Экология – важнейшая фундаментальная наука ХХI века

 

Содержание.

Введение…………………………………………………………………….....3

1. Структура, состав и основные компоненты ………………………..……4

2. Экологические системы…………………………………………...……….6

3. Законы природопользования и охрана природы…………………………8

4. Основные понятия о количественном загрязнении

окружающей среды……….……………………………………………………..10

5. Определение понятия жизнь…...…..…………………………………….12

6. Энергетический баланс Земли и круговороты веществ в природе…....15

7. Экология человеческого общества……………………………………....18

8. Социоэкологическое состояние и глобальные экологические

проблемы человеческого  общества в 21веке………….………………………20

9. Общие черты современного экологического кризиса, анализ и возможные выходы из него.…………………………………………………….24

Заключение……………………………………………….………………….27

Список литературы………………………………………………………….29

 

 

 

 

 

 

Введение.

В ХХI веке необходимо перейти от принципа «реагировать и исправлять» к принципу «предвидеть и предотвращать» А это значит, что забота об окружающей среде и ее охрана должна стать обязательным требованием международного, национального и регионального экономического развития во всех областях земного шара. Необходимо культурное, экологическое, экономическое и техническое единение народов. Следует особо помнить, что победа добра в мире и в человеческой душе зависит в первую очередь от самого человека. Центральная проблема, стоящая сегодня перед человечеством - как должно быть организовано общество, чтобы обеспечить коэволюцию биосферы и человека, обеспечить дальнейшее развитие цивилизации. Бережное отношение к природе и экологизация мышления должны стать нормой поведения людей. Сейчас уже невозможно вести хозяйственную деятельность человека на Земле без экологической регламентации производств и проведения решительных мер по пресечению выборов вредных веществ в окружающую среду.  Только радикальные изменения взаимоотношений между человеком и природой позволят нам избежать судьбы динозавров. Мы должны изменить свои приоритеты - наибольшей ценностью должны оставаться чистый воздух, вода, продукты питания. Экология является определяющей научно-практической дисциплиной, признанной быть основой оптимизации взаимоотношений хозяйственной деятельности человека с биосферой.

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Структура, состав и основные компоненты.

Энергия, информация и вещество. В момент возникновения Вселенной в ней безраздельно господствовала энергия. Управляемая информацией энергия упаковывается в сверх плотное состояние материю. Упаковка энергии в сверхплотное состояние - это информационно-энергетический процесс, лежащий в основе творения Вселенной. В образовании химических элементов участвуют источники 4-х типов: гравитационной, тепловой, ядерной и энергии световых квантов.

Атмосфера - газовая оболочка планеты. Атмосфера - это смесь газообразных веществ, не вступающих во взаимодействие при обычных природных условиях. Итак СО, который используется в процессе питания растений и растворяется в водах мирового океана, оказывает заметное влияние на климатические условия. Он создает так называемый парниковый эффект молекулы СО, хорошо пропускают коротковолновое солнечное излучение, но поглощают в длинноволновом части спектра. При полном отсутствии СО вся поверхность земли покрылась бы льдом, а средне годовая температура не превышала бы -10 С. А при дальнейшем увеличении СО- будет расти средне годовая температура(в настоящее время она соответствует +14,5 С в Южном полушарии и 15,5 С в северном полушарии).      Кислород - используется в процессе дыхания животными и растениями, а также в окислительных процессах, в том числе при сжатии топлив. При фотосинтезе на земле продуцируется кислорода примерно 300 млрд. тон в год. Озоновый экран земли появился 570-400 млн. лет назад.

Пути попадания микроорганизмов:

1. диффузия газов через  тропопаузу медленный, но постоянный процесс;

2. обходной - через максимально удаленные точки тропопаузы над экватором. Перелет молекулы из тропосферы в стратосферу осуществляется за 1-1,5 года;

3. мощные кучевые облака  иногда пробивают тропопаузу и вклиниваются в стратосферу;

4. извержение вулканов;

5. полет стратосферной авиации, ракет.

Азот - инертная часть  атмосферы. Он совершает сложный  круговорот в природе, основанный, в  основном, на его взаимодействии с  биосферой.

Гидросфера. Все живое на планете на 2/3 состоит из воды и, если анаэробные организмы могут существовать без воздуха, то без воды жизнь не возможна.  Первичная гидросфера возникла не позднее 4 млрд. лет тому назад. Гранитные магмы содержали до 1% воды, т.е. подземная гидросфера была основным поставщиком вод на планете. Наша планета является планетой воды, а не земли т.к. более ѕ ее занимают водные поверхности океанов, морей, льдов на суше и на море, озер и т.д. Мировой океан является главным аккумулятором и хранителем солнечной энергии. С повышением температуры способность воды растворять газы падает. Это важнейшая экологическая составляющая проблемы потепление климата.

