Конспект лекций по дисциплине «Экологические основы природопользования»

ВВЕДЕНИЕ

В последнее время слово «экология» стало очень популярным; наиболее часто его употребляют, говоря о неблагополучном состоянии окружающей нас природы. Иногда этот термин употребляют в сочетании с такими словами, как общество, се-мья, культура, здоровье. Экология стала обширной наукой, способной охватить большинство проблем, стоящих перед человечеством.

Термин экология образован от двух греческих слов («oikos»— дом, жилище, родина, и «logos» — наука), означающих дословно «наука о местообитании», был предложен немецким биологом Эрнестом Геккелем в 1866г.

Экология — это наука, изучающая взаимоотношения организмов и их сооб-ществ с окружающей их средой обитания (в том числе многообразие взаимосвязей их с другими организмами и сообществами).

Большое значение экологии как науки по настоящему стали понимать лишь недавно. Этому есть объяснение, которое связано с тем, что рост численности насе-ления Земли и усиливающееся воздействие человека на природную среду поставили его перед необходимостью решать ряд новых жизненно важных задач. Для удовле-творения своих потребностей в воде, пище, чистом воздухе человеку надо знать, как устроен и как функционирует окружающий мир.

История развития экологии как науки

С первых шагов своего развития человек неразрывно связан с природой. Он всегда находился в тесной зависимости от растительного и животного мира, от их ресурсов и был вынужден повседневно считаться с особенностями распределения и образа жизни зверей, рыб, птиц др. Конечно, представления древнего человека об окружающей среде не носили научного характера и были не всегда осознанными, но с течением времени именно они послужили источником накопления экологических знаний.

Большое влияние на мировоззрение ученых современной эпохи оказали древ-негреческие ученые. Так, например, Аристотель (384—322 до н. э.) в своей «Исто-рии животных» различал водных и сухопутных животных, плавающих, летающих, ползающих. Его внимание привлекали такие вопросы, как приуроченность организ-мов к местообитаниям, одиночная или стайная жизнь, различия в питании и т. д. Вопросы строения и жизни организмов рассматривались в трудах таких античных мыслителей и философов, как Теофраст (371—280 до н. э.), Плиний Старший (23— 79 н. э.) с его знаменитой «Естественной историей».

Удивительные открытия, которые принесли с собой путешествия в отдален-ные страны и великие географические открытия эпохи Возрождения, послужили толчком для развития биологии. Ученые и путешественники не только описывали внешнее и внутреннее строение растений, но и сообщали сведения о зависимости растений от условий произрастания или возделывания. Известный английский хи-мик Роберт Бойль (1627—1691) оказался первым, кто осуществил экологический эксперимент; он опубликовал результаты сравнительного изучения влияния низкого атмосферного давления на различных животных.

Большой вклад в формирование экологических знаний внесли шведский есте-ствоиспытатель Карл Линней (1707—1778) и французский исследователь природы

Жорж Бюффон (1707—1788), в трудах которых подчеркивалось ведущее значение климатических факторов. Особенно большой интерес представляют сочинения Линнея «Экономия природы». Под «экономией» Линней понимал взаимные отно-шения всех естественных тел, он сравнивал природу с человеческой общиной, жи-вущей по определенным законам.

Важные наблюдения, оказавшие влияние на развитие экологии, были выпол-нены учеными Российской Академии наук в ходе экспедиционных исследований, проводимых со второй половины XVIII в. Среди организаторов и участников этих экспедиций надо отметить С. П. Крашенинникова (1713—1755) с его «Описанием земли Камчатки», академика П. С. Палласа (1741—1811), подготовившего капи-тальный труд «Описание животных российско-азиатских».

Большое влияние на развитие экологической науки оказал французский автор первого эволюционного учения Жан Батист Ламарк (1744— 1829), считавший, что важнейшей причиной приспособительных изменений организмов, эволюции расте-ний и животных является влияние внешних условий среды.

Особую роль в развитии экологических идей сыграли труды великого англий-ского ученого-естествоиспытателя Чарлза Дарвина (1809—1882) — основателя уче-ния об эволюции органического мира. Вывод Ч. Дарвина о существующей в природе постоянной борьбе за существование принадлежит к числу центральных проблем экологии.

Как самостоятельная наука экология сформировалась к началу двадцатого столетия. Большой вклад в ее развитие в XX в. внесли всемирно известные ученые-ботаники К. А. Тимирязев (1843—1920), В. В. Докучаев (1846—1903), В. Н. Сукачев

(1880—1967) и ряд других.

Крупнейший русский ученый XX в. В. И. Вернадский (1863—1945) создает учение о биосфере и ноосфере. Он показывает, какую огромную роль играют живые организмы в геохимических процессах на нашей планете.

Для превращения экологии в самостоятельную науку очень важными были 1920-1940-е годы. В это время публикуется ряд книг по разным аспектам экологии, начинают выходить специализированные журналы (некоторые из них существуют до сих пор), возникают экологические общества. Но самое главное — постепенно формируется теоретическая основа новой науки, предлагаются первые математиче-ские модели и вырабатывается своя методология, позволяющая ставить и решать определенные задачи.

Тогда же оформляются два достаточно разных подхода, существующие и в современной экологии: популяционный — уделяющий основное внимание дина-мике численности организмов и их распределению в пространстве, и экосистемный

— концентрирующийся на процессах круговорота вещества и трансформации энер-гии.

Во второй половине двадцатого столетия происходит своего рода «экологиза-ция» современной науки. Это связано с осознанием огромной роли экологических знаний, с пониманием того, что деятельность человека зачастую не просто наносит вред окружающей среде, но и, воздействуя на нее негативно, изменяя условия жизни людей, угрожает самому существованию человечества.

Структура современной экологии

Экологию можно разделить на общую, частную и глобальную.

Общая экология – изучает популяции, взаимоотношения между организма-ми, организмами и средой, экологию сообществ, природные комплексы.

Частная экология - изучает определенные таксономические группы (эколо-гия растений, животных, микроорганизмов и т. д.).

Глобальная экология - изучает биосферу в целом, весь земной шар. Ее пер-воочередная задача — прогнозирование изменений биосферы в будущем, выяснение закономерностей эволюции биосферы.

В настоящее время появилось множество отраслей общей экологии: промыш-ленная, медицинская, химическая, сельскохозяйственная, лесная, экология морей, городская, и др.

Задачи экологии Одна из основных – уменьшение расточительного потребления природ-

ных ресурсов.

1. Изучать взаимоотношения между организмами и окружающей средой.

2. Исследовать действие среды обитания на строение, жизнедеятельность и поведение организмом.

3. Устанавливать зависимость между состоянием среды обитания и благопо-лучием популяции.

4. Изучать направление отбора в популяциях.

5. Регулирование численности популяций.

6. Разработка методов прогнозирования изменения качеств природной среды.

7. Разработка приемов рекультивации и оздоровления экосистем.

8. Представить экологию как теоретическую основу охраны окружающей сре-ды и рационального природопользования.

Методы экологических исследований Важнейшие объекты исследования – природные и антропогенные экосисте-

мы.

Экосистема – это любая совокупность организмов и среды их обитания. Природные экосистемы – озеро, луг, муравейник, лужа, море, тундра, пусты-

ня; антропогенные экосистемы – аквариум, цветок в горшке, пилотируемый косми-ческий корабль и т. д.

В экологии можно выделить три блока методов изучения:

• наблюдение и сравнение;

• научные эксперименты;

• моделирование.

Один из основных методов изучения в экологии – системный. Его сущность в том, что каждый объект в процессе его исследования должен рассматриваться как самостоятельная и сложная система и, одновременно, как элемент более общей системы.

Если в период своего возникновения экология изучала взаимоотношения ор-ганизмов с окружающей средой и была составной частью биологии, то современная экология охватывает чрезвычайно широкий круг вопросов и тесно переплетается с целым рядом смежных наук, прежде всего таких, как биология (ботаника и зооло-

гия), география, геология, физика, химия, генетика, математика, медицина, агроно-мия, архитектура.

Таким образом, современная экология — универсальная, бурно развивающая-ся, комплексная наука, имеющая большое практическое значение для всех жителей нашей планеты. Экология — наука будущего, и возможно, само существование че-ловека будет зависеть от прогресса этой науки.

В июне 1972 г. ООН провела в Стокгольме первое международное совеща-ние по проблемам охраны окружающей среды. Было принято решение о создании постоянно действующей организации по охране окружающей среды – ЮНЕП – Программа ООН по окружающей среде.

Принципы рационального природопользования

Решение глобальных экологических и ресурсных проблем требует совместных усилий многих государств. К таким проблемам относятся сохранение природы на нашей планете, овладение новыми источниками энергии, освоение космоса и ресур-сов Мирового океана.

Значение этих проблем обусловлено тем, что они затрагивают жизненные ин-тересы всех государств и народов нашей планеты.

Человечество обеспокоено непредвиденными результатами своей бесплановой деятельности, ее возможными нежелательными последствиями, угрожающими здо-ровью и благосостоянию людей планеты.

Сами того, не сознавая, мы все время используем ранее накопленную солнеч-ную энергию; сжигая каменный уголь, горючие сланцы, торф, нефть или газ, поль-зуемся энергетическими ресурсами, запасенными нашей планетой много десятков и сотен миллионов лет назад в виде органического вещества.

Природа не в состоянии справиться с обилием несвойственных ей химических соединений, поступающих в атмосферу, воды, почвы. Способность к самоочище-нию, буферность экосистем заметно падают. Экологические связи нарушаются и становятся неустойчивыми. Человек создает искусственные моря, меняя климат и рельеф больших территорий. Если образование нефти, газа, каменного угля проис-ходило в течение десятков миллионов лет, то человек может их выработать в тече-ние десятилетий. Но это не означает, что земные ресурсы в обозримом будущем обязательно иссякнут. Человечество должно изобрести новые способы переработки бедных руд, найти альтернативные источники энергии, более бережно относиться к природе.

Природопользование – это совокупность всех форм эксплуатации природных ресурсов, т. е. воздействие человека на природу в процессе ее хозяйственного ис-пользования.

Для более точной качественной и количественной характеристики природо-пользования Н.Ф. Реймерсом было разработано понятие природоресурсного по-тенциала, т. е. Той части природных ресурсов Земли и ближнего космоса, которая может быть реально вовлечена в хозяйственную деятельность при данных техниче-ских и социально-экономических возможностях с условием, что очень важно, со-хранение среды жизни человека.

Природными ресурсами Земли служат объекты и условия используемые в процессе материального производства для удовлетворения различных потребностей общества.

Классификация ресурсов:

1.- по характеру исчерпаемости

- исчерпаемые - неисчерпаемые

2.- по использованию

- промышленные - сельскохозяйственные - рекреационные

3.- по принадлежности к компоненту природы

- космические	- воздушные	- водные
- биологические	- почвенные	- геологические

Существует три простых правила, позволяющих определить пределы устой-чивости потребления ресурсов.

Правило 1. Для возобновимых ресурсов темпы потребления не должны пре-вышать темпы восстановления.

Правило 2. Темпы потребления невозобновимых ресурсов не должны превы-шать темпы их замены на возобновимые. Например, при эксплуатации нефтяных месторождений часть выручки должна вкладываться в разработку и производство альтернативных источников энергии, таких, как солнечные батареи, приливно-отливные электростанции и пр.

Правило 3. Интенсивность выброса загрязнителей не должна превышать ско-рости их переработки природной средой.

• настоящее время эти правила не соблюдаются. При этом наблюдаются зна-чительные различия между экологически развитыми и развивающимися странами. Для развитых стран более характерно нарушение третьего правила. Количество от-ходов производства настолько возросло в последние десятилетия, что стало угро-жать жизнедеятельности человека. В 2000 году количество отходов достигло 100 млрд. т в год. Лидерами по количеству твердых отходов на душу населения являют-ся промышленно развитые страны - США, Россия и Япония. Лидером по душевому показателю бытовых отходов является США – 500-600 кг в год мусора.

Значительное количество отходов способствует загрязнению окружающей среды и ее компонентов - атмосферы, гидросферы, почв.

• развивающихся странах в основном не соблюдается первое правило, и по-этому они страдают от истощения возобновляемых ресурсов. Истощение связано главным образом с бурным ростом населения вследствие демографического взрыва

• только отчасти с ростом интенсивности производства.

Чтобы подчеркнуть неразрывную связь между эксплуатацией природных ре-сурсов и необходимостью их сохранения, говорят о рациональном природополь-зовании и охране природы. Рациональное природопользование относят к той части социальной экологии, которую называют прикладной.

Рациональное природопользование - это такое использование естественных экосистем или их элементов, при котором не происходит разрушения ресурсов, и не ухудшаются среда обитания и соответственно здоровье человека.

Обеспечение устойчивого развития общества неразрывно связано с ра-циональным природопользованием.

Поэтому основные направления социальной экологии следующие: I. Воспроизводство окружающей среды, а именно:

а) сохранение естественных ландшафтов; б) создание искусственных биоценозов, не уступающих природным; в) пополнение запасов пресной воды;

г) воспроизводство запасов почвенных ресурсов; д) сохранение устойчивости природных сообществ (пирамидальной структуры

трофических связей); е) сохранение видового разнообразия, генофонда животного и растительного

мира.

II. Разработка критериев и обеспечение высокого качества окружающей

среды.

III. Проведение экономических оценок и стимулов в воспроизводстве природной среды.

IV. «Экологизация» потребления. Такое потребление ресурсов должно быть умеренным, с учетом экологических законов.

V. Обеспечение информацией систем управления окружающей средой.

Это создание систем мониторинга.

Рациональное природопользование способствует сохранению природоресурс-ного потенциала и здоровья человека, экономному использованию природных ре-сурсов и обеспечению эффективного режима их воспроизводства. Однако как про-шлые, так и современные производственные технологии не дают возможности пол-ного сохранения природоресурсного потенциала, лишь приближаются в отдельных случаях к этому оптимуму. Такое несоответствие на протяжении человеческой ис-тории способствует истощению отдельных видов природных ресурсов Земли в це-лом, обуславливая развитие экологического кризиса.

Основной принцип рационального природопользования: «Используй, охра-

няя, и охраняй, используя».

Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и пола-гают, что мы ещё успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями.

Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к ок-ружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого природе человеком.

Лекция 2 Природа и общество

План изучения нового материала:

I. Понятие о географической (окружающей) среде

II. Антропогенные воздействия на природу на разных этапах развития человеческого общества

III. Глобальные проблемы человечества

I. Понятие о географической (окружающей) среде

Понятия «природа» и «географическая среда» принципиально сходные. Однако пер-вое из них более широкое.

Географическая среда возникла в результате длительной эволюции географи-ческой оболочки под влиянием антропогенного воздействия, создания так называе-мой «вторичной природы», т. е. городов, заводов, полей, каналов, транспортных ма-гистралей и др.

Географической средой называется та часть земной природы, с которой человеческое общество непосредственно взаимодействует в своей жизни и про-изводственной деятельности на данном этапе исторического развития.

Географическая среда - не обходимое условие жизни и деятельности общест-ва. Она служит средой его обитания, важнейшим источником ресурсов, оказывает большое влияние на духовный мир людей, на их здоровье и настроение.

Тем не менее, при оценке роли географической среды в жизни общества не-редко допускались и допускаются ошибки двух видов: преувеличение этой роли и, напротив, недооценка ее.

Преувеличение роли географической среды называется географическим де-

терминизмом или, по Н. Н. Баранскому, географическим фатлизмом. В наиболее чистом виде он проявлялся в XVIII—XIX вв., но и в первой половине XX в. влияние его сказывалось на географических школах Франции, Германии, России, США. В наши дни географический фатализм обычно ветречается в более завуалированных формах.

Недооценку же роли географической среды Н. Н. Баранский назвал геогра-фическим нигилизмом. Пожалуй, такая недооценка была особенно характерна для Советского Союза, где долгое время господствовал лозунг «Мы не можем ждать милостей от природы, взять их у нее - наша задача».

• последнее время наряду с понятием о географической среде в научный оби-ход вошло также понятие об окружающей среде.

Под окружающей средой понимают всю среду обитания и производственной деятельности человеческого общества, весь окружающий человека материальный мир, включая и природную, и антропогенную среду.

• тех же случаях, когда имеется в виду только природная среда, правильнее говорить об окружающей природной среде.

1