загрязнения представляет собой превышение естественного уровня содержания в окружающей среде радиоактивных веществ. Оно может быть вызвано испытаниями ядерного оружия, ядерными взрывами и утечками радиоактивных компонентов в результате аварий на атомных электрических станциях, на предприятиях по производству и обогащению ядерного топлива и ядерных боеприпасов при их транспортировке, при разрушениях на транспортных средствах с ядерным двигателем (надводные и подводные суда, космические аппараты и т. п.), на предприятиях по захоронению ядерных отходов, в исследовательских лабораториях, при добыче радиоактивных руд и т. д. В частности, при авариях на АЭС особенно резко увеличивается загрязнение среды радионуклидами (стронций-90, цезий-137, церий-141, йод-131, руте-ний-106 и др.).

Далее

Среди ресурсов Земли выделяются биологические, обусловливающие возможности жизни человека на Земле (к ним, в частности, относятся пищевые), минеральные и энергетические, обеспечивающие основу материального производства человеческого общества. Все природные ресурсы подразделяют на неисчерпаемые и исчерпаемые. Список собственно неисчерпаемых ресурсов не так уж велик, хотя их объем значителен. На первом месте стоят космические, солнечная радиация; затем климатические, водные — энергия морских волн, ветра. Если учитывать эти ресурсы по объему, то воздушная и водная среда — атмосферный воздух и вода — относятся к неисчерпаемым ресурсам, но при описанных выше интенсивных процессах загрязнения и потребления в обозримом будущем и воздух, и вода могут стать реальным дефицитом.

Далее

Вся история существования человека, становления и развития человечества тесно связана с извлечением и потреблением энергии. Все потребности человека могут быть удовлетворены лишь при условии получения энергии: чем энергия доступнее, тем качество жизни человека выше, а ее продолжительность больше.

Далее

Отходы, содержащие вредные вещества, которые обладают опасными свойствами (токсичностью, пожаро-взрывоопасностью, высокой радиационной активностью) или содержат возбудителей инфекционных болезней, а также могут представлять потенциальную опасность для окружающей природной среды и здоровья человека самостоятельно или при вступлении в контакт с другими веществами, называют опасными отходами.

Далее

Некоторые сведения об эволюции органического мира. Систематическим изучением живых организмов занимались уже в Древней Греции; еще Аристотель описал более 500 видов животных и расположил их от более простых к более сложным; ученики Аристотеля занимались описанием и растений. Все средневековые античные труды были в основе всех представлений о живой природе. Серьезным толчком в развитии изучения живых организмов послужили результаты экспедиции в эпоху Великих географических открытий, когда люди; увидели огромное множество доселе невиданных представителей растительного и животного мира. Значительных и весьма знаменательных успехов в изучении и систематике живых организмов добился великий шведский естествоиспытатель Карл Линней, создавший знаменитую классификацию —систему органического мира, включив в нее всех известных к XVIII в. животных и растений. Созданная им достаточно искусственная система была вехой в естественных науках и К. Линней,. понимая ее недостатки, считал, что она будет «работать» до получения естественной системы.

Далее

В предыдущих главах книги представлен материал, показывающий, в частности, резкое увеличение масштабов человеческой «природопреобразовательной» деятельности, результаты которой ставят вопрос о наличии гармонии во взаимодействии человека и природы. Речь идет именно о гармонии как одной из формул единства, так как именно гармония обеспечивает возможность выхода из ситуации глобального экологического кризиса. В то же время простое единство представляет собой диалектическое выражение суммы противоречий между человеком и природой на каждом из отрезков времени их сосуществования.

Далее

Как известно, моделирование позволяет получить предварительное объяснение и предсказание поведения экосистем в условиях, когда теоретический уровень исследований в тенденциях развития природной среды оказывается недостаточно точным или вероятностно неопределенным. В этом аспекте моделирование должно быть обязательным дополнением к теоретическим построениям, так как существует значительный разрыв (в том числе «временной») между практическим воздействием на природу и теоретическим осмыслением последствий этого воздействия. В связи с этим все более или менее качественно новые варианты «переустройства» биосферы должны обязательно моделироваться.

Далее

Глобальный характер взаимоотношений человека со средой его обитания привел к появлению понятия ноосферы (от греч. noos— разум и sphare — шар), под которой понимается «сфера взаимодействия природы и общества, в которой человеческий разум при посредстве технически оснащенной деятельности становится определяющим фактором развития» .

Далее