Основы геоэкологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Задачи геоэкологии

Объект и предмет геоэкологии

Системные особенности геоэкологии. Глобальные и универсальные задачи геоэкологии

Основные принципы геоэкологических исследований

Сущность геоэкологического подхода и его отличие от экологического и географического подходов

География и экология как теоретические основы геоэкологии

Становление, развитие и современное состояние геоэкологии

Источники

Приложение

геоэкология природа человек

Задачи геоэкологии

Основная задача геоэкологических исследований - поиск разумных и приемлемых компромиссов между природой, населением и производством, интересы, которых находятся в постоянном противоречии.

Более мелкими задачами являются:

1) изучение источников антропогенного воздействия на окружающую среду и экосферу, их интенсивности и пространственно-временного распределения;

2) исследование уровня загрязнения и деструкций различных природных компонентов и сред, постоянный экологический контроль их динамики;

3) изучение геоэкологической нагрузки на геоэкостемы, различных иерархических уровней, оценка их фоновой устойчивости, нормирование и регулирование этих систем, изучение реакции биоты* на технологические процессы различного характера;

4) оценка, прогноз и моделирование антропогенных воздействий;

5) разработка рекомендаций по оптимальному использованию геоэкосистем*.

Объект и предмет геоэкологии

Так как геоэкология наука ещё очень молодая, то четкого и общепринятого представления об объекте и предмете в ней еще не сформировалось. Зачастую эти представления весьма разнородны. Практически все они сводятся в основном к изучению негативного антропогенного воздействия на среду.

В настоящее время существует несколько точек зрения в понимании геоэкологии как науки.

1. Геоэкология как раздел Всеобщей экологии (мегаэкологии), относятся к циклу экологических дисциплин. Объектом исследования является экосистемы высоких иерархических уровней (Реймерс, Яблоков). Предметом исследования в этом случае являются общие закономерности взаимодействия биотических и абиотических компонентов в таких экосистемах как биосфера, материк, океан, биом.

2. Геоэкология как географическая наука (Жекулин, Голубев). В настоящее время геоэкология рассматривается как четвертая составная часть географии наряду с физической, экономической и социальной географией, и картографией. Объект исследования - геосистема, геоэкосистема.

3. Геоэкология как раздел экологической геологии, изучающей техногенные изменения геологической среды. Объект исследования - геологическая среда. При таком подходе геоэкология изучает закономерные связи (прямые и обратные) геологической среды с другими средами атмосферой, гидросферой, биосферой, оценивает влияние хозяйственной деятельности человека во всех ее многообразных проявлениях, рассматривается как наука на стыке геологии и экологии.

4. Геоэкология как самостоятельный раздел науки на стыке географии, экологии, биогеографии, почвоведения и геологии. Объект исследования - природная система, геоэкосистема. В этом случае геоэкологию считают интегральной (синтетической) наукой экологической направленности, изучающей закономерности антропогенно измененных природных систем.

По мнению большинства ученых, объектом современной геоэкологии является геоэкосистема. Геоэкосистема - природная система, находящаяся под прямым и косвенным воздействием хозяйственной деятельности, а также природно-антропогенная (измененная природная) или антропогенная (полностью созданная человеком) системы, состоящие из трех взаимосвязанных блоков: природа, население, хозяйство.

Разновидностями геоэкосистем являются: природно-социально-экономическая система (ПСЭС), природно-социально-производственная система (ПСПС), природно-хозяйственная система (ПХС), геоэкосоциосистема, интеграционная геосистема, комплексная эколого-экономическая система (КЭЭС). Можно выделить несколько уровней организации геоэкосистем: глобальный, межгосударственный, федеральный, межрегиональный, региональный, межмуниципальный, муниципальный.

К основным свойствам геоэкологических систем относят:

1) наличие гомеостаза - состояния внутреннего динамического равновесия;

2) стабильность - отсутствие или быстрое затухание колебаний в системе;

3) устойчивость - способность сопротивляться внешнему воздействию и восстанавливать исходное состояние после этого воздействия;

4) упругость - способность системы переходить из одного устойчивого состояния в другое.

