Автотрофы

Биосфера

Географическая среда

Географический детерминизм

Гетеротрофы

Консументы

Ноосфера

Продуценты

Редуценты

Техносфера

Экологические проблемы

Экология

Биосфера — совокупность частей земной оболочки (лито-, гидро- и атмосфера), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности. Это активная оболочка Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов проявляется как геохимическая сила планетарного масштаба.

Биосфера — оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяются совокупной деятельностью живых организмов. Понятие «биосферы как области жизни» и наружной оболочки Земли восходит к биологу Ламарку (1744—1829 гг.). Сам термин «биосфера» ввел Э. Зюсс (1875 г.), понимавший ее как тонкую пленку жизни на земной поверхности, в значительной мере определяющую «лик Земли». Заслуга же создания целостного учения о биосфере принадлежит В.И. Вернадскому (рис. 11.1).

Биосфера охватывает часть атмосферы до высоты озонового экрана (20—25 км), часть литосферы, особенно кору выветривания, и всю гидросферу. Нижняя граница опускается в среднем на 2—3 км под поверхность суши и на 1—2 км под дно океана. Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, включающую наряду с организмами и среду их обитания. Он выделил семь разных, но геологически взаимосвязанных типов веществ:

1) живое вещество;

2) биогенное вещество (горючие ископаемые, известняки и др., т.е. вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами);

3) косное вещество (образуется в процессах, в которых живые организмы не участвуют);

4) биокосное вещество (создается одновременно живыми организмами и в ходе процессов неорганической природы, например почва);

5) радиоактивное вещество;

6) рассеянные атомы;

7) вещество космического происхождения (метеориты, космическая пыль).

Биосфера состоит из тропосферы — нижней части воздушной оболочки Земли (атмосферы), водной оболочки (гидросферы) и верхней части, (на глубину 2—3 км) твердой оболочки (литосферы).

Два главных компонента биосферы — живые организмы и среда их обитания — непрерывно взаимодействуют.

Основные типы организмов, которые формируют живые, или биотические, компоненты экосистемы, принято подразделять по преобладающему способу питания на продуцентов, консументов и редуцентов.

Продуценты — это организмы, производящие органические соединения из неорганических. Продуценты (в большинстве своем зеленые растения) создают органические вещества в процессе фотосинтеза или хемосинтеза. Эти органические вещества используются продуцентами как источник энергии и как строительный материал для клеток и тканей организма.

Фотосинтез — это процесс образования первичных органических веществ и кислорода под воздействием солнечного света.

Хемосинтез — преобразование неорганических соединений в питательные органические вещества в отсутствие солнечного света, за счет энергии химических реакций.

Только продуценты способны сами производить для себя пищу. Более того, они непосредственно или косвенно обеспечивают питательными элементами консументов и редуцентов.

По типу питания все продуценты являются автотрофами — сами производят органические вещества из неорганических.

Консументы и редуценты по типу питания являются гетеротрофами — питаются органическим веществом, произведенным другими живыми организмами.

Консументы — организмы, получающие питательные вещества и необходимую энергию, питаясь живыми организмами — продуцентами или другими консументами.

В зависимости от источников питания консументы подразделяются на три основных класса:

1) фитофаги (растительноядные) — это консументы 1-го порядка, питающиеся исключительно живыми растениями. Например, птицы едят семена, почки и листву;

2) хищники (плотоядные) — консументы 2-го порядка, которые питаются исключительно растительноядными животными (фитофагами), а также консументы 3-го порядка, питающиеся только плотоядными животными.

3) эврифаги (всеядные), которые могут поедать как растительную, так и животную пищу. Примерами являются свиньи, крысы, лисы, тараканы, а также человек.

Редуценты — организмы, получающие питательные вещества и необходимую энергию питаясь останками мертвых организмов (животных, растений).

Существует два основных класса редуцентов.

Появление «человека разумного» качественным образом изменило не только биосферу, но и результаты ее планетарного влияния. Постепенно стал происходить переход от простого биологического приспособления к разумному поведению и целенаправленному изменению окружающей природной среды разумными существами (см. видео 11.1).

Последствия появления человека как существа, обладающего разумом, и его связь с биосферой многофункциональны.

Человек как особая форма жизни и существо, обладающее разумом, вносит принципиально новые элементы во взаимоотношения с природой.

Однако не все творения человека находятся в гармонии с окружающей действительностью. Кроме того, сделанное человеком, как правило, не способствует созданию новых запасов энергии.

Рост населения, качественный скачок в развитии науки и техники за последние два столетия, особенно в наши дни, привели к тому, что деятельность человека стала фактором планетарного масштаба, направляющей силой дальнейшей эволюции биосферы.

При современном уровне развития производительных сил деятельность человеческого общества сказывается на биосфере в целом. Человечество с его социальными законами развития и мощной техникой вполне способно влиять на вековой ход биосферных процессов.

Связь человека с окружающей средой особенно ярко выражена в сфере материального производства. Природные богатства служат естественной основой материального производства и жизни общества в целом.

Природа является естественной основой жизнедеятельности человека и общества в целом. Вне природы и использования созданных на ее основе предметов человек не существует.

Влияние природы в виде конкретной географической среды на историческое развитие того или иного народа весьма различно. Данное различие было особенно чувствительным для человека на ранних ступенях общества, когда преобразование предметов природы составляло лишь весьма незначительный процент по сравнению с их использованием в готовом виде.

Степень воздействия природы и зависимость человека от нее столь велики, что осознание этого послужило основой для появления целого направления в науке — географического детерминизма. Его сторонники полагали, что развитие человеческого общества решающим образом определяется влиянием на него различных географических (природных) факторов.

Они считали, что развитие народов определяется в первую очередь природным ландшафтом, почвой, климатом и пищей.

Интересной является «океаническая концепция» Л.Н. Мечникова. Суть ее в том, что развитие человеческого общества определяется в первую очередь освоением водных ресурсов и путей сообщения. Согласно его концепции, последовательно сменяя друг друга, существовало несколько цивилизаций:

• речная (при освоении великих рек Китая, Египта, Месопотамии и других стран);

• средиземноморская (овладение морским пространством);

• новая океаническая (в масштабах всей Земли).

Окружающая среда — более широкое понятие, чем географическая. Оно включает, помимо поверхности Земли и ее недр, часть Солнечной системы, которая попадает или может попасть в сферу деятельности человека, а также созданный им материальный мир. В структуре окружающей среды выделяют:

• естественную среду обитания, включающую в себя живую и неживую части природы — геосферу и биосферу. Она существует без вмешательства человека, естественным образом;

• искусственную среду обитания — все то, что специально сделано человеком.

С развитием общества роль и значение для человека искусственной среды обитания непрерывно возрастают.

Масштабы созданной человечеством материальной культуры поистине огромны. И темпы ее развития постоянно увеличиваются. В наши дни так называемая техномасса уже на порядок превышает биомассу. Это тревожный сигнал, он требует вдумчивого отношения к балансу составляющих системы «природа — биосфера — человек».

Уровень воздействия человека на окружающую среду зависит в первую очередь от технической вооруженности общества. XX столетие — век научно-технического прогресса. Связанный с качественно новым взаимоотношением науки, техники и технологии, он колоссально увеличил масштабы воздействия общества на природу.

В результате преобразования человеком естественной среды обитания можно говорить уже о реальном существовании нового ее состояния — о техносфере (см. видео 11.2).

Учение о ноосфере было сформулировано в трудах одного из его основателей В.И. Вернадского. Всего работах можно встретить разные определения и представления о ноосфере которые к тому же менялись на протяжении всей жизни ученого. Осознавая огромную роль и значение человека в жизни и преобразовании планеты, Вернадский употребляет понятие «ноосфера» в разных смыслах:

• как состояние планеты, когда человек становится крупнейшей преобразующей геологической силой;

• как область активного проявления научной мысли;

• как главный фактор перестройки и изменения биосферы.

В настоящее время под ноосферой понимается сфера взаимодействия человека и природы, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным определяющим фактором бытия.

Благодаря связи всего существующего космос оказывает активное влияние на самые различные процессы жизни на Земле.

Влияние космоса на происходящие на Земле процессы (например, Луны на морские приливы и отливы, солнечные затмения) люди подметили еще в древности. В XX столетии знания о влиянии космоса на Землю существенно пополнились. И в этом есть заслуга и российских ученых, в первую очередь представителей русского космизма — А.Л. Чижевского, К.Э. Циолковского, Л.Н. Гумилева, В.И. Вернадского.

Понять оценить и выявить масштабы влияния космоса и прежде всего Солнца на земную жизнь и ее проявления, во многом удалось Чижевскому.

