Биосферные функции человечества: учение В. И. Вернадского о ноосфере.

Предмет изучения экологии.

Биотические компоненты по уровням организации живого	Абиотические компоненты по типам среды	Биосистемы по уровням организации
Сообщества   Популяции   Организмы	Вещество + энергия + информация	Свет Температура Вода Ветер Биогенные элементы Тип почвы Кислотность Соленость Огонь и т.д.	Экосистемы   Популяционные системы   Системы организмов

1ст+2ст.=3ст.

Основное понятие экологии – «экосистема» было предложено в 1935 году английским ученым А.Тенсли. Под экосистемой понимается такое единство организмов и среды их обитания, при котором обеспечиваются круговорот веществ, противостояние внешним воздействиям, производство биологической продукции и некоторые другие функции. На нашей планете живые организмы нераздельно связаны с их неживыми окружениями и находятся в постоянном взаимодействии друг с другом. В результате жизнедеятельности организмов происходит миграция химических элементов, накопление солнечной энергии и другие процессы. Поверхность Земли, преобразованная и охваченная жизнью, называется биосферой. Биосфера по существу является самой крупной экосистемой. Она находится во взаимодействии с явлениями и процессами, происходящими в космическом окружении и в недрах Земли (вулканы, землетрясения, естественные радиоактивные излучения, вариации геомагнитного поля и т.д.), а также взаимодействует с обществом последствиями производственной и другой природопреобразующей деятельности человека. Развитие экологии можно проследить на основе изменения, расширения ее предмета. Биологическая экология рассматривает условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают.

 

4.Задачи экологии: основными задачами экологии являются:

1.Исследование закономерностей организации жизни, в том числе в связи с антропогенными, т.е. являющимися результатом человеческой деятельности, воздействиями на природные экосистемы;

2.Создание научной основы рациональной эксплуатации биологических ресурсов;

3.Прогнозирование изменений природы под влиянием деятельности человека;

4.Сохранение среды обитания человека.

 

 

Живое вещество» и его свойства.

Вернадский показал, что все количество живых организмов Земли, образует единое целое – живое вещество планеты.

Свойства живого вещества:

1.Способность быстро занимать «все свободное пространство»;

2.Движение не только пассивное (под действием силы тяжести и т.д.), но и активное;

3.Устойчивость (физическая и химическая) при жизни и быстрое разложение после смерти;

4.Адаптация к изменяющимся условиям жизни;

5.Феноменально высокая скорость протекания химических реакций – в тысячу раз быстрее, чем в неживом веществе;

6.Высокая скорость обновления. В среднем для биосферы – за 8 лет, для суши 14 лет, для океана 33 дня.

 

Функции «живого вещества».

Вернадский показал, что все количество живых организмов Земли, образует единое целое – живое вещество планеты. В 1928-1930 Вернадский описал 5 основных биохимических функций живого вещества:

1.Газовая. Большинство газов в верхних горизонтах литосферы планеты порождено жизнью. Подземные горючие газы – продукты разложения органических веществ растительного происхождения, ранее захороненных в осадочных породах. Наиболее распространенным является болотный газ – метан (СН4);

2.Концентрационная. Организмы накапливают в своих телах многие химические элементы. Прежде всего углерод. В углях содержание углерода по степени концентрации в 1000 раз больше чем в среднем для земной коры. Нефть – концентратор углерода и водорода, поскольку они имеют биогенное происхождение. Целые горные хребты сложены остатками животных с известковыми составляющими (кальций). Фосфор накапливается позвоночными животными, сосредоточенный в их костях.

3.Окислительно-востановительная. В процессе жизнедеятельности и после своей смерти организмы, обитающие в разных водоемах регулируют кислородный режим и тем самым создают условия, благоприятные для растворения или же осаждения ряда металлов (Fe, Mn);

4.Биохимическая. Она связана с ростом размножения и перемещением живых организмов в пространстве, с их распространение в разные географические области;

5.Био-гео-химическая деятельность человека. Она охватывает все возрастающее количество веществ земной коры, для нужд промышленности, транспорта, сельского хозяйства.