Системные особенности геоэкологии. Глобальные и универсальные проблемы геоэкологии

Система - вещественно-энергетическая совокупность взаимосвязанных компонентов, объединенных прямыми и обратными связями в единое целое. Геоэкологические проблемы носят, как правило, системный характер. Геоэкология - это наука о пространственно-временных закономерностях взаимодействия живых организмов с абиотической средой.Объектом изучения в геоэкологии являются геоэкологические системы различного таксономического ранга (экосфера Земли, материки, природные зоны, конкретные ландшафты, экосистемы).

Особенности геоэкосистем проявляются в том, что они являются:

1) результатом взаимодействия геосфер Земли - атмосферы, гидросферы, литосферы, биосферы;

2) результатом взаимодействия двух мощнейших систем "Природа" и "Общество", в результате чего формируются различного рода природно-социально-производственные системы.

Выделяют два типа геоэкологических систем:

а) закрытые, где обмена веществом, энергией и информацией через границы не происходит;

б) открытые, где обмен веществом, энергией и информацией через границы происходит, например, экосфера Земли.

Системный характер геоэкологических проблем проявляется в следующем:

1) взаимодействие естественных и общественных процессов и закономерностей;

2) междисциплинарность, требующая интеграции географии, экологии, геологии и других наук;

3) существование нескольких пользователей ресурса различными интересами;

4) состояние геоэкологической системы или проблемы не может быть описано одним показателем.

Все общемировые геоэкологические проблемы можно разделить на две большие категории:

1) глобальные - охватывающие всю экосферу и проявляющиеся по-разному в различных районах мира. Например, проблема разрушения озонового слоя Земли, проблема "парникового эффекта";

2) универсальные - многократно повторяющиеся во времени, но в определенных модификациях. Например, деградация почв, сокращение биоразнообразия. Далее кратко охарактеризуем одну из глобальных и универсальных геоэкологических проблем.

Деградация почв - ухудшение качества почвы в результате снижения плодородия. Деградация и полное разрушение почвы могут происходить как в результате природных явлений (природное изменение условий почвообразования, извержение вулканов, ураганы, оползни), так и в результате хозяйственной деятельности человека.

Явления деградации и полного разрушения почвы можно разделить на несколько групп:

1) нарушение биоэнергетического режима почв (девегетация почв - потеря почвами растительного покрова, ведущая к омертвлению почв; дегумификация почв - потеря почвами гумуса; почвоутомление и истощение почв - процессы, происходящие в почвах в результате длительного землепользования),

2) нарушение патологического состояния почв (отчуждение почв или промышленная эрозия почв - перевод сельскохозяйственных и лесных земель под строительство населенных пунктов, карьеры, водохранилища, свалки промышленных и бытовых отходов; водная и ветровая эрозия почв - разрушение верхних слоем почвы под действием воды и ветра; обесструктуривание и переуплотнение почвенных горизонтов - потеря почвой структуры или ее переуплотнение при обработке полей тяжелой сельскохозяйственной техникой при влажной почве, превышающей "физическую спелость" почв),

3) нарушение водного и химического режима почв (опустынивание почв - потеря почвами влажности и сплошного растительного покрова; оползни и сели - результат сведения растительности в горах; засоление почв - накопление в верхних горизонтах почв легкорастворимых солей, приводящее к потере плодородия; асидификация почв - процесс, связанный с повышением кислотности почв выше оптимальной для сельскохозяйственных культур и дикорастущих растений; переосушение почв - результат неправильно проведенных осушительных мелиораций; заболачивание - увеличение увлажнения верхних горизонтов почвы, сопровождавшееся появлением влаголюбивой растительности),

4) затопление и разрушение почв в результате абразии и речной эрозии,

5) загрязнение (промышленное загрязнение почв, сельскохозяйственное загрязнение почв, радиоактивное загрязнение почв - природное или антропогенное накопление в почве радионуклидов в результате ядерных взрывов, аварийных выбросов на предприятиях, использующих радиоактивные вещества, утечки радиоактивных материалов, захоронение радиоактивных отходов),

6) разрушение почв в результате антропогенной деятельности в районах с распространением многолетней мерзлоты (протаивание мерзлых грунтов приводит к развитию эрозии и разрушению почв),

7) разрушение почв в зоне военных действий.

