Природопользование и защита окружающей среды

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

Тамбовский Государственный Технический Университет

Кафедра: Природопользование и защита окружающей среды

Контрольная работа по экологии

Вариант № 31

Выполнил студент

группы БКТ-11зу

Пойманов Д.Ю.

Проверил преподаватель

Якунина И.В.

Тамбов 2012

Содержание

Что представляет собой видовая структура и видовое разнообразие биоценоза

Что понимается под биосоциальной природой человека и как она отражается на эволюции вида

Почему охрана атмосферного воздуха считается ключевой проблемой оздоровления окружающей среды

Каковы антропогенные воздействия на леса и прочие растительные сообщества

Каковы экологические последствия стихийных бедствий эндогенного характера

Как сохраняют популяционно-видовой состав растений

Что такое «экологический паспорт предприятия»?

Список литературы

биоценоз охрана воздух антропогенный лес

Что представляет собой видовая структура и видовое разнообразие биоценоза

Различают понятия «видовое богатство» и «видовое разнообразие» биоценозов. Видовое богатство - это общий набор видов сообщества, который выражается списками представителей разных групп организмов. Видовое разнообразие - это показатель, отражающий не только качественный состав биоценоза, но и количественные взаимоотношения видов.

Различают бедные и богатые видами биоценозы. В полярных арктических пустынях и северных тундрах при крайнем дефиците тепла, в безводных жарких пустынях, в водоемах, сильно загрязненных сточными водами, - везде, где одни или сразу несколько факторов среды далеко уклоняются от среднего оптимального для жизни уровня, сообщества сильно обеднены, так как лишь немногие виды могут приспособиться к таким крайним условиям. Невелик видовой спектр и в тех биоценозах, которые часто подвергаются каким?либо катастрофическим воздействиям, например ежегодному затоплению при разливах рек или регулярному уничтожению растительного покрова при пахоте, применении гербицидов и других антропогенных вмешательствах. И наоборот, везде, где условия абиотической среды приближаются к оптимальным в среднем для жизни, возникают чрезвычайно богатые видами сообщества. Примерами их могут служить тропические леса, коралловые рифы с их многообразным населением, долины рек в аридных районах и т. д.

Видовой состав биоценозов, кроме того, зависит от длительности их существования, истории каждого биоценоза. Молодые, только формирующиеся сообщества обычно включают меньший набор видов, чем давно сложившиеся, зрелые. Биоценозы, созданные человеком (поля, сады, огороды), также беднее видами, чем сходные с ними природные системы (лесные, степные, луговые). Однообразие и видовую бедность агроценозов человек поддерживает специальной сложной системой агротехнических мер - достаточно вспомнить борьбу с сорняками и вредителями растений.

Однако даже самые обедненные биоценозы включают, по крайней мере, сотни видов организмов, принадлежащих к разным систематическим и экологическим группам. В агроценоз пшеничного поля, кроме пшеницы, входят, хотя бы в минимальном количестве, разнообразные сорняки, насекомые?вредители пшеницы и хищники, питающиеся фитофагами, мышевидные грызуны, беспозвоночные - обитатели почвы и напочвенного слоя, микроскопические организмы ризосферы, патогенные грибки и многие другие.

Почти все наземные и большинство водных биоценозов включают в свой состав и микроорганизмы, и растения, и животных. Однако в некоторых условиях формируются биоценозы, в которых нет растений (например, в пещерах или водоемах ниже фотической зоны), а в исключительных случаях - состоящие только из микроорганизмов (например, в анаэробной среде на дне водоемов, в гниющих илах, сероводородных источниках и т. п.).

Общее число видов в биоценозе подсчитать довольно сложно из?за методических трудностей учета микроскопических организмов и не разработанности систематики многих групп. Ясно, однако, что богатые видами природные сообщества включают тысячи и даже десятки тысяч видов, объединяемых сложной системой разнообразных взаимосвязей.

Сложность видового состава сообществ в значительной мере зависит от разнородности среды обитания. В таких местообитаниях, где могут найти для себя условия различные по экологическим требованиям виды, формируются более богатые по флоре и фауне сообщества. Влияние разнообразия условий на разнообразие видов проявляется, например, в так называемом пограничном, или опушечном, эффекте. Общеизвестно, что на опушках обычно пышнее и богаче растительность, гнездится больше видов птиц, встречается больше видов насекомых, пауков и т. п., чем в глубине леса. Здесь разнообразнее условия освещенности, влажности, температуры. Чем сильнее различия двух соседствующих биотопов, тем разнороднее условия на их границах и тем сильнее проявляется пограничный эффект. Видовое богатство сильно возрастает в местах контактов лесных и травянистых, водных и сухопутных сообществ и др. Проявление пограничного эффекта свойственно флоре и фауне промежуточных полос между контрастирующими природными зонами (лесотундра, лесостепь). Исключительное видовое богатство флоры европейской лесостепи В. В. Алехин (1882-1946) образно называл «курской флористической аномалией».

Разнородность среды создается как абиотическими факторами, так и самими живыми организмами. Каждый вид создает условия для закрепления в биоценозе и других видов, связанных с ним трофическими и топическими отношениями. Например, суслики, осваивающие новые для них местообитания, могут привлечь туда хищников, для которых они служат привычной добычей, а также привнести около 50 видов своих паразитов и сотни видов норовых сожителей. Для животных дополнительное разнообразие среды создает растительность. Чем сильнее она развита и чем больше расчленена, тем более многообразны микроклиматические условия в биоценозе, тем больше видов животных он может вместить.

Кроме числа видов, входящих в состав биоценоза, для характеристики его видовой структуры важно определить их количественное соотношение. Если сравнить, например, две гипотетические группировки, включающие по 100 особей пяти одинаковых видов, с биоценотической точки зрения они могут оказаться неравноценными. Группировка, в которой 96 особей из 100 принадлежат к одному виду и по одной особи - к четырем другим, выглядит гораздо более однообразной, чем та, в которой все 5 видов представлены одинаково - по 20 особей.

Численность той или иной группы организмов в биоценозах сильно зависит от их размеров. Чем мельче особи видов, тем выше их численность в биотопах. Так, например, в почвах обилие простейших исчисляется многими десятками миллиардов на квадратный метр, нематод - несколькими миллионами, клещей и коллембол - десятками или сотнями тысяч, дождевых червей - десятками или сотнями особей. Численность роющих позвоночных - мышевидных грызунов, кротов, землероек рассчитывают уже не на квадратные метры, а на гектары площади.

Размерность видов, входящих в состав природных биоценозов, различается в гигантских масштабах. Например, киты превосходят бактерий в 5 млн раз по длине и в 3 · 1020- по объему. Даже в пределах отдельных систематических групп такие различия очень велики: если сравнить, например, гигантские деревья и мелкие травы в лесу, крохотных землероек и крупных млекопитающих - лося, бурого медведя и т. п. Разно размерные группы организмов живут в биоценозе в разных масштабах пространства и времени. Например, жизненные циклы одноклеточных могут протекать в пределах часа, а жизненные циклы крупных растений и животных растянуты на десятки лет. Жизненное пространство такого насекомого, как галлица, может ограничиваться замкнутым галлом на одном листе растения, тогда как более крупные насекомые - пчелы собирают нектар в радиусе километра и более. Северные олени регулярно мигрируют в пределах сотен и даже более тысячи километров. Некоторые перелетные птицы живут в обоих полушариях Земли, преодолевая ежегодно десятки тысяч километров. С одной стороны, природные биоценозы представляют собой сосуществование разных размерных миров, а с другой - наиболее тесные связи осуществляются в них именно среди организмов разных размеров.

Естественно, что во всех биоценозах численно преобладают самые мелкие формы - бактерии и другие микроорганизмы. Поэтому при сравнении разно размерных видов показатель доминирования по численности не может отразить особенности сообщества. Его рассчитывают не для сообщества в целом, а для отдельных группировок, в пределах которых разницей в размерах отдельных форм можно пренебречь. Такие группировки могут быть выделены по разным признакам: систематическому (птицы, насекомые, злаки, сложноцветные), эколого?морфологическому (деревья, травы) либо непосредственно по размерному (микрофауна, мезофауна и макрофауна почв, микроорганизмы в целом и т. п.). Сопоставляя общие характеристики разнообразия, количественные отношения наиболее массовых видов в пределах разных размерных групп, обилие редких форм и другие показатели, можно получить удовлетворительное представление о специфике видовой структуры сравниваемых биоценозов.

Виды одного размерного класса, входящие в состав одного биоценоза, сильно различаются по численности (рис. 76). Одни из них встречаются редко, другие настолько часто, что определяют внешний облик биоценоза, например ковыль в ковыльной степи или кислица в ельнике?кисличнике. В каждом сообществе можно выделить группу основных, наиболее многочисленных в каждом размерном классе видов, связи между которыми, по существу, являются определяющими для функционирования биоценоза в целом.

Виды, преобладающие по численности, являются доминантами сообщества. Например, в наших еловых лесах среди деревьев доминирует ель, в травяном покрове - кислица и другие виды, в птичьем населении - королек, зарянка, пеночка?Тенькова, среди мышевидных грызунов - рыжая и красно?серая полевки и т. д.

Доминанты господствуют в сообществе и составляют «видовое ядро» любого биоценоза Доминантные, или массовые, виды определяют его облик, поддерживают главные связи, в наибольшей мере влияют на местообитание. Обычно типичные наземные биоценозы называют по доминирующим видам растений: сосняк?черничник, березняк волосисто осоковый и т. п. В каждом из них доминируют и определенные виды животных, грибов и микроорганизмов.

Рис. 1. Зависимость между числом видов в сообществе и числом особей, приходящихся на один вид (по Ю. Одуму, 1975): 1, 2 - разные типы сообществ

Рис. 2. Видовая структура сообщества коллембол на протяжении 5 лет (по Н. А. Кузнецовой, А. Б. Бабенко, 1985).

Общее видовое богатство - 72 вида. Доминанты: 1 - Isotoma notabilis; 2 - Folsomia fimetarioides; 3 - Sphaeridia pumilis; 4 - Isotomiella minor; 5 - Friesea mirabilis; 6 - Onychiurus absoloni; 7 - прочие виды

Однако не все доминантные виды одинаково влияют на биоценоз. Среди них выделяются те, которые своей жизнедеятельностью в наибольшей степени создают среду для всего сообщества и без которых поэтому существование большинства других видов невозможно. Такие виды называют эдификаторами (буквальный перевод с латинского - строители). Удаление вида?эдификатора из биоценоза обычно вызывает изменение физической среды, в первую очередь микроклимата биотопа.

Рис. 3. Мадрепоровые кораллы - главные эдификаторы коралловых рифов, определяющих условия жизни для тысяч видов гидробионтов

Основными эдификаторами наземных биоценозов выступают определенные виды растений: в еловых лесах - ель, в сосновых - сосна, в степях - дерновинные злаки (ковыль, типчак и др.). Однако в некоторых случаях эдификаторами могут быть и животные. Например, на территориях, занятых колониями сурков, именно их роющая деятельность определяет в основном и характер ландшафта, и микроклимат, и условия произрастания растений. В морях типичные эдификаторы среди животных - рифообразующие коралловые полипы.

Кроме относительно небольшого числа видов?доминантов, в состав биоценоза входит обычно множество малочисленных и даже редких форм. Наиболее часто встречающееся распределение видов по их обилию характеризует кривая Раункиера. Резкий подъем левой части кривой свидетельствует о преобладании в сообществе малочисленных и редких видов, а небольшой подъем правой - о наличии некоторой группы доминантов, «видового ядра» сообщества.

Рис. 4. Соотношение количества видов с разной встречаемостью в биоценозах и кривая Раункиера (по П. Грейг?Смиту, 1967)

Редкие и малочисленные виды также очень важны для жизни биоценоза. Они создают его видовое богатство, увеличивают разнообразие биоценотических связей и служат резервом для пополнения и замещения доминантов, т. е. придают биоценозу устойчивость и обеспечивают надежность его функционирования в разных условиях. Чем больше резерв подобных «второстепенных» видов в сообществе, тем больше вероятность того, что среди них найдутся такие, которые смогут выполнить роль доминантов при любых изменениях среды.

Между численностью видов?доминантов и общим видовым богатством сообщества существует определенная связь. Со снижением числа видов обычно резко повышается обилие отдельных форм. В таких обедненных сообществах ослабевают биоценотические связи и некоторые наиболее конкурентоспособные виды получают возможность беспрепятственно размножаться.

Чем специфичнее условия среды, тем беднее видовой состав сообщества и тем выше может быть численность отдельных видов. Эта закономерность получила название правила А. Тинемана, по имени немецкого ученого, изучавшего особенности видовой структуры сообществ в 30?е годы прошлого века. В бедных видами биоценозах численность отдельных видов может быть чрезвычайно высокой. Достаточно вспомнить вспышки массового размножения леммингов в тундрах или насекомых?вредителей в агроценозах. Подобную закономерность можно проследить в сообществах самого разного масштаба. В буртах свежего конского навоза, например, почти анаэробная обстановка, много аммиака и других токсичных газов, высокая температура за счет деятельности микроорганизмов, т. е. создаются резко специфичные, отклоняющиеся от обычной нормы условия жизни для различных животных. В таких буртах видовой состав беспозвоночных вначале крайне беден. Развиваются личинки мух?дрозофил, и размножаются немногие виды нематод?сапрофагов (семейство Rhabditidae) и хищных гамазовых клещей (род Parasitus). Но зато все эти виды чрезвычайно многочисленны, редких форм почти нет. В подобных случаях кривая, описывающая распределение видов по их численности, имеет сильно сглаженную левую часть (как на рис. 76). Такие сообщества неустойчивы и отличаются резкими колебаниями обилия отдельных видов.

Рис. 5. Структура доминирования в сообществе насекомых стеблестоя зерновых на полях (по Н. И. Куликову, 1988). На оси абсцисс - виды в порядке убывания численности

Постепенно, по мере разложения навоза и смягчения условий среды, видовое разнообразие беспозвоночных нарастает, при этом заметно снижается относительная и абсолютная численность массовых форм.

В наиболее богатых биоценозах практически все виды малочисленны. В тропических лесах редко можно встретить рядом несколько деревьев одной породы. В таких сообществах не происходит вспышек массового размножения отдельных видов, биоценозы отличаются высокой стабильностью. Кривая, отражающая видовую структуру такого типа, имела бы на рис. 76 особенно крутую левую часть.

Таким образом, даже самый общий анализ видовой структуры может дать достаточно много для целостной характеристики сообщества. Разнообразие биоценоза тесно связано с его устойчивостью. Деятельность человека сильно сокращает разнообразие в природных сообществах. Это вызывает необходимость предвидеть ее последствия и принимать меры для поддержания природных систем.

Количественные характеристики вида в биоценозе. Для оценки роли отдельного вида в видовой структуре биоценоза используют разные показатели, основанные на количественном учете. Обилие вида - это число особей данного вида на единицу площади или объема занимаемого пространства, например число мелких ракообразных в 1 дм3 воды в водоеме или число птиц, гнездящихся на 1 км2 степного участка, и т. п. Иногда для расчета обилия вида вместо числа особей используют значение их общей массы. Для растений учитывают также проективное обилие, или покрытие площади. Частота встречаемости характеризует равномерность или неравномерность распределения вида в биоценозе. Она рассчитывается как процентное отношение числа проб или учетных площадок, где встречается вид, к общему числу таких проб или площадок. Численность и встречаемость вида не связаны прямой зависимостью. Вид может быть многочисленным, но с низкой встречаемостью или малочисленным, но встречающимся довольно часто. Степень доминирования - показатель, отражающий отношение числа особей данного вида к общему числу всех особей рассматриваемой группировки. Так, например, если из 200 птиц, зарегистрированных на данной территории, 80 составляют зяблики, степень доминирования этого вида среди птичьего населения равна 40 %.

Для оценки количественного соотношения видов в биоценозах в современной экологической литературе часто используют индекс разнообразия, вычисляемый по формуле Шеннона:

H = - УPi log2Pi ,

где У - знак суммы, рi - доля каждого вида в сообществе (по численности или массе), a log2pi - двоичный логарифм pi .

Что понимается под биосоциальной природой человека и как она отражается на эволюции вида

Интереснее, чем сам человек, ничего в мире нет.

В. А. Сухомлинский

Среди великого разнообразия мира живых существ, обитающих на планете Земля, лишь один человек обладает высокоразвитым разумом, во многом благодаря которому он, собственно говоря, и смог выжить, сохраниться как биологический вид.

Ещё доисторическим людям на степени их мифологического мировоззрения было известно, что причиной всего этого является что-то, которое находится в самом человеке. Это "что-то" они назвали душой. Платон сделал величайшее научное открытие. Он установил, что душа человека состоит из трёх частей: разума, чувств и воли. Весь духовный мир человека рождается именно его разумом, его чувствами и его волей. Не смотря на неисчислимое разнообразие духовного мира, его неисчерпаемость, в нём, в самом деле, нет ничего другого, кроме проявлений интеллектуальных, эмоциональных и волевых элементов.

1. Человек как биологический вид

Человек - высшая ступень развития живых организмов на Земле. Он, по И. Т. Фролову (1985), - "субъект общественно-исторического процесса, развития материальной и духовной культуры на Земле, биосоциальное существо, генетически связанное с другими формами жизни, но выделившееся из них благодаря способности производить орудия труда, обладающее членораздельной речью и сознанием, творческой активностью и нравственным самосознанием".

Биосоциальная природа человека отражается в том, что его жизнь определяется единой системой условий, в которую входят как биологические, так и социальные элементы. Это вызывает необходимость не только его биологической, но и социальной адаптации, т. е. приведения межиндивидуального и группового поведения в соответствие с господствующими в данном обществе, классе, социальной группе нормами и ценностями в процессе социализации (путем усвоения знаний об этом обществе, классе и т. д.). Эту область человеческой природы изучает большая группа социальных дисциплин, с которыми экология весьма тесно связана (социально-экономические науки и др.). Биологическая адаптация человека весьма отличается от таковой в животном мире, так как стремится сохранить не только его биологические, но и социальные функции при возрастающем значении социального фактора. Последнее обстоятельство имеет важное экологическое значение и нашло свое отражение в экологическом подходе к определению понятия "человек". Человек - один из видов животного царства со сложной социальной организацией и трудовой деятельностью, в значительной мере "снимающими" (делающими малозаметными) биологические, в том числе этологические (первично - поведенческие) свойства организма (Реймерс, 1990). Общие законы взаимоотношения человека (или группы людей) и биосферы, влияние на человека (или группы людей) природной и социальной сред изучает наука экология.

Характерной чертой, отличающей человека от животного, является, прежде всего, речь, способность к которой определяется развитием мозга, а также артикуляционного аппарата. Речь в свою очередь является средством коммуникации, планирования совместных действий и, что очень важно, концептуального мышления. Второе важнейшее отличие, связанное с первым, - это наличие крупного, сложного, хорошо развитого мозга, в котором увеличено (по сравнению с животными) не только количество нейронов, но главным образом межнейронных связей, т. е. усложнена организация всего мозга и прежде всего коры его больших полушарий. Развитие мозга и руки дало возможность применять орудия труда. В свою очередь все эти изменения связаны со способностью к прямохождению и соответствующему изменению скелета и пропорций тела человека. Еще человека отличает от животных абстрактное мышление, поэтому его иногда называют "животным, создающим символы". Слово для людей является не сигналом, как для животных, а понятием. Люди способны к планированию своих действий, словесной передаче опыта, к осознанию таких понятий, как "совесть", "вера", "красота". Кроме того, человеку, в отличие от других видов животных, характерны иные темпы онтогенеза, а именно удлиненные периоды эмбриогенеза" и детства, периода обучения и экономической, а также физиологической зависимости от взрослых. Появление человека в биосфере было предопределено около 4,0 млн. лет назад, когда произошло отделение эволюционной ветви предков человека. Это, по-видимому, случилось в Африке. Человек же, подобный современному, так называемый "кроманьонский человек" появился в биосфере всего около 40 тыс. лет тому назад. Если представить всю историю жизни на Земле в масштабе суток, то можно сказать, что в природе человек появился всего за несколько секунд до полуночи. За этот краткий срок его биологические свойства не изменились, тогда, как его бурная социокультурная эволюция изменила лик Земли, в итоге поставив природу под угрозу уничтожения. Первые люди существовали под властью природы и в ее составе. Экологическая ниша этого вида определялась, прежде всего, его положением в трофических цепях. По своему положению в них человек является консументом (как и всякое животное, он - гетеротроф, а по типу своего питания - полифаг, т. е. способен питаться пищей разного рода. Многие современные исследователи и врачи считают, что природой человек более всего предназначен и приспособлен к потреблению растительной пищи - зерновых и плодов. Сейчас он занимает положение на вершине трофических пирамид, питаясь различными видами пищи. Человек - это составная часть живого, и он не может существовать в естественных условиях вне биосферы и живого вещества определенного эволюционного типа. Семейство гоминид, к которому относится человек, возникло в экваториальной части Земли, a poд Человек- в восточной части Африки и в Южной Азии. В ранние эпохи на Земле существовали несколько видов гомид, относящихся к двум подсемействам: австралопитеки и просто люди, из которых сохранился лишь один вид - Homosapiens - человек разумный. Отголосками того, что еще недавно на Земле жили одновременно неандертальