
- •Глобальная экология
- •Курс лекций
- •Для студентов биологического факультета
- •Специальности н.06.01.00 «Экология»
- •Биосфера - глобальная экосистема планеты
- •1. 1. Предмет, задачи и методы глобальной экологии.
- •1. 2. История возникновения учения о биосфере
- •1. 3. Границы биосферы
- •1. 4. Энергетика биосферы
- •1. 5. Возникновение биосферы
- •1. 6. Типы веществ в биосфере
- •1. 7. Химический состав живого вещества
- •1. 8 . Биогеохимические функции живого вещества
- •1. 9. Свойства живого вещества
- •1. 10. Биогеохимические принципы в.И.Вернадского
- •1. 11. Основные свойства биосферы
- •1. 12. Биомасса и продуктивность живого вещества
- •1. 13. Биогеохимические циклы (круговороты) химических веществ
- •1. 14. Характеристика наземных биомов
- •1. Появление человека - новый фактор эволюции биосферы.
- •2. 2. Появление сельского хозяйства
- •2. 3. Промышленноразвитое общество
- •2. 4. Демографическая история человечества ( по : Рамад, 1981).
- •2. 5. Рост населения в развитых и развивающихся странах
- •2. 6. Пирамиды поло-возрастного состава популяций человека
- •2. 7. Общий коэффициент фертильности.
- •2. 8. Темпы прироста населения
- •2. 9. Связь роста населения с экономическим ростом страны
- •2. 10. Демографический переход
- •2. 11. Прогнозы роста численности населения в будущем
- •2. 12. Экологическая ниша человека
- •2. 13. Среды жизни современного человека
- •2. 14. Классификация потребностей человека
- •3. 1. История антропогенных экологических кризисов
- •3. 2. Масштабы техносферы
- •3. 3. Классификация природных ресурсов
- •3. 4. Экологические проблемы атмосферы
- •3. 4. 1. Проблема «парникового», или «тепличного» эффекта
- •3. 4. 2. Проблема озонового экрана
- •3. 4. 3. Кислотные осадки
- •3. 5. Проблемы водных ресурсов.
- •3. 5. 3. Эвтрофирование водоемов.
- •3. 6. Проблемы земельных ресурсов
- •3. 7. Проблемы производства пищи
2. 2. Появление сельского хозяйства
В начале неолита с возникновением сельского хозяйства воздействие человека на биосферу увеличилось во много раз. Начался небывалый демографический рост. Развитие сельского хозяйства было второй технологической революцией в истории человечества и вызвало первое серьезное антропогенное потрясение биосферы. Оно ускорило модификацию животного мира, сопровождающуюся вымиранием крупных представителей фауны, которых пастухи считали конкурентами домашних животных. Но особенно сильно сельское хозяйство повлияло на смену экосистем по схеме: лесные биомы сменяются сначала пастбищами, а затем полями сельскохозяйственных культур.
Распространение сельскохозяйственных культур оказало катастрофическое влияние на большое число наземных экосистем. Массовое бездумное уничтожение лесов, нерациональное использование земель умеренных и тропических зон безвозвратно разрушило сложившиеся экосистемы на огромных территориях. Боязнь лесов, свойственная человеку средних веков, привела к их бездумному уничтожению самыми различными цивилизациями. Достаточно сказать, что если в древнем Китае более 90% территории было покрыто лесом, то теперь леса занимают там лишь 5%.
Кроме создания агроэкосистем с ограниченным числом видов растений, для сельского хозяйства характерно приручение ограниченного числа видов животных, причем многие из них используются и как тягловая сила. В результате происходит значительное увеличение производства массы пищи на единице площади и количества механической энергии, поступающей в распоряжение человека.
Возникновение сельского хозяйства позволило вести оседлый образ жизни, способствовало увеличению плотности населения и образованию первых поселений. Если охотнику палеолита для поддержания жизни была необходима площадь 20 км2, что требовало сильного рассредоточения населения, то земледельцу палеолита было достаточно нескольких гектаров земли. К тому же люди научились хранить зерновые, что позволило создавать запасы и способствовало переходу от кочевого к оседлому образу жизни.
