Конспект лекционных занятий

Тема лекции 1 - Геоэкология - наука о территориальных экосистемах.

Геоэкология - сравнительно новая отрасль знаний, одно из передовых междисциплинар­ных научных направлений в области природопользования. Зародившись в недрах естествен­ных наук - географии и геологии, изучающих планетарные закономерности географической оболочки Земли, новое учение, получившее название «геоэкология», вобрало в себя в каче­стве фундаментальной основы - экологию, изучающую всю живую природу в целом, разные уровни организации жизни на Земле.

Изучение изменений природной среды под воздействием хозяйственной деятельности, оцен­ка состояния и тенденций развития природно-техногенных систем, разработка рекомендаций конструктивных решений экологических проблем любых уровней - входят в круг вопросов, которые рассматривает геоэкология.

Используя методы смежных наук - естественных, социальных и экономических, геоэко­логия изучает окружающую среду не только как среду жизнедеятельности живых организ­мов, в том числе человека, но и как среду социально-экономической, хозяйственно- преобразующей деятельности человека. Таким образом, геоэкология - это мировоззрение, научная основа рационального природопользования.

Развивающаяся сейчас геоэкология как межотраслевое научное направление о сложных взаимосвязях в системе «природа - общество», став основой рационального ведения хозяй­ства, позволит грамотно осуществлять стратегию взаимодействия общества с природой, со­храняя ее в устойчивом состоянии, что позволит избежать экологических просчетов, прово­дить политику разумного и рационального использования природных ресурсов в целях обес­печения потребностей настоящего и будущего поколений жителей Земли.

Впервые важную роль географических исследований в решении экологических проблем отметал академик В.Б. Сочава. По мнению многих известных ученых, в частности И. П. Ге­расимова, А. Г. Исаченко, Н. Ф. Реймерса и др., именно география более других наук подго­товлена к разработке экологической концепции, что дает возможность рассматривать ее как; прародительницу» геоэкологии. Рассматривая человека в окружающей его среде (при­родной, социальной, культурной, экономической, техногенной) и формируемых в процессе жизнедеятельности человека геосистемах, география тесно соприкасается с экологией, осо­бенно социальной экологией, экономикой, биологией, геологией и пр.

Для конструктивных географических исследований и принятия решений экологический подход является в настоящее время определяющим, общенаучным и общепризнанным. В прикладном плане предметом изучения географии можно рассматривать эко-диагностику территорий, изучение современного и ожидаемого состояния окружающей среды, экоси­стем и ландшафтов, а также разработку методов выявления и принятия оперативных реше­ний для предотвращения или ликвидации последствий негативных экологических процессов и явлений. Причем причиной последних могут быть как антропогенные, так и естественные (природные) факторы. Таким образом, география развивается на двух направлений - геоэко­логии и географии природных рисков. Исследовательским полем географии в новое время может стать анализ экологических проблем и экологических ситуаций (причин их возник­новения, оценки, картографирования территориального распределения) в регионах разного масштаба — от местных (локальных) до глобальных.

Почти все современные науки внесли свой посильный вклад в геоэкологию: математи­ка физиология, агрономия, география, геология и другие. Но самой первой наукой, которая совместно с биологией изучала окружающую среду, была география, имевшая в своем арсенале методы исследований и предмет изучения - компоненты природы с человеком в центре.

Научно-технический прогресс конца XX века дал стимул к формированию новых научных направлений географии и геологии. Так, в географии сформулировались направления эко­логического цикла в виде экологии суши, экологии моря, экологии ландшафтов и т. д. Еще ранее процесс экологизации охватил науку о почвах. Многообразие экологических на­правлений в географии со временем сконцентрировалось в крупное современное на­правление - географическую экологию (геоэкологию ландшафтов), изучающую экосфер) по­верхности Земли и хозяйственную деятельность людей на ней. Наряду с географическими пауками в последние десятилетия XX века очень активно стали объединяться науки геоло­гического цикла в исследовании экологической проблематики в рамках единого научного на­правления.

Заслугой современной геоэкологии является интеграция экологических направлений в ис­следовании окружающей природной среды и развитого общества. Речь идет о традиционной геоэкологии и сравнительно молодой геологической экологии. В связи с тем, что геоэкология предметом своих исследований видит географическую оболочку, состоящую из природных компонентов и экосистем: атмосфера, гидросфера, литосферы и биосфера, то и возможности ее будут значительно большие в отличие от возможностей экологических подразделений от­раслевого направления. Геоэкология в своих исследованиях также использует методы и нара­ботки географической экологии или экологии ландшафтов и ее подразделений: экологическая геохимия, экологическая геофизика, инженерная геоэкология, экогеоморфология и др. За эко­логической геологией утвердился приоритет в изучении экологии геологической среды и эко­логических функций литосферы. Таким образом, геоэкология совместно с экологической геологией позволяет дать комплексную экологическую оценку окружающей среды по компо­нентам природы в связи с антропогенной нагрузкой и техногенным воздействием современно­го развитого общества.

