- •Федеральное агенство по образованию
- •1. Организм и среда 6
- •1. Организм и среда
- •1.1. Строение и история земли
- •1.2. Возникновение жизни на земле
- •1.3. Фундаментальные свойства живых систем
- •1.4. Уровни организации живой материи
- •1.5. Условия и ресурсы среды
- •1.6. Популяции и сообщества
- •2. Экологические системы, пищевые цепи и энергия в экосистемах
- •2.1. Экологические системы
- •2.1.1. Понятие экологической системы
- •2.1.2.Живое, косное и биокосное вещество (по в.И.Вернадскому)
- •2.1.3. Законы в.И.Вернадского
- •2.2. Пищевые цепи
- •2.2.1. Понятие простых и сложных пищевых цепей
- •2.2.2. Экологические пирамиды
- •2.3. Циркуляция веществ
- •2.4. Энергетические ресурсы и энергия в экосистемах
- •2.4.1. Понятие энергетических ресурсов
- •2.4.2. Энергия в экологических системах
- •3. Экология человека
- •3.1. Основные понятия
- •3.2. Энергия и вещества
- •3.2.1. Энергия
- •3.2.2. Пищевые вещества
- •3.2.3. Минеральные соли и вода
- •3.3. Климатическая адаптация
- •3.3.1. Общие сведения
- •3.3.2. Температурная среда
- •3.3.2. Реакция организма на перегрев
- •3.3.4. Реакция организма на охлаждение
- •3.3.5. Границы зоны комфорта
- •3.4. Болезни
- •4. Глобальные проблемы окружающей среды
- •4.1. Основные сведения
- •4.2. Окружающая среда и стабильность популяций
- •4.2.1. Общие сведения
- •4.2.2. Процессы, регулирующие численность популяций
- •4.2.3. Экологические показатели
- •4.3. Глобальные изменения климата
- •4.3.1. Основные сведения
- •4.3.2. Природные экосистемы суши
- •4.3.3. Лесное и сельское хозяйство
- •4.3.4. Гидрология и водные ресурсы
- •4.3.5. Мировой океан и прибрежные зоны
- •4.3.6. Сезонный снежный покров, лед, вечная мерзлота
- •4.3.7. Энергетика, транспорт и промышленность
- •4.4. Проблемы мегаполисов
- •4.4.1. Общие сведения
- •4.4.2. Классификация городов по численности населения
- •4.4.3. Зонирование территории
- •4.4.4. Влияние крупных городов на климат
- •4.4.5. Радиационная экология
- •4.5. Разрушение озонового слоя
- •4.6. Снижение видового разнообразия
- •5. Экологический мониторинг
- •6. Основы охраны биосферы
- •6.1. Развитие биосферы
- •6.2. Биогеохимические циклы
- •6.2.1. Кругооборот воды
- •6.2.2. Кругооборот углерода
- •6.2.3. Кругооборот азота
- •6.2.4. Кругооборот серы
- •6.2.5. Кругооборот фосфора
- •6.2.6. Ландшафтный и экосистемный подход к изучению изменений биосферы
- •6.3. Основные положения необходимости устойчивого развития
- •6.4. Особенности эволюции биосферы в условиях антропогенного развития
- •6.5. Пути обеспечения экологической безопасности в биосфере
- •7. Основы экологического права
- •7.1. Правовое регулирование
- •7.2. Международные организации в области экологии
- •7.3. Экологический паспорт промышленного предприятия
- •Литература
- •Контрольные вопросы
- •Проверочные тесты
6.4. Особенности эволюции биосферы в условиях антропогенного развития
Известны следующие постулаты эволюции биосферы на современном этапе:
Антропогенное воздействие на биосферу может привести к глобальной экологической катастрофе, гибели всего живого на Земле.
Антропогенное воздействие на природу может угрожать устойчивому развитию цивилизации, изменения в биосфере при этом не будут означать ее гибели.
Биосфера Земли в процессе эволюции испытывала потрясения от жизнедеятельности определенных групп организмов. Изменения условий существования неоднократно становились причиной массовой гибели организмов, но вместе с тем они вызывали мутации и вспышки видообразования. Таким образом, первый постулат о гибели всего живого на Земле представляется маловероятным. В живом веществе биосферы заложены огромные резервы для саморазвития и самовосстановления. На основании этого в экологии существуют также и следующие постулаты об антропогенном воздействии на биосферу:
Антропогенное воздействие охватывает всю биосферу и вносит качественно новые факторы воздействия на биоту.
Антропогенное воздействие на биосферу проявляется прежде всего на региональном и локальном уровнях.
Антропогенное воздействие на биоту в глобальном масштабе не вносит качественно новых экологических изменений, тем не менее на региональном и локальном уровне это воздействие может носить чуждый соответствующим экосистемам характер, оно может вызвать резкое усиление одних и ослабление других экологических факторов, что может отличаться от естественного течения процесса.
Весьма вероятным является проявление следующих утверждений, известных в современной экологии:
заключительной фазой развития сообществ являются целостные, находящиеся в наиболее полном единстве с окружающей средой сообщества;
устойчивость сообществ поддерживается при условии постоянного нарушения их целостности.
Огромное значение в современном развитии биосферы имеет проблема видового разнообразия. В настоящее время сложилось определенное соотношение между различными живыми организмами (рис. 6.9).
Рисунок 6.9. - Относительное число видов живых организмов
Соотношения видов под антропогенным воздействием постоянно изменяется. Важнейшей проблемой является снижение темпов исчезновения различных видов живых организмов.
В ряде случаев полная защита сообщества от антропогенного воздействия приводит не к увеличению, а к уменьшению видового разнообразия.
Следовательно, можно допустить следующие предположения:
ход эволюции закономерно направлен в сторону все возрастающей роли в поведении животных высшей нервной деятельности, человеку разумному принадлежит главенствующая роль в биосфере с точки зрения современной науки;
человек разумный - слепая ветвь эволюции; в биосфере существуют группы организмов, обладающие высокой потенциальной возможностью мутагенного взрыва и порождения новых видов, способных противостоять экологическому стрессу, вызванному природными или антропогенными факторами.
В настоящее время, учитывая новое состояние биосферы в связи с возросшей ролью человека в ее формировании, усилении вторжения человека в биогеохимические циклы, большое значение приобретают новые подходы в изучении процесса эволюции современной биосферы с учетом антропогенного фактора. При рассмотрении биосферы, как самоорганизующейся системы в последнее время возникло новое направление в науке – СИНЕРГЕТИКА.
Предметом изучения в данном направлении являются принципы, лежащие в основе различных явлений самоорганизации в экологии, биологии, химии, физике, социологии, технике и других науках и научных направлениях.
Обобщенно, синергетику рассматривают как общую теорию самоорганизации в системах любой природы, в том числе – в биосистемах.
В современном развитии биосферы в соответствии с основными принципами синергетики выделяют ряд признаков:
биосфера, как сложная, открытая, самоорганизующаяся, неравновесная система состоит из очень большого количества элементов,
при увеличении неравновесия выше определенного предела, она может перейти в неустойчивое состояние, выход из которого, вероятно будет происходить скачкообразно путем быстрой перестройки ее элементов, причем выбор одного из возможных устойчивых состояний будет происходить случайно.
Восстановление в биосфере благоприятных условий к ее существованию, в соответствии с принципом Ле Шателье (1850 – 1936 гг. – французский ученый, работавший в области физической химии и металловедения), скорее всего будет происходить с изменением любых элементов, направленных на компенсацию производимых воздействий. Иначе говоря, данное явление можно назвать явлением отрицательных обратных связей. Таким образом, антропогенное воздействие на биосферу следует рассматривать как импульс к последующему развитию биосферы по иному пути. Место человека в биосфере будет определено его собственными действиями с учетом множества факторов, и прежде всего – экологических.
Живое вещество отличается от косного не только значительно более сложной структурой, но и способностью к отбору полезной энергии из биосферы только в том количестве, которое необходимо для самовоспроизведения и развития. С этой точки зрения антропогенное воздействие можно рассматривать как фактор, угрожающий очередным экологическим кризисом далеко не первым в процессе эволюции биосферы.
В связи с этим научные основы охраны биосферы и сохранения сложившегося равновесия в ней приобретают особенно важное значение.