Фотосинтез и хемосинтез

Фотосинтез — образование органических веществ зелеными растениями и некоторыми бактериями с использованием энергии солнечного света.

В ходе фотосинтеза происходит поглощение из атмосферы диоксида углерода и выделение кислорода.

Хемосинтез- процесс образования некоторыми бактериями органических веществ из диоксида углерода за счет энергии, полученной при окислении неорганических соединений (аммиака, водорода, соединений серы, закисного железа и др.). Хемосинтезирующие бактерии, наряду с фотосинтезирующими растениями и микробами, составляют группу автотрофных организмов. Хемосинтез открыт в 1887 С. Н. Виноградским.

1. Фотосинтез — особый тип обмена веществ,
происходящий в клетках растений и ряда бактерий, содержащих хлорофилл и хлоропласты. Фотосинтез — процесс образования органических веществ в хлоропластах из углекислого газа и воды с использованием энергии солнечного света.
2. Хлорофилл — высокоактивное органическое вещество, зеленый пигмент, его роль в фотосинтезе: поглощение энергии солнечного света, которая используется для образования богатых энергией органических веществ из бедных энергией неорганических веществ — углекислого газа и воды.
3. Органоиды клетки — хлоропласты со множеством выростов на внутренней мембране, увеличивающих ее поверхность. Встроенные в мембраны гран молекулы хлорофилла и ферментов, необходимые для поглощения и преобразования энергии света, осуществления реакций фотосинтеза.
4. Поглощение корнями растений воды и минеральных веществ из почвы, их передвижение по сосудам проводящей ткани в листья. Поступление их путем диффузии в клетки. Поступление углекислого газа из атмосферы через устьица в межклетники, а оттуда в клетки основной (фотосинтезирующей) ткани.
5. Поглощение хлорофиллом энергии солнечного света, расщепление молекул воды на атомы водорода и кислорода, выделение молекулярного кислорода через устьица в атмосферу. Использование энергии солнечного света на синтез молекул АТФ, богатых энергией, с помощью которой осуществляется восстановление углекислого газа водородом до глюкозы. Участие во всех химических реакциях ферментов.
6. Хлорофилл — посредник между Солнцем и Землей, выполняет на нашей планете космическую роль, так как он поглощает и использует энергию солнечного света для синтеза органических веществ из неорганических. Значение фотосинтеза: обеспечение всего живого на Земле пищей (органическими веществами), энергией, кислородом.

Искусственные экосистемы

Искусственная экосистема — созданная в результате деятельности человека. Примеры искусственных экосистем: парк, поле, сад, огород.
Отличия искусственной экосистемы от естественной:
— небольшое число видов (например, пшеница и некоторые виды сорных растений на пшеничном поле и связанные с ними животные);
— преобладание организмов одного или нескольких видов (пшеница в поле);
— короткие цепи питания из-за небольшого числа видов;
— незамкнутый круговорот веществ вследствие значительного выноса органических веществ и изъятия их из круговорота в виде урожая;
— невысокая устойчивость и неспособность к самостоятельному существованию без поддержки человека.

Парниковый эффект».

Все виды солнечного излучения (от уф. До инфрокрасного) достигают земной поверхности и нагревают ее. Последняя переизлучает ранее накопившуюся тепловую энергию в виде ИК – излучения в космос. Переизлученное ИК излучение интенсивно поглощается некоторыми газами: СО2, СН4, NOx, фреонами, парами воды. Эти газы называются парниковыми, действуют в атмосфере как стекло в парнике, они беспрепятственно пропускают солнечную радиацию, но задерживают тепловое излучение Земли в результате повышается температура ее поверхности, изменяются погода и климат. Под парниковым эффектом понимают возможное повышение глобальной температуры планеты в результате изменения теплового баланса, обусловленного постепенным накоплением парниковых газов в атмосфере. Основным парниковым газом является СО2, его вклад в парниковый эффект составляет от 50 до 65%, еще есть СН4 – 20%, NOx – 5%, озон, фреоны (хлор, фтор, углероды) и другие газы (около 10-25% парникового эффекта). Всего известно около 30 парниковых газов, их утепляющий эффект зависит не только от количества в атмосфере, но и от относительной активности действия на 1 молекулу. Если по данному показателю СО2 принять за 1, то для метана 25, для оксидов азота 165, а для фреона – 11000. Вследствие парникового эффекта среднегодовая температура повысилась за последнее столетие на 0,3-0,60С. В настоящее время увеличение концентрации СО2 происходит примерно со скоростью 0,3-0,5% в год. Увеличивается содержание и других парниковых газов – метана на 1%, NOx – на 0,2% в год. По разным источникам удвоение содержания парниковых газов, которое может произойти во 2 половине текущего века вызовет повышение среднеговоой температуры планеты на 1-3,5⁰С.

