Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Биосфера: структура и свойства




Биосферой называют всю совокупность живых организмов на Земле и все объемное пространство, заселенное ими, находящееся под их воздействием и занятое продуктами их жизнедеятельности. Биосфера является глобальной экосистемой, которая занимает верх­нюю часть литосферы (земной коры), гидросферу и нижнюю часть атмосферы1.

Термин «биосфера» впервые появился во второй половине XIX в. в трудах австрийского ученого-геолога Э. Зюсса, который называл так «тонкую пленку жизни» на земной поверхности. Однако фундамен­тальные исследования эволюции биосферы принадлежат российскому ученому В.И. Вернадскому. Именно он стал основателем учения о биосфере и доказал, что все три оболочки Земли (литосфера, гидро­сфера, атмосфера) связаны воедино и приобрели современный облик И состав благодаря грандиозной работе живых организмов. Они много-Кратно (миллионы раз) пропустили через себя весь объем Мирового океана, создали почву, наполнили атмосферу Земли кислородом, оста­вили после себя километровые толщи осадочных пород, в том числе топливно-энергетические ресурсы. Таким образом, биосфера — зем-

 

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы до высоты озонового слоя (в среднем до 20—25 км), верхнюю часть твердой оболочки Земли — литосферы (до глу­бины 3 км) и всю гидросферу.

 

ная оболочка живых организмов, сформированная при непосредст­венном их участии.

Согласно теории В.И. Вернадского, в состав биосферы кроме био-ты входит биогенное вещество — остатки организмов на разных стадиях деструкции, органические и минеральные продукты их жизнедеятель­ности и биокосное вещество — продукты переработки горных и осадоч­ных пород живыми организмами.

Структурными единицами биосферы являются экосистемы и био­геоценозы.

Активную часть биосферы, представленную живыми организма­ми, называют экосферой. Ее населяют примерно 1 млн видов животных и около 340 тыс. видов растений; при этом 93% всех видов растений и животных живут на суше.

Биомасса экосферы поддерживается на относительно постоянном уровне на протяжении сотен миллионов лет (около 2 трлн тонн орга­нического сухого вещества). Происходит это за счет лимитирования биомассы (по веществу) в процессе круговорота биогенных элементов1 под воздействием потока солнечной энергии.

Таким образом, за счет естественных процессов в биосфере — син­теза и разложения органических веществ обеспечивается устойчивость биосферы в масштабе геологического времени. Это обстоятельство яв­ляется важнейшим условием глобальной экологической безопасно­сти — экологического равновесия.

Синтез и разложение органических веществ осуществляются раз­личными видами живых организмов. Эти виды, а также их сообщества были отобраны в ходе эволюции биосферы. «Избранные» сообщества и сформированные ими абиотические компоненты окружающей при­родной среды составляют современную биосферу Земли.

Поскольку биота поддерживает определенный химический состав природной среды, ее деятельность должна подчиняться принципу Ле Шателье: при возникновении внешних возмущений, нарушающих со­стояние окружающей среды, в биоте должны возникать процессы, компенсирующие это возмущение. Компенсация возмущения в био­сфере может происходить за счет направленного изменения соотноше­ния между синтезом и разложением органических веществ.

Однако компенсация возмущений окружающей среды может осу­ществляться только неизмененной (невозмущенной) или слабо изме­ненной биотой. Например, в случае замещения естественных видов культурными теряется возможность не только компенсировать возникшее возмущение, но и обеспечить полностью замкнутый кругово­рот веществ.

Итак, биосфера — фундаментальное понятие экологии — означа­ет оболочку жизни, живое вещество которой выполняет роль транс­форматора, переводящего космическую энергию в различные виды земной энергии: электрическую, химическую, механическую, тепло­вую и пр.

 

Учение о ноосфере

К середине XX в. стало вполне очевидным, что человеческая дея­тельность по характеру своих последствий и проявлений является про­цессом геологическим: антропогенное воздействие изменяет химиче­ский состав и физические параметры атмосферы, гидросферы и литосферы; человек вмешивается в видовой состав живых организмов; массы вещества, перемещаемые человечеством, сопоставимы с при­родными потоками вещества. Идея о геологическом характере челове­ческой деятельности принадлежит В.И. Вернадскому. Она была пред­ставлена им в научных кругах в начале 1920-х годов. К этому времени в естествознании уже сложились представления о единстве природы и человека, их взаимообусловленности. Однако не было еще теории, ко­торая связала бы воедино мир неживой материи и живого вещества, с одной стороны, и мир человека и общества — с другой.

Учение В.И. Вернадского о ноосфере стало связующим звеном для воспроизведения единой цельной картины мира. Развивая мине­ралогию и геохимию, В.И. Вернадский стал одним из первых, кто по­нял, что облик Земли как космического тела (ландшафты, химия оке­ана, структура атмосферы) является следствием развития жизни. Рассматривая жизнь как космическое явление, В.И. Вернадский в своем труде «Биогеохимия» описал эволюцию биосферы с момента ее возникновения.

В.И. Вернадский стал первым ученым-естественником, который систематически исследовал влияние жизни на развитие Земли, назы­вая жизнь буфером между космосом и косным (неживым) веществом. Этот буфер способен использовать космическую энергию для преобра­зования планетарного вещества. Таким образом, по В. И. Вернадскому, жизнь — «живое вещество» — является катализатором процесса пла­нетарного развития. Планета Земля и космос представляют собой единую систему, в которой живое вещество связывает в единое целое процессы, протекающие на Земле, с процессами космического происхождения. За счет энергии Солнца возникли так называемые геохими­ческие циклы, или круговорот веществ в природе, начали возникать толщи осадочных пород, которые преобразовывались затем в ходе гео­логических и геохимических процессов.

Однако не феномен жизни, а феномен человека является ядром тео­рии В.И. Вернадского. Появление человека — неотъемлемая часть кар­тины общепланетарного развития. Породив человека, природа «избра­ла» еще один мощный катализатор процесса мирового развития. Однако масштабы воздействия человека на окружающую природу ста­ли расти столь быстро, что В. И. Вернадский увидел в человеческом об­ществе геологообразующую силу.

Мысль о том, что человечество — катализатор процесса эволюции Земли, геологообразующий фактор развития активной оболочки зем­ли, сила, которая способна существенно изменить состояние планеты, легла в основу учения о ноосфере1 — высшей стадии развития биосфе­ры, сферы разума, в которую постепенно преобразуется земная био­сфера под воздействием «силы культурного человечества».

Развивая теорию ноосферы, В.И. Вернадский указал на реальное решение глобальных экологических проблем современности: сосуще­ствование, софункционирование, «коэволюция» биосферы и техно­сферы необходимы для сохранения человечества. В эпоху ноосферы «коэволюция» биосферы и общества требует от человечества регла­ментации хозяйственной деятельности.

Ноосферное развитие базируется на четком понимании того, что че­ловек является частью природы и должен подчиняться ее законам. Без сохранения природы невозможно продолжение человеческого рода.

В ноосфере, как и в биосфере, более 99% энергии обмена будет за­трачиваться на поддержание замкнутости круговорота веществ и со­хранение качества окружающей природной среды. На развитие циви­лизации остается менее 1%, т.е. меньше того, что человечество имело в условиях невозмущенной биосферы.

Законы экономики природы

Если экономика природы предполагает количественный подход к анализу экологических взаимодействий (количественный анализ кру­говорота веществ в природе, количественную характеристику природ­ных условий и факторов), то в экономику природопользования входит

 

1 Термин «ноосфера» принадлежит французскому ученому Э. Леруа (1924 г.). Впо­следствии он широко использовался в трудах П. Тейяра де Шардена.

 

изучение масштабов, количественных и качественных характеристик изменений в природе, которые вызваны хозяйственной деятельностью человеческого общества. При этом задачей экономики природополь­зования является анализ и учет при решении эколого-экономических проблем трех самых фундаментальных законов Вселенной и основан­ных на них законов экологии1.

1. Закон всеобщей связи предметов и явлений (закон внутреннего ди­намического равновесия). Вещества, энергия, информация и динамиче­ские качества отдельных экологических систем и их иерархии взаимо­связаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально-структурные перемены, со­храняющие общую сумму вещественно-энергетических, информаци­онных и динамических качеств экосистем, в которых эти изменения происходят, или в их иерархии.

Таким образом, в теории и практике природопользования должна быть учтена всеобщая связь предметов и явлений в природе и следст­вия, вытекающие из этой общей закономерности:

• любое изменение в экосистеме неизбежно приводит к развитию природных цепных реакций, направленных на нейтрализацию изме­нения;

• зависимость между компонентами экосистем носит нелиней­ный характер, т.е. незначительное изменение одного из компонентов системы может вызвать существенные (сильные) отклонения других составляющих;

• необратимый характер изменений в крупных экосистемах (био­сфере) означает переход на новый эволюционный уровень развития. Существует так называемое правило одного процента (некоторый при­родный норматив допустимости отклонений в функционировании крупных экосистем), согласно которому изменение энергетики при­родной системы в пределах 1 % выводит ее из равновесного состояния, а затем разрушает2.

2. Закон сохранения вещества и энергии («все должно куда-то девать­ся»). Его экологическая интерпретация включает:

• закон развития природной системы за счет окружающей ее среды, т.е. любая природная система может развиваться только за счет ис­пользования материально-энергетических и информационных воз-

 

1 Законы экологии, сформулированные Б. Коммонером, следует рассматривать как крупные обобщения в области взаимодействия природы и общества.

2 Исключение представляют глобальные экосистемы: их энергетика принципи­ально не может изменяться более чем на 0,2—0,5% от поступающей солнечной радиации без катастрофических последствий. Это природный лимит человеческой деятельности.

Возможностей окружающей среды. Таким образом, абсолютно изолиро­ванное саморазвитие невозможно, поэтому невозможно и абсолютно безотходное производство;

• закон неустранимости отходов или побочных воздействий, со­гласно которому любая хозяйственная деятельность приводит к воз­никновению отходов или побочных эффектов, принципиально не­устранимых: они могут быть переведены из одной формы в другую или перемещены в пространстве.

3. Закон экономии энтропии — в той мере, насколько это касается эффективности производства и функционирования биологических систем. Принцип минимума диссипации (рассеивания), относимый как к энергии, так и к информации, реализует стратегию цивилизован­ной экономической свободы во взаимодействии с высокой эколого-экономической эффективностью.

Очевидно, что существует «генетическая связь» наиболее общих законов экономики и фундаментальных законов природы.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-10-19; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 968 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Чтобы получился студенческий борщ, его нужно варить также как и домашний, только без мяса и развести водой 1:10 © Неизвестно
==> читать все изречения...

2431 - | 2320 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.008 с.