Смысл его концепции, основанной на богатом фактическом материале, состоял в доказательстве существования космических ритмов и зависимости биологической и общественной жизни на Земле от пульса космоса.

Многие идеи А.Л. Чижевского нашли свое применение в области космических и биологических наук. Они подтверждают неразрывное единство человека и космоса, указывают на их тесное взаимовлияние.

Взаимоотношения природы и общества нельзя рассматривать вне противоречий, неизбежно возникающих и существующих между ними. История совместного существования человека и природы представляет собой единство двух тенденций.

Во-первых, с развитием общества и его производительных сил постоянно и стремительно расширяется господство человека над природой.

Во-вторых, постоянно углубляются противоречия, дисгармония между человеком и природой.

Природа, несмотря на все бесчисленное многообразие своих составных частей, есть единое целое. Именно поэтому воздействие человека на отдельные части внешне покорной и мирной природы одновременно оказывают влияние, причем независимо от воли людей, и на другие его составляющие. Результаты ответной реакции бывают порой непредсказуемы, они плохо поддаются прогнозированию (см. видео 11.3).

Отрицательным как для природы, так и для общества становится бесцеремонное вмешательство человека в окружающую среду в наши дни, ибо последствия его из-за высокого уровня развития производительных сил зачастую носят уже глобальный характер и порождают глобальные экологические проблемы (см. видео 11.4).

Термин «экология», впервые употребленный немецким биологом Э. Геккелем в 1866 г., обозначает науку о взаимоотношениях живых организмов с окружающей. Ученый полагал, что новая наука будет заниматься только взаимоотношениями животных и растений с их средой обитания

Однако, говоря сегодня о проблемах экологии (этот термин прочно вошел в нашу жизнь в 70-х гг. XX столетия), мы фактически имеем в виду социальную экологию — науку, изучающую проблемы взаимодействия общества и окружающей среды.

Сегодня экологическую ситуацию в мире можно охарактеризовать как близкую к критической. Первая Конференция ООН по окружающей среде в 1972 г. официально констатировала наличие на Земле глобального экологического кризиса всей биосферы. Сегодня налицо уже не локальные (региональные), а глобальные (всемирные) экологические проблемы:

• уничтожены и продолжают уничтожаться тысячи видов растений и животных;

• в значительной мере истреблен лесной покров;

• стремительно сокращается имеющийся запас полезных ископаемых;

• мировой океан не только истощается в результате уничтожения живых организмов, но и перестает быть регулятором природных процессов;

• атмосфера во многих местах загрязнена до предельно допустимых норм, чистый воздух становится дефицитом;

• на Земле практически нет ни одного квадратного метра поверхности, где бы не находилось искусственно созданных человеком элементов.

Для решения экологических проблем следует, прежде всего, перейти от потребительского, технократического подхода к природе к поиску гармонии с нею. Для этого, в частности, необходим ряд целенаправленных мер по экологизации производства: применение природосберегающих технологий и производств, обязательная экологическая экспертиза новых проектов, а в идеале — создание безотходных технологий замкнутого цикла, безвредных как для природы, так и для здоровья человека. Необходим неумолимый жесткий контроль за производством продуктов питания, что уже осуществляется во многих цивилизованных странах.

Необходимо также заботиться о поддержании динамического равновесия между природой и человеком. Человек должен не только брать у природы, но и отдавать ей (посадки лесов, рыборазведение, организация национальных парков, заповедников и т.п.).

Другой мерой, направленной на улучшение взаимоотношений человека и природы, является разумное самоограничение в расходовании природных ресурсов, особенно энергетических источников, имеющих для жизни человечества важнейшее значение. Подсчеты международных экспертов показывают, что если исходить из современного уровня потребления, то запасов угля хватит на 430 лет, нефти — на 35 лет, природного газа — на 50 лет. Срок, особенно по запасам нефти, не такой уж и большой. В связи с этим необходимы разумные структурные изменения в мировом энергобалансе в сторону расширения применения атомной энергии, а также поиск новых, эффективных, безопасных и максимально безвредных для природы источников энергии.

Также, для решения экологической проблемы необходимо формировать в обществе экологическое сознание, понимание природы как другого существа, над которым нельзя властвовать без ущерба для себя (см. видео 11.5). Экологическое обучение и воспитание в обществе должны быть поставлены на государственный уровень и проводиться с раннего детства.