 

Кислотные дожди.

В последние 15-20 лет возникла сложная экологическая проблема кислотных дождей (ph<5). При сжигании различных видов топлива, а также с выбросами с предприятий в атмосферу поступает значительное количество оксидов серы и азота. При взаимодействии их с атмосферной влагой образуются азотная и серная кислоты, к ним примешиваются органические кислоты и некоторые соединения, что в сумме дает раствор с кислой реакцией. Согласно расчетам доля диоксида S в образованиях кислых осадков – 70%, появлению кислых осадков также способствует CO2, из-за его постоянного присутствия в атмосфере нормальным является ph осадков 5,6. В дальнейшем кислоты выпадают на поверхность суши или водоемов в виде дождей или иных атмосферных осадков. Отмечены случаи выпадения осадков с ph 2,2-2,3, что соответствует кислотности уксуса (характерные кислые осадки в малых государствах западной и восточной Европы). Действие кислых осадков на водные экосистемы весьма многообразно, попадая в водные источники они повышают кислотность и жесткость воды. При ph ниже 6 сильно подавляется деятельность ферментов, гормонов и других биологически активных веществ, от которых зависят рост и развитие организмов. На земном шаре насчитываются тысячи озер, практически лишившихся своих обитателей. Действие кислых осадков и атмосферных загрязнителей на леса способствует выщелачиванию из растений биогенов (Ca, Mg, K), сахаров, белков, аминокислот. Кислые осадки повреждают защитные ткани, увеличивают вероятность проникновения через них патогенных бактерий и грибов, способствует появлению вспышек численности насекомых. Такие воздействия снижают продуктивность фитоценозов.

 

Истощение озонового слоя. Образование «озоновых дыр» в атмосфере Земли.

Наиболее значительная потеря озона регистрируется над Антарктидой, где его содержание в озоновом слое за последние 30 лет уменьшилось на 40-50%. Пространство в пределах которого регистрируется заметное уменьшение концентрации озона получило название «озоновой дыры». В настоящее время озоновые дыры могут возникать размером более 10 млн. км2. Крайне опасные для человека и многих животных последствия истощения озонового экрана, увеличение числа заболеваний рака кожи и каторактой глаз. Если концентрация озона уменьшится на 1% происходит увеличение интенсивности УФ излучения у поверхности Земли на 15%. Это приводит к появлению100000 новых случаев каторакты и 10000 рака кожи на планете. А также к снижению иммунитета как у человека так и у животных. Помимо этого истощение озонового слоя способствует усилению парникового эффекта, снижению урожайности, деградации почв, общему загрязнению окружающей среды, увеличивает количество лесных пожаров.

 

Экологический кризис

Экологический кризис кризис взаимоотношений общества и природы, сохранения окружающей среды. На протяжении тысячелетий человек постоянно увеличивал свои технические возможности, усиливал вмешательство в природу, забывая о необходимости поддержания в ней биологического равновесия. Особенно резко возросла нагрузка на окружающую среду во второй половине XX в. Во взаимоотношениях между обществом и природой произошел качественный скачок, когда в результате резкого увеличения численности населения, интенсивной индустриализации и урбанизации нашей планеты хозяйственные нагрузки начали повсеместно превышать способность экологических систем к самоочищению и регенерации. Вследствие этого нарушился естественный круговорот веществ в биосфере, под угрозой оказалось здоровье нынешнего и будущего поколения людей. Экологическая проблема современного мира не только остра, но и многогранна. Она проявляется практически во всех отраслях материального производства (особенно в сельском хозяйстве, химической промышленности, черной и цветной металлургии, атомной энергетике), имеет отношение ко всем регионам планеты.

 

Экологическое право

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ПРАВО - комплексная отрасль права РФ, представляющая собой совокупность юридических норм, регулирующих отношения в области охраны и рационального использования природных ресурсов. В состав Э.п. входят нормы административного, финансового, уголовного, гражданского, земельного и ряда других отраслей права. Выделение Э.к. в самостоятельную отрасль произошло относительно недавно - в конце 1980-х - начале 1990-х гг. Э.п. называется также соответствующая наука и учебный курс. Синонимы - природоресурсное право, природооранительное право.

Киотский договор

Киотский протокол — международный документ, принятый в Киото (Япония) в декабре 1997 года в дополнение к Рамочной конвенции ООН об изменении климата (РКИК). Он обязывает развитые страны и страны с переходной экономикой сократить или стабилизировать выбросы парниковых газов в 2008-2012 годах по сравнению с 1990 годом. Период подписания протокола открылся 16 марта 1998 года и завершился 15 марта 1999.

По состоянию на 26 марта 2009 Протокол был ратифицирован 181 страной мира (совокупно ответственными за более чем 61% общемировых выбросов). Заметным исключением из этого списка являются США. Первый период осуществления протокола начался 1 января 2008 и продлится пять лет, до 31 декабря 2012, после чего, как ожидается, на смену ему придёт новое соглашение, предположительно достигнутое в декабре 2009 на конференции ООН в Копенгагене.

Понятие экологической ниши.

Экологическая ниша – место вида в экосистеме, определяемое его биотическим потенциалом и совокупностью факторов внешне среды, к которым он приспособлен. Экологическая ниша – это не только физическое пространство, занимаемое организмами, но и функциональная роль их в сообществе (трофическое положение) и их место относительно градиентов внешних факторов – температуры, влажности, ph почвы и др. Для характеристики ниши чаще всего используют 2 измерения: ширина ниши и перекрывание ниши с соседями. Специализация вида по питанию, использование производства, времени активности т динамику экологической ниши – основные ее показатели. У близкородственных видов, живущих вместе, наблюдаются тонкие разграничения ниши.

Копытные Зебры, антилопы гну, газели, антилопы топи.

Водоплавающие Большой баклан (добывает пищу в придонных слоях, камбала, бычки, беспозвоночные креветки) Длинноносый или хохлатый баклан (питается рыбой в верхних слоях воды, песчанки, сельдевые).

Экологическая ниша это по существу образец жизни тех или иных видов. Концепция экологической ниши связана с решением ряда практических задач, в том числе для редких и исчезающих видов позвоночных.

 

Экологическая экспертиза

При осуществлении мероприятий, связанных с воздействием на окружающую среду, природные экосистемы, здоровье людей, необходимо заранее, на уровне предпроектной или проектной документации исключить возможные негативные последствия путем произведения экологической экспертизы. Под экологической экспертизой следует понимать систему комплексной оценки всех возможных экологических и социально-экономических последствий осуществления проектов, функционирования народнохозяйственных объектов, принятия решений, направленных на предотвращение их отрицательного влияния на окружающую среду и на решение намеченных задач с наименьше затратой ресурсов и минимальными последствиями.

Критериями оценки выступают требования правовых норм, принципы охраны природы, правоохранительные приоритеты, экологические императивы, стандарты по охране природы и рациональному использованию природных ресурсов, строительные нормы и правила, санитарно-гигиенические нормативы, основные показатели утверждений предплановой, проектно-планировочной и проектно-сметной документации.

Оценочными критериями из ненормативных показателей являются обобщенные показатели природных особенностей местности, направления ветров, туманов, шпилей, воздушных инверсий, рельефа и др., используя которые, эксперты могут дать объективную оценку работ.

Эколого-экспертная деятельность должна содержать элементы экологического прогнозирования не только на проектный период, но и на перспективу в форме научно обоснованного предвидения, направленного на сохранение оптимального режима экосистемы «общество – природа».

Эксперты обязаны обеспечивать соблюдение в проектах нормативных требований по очистке вод, включая промышленные и бытовые стоки; защите атмосферы от вредных выбросов, утилизации, нейтрализации и вторичному использованию хозяйственно-бытовых и промышленных отходов, рациональной разработке полезных ископаемых и рекультивации земель.

Эколого-экспертный процесс состоит из трех основных этапов: подготовительного, или проверки наличия необходимых реквизитов, представляемых проектных материалов и их соответствия действующему законодательству; основного, или аналитической обработки данных по объектам экспертизы; заключительного, или обобщения и оценки данных и составления акта экспертизы. Правовой основой экологической экспертизы является законодательство РФ и субъектов Федерации, нормативной базой – весь комплекс существующих природоохранных и технических стандартов, ГОСТов, строительных норм и правил, санитарно-экологические и гигиенические нормативы.

 

 

Экологическая сертификация

Законом РФ «О защите прав потребителей» в России введена сертификация продукции, услуг и иных объектов, направленная на предотвращение вреда имуществу потребителей и обеспечение экологической безопасности населения. Экологическая сертификация – это подтверждение соответствия продукции установленным экологическим требованиям.

Правовые основы обязательной и добровольной сертификации, права, обязанности и ответственности ее участников закреплены в законе РФ «О сертификации продукции и услуг». По В.Ф. Протасову (2000) основные цели экологической сертификации:

- защита потребителей от использования (приобретения) продукции, опасной для их жизни, здоровья и имущества, а также для окружающей среды;

- регулирование отчислений в сфере взаимодействия общества и природы для сохранения природных богатств и улучшения среды обитания человека;

- обеспечение интеграции России в мировой рынок.

Главные задачи экологической сертификации:

- создание экологически справедливого рынка;

- защита изготовителя от нечестной конкуренции, содействие рекламе, сбыту и повышению конкурентоспособности продукции с наилучшими экологическими характеристиками;

- предотвращение поступления в страну недоброкачественных с экологической точки зрения иностранных товаров;

- приостановление или прекращение реализации продукции, не отвечающей установленным экологическим требованиям;

- укрепление за рубежом репутации экспортируемой экологически безопасной отечественной продукции;

- обеспечение улучшения качества окружающей среды и ресурсосбережения;

- содействие ускорению научно-технического прогресса в природоохранной области;

- обеспечение безопасности продукции на всех стадиях ее жизненного цикла.

Система экологической сертификации базируется на следующих основных правилах, предусматривающих:

- установление собственных правил процедуры и управления для проведения экологической сертификации, не противоречащих закону РФ «О сертификации продуктов и услуг»;

- разграничение функций между различными органами систем экологической сертификации;

-взаимодействие системы с международными и национальными органами по сертификации;

- распределение ответственности между участниками сертификации;

- тесную увязку налоговой системы и системы ценообразования с экологическим сертификатом и лицензией на применение знака соответствия экологическим требованиям.

Объекты экологической сертификации:

- объекты природной среды и природные ресурсы;

- отходы производства и потребления;

- технологические процессы.

В современных условиях особую важность имеет недопущение ввоза на территорию РФ и вывоза с ее территории недоброкачественной с экологической точки зрения продукции.

 

 

Предмет изучения экологии.

Биотические компоненты по уровням организации живого	Абиотические компоненты по типам среды	Биосистемы по уровням организации
Сообщества   Популяции   Организмы	Вещество + энергия + информация	Свет Температура Вода Ветер Биогенные элементы Тип почвы Кислотность Соленость Огонь и т.д.	Экосистемы   Популяционные системы   Системы организмов

1ст+2ст.=3ст.

