Конспект лекций по экологии

для студентов заочной формы обучения СЗТУ (1 курс)

I. Биосфера и человек

1.1. В чем состоит единство природы и общества?

Человеческое сообщество является частью природной среды, поэтому сохранение природной среды непосредственно связано с сохранением человеческого сообщества. Однако, развиваясь и совершенствуясь на материале природы, используя ее закономерности, человеческое сообщество, по сравнению с другими сообществами, обладает специфической социальной сущностью. Человечество существует в природе, непрерывно взаимодействует с ней в самых разнообразных направлениях. Предпосылкой человеческого существования является материальное производство, т.е. общественно практическое отношение людей к природе, посредством которого и осуществляется естественный обмен веществ между человеком и природой.

С развитием производительных сил происходит увеличение массы веществ, вовлекаемых в хозяйственный оборот, в связи с чем непрерывно возрастает специфическое воздействие человека на условия своего существования. Этот процесс приводит к глубоким изменениям в природе, которые необходимо изучать.

Изучение законов природы позволяет своевременно предотвратить нежелательные последствия, которые неизбежно вытекают из деятельности общества, сохранить природные ресурсы и одновременно активно воздействовать на природу, подчинять ее интересам человека, содействовать научно-техническому прогрессу и быстрейшему развитию производительных сил.

1.2. Биосфера, ее состав и структура

Термин "биосфера" происходит от греческого слова "bios" - жизнь и "sphaira" - шар. Впервые термин биосфера появился в 1875 году в трудах австрийского ученого Э.Зюсса. До него о всепроникающей живой материи указывал известный французский ученый Ж.Б.Ламарк. Современное учение о биосфере создал выдающийся русский ученый В.И.Вернадский.

Биосфера - область активной жизни оболочки Земли, включающей части атмосферы, гидросферы и литосферы, заселенные живыми организмами. Состав, структура и энергетика биосферы определяются совокупной деятельностью живых организмов.

Биосфера расположена в следующих границах: верхняя граница - до высоты озонового слоя 20-25 км, нижняя - опускается на 1-2 км ниже дна океана и в среднем на 2-3 км на суше. Таким образом, биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу (водную среду), педосферу (почву) и верхнюю часть литосферы (горные породы).

Процессы обмена вещества и энергии в биосфере строго ритмичны. Этот ритм определяется постоянством астрономических явлений - постоянством периода обращения Земли вокруг своей оси (с суточной периодичностью связано размножение одноклеточных) и Солнца 9с годовой периодичностью, как правило, связано размножение многоклеточных). Скорость размножения зависит также от скорости распространения солнечной энергии в среде обитания организмов, от размеров последних, и количества заключенной в них геохимической энергии.

Биосфера - закономерный продукт эволюции Земли. К такому выводу В.И.Вернадский пришел, исследовав химический состав и химическую эволюцию земной коры и убедившись в том, что они не могут быть объяснены чисто геологическими причинами без учета роли живого вещества в геохимической миграции атомов.

Биосфера Земли представляет собой глобальную открытую систему со своим "входом" и "выходом". Ее "вход" - это поток солнечной энергии, поступающей из космоса, "выход" - те образованные в процессе жизнедеятельности организмов вещества, которые в силу каких-либо причин вышли из биогеохимического круговорота иногда на многие миллионы лет, например залежи угля, нефти, горючих сланцев, торфа и т.п.

Биосферу Земли можно рассматривать как самонастраивающуюся кибернетическую систему. При этом саморегулирование биосферы обеспечивается живыми организмами. Это позволяет считать биосферу централизованной кибернетической системой. Под таким названием объединяют системы, в которых один элемент или одна подсистема играет доминирующую роль в обеспечении функционирования системы в целом. Этот элемент называют ведущей частью системы, или ее центром. Живые организмы в биосфере играют роль такого центра. Согласно закону необходимого разнообразия Винера-Шеннона-Эшби (основному кибернетическому закону), кибернетическая система только тогда обладает устойчивостью для блокирования внешних и внутренних возмущений, когда она имеет достаточное внутреннее разнообразие.

В настоящее время считается, что в биосфере представлено более 2 млн. видов живых организмов, каждый из которых, в свою очередь, включает в себя миллионы и миллиарды особей, дисперсно распределенных в пространстве. Каждый вид по-своему взаимодействует с окружающей средой. Деятельность живых организмов и создает удивительное разнообразие окружающей нас природы - биосферы, которое служит определенной гарантией сохранения жизни на нашей планете. Внутреннее разнообразие биосферы обеспечило ее устойчивость даже к самым значительным катастрофическим потрясениям.

Дальнейшим развитием учения о биосфере явилась разработка фундаментальной идеи постепенного преобразования биосферы в ноосферу.