К несчастью, неумелое использование земли, систематическая ирригация неприспособленных для этого почв и безжалостная эксплуатация пастбищ оказали катастрофическое воздействие на плодородие земли. Разрушение естественных растительных сообществ часто приводило в конце концов к потере плодородия почвы и превращению сельхозугодий в настоящие пустыни. Интенсивное использование огня доисторическими пастухами для создания выгонов домашним животным привело к уничтожению первичных экосистем еще несколько тысячелетий назад.
Необратимые изменения во многих районах Земли произошли уже к началу нашей эры. Особенно сильно пострадала колыбель цивилизации – территория, включающая юг Палестины, северные районы Сирии и Месопотамии, восточную часть Ирана. Именно здесь более 10 000 лет назад зародилась земледелие. Сегодня песчаная пустыня простирается там, где 8000 лет назад процветала сельскохозяйственная цивилизация неолита. Чрезмерная эксплуатация этих территорий человеком сначала разрушила лесные экосистемы, затем вторичный покров земель и, наконец, почву.
Несмотря на прогресс культуры и техники, различные общественные формации сохранили общую экономическую основу, восходящую к неолиту. Какова бы ни была их социально-экономическая база, они все представляли собой, главным образом, аграрные цивилизации.
Несмотря на возрастающее значение городов и интенсивную индустриализацию, большинство населения существовало за счет сельского хозяйства. В связи с этим воздействие человека на природу, в сущности, нисколько не изменилось вплоть до середины прошлого века. В конечном счете аграрная цивилизация не изменила необратимо круговорот веществ и приток энергии в биосферу. Можно даже сказать, что экосистема человека стала составной частью естественных экологических процессов.
В Европе, начиная с появления первых аграрных цивилизаций неолита и до середины XIX в., экосистема человека была основана на эксплуатации земель и ограниченной деятельности ремесленников, использовавших, главным образом, растительные материалы, т.е. биодеградирующие материалы и небольшое количество коррозирующих металлов. Эта экосистема имела своих первичных продуцентов (дикорастущие и культурные растения), которыми человек питался или непосредственно, или косвенно через вторичных продуцентов (дичь, скот и т. д.), которые снабжали его большинством необходимых материалов (лес, растительное волокно и т.д.). Человек был основным потребителем этой экосистемы, в которой также развивалось большое количество животных со значительной биомассой. Вся потребляемая человеком продукция трансформировалась в биодеградирующие отходы, которые затем разрушались организмами - деструкторами (редуцентами). Редуценты разрушали отходы и осуществляли их минерализацию. В результате высвобождались фосфаты, нитраты и другие минеральные соли, которые вновь использовались в процессе фотосинтеза. Таким образом, осуществлялось самоочищение воды и земли и круговорот веществ не нарушался.
Приток солнечной энергии, получаемой человеком в виде химической энергии в процессе обмена веществ при питании, был равен около 4000 ккал./сут. на одного человека. Примерно столько же энергии человек использовал в виде тепловой (сжигание дров в домашних очагах) и механической (тягловая сила) энергии. Использовалась энергия, накопленная в течение одного вегетационного периода первичными продуцентами и аккумулированная в течение многих лет деревьями. Общее же количество энергии в пересчете на одного человека было очень невелико и составляло 10 000 ккал./сут. в неолите и около 22 000 в конце средних веков.
В конечном итоге экосистема человека при аграрной цивилизации имела высокий уровень гомеостаза. Несмотря на изменение или замещение экосистем, что неизбежно ведет за собой развитие земледелия, деятельность человека в сельскохозяйственном обществе вписывалась в биогеохимический круговорот и не изменяла притока энергии в биосферу. Совсем по другому обстоит дело в промышленноразвитом обществе.