Основное понятие экологии – «экосистема» было предложено в 1935 году английским ученым А.Тенсли. Под экосистемой понимается такое единство организмов и среды их обитания, при котором обеспечиваются круговорот веществ, противостояние внешним воздействиям, производство биологической продукции и некоторые другие функции. На нашей планете живые организмы нераздельно связаны с их неживыми окружениями и находятся в постоянном взаимодействии друг с другом. В результате жизнедеятельности организмов происходит миграция химических элементов, накопление солнечной энергии и другие процессы. Поверхность Земли, преобразованная и охваченная жизнью, называется биосферой. Биосфера по существу является самой крупной экосистемой. Она находится во взаимодействии с явлениями и процессами, происходящими в космическом окружении и в недрах Земли (вулканы, землетрясения, естественные радиоактивные излучения, вариации геомагнитного поля и т.д.), а также взаимодействует с обществом последствиями производственной и другой природопреобразующей деятельности человека. Развитие экологии можно проследить на основе изменения, расширения ее предмета. Биологическая экология рассматривает условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают.

 

4.Задачи экологии: основными задачами экологии являются:

1.Исследование закономерностей организации жизни, в том числе в связи с антропогенными, т.е. являющимися результатом человеческой деятельности, воздействиями на природные экосистемы;

2.Создание научной основы рациональной эксплуатации биологических ресурсов;

3.Прогнозирование изменений природы под влиянием деятельности человека;

4.Сохранение среды обитания человека.

 

 

Биосферные функции человечества: учение В. И. Вернадского о ноосфере.

Является ли человечество продолжением природы или оно представляет собой инородное тело наподобие раковой опухоли в ее организме? Академик Вернадский попытался ответить на этот вопрос, путем выяснения возможных биосферных функций человечества.

В биосфере как известно протекает цепь процессов последовательно утилизирующих энергию Солнца. Запас устойчивости экосистем и всей биосферы зависит от ее накопления. Эволюция биосферы шла в направлении увеличения запаса ее устойчивости относительно внешних воздействий. Человек с того момента как научился добывать огонь все активнее стал использовать аккумулированную в растениях энергию Солнца, а впоследствии и энергию полезных ископаемых накопленную в былых биосферах. В биосфере нет такого вида, который подрывал бы устои своего существования, однако до сих пор деятельность человечества как ни странно направлена на ослабление устойчивости биосферы, на уменьшение ее разнообразия. Человечество продолжает стихийно размножаться, истребляя богатства природы, отравляет окружающую среду. Тем не менее в ходе истории увеличивается потенциальная возможность человека повышать устойчивость биосферы, обеспечивать длительное ее развитие. Обладая разумом он способен познать закономерности биосферных процессов и действовать в направлении повышения разносторонности биосферы, а следовательно и ее устойчивости.

Возможно в этом заключается эволюционно обусловленная биосферная функция человечества. Появление у человека способности к научному познанию в таком случае предстает неслучайным, а закономерным явлением. Возникновение подобной способности непосредственно связано с эволюцией мозга человека, овладевающего научным пониманием окружающего мира. Получается, что в человеке природа посредством научного мышления познает самое себя и представляет свое будущее. В.И. Вернадский считал, что под влиянием научной мысли и человеческого труда биосфера будет переходить в новое состояние – ноосферу (сфера разума). Ноосфера – это порождение разума человека, и ее развитие должно основываться на высшем проявлении интеллекта – научном познании, на глубоко продуманным и аргументированных действиях людей. Свои биосферные функции человек сможет полноценно именно в эпоху ноосферы. Основные предпосылки перехода биосферы к ноосфере можно свести к следующему:

•Высокий уровень развития науки, всесторонняя обоснованность любой человеческой деятельности.

•Единство человечества, исключающее насилие и войны из жизни людей.

•Высокий уровень и высокое качество жизни людей.

•Равенство людей на Земле, исключающее национализм, расизм, нищету, эксплуатацию.

•Развитость СМИ и коммуникаций.

•Наличие альтернативных технологий, источников энергии.

Биосферная функция человечества заключается в поддержании и целенаправленном развитии биосферы, осознание человечеством своей биосферной функции непосредственно связано с развитием научного познания, становлением ноосферы.