Литосфера (поверхность земли) - испытывает самую значительную по массе и очень опасную антропогенную нагрузку.

Основные источники  антропогенного загрязнения:

- твердые и жидкие  отходы добывающей, перерабатывающей и химической промышленности, тепло энергетика и транспорт;

- отходы потребления;

- сельскохозяйственные  отходы и ядохимикаты;

- атмосферные выпадения  токсичных и канцерогенных веществ,  в том числе кислотные дожди;

- аварийные выбросы  и сбросы загрязняющих веществ, в том числе атомными станциями.

Биосфера - самая молодая и самая динамическая часть Земли.

Основные компоненты биосферы:

1. живое вещество: растения, животные, микроорганизмы;

2. биогенное вещество: органические и органико-минеральные продукты, созданные живыми организмами;

3. костное вещество - горные породы неорганического происхождения, которые являются средой для обитания живых организмов;

4. биокостное вещество, как результат синтеза живого и неживого вещества: Минеральные породы органического происхождения, современная почва, и т.д.

Все животное на земле  делится на два класса:

Организмы, строящие свои ткани непосредственно из неорганических соединений, называются автотрофными.

Гетеротрофные организмы  не способны синтезировать органические соединения они перерабатывают углеводы и белки и находятся в полной зависимости от них.

 

2. Экологические системы.

Виды систем. По виду обмена веществом и энергией с ОС различают:

1) изолированные системы (обмен не возможен);

2) замкнутые системы (невозможен обмен веществом, но обмен энергией возможен в любой форме);

3) открытие системы (возможен любой обмен веществом и энергией).

Всю совокупность организмов, состоящую из растений, животных микроорганизмов  называют биотой.

Пути взаимодействия различных категорий организмов системы составляют ее биотическую структуру. Все физические и химические неживые факторы называются абиотическими.

Первый основной принцип  функционирования экосистем; получение  ресурсов и избавление от отходов  в рамках круговорота всех элементов экосистемы.

Второй основной принцип  функционирования экосистем; они существуют за счет не загрязненной среды и  практически вечной солнечной энергии  количество которой постоянно и  избыточно.

Третий основной принцип  функционирования экосистем; чем больше биомасса популяции, тем ниже должен быть занимаемый ею трофический уровень. В наземных экосистемах биомасса растений всегда больше биомассы животных.

Законы и  принципы неоэкологии.

 Закон минимума. При стационарном состоянии лимитирующим будет то вещество, доступные количества которого наиболее близки к необходимому минимуму. Одно из ограничений к этому закону - организм иногда заменяет одно дефицитное вещество другим имеющимся в избытке.

Закон толерантности. Отсутствие или не возможность развития экосистемы определяется не только недостатком, но и избытком любого из факторов (тепло, свет, вода и т.д.).

Закон Геи - организмы  контролируются абиотической средой, в свою очередь организмы влияют на биотическую среду и контролируют ее самими разнообразными способами. Сущность закона Геи - это биологическая регуляция геохимической среды.

Закон конкурентного  исключения. Два вида, занимающие одну экологическую нишу, не могут сосуществовать в одном месте неограниченно  долго.

Основный закон экологии, одним из главных достижений экологии стало открытие, что развиваются не только организмы и виды, но и экосистемы.

 

 

3. Законы природопользования и охрана природы.

Закон ограниченности (исчерпаемости) природных ресурсов Земли конечны  и поэтому для человека нет  неисчерпаемых природных ресурсов. Закон - энергетику тропосферы нельзя возмущать более чем на тысячные доли солнечного энергопотока, который поглощается атмосферой и земной поверхностью 100 000 твт, где 1твт = 10кВт.

Современное мировое  энергопотребление человечества составляет уже более 10твт т.е. более 10% от мощности фотосинтеза закон основного обмена. Экосистема работает с эффективностью не более 30% остальное идет на основной обмен. Закон увеличения наукоемкости общественного развития. Для постиндустриального общества (информационного социалистического капитализма). Кто владеет информацией, тот владеет всем. Ограничение роста энергозатрат на человека. Для ослабления современного экологического кризиса необходим переход на новые менее энергоемкие технологии.