Геоэкология в своем арсенале имеет ландшафтную геоэкологию, экологическую географию, экологическую геологию, космическую экологию и др.

Следует иметь в виду, что современная наука геоэкология вышла на новый этап изучении окружающей среды природной и техногенной. Развитое общество произвело огромное коли­чество техногенных веществ, которые по объему составляют пятую часть химических ве­ществ, участвующих в ежегодном природном массообмене. Изучать новую техногенную среду «придется» геоэкологии и другим экологическим наукам в тесном контакте.

Основные понятия геоэкологии и техногенеза и их взаимоотношение. Появлению терми­на «геоэкология» общество обязано немецкому географу К. Тролю, а в 1970 г. термин быстро вошел в практику ландшафтоведения благодаря публикации В.Б. Сочавы. Почти все географы, работавшие в это время над проблемами природопользования, ландшафтоведения и охрани природы взяли термин на вооружение как чисто географический. Следует вспомнить, что эко­логия как составная часть биологической науки приобрела права гражданственности в сере­дине XDC века, изучая проблему жизнедеятельности различных уровней живых организмов от низших родов до крупнейших экосистем. Организмы и экосистемы испытывают на себе воз­действие изменяющихся природных условий и техногенных нагрузок. Хозяйственная дея­тельность общества с середины XIX века приобретает промышленную направленность, уве­личивается добыча угля, нефти, развивается фабричное дело, растет количество металлургических заводов. На окружающую среду – живые организмы, экосистемы увеличивается техногенное воздействие. Иными словами общество вступило в противоречие с естественным существованием живых организмов, растительности и целых экосистем.

Появились новые направления в экологии, рассматривающие взаимоотношение общества с окружающей средой. С 80-х годов XX века во многих странах за геоэкологией прочно утвердился приоритет в оценке антропогенного воздействия на окружающую среду (ОВОС).

В теоретической обстановке и практической значимости наука геоэкология со значи­тельным количеством интегрированных ею экологических направлений и прежде всего эко­логической геологией и экологической географией использует широкий круг понятий и спе­циальных терминов, образующих понятийный аппарат геоэкологии. Понятий и терминов достаточно много. Остановимся лишь на некоторых из них, без которых в практике мони­торинговых исследований просто не обойтись.

Окружающая среда (ОС). Под ОС принято понимать систему взаимосвязанных природных или антропогенных объектов и явлений.

Известно, что компоненты природы: атмосфера, гидросфера, литосфера, биосфера, поч­вы, рельеф, ландшафты и пр., находятся в тесном взаимодействии.

Среда географическая - окружающая общество природа, являющаяся необходимым и постоянным условием жизни людей. Большая группа исследователей термин «географиче­ская среда» нередко употребляет как синоним географической оболочки.

Географическая оболочка - комплексная оболочка земного шара, состоящая из земной коры, нижних частей атмосферы (тропосферы и части стратосферы), гидросфе­ры, растительности и почвенных покровов и животного мира.

Среда антропогенная - среда природная, прямо или косвенно измененная людьми.

Так, среда биогенная представляет совокупность биологической и биотической сред. Биологическая среда, как следует из самого названия, объединяет живые организмы, в системе, которой «существуют» рассматриваемые организмы и объекты. Среда биоти­ческая представляет силы и явления природы, обязанные своим происхождением жизне­деятельности существующих организмов. В противоположность биогенной среде абио­тическая (абиогенная) среда объединяет все силы и процессы, не связанные с жизнедея­тельностью ныне живущих организмов, в том числе и человека.

Абиогенная среда, в определенной степени, сродни с геологической средой, которую представляет комплекс геоморфологических, геофизических и геохимических условий, в том числе интеллект человека, с его производственной деятельностью в литосфере.

Техногенез предлагается понимать как процесс или точнее как совокупность процес­сов (а не как причину) техногенного воздействия общества на природную среду. Причиной же техногенеза является хозяйственная деятельность человека.