Основные принципы геоэкологических исследований

Принципы - основные правила, положения, которых придерживаются исследователи при изучении научных проблем. Основными принципами геоэкологических исследований являются: экологический, комплексный, региональный, историко-генетический, структурно-системный, иерархичности систем, совместимости природоохранных мероприятий и др. Основой экологического принципа является учет состояния организмов в геоэкосистеме, оценка влияния различных экологических факторов на биоту.

Региональный принцип направлен на учет местных специфических геоэкологических условий. Учет единства всех геокомпонентов или составных частей и взаимосвязей между ними представляет комплексный (географический) принцип. Историко-генетический принцип заключается в учете генезиса (происхождения) геокомпонентов и геоэкосистемы в целом, а также учете основных этапов их развития.

При структурно-системном принципе объектом исследования выступает система, учет ее структуры, процессов функционирования и динамики. В геоэкологических исследованиях территориальной основой исследований является ландшафтная карта, поэтому ландшафтная структура территории, ее динамика изучается как никогда подробно.

Сущность геоэкологического подхода и его отличие от экологического и географического подходов

Для изучения сложных проблем взаимодействия природы и человека существует несколько научных подходов:

1) ресурсный (покомпонентный) - каждый природный ресурс (геокомпонент) изучается в отдельности и вне связи с другим;

2) региональный - в рамках определенного региона изучается природа, население, хозяйство, экологическая ситуация;

3) комплексный (географический) - изучаются пространственно-временные закономерности изменения геокомпонетов, ландшафтов, природных ресурсов, экологической ситуации;

4) бассейновый - экологическая ситуация, состояние геокомпонентов и геоэкосистем изучаются в рамках речного или гидрогеологического бассейнов, при этом особое внимание уделяется анализу потоков вещества, энергии и информации;

5) экономический - природные ресурсы, воздействие на геоэкосистемы, ущерб причиненный природной среде и здоровью человека оцениваются в стоимостной форме;

6) экологический - любое воздействие на природную среду рассматривается через призму воздействия на живые организмы, на состояние здоровья человека, изучается прямое влияние экологических факторов на состояние живого организма или сообщества;

7) геоэкологический подход. Сущность геоэкологического подхода в том, что он представляет собой синтез экологического и географического подходов. В качестве объекта исследования рассматривается геоэкосистема. Этот подход основывается на равенстве геокомпонентов или составных частей изучаемого объекта. Оценивается экологическое состояние абиотических компонентов и ландшафтов, объектов, включающих эти геокомпоненты и ландшафты. Изучаются как прямые, так и обратные взаимосвязи между геокомпонентами. Еще одна важная особенность геоэкологического подхода - четкая территориальная привязка объекта исследования.

География и экология как теоретические основы геоэкологии

Материнские науки геоэкологии - география и экология интенсивно развивались на протяжении последних 150 лет. В недрах этих наук зародилось немало идей, концепций, научных направлений, направленных на изучение взаимодействия природы и общества.

Геоэкология в этом плане опирается на концепцию биоценоза (Мебиус, 1877), учение о биосфере (Вернадский, 1926), концепцию географической оболочки (Григорьев, 1932), концепцию экосистемы (А. Тенсли, 1935), учение о биогеоценозе (Сукачев, 1941), учение о ландшафте (Солнцев, 1943), учение о ноосфере (Вернадский, 1944), геосистемную концепцию (Сочава, 1963), концепцию геотехнической системы (Преображенский, Ретеюм, Дьяконов, Куницын, 1972). География дала геоэкологии представление о комплексном подходе, о существующих в природе взаимосвязях, роли отдельных геокомпонентов в развитии географической оболочки в целом и их ресурсом значении для устойчивого развития общества, понятия интеграции и дифференциации, устойчивости геосистем и др. Экология принесла с собой в геоэкологию экологический подход, понятия о биосфере и ноосфере, об окружающей среде и ее качествах, об организмах, популяциях, биоценозах, биогеоценозах, экосистемах как ведущих элементах среды, о круговороте веществ, энергии и информации.