Закон мягкого управления природой. Управление должно быть системным  с учетом законов природы. Это  значительно эффективнее грубых техногенных вмешательств.

Закон максимума. Максимальный эффект может быть получен при определенном сочетании площадей, преобразованных человеком, и естественных экосистем.

Закон неустранимости отходов  и побочных воздействий производства. Проблема может быть решена только снижением давления общества на среду  жизни: через депопуляцию и более  экономное расходование природных  ресурсов. В связи с этим принципиально: экологическое всегда экономно, а поэтому в конечном счете экономично, т.к. приводит к меньшему увеличению энергетических затрат и всех других усилий.

1) В охране природы  возможны только успешная оборона  или отступление. Наступление не возможно - вид или экосистема, однажды уничтоженные, не могут быть восстановленные.

2) Продолжающийся рост  народонаселения и охрана природа  принципиально противоречат друг  другу.

3) Экономическая система,  охвачена манией роста, и охрана  природы также принципиально противостоят друг другу. Малый культурный народ, мало благоустроенный город.

4) Не только для  всех других организмов, но и  для человечества смертельно  опасно представление о том,  что при выработке решений  об использовании земли надо принимать во внимание одни лишь ближайшие цели и неравномерное обеспечение благ для людей.

5) Охрана природы должна  считаться с вопросом благосостояния  человека, а в более далекой  перспективе - с его выживанием.

Охрана природы как  среды жизни человека социально неизбежна. Эго ценности выше для человечества, чем эгоистические интересы отдельных лиц.

Эколого-энергетические ниши человека.

Переход к земледелию значительно уменьшил необходимую  индивидуальную кормовую площадь и довел, потребление ниши почти до уровня чистой первичной продукции растений примитивных агроценозов. Одновременно это потребовало роста общих затрат контролируемой человеком энергии на единицу продукции. Высшие животные эволюционируют в сторону оптимизации сочетания мощности и эффективности энергетики, тогда как человек отдает предпочтение мощности, очень часто пренебрегая эффективностью. В основе такого темпа роста (демографического взрыва) был так называемый демографический переход от старого типа воспроизводства населения (высокая рождаемость - высокая смертность) к новому типу (высокая рождаемость - низкая смертность), который стал возможен благодаря успехам здравоохранения, позволившим редко сохранить смертность от массовых эпидемий, а также существенно уменьшить детскую смертность в раннем возрасте. Самый большой прирост доли крупные азиатские страны: Китай, Индия, Индонезия. Причем рост народонаселения в городах в 3 раза выше, чем в сельской местности.

Итак, емкость планеты большинством ученых оценивается в 1-1.5 млрд. человек. Причем без регулирования численности населения Земли невозможно будет обеспечить права людей на качественную жизнь.  Наиболее драматические с экологической точки зрения события ожидаются в области демографии.

На первый план должно выходить наукоемкое производство. Но для него нужны умные головы, совсем другие люди, чем для традиционной промышленности. При этом, качество людей - одна из важнейших целей современной демографической политики. Требуется радикальное изменение тенденций. Оно заключается в особом внимании к качеству человека и качеству его жизни. Нужны генетически, физически и психически здоровые, высокоинтеллектуальные люди, жившие в абсолютно здоровой среде. Такой человек в состоянии регулировать свой популяционный рост без страха за себя и за потомство. Но для этого необходимо избавится от исторически сложившихся пороков человечества, ужасов войн, нищеты, болезней. Мешает инерционность мышления и идеологический маразм, неумение думать.

4. Основные понятия о количественном загрязнении окружающей среды.

С нелогических позиций  загрязнение это любое нарушение (изменение) оптимального состояния  или содержания составляющих (элементов, компонентов, показателей и др.) окружающей среды. Загрязнение ОС подразделяют на природные вызываемые в основном катастрофическими причинами (извержение вулканов землетрясение, пылевые бури селевые потоки и т. д.), и антропогенного возникающего в результате деятельности людей. Следует, к сожалению, отметить, что 98% природных веществ уходят в отходы только примерно 2% составляют полезный общественный продукт. Среди антропогенных выделяют следующие загрязнения ОС (почвы, воды, атмосферы): биологическое, механическое, химическое (изменения естественных химических свойств среды), физическое (тепловое световое радиоактивное и прочие) микробиологическое. Под загрязнением следует понимать изменение свойств и ухудшение функций среды в результате выбросов загрязняющих веществ (твердых, жидких, газообразных) а также тепла, радиоактивных загрязнителей, электромагнитных излучений, шума, вибрации и т.д. из различных источников.