У значительной части исследователей этой проблемы не вызывает сомнения - это добыча и эксплуатация природных ресурсов и функционирование технических систем, осуществляю­щих сброс отходов в природную среду. Предлагается и более обобщающее толкование про­блемы — воздействие хозяйственного комплекса общества на окружающую среду. Но данное определение подчеркивает направленность воздействия общества по отношению к окружающей среде с помощью разнообразных источников загрязняющих веществ. Основ­ным источником техногенеза являются различные технологические процессы промышлен­ных и сельскохозяйственных производств, транспорт, строительные площадки, объекты со­циально-коммунального комплекса. Причем для усиления фактора присутствия че­ловека в технологической цепочке процесса возникновения техногенеза предполагает ис­пользовать термин антропогенные источники, металлургический завод, автомобиль или город являются источниками загрязнения окружающей среды, главной действующей фигурой в технологической цепочке которых выступает человек.

Литература: 1осн. [102-108,112-113], 1доп. [51-61].

Контрольные вопросы:

1. Что включает в себя предмет геоэкология?

2. Цели и задачи геоэкологии?

3. Предмет и объект геоэкологии?

Тема лекции 2 - Земля как планета - притяжение Солнца и Луны, ди­намические следствия. Магнитное и гравитационные поля Земли. Враще­ние Земли вокруг оси и динамические последствия. Ядро, мантия и лито­сфера.

Земля - третья планета Солнечной системы, она вращается вокруг Солнца по орбите на среднем расстоянии 149,5.106 км со средним периодом 365,2564 звездных суток; скорость движения по орбите 29,76 км/сек.. Масса Земли - 5,975x1027 г, она составляет 1/333432 мас­сы Солнца; средняя плотность слагающего Землю вещества — 5,52 г/смЗ. Радиус Земли по экватору - 6378,245 км, полярный радиус - 6356,863 км, средний радиус - 6371,110 км.

Под действием притяжения Солнца Земля, как и другие тела Солнечной системы, обра­щается вокруг него по эллиптической (мало отличающейся от круговой) орбите. Солнце рас­положено в одном из фокусов эллиптической орбиты Земли, вследствие чего расстояние ме­жду Землёй и Солнцем в течение года меняется от 147,117 млн.км (в перигелии) до 152,083 млн. км (в афелии). Большая полуось орбиты Земли, равная 149,6 млн.км, принимается за единицу при измерении расстояний в пределах Солнечной системы. Скорость движения Земли по орбите, равная в среднем 29,765 км/сек, колеблется от 30,27 км/сек (в перигелии) до 29,27 км/сек (в афелии). Вместе с Солнцем Земля участвует также в движении вокруг цен­тра Галактики, период галактического обращения составляет около 200 млн. лет, средняя скорость движения 250 км/сек. Относительно ближайших звёзд Солнце вместе с Землей движется со скоростью 19,5 км/сек в направлении созвездия Геркулеса.

Период обращения Земли вокруг Солнца, называемый годом, имеет несколько различную величину в зависимости от того, по отношению к каким телам или точкам небесной сферы рассматривается движение Земли и связанное с ним кажущееся движение Солнца по небу. Период обращения, соответствующий промежутку времени между двумя прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия, называется тропическим годом. Тропический год положен в основу календаря, он равен 365,242 средних солнечных суток.

Плоскость земной орбиты (плоскость эклиптики) наклонена в современную эпоху под углом 1,6

Естественный спутник Земли - Луна обращается вокруг Земли по эллиптической орбите на среднем расстоянии 384 400 км. Масса Луны составляет 1:81,5 долю массы Земли (73,5*10²¹ кг). Оба тела - Земля и Луна - обращаются вокруг центра масс системы. Отноше­ние массы Луны к массе Земли - наибольшее среди всех планет и их спутников в Солнечной системе, поэтому систему Земля - Луна часто рассматривают как двойную планету.

Земля имеет сложную форму, определяемую совместным действием гравитации, центро­бежных сил, вызванных осевым вращением Земли, а также совокупностью внутренних и внешних рельефообразующих сил. Приближённо в качестве формы (фигуры) Земли прини­мают уровненную поверхность гравитационного потенциала (т. е. поверхность, во всех точ­ках перпендикулярную к направлению отвеса), совпадающую с поверхностью воды в океа­нах (при отсутствии волн, приливов, течений и возмущений, вызванных изменением атмо­сферного давления). Эту поверхность называют геоидом. Объём, ограниченный этой по­верхностью, считается объёмом Земли. Средним радиусом Земли называют радиус шара того лее объёма, что и объём геоида. Для решения многих научных и практических задач геоде­зии, картографии и других в качестве формы Земли принимают земной эллипсоид. Знание параметров земного эллипсоида, его положения в теле Земли. А также гравитационного поля Земли имеет большое значение в астродинамике, изучающей законы движения искусствен­ных космических тел. Эти параметры изучаются путём наземных астрономо-геодезических и гравиметрических измерений и методами спутниковой геодезии.