Становление, развитие и современное состояние геоэкологии

Термин геоэкология состоит из трех корней: "гео" - в переводе с греч. Земля (абиота и ландшафты), "экос" - дом, жилище, "логос" - учение, наука. Возникновение геоэкологии связано с появлением в 1939 г. ландшафтной экологии. Основоположником ландшафтной экологии является немецкий физико-географ, профессор Карл Тролль.

Карл Тролль (Carl Troll) родился 24.12.1899 г. близ г. Вассербург в Баварии. Умер 21.07.1975 г. в Бонне. Профессор Берлинского (с 1930 г.) и Боннского (с 1938 г.) университетов. Директор Географического института Боннского университета (с 1938 г.). Ректор Боннского университета (1960 - 1961 гг.). Президент Международного географического союза (1960 - 1964 гг.). Участвовал с 1926 г. в экспедициях в горные районы Северной и Южной Америки, Африки, Центральной Азии. К. Тролль специализировался на воз-душной географической разведке и ландшафтно-экологическом дешифрировании аэрофотоснимков. Основные научные труды посвящены изучению рельефа, климата, растительности, их взаимосвязей, особенно в тропических странах, а также по проблемам экологии ландшафтов. Наиболее подробно вклад К. Тролля в развитие геоэкологии подчеркнул К. К. Марков в своей статье "К. Тролль и современная география" (Изв. АН СССР. Сер. геогр., 1976. № 3). В нашей стране концепция ландшафтной экологии актив-но развивалась академиком В. Б. Сочавой, который сумел объединить научные подходы фитоценологии, экологии и ландшафтоведения. Термин "географическая экология" или "геоэкология" появился при переводе термина "ландшафтная экология" с немецкого на английский язык. Геоэкология сформировалась в результате применения экологической методологии в географических исследованиях, нацеленных на выявление пространственных связей в экологических взаимоотношениях. Ландшафтная экология, по К. Троллю, должна изучать ландшафты путем анализа экологических отношений между растительностью и абиотической средой, структуру и функционирование природных комплексов на топологическом уровне, взаимодействие составных частей природного комплекса и воздействие общества на природную составляющую ландшафтов путем анализа балансов вещества и энергии. Такой подход тесно увязывал биологическую продуктивность ландшафта с эдафическими и климатическими условиями среды. Термин введен К. Троллем, чтобы отразить целесообразность объединения двух подходов - "горизонтального", состоящего в изучении пространственного взаимодействия природных явлений, и "вертикального", изучающего взаимоотношения между явлениями в рамках экосистемы. Частично указанные выше задачи решаются в рамках ландшафтоведения и биогеоценологии. Термин введен в противовес классической (биологической) экологии, которая к тому времени имела хорошо разветвленную структуру - экология растений, экология животных, экология микроорганизмов, общая экология и др.

С 60-х гг. ХХ в. содержание геоэкологии расширяется. Она стала больше изучать последствия хозяйственной деятельности человека для абиотической среды и ландшафтов в целом. В России широкое использование термина "геоэкология" началось в начале 1970-х гг., после упоминания его известным советским географом В. Б. Сочавой (1978). Начиная с конца 1970-х гг. ландшафтно-экологическое направление оформилось в так называемую ландескультуру. В ландескультуре синтезированы, разви-вавшиеся со времени классической немецкой географии, учения о ландшафте, уходе за ландшафтом, ландшафтном планировании.

Современная геоэкология занимается изучением географических следствий естественных и антропогенных изменений природной среды, их экологической оценкой (влиянием на условия жизни) (Родзевич, 2003). По определению Б. И. Кочурова (1999), геоэкология - наука о пространственно-временных закономерностях взаимодействия живых организмов с абиотической средой их обитания. Объектом исследования геоэкологии являются геоэкосистемы.

Отдельные геоэкологические взгляды существовали и до 1939 г. В истории становления и развития геоэкологии можно выделить 4 основных этапа:

1) этап накопления геоэкологических знаний и осмысления существующих концепций для возникновения геоэкологии как науки (с XXVII в. по 1939 г.);

2) классический этап развития экологического подхода в географии связанный с появлением ландшафтной экологии (с 1939 по 1960 гг.);

3) этап отраслевых и комплексных геоэкологических исследований, связанный с интеграцией географических и экологических знаний для решения актуальных глобальных и региональных экологических проблем;

4) этап обобщения геоэкологических знаний и развития методологии геоэкологии для реализации концепции устойчивого развития современной цивилизации. Более подробно об основных этапах развития геоэкологии можно узнать в работе В. Б. Поздеева (2005).

Отдельные геоэкологические взгляды существовали и до времени возникновения геоэкологии. Английский экономист Адам Смит в труде "О богатстве народов" (1776) говорил о том, что людей связывает в общество разделение труда. Природным ресурсам как источнику богатства он уделял немного внимания. Однако он признавал, что Земля чрезвычайно богата природными ресурсами. Эти положения были заложены в основу концепции неограниченности богатства биосферы. Английский священник Томас Мальтус в книге "Эссе о принципах народонаселения" (1798), говорил о том, что население растет быстрее, чем производство продуктов питания. Это может привести в дальнейшем к экологическому кризису, связанному с дефицитом продовольствия. Это положение легло в основу концепции ограниченности ресурсов биосферы. Немецкий ученый Юстас Либих в книге "Химия в приложении к земледелию и физиологии" (1840) обосновал теорию минерального питания растений и тем самым обосновал круговорот химических элементов. Англичанин Чарльз Дарвин в книге "Происхождение видов (1859) рассмотрел эволюцию органической жизни на Земле. Американский географ Джордж Перкинс Марш в книге "Человек и природа" (1864) говорил об увеличении экологических проблем. Он высказал мысль об ограничении негативной хозяйственной деятельности на окружающую природу. В 1866 г. появилась экология как раздел биологической науки. Термин "экология" впервые ввел в науку немецкий зоолог Эрнст Геккель. Под термином "экология" он понимал "сумму знаний, относящихся к экономике природы". Французский географ Элизе Реклю в книге "Земля и люди" (1876) развил эту идею. Он говорил о необходимости бережного отношения к природным силам и естественным ресурсам Земли. В 1875 г. австрийский геолог Эдвард Зюсс впервые употребил термин "биосфера", включив в это понятие совокупность всех живых организмов планеты. Александр Иванович Воейков в статье "Климат и народное хозяйство" (1891) писал, что неблагоприятные природные явления (засуха, суховеи, заморозки и др.) можно победить путем степного лесоразведения, водной мелиорации. Василий Васильевич Докучаев- профессор Санкт-Петербургского университета разработал учение о почве как об естественно-историческом теле (1903). Почва играет огромную роль в жизни живых организмов и в тоже время почва является продуктом жизнедеятельности живых организмов. В 1922 г. английский геолог Роберт Шерлок опубликовал книгу "Человек как геологический агент". В ней подробно рассмотрены антропогенные изменения в литосфере. Горные разработки представлены как антропогенная денудация, образование отвалов как антропогенная аккумуляция. Владимир Иванович Вернадский внес фундаментальный вклад в такие вопросы как учение о глобальных биогеохимических циклах, о роли живого вещества в развитии биосферы, о деятельности человека как геологической силы. Основные положения изложены в работах "Биосфера" (1926) и "Ноосфера" (1944). Академик Александр Евгеньевич Ферсман одним из первых начал говорить о проблеме геохимического воздействия на природное равновесие. Он является основоположником нового научного направления - геохимия техногенеза. В 1968 г. итальянский промышленник Аурелио Печчи собрал группу ученых, которая изучала глобальные проблемы. Эта группа ученых получила название "Рим-ский клуб". С 1968 г. начали издаваться доклады "Римского клуба". Первое исследование для него было выполнено американскими учеными Деннисом и Донеллой Медоуз в 1972 г. под названием "Пределы роста". Авторы с помощью математического моделирования проанализировали сценарий глобального развития. Они пришли к выводу, что количественный рост численности населения, добычи природных ресурсов, развития производства, увеличение отходов производства и загрязнителей вступят в противоречие с ограниченными возможностями Земли. Поэтому человечество должно изменить стратегию своего существования. Второй доклад "Человечество на перепутье" был подготовлен в 1975 г. М. Месеровичем (США) и Э. Пестелем (ФРГ). Авторы проанализировали региональные мировые проблемы пришли к заключению, что пассивное следование стихийному развитию ведет к гибели, поэтому мир больше не должен развиваться стихийно. Стихийное развитие мира ведет к постоянно расширяющейся пропасти, лежащей на основе современного кризиса: между человеком и природой, между богатыми и бедными. Избежать катастрофы можно только ликвидировав эти пропасти. Третий доклад "Перестройка международного порядка" был подготовлен голландским экономистом Яном Тинбергеном с соавторами и показал возможность сочетания локальных и глобальных целей. Четвертый доклад "Цели для глобального общества" был подготовлен философом Э. Ласло и освещал два фундаментальных вопроса: "в чем заключаются цели человечества?" и "согласны ли мы предпочесть материальному росту развитие духовных человеческих качеств?". Благодаря усилиям Римского клуба возросла осведомленность общественности о мировых проблемах. Клуб первым перешел от анализа и ди-агностики состояния нашей цивилизации к поиску и рекомендации средств и путей выхода из сложившихся кризисных ситуаций. В 1987 г. госпожа премьер-министр Норвегии Гру Харлем Брутланд подготовила Генеральной Ассамблее ООН доклад "Наше общее будущее". В докладе был провозглашен стратегический курс на устойчивое развитие общества.

Геоэкология подразделяется на общую, прикладную и региональную.

Общая геоэкология изучает общеземные, глобальные процессы и явления. В ее состав входят экогеоморфология, экология недр, экология атмосферы, гидроэкология и др.

Процессы и явления, связанные с формированием и изменением геоэкосистем в определенных сферах хозяйственной деятельности изучает прикладная геоэкология (агроэкология, урбоэкология, лесохозяйственная, рекреационная, водохозяйственная экология и др.).

Региональная геоэкология изучает процессы и явления, происходящие на конкретных территориях, используемых в хозяйственной деятельности (геоэкология административно-территориальных образований, геоэкология природных зон, геоэкология гидрогеологических и речных бассейнов и др.).

Прикладные геоэкологические исследования выполняются для экологического обоснования хозяйственной деятельности при разработке инвестиционной документации (программы отраслевого и территориального развития, программы комплексного использования и охраны природных ресурсов, схемы инженерной защиты территории, схемы районных планировок), градостроительной документации (разработка генпланов населенных пунктов, проектов детальной планировки), проектной документации (разработка проектов и рабочей документации для строительства зданий и инженерных сооружений, проектов землепользования) и для организации экологического мониторинга.

Основные направления геоэкологических исследований:

Геохимическая экология

Экология суши

Экология пресных вод

Экология атмосферы

Экология моря

Экология крайнего Севера

Экология высокогорных районов

Экология пустынь

Биотическая регуляция окружающей среды

Экология сельскохозяйственных территорий

Экология города

Экология недропользования

Источиники

- сайт "geoecologia.ru"

- wiki.web.ru

Приложение

Словарь

Биота - исторически сложившаяся совокупность видов живых организмов, объединённых общей областью распространения в настоящее время или в прошедшие геологические эпохи. В состав биоты входят как представители клеточных организмов (растения, животные, грибы, бактерии, протисты и пр.), так и бесклеточные организмы(например, вирусы).

Экосфера - совокупность абиотических объектов и характеристик Земли, создающая на ней условия для развития жизни (т. е. биотоп биосферы); пространственно включаеттропосферу, всю гидросферу и верхнюю часть литосферы,свойства которых обусловлены остальными сферами планеты, включая ее ядро, а также воздействиями Солнца (поскольку Земля входит в его Э.-З) и др. космических факторов; Э.-1 включает такие характеристики, как гравитация, магнитное и электромагнитное планетарные поля, свойства субстратов и т. п.; 2) синоним биосферы (редк., гл. обр. в иностранной литературе); 3) совокупность свойств пространства, находящегося под влиянием космического тела (напр., Э. Солнца, в которой находится Земля); 4) среда развития хозяйства (общ.); 5) синоним окружающей человека среды (редк.)

Биом - совокупность экосистем одной природно-климатической зоны

Размещено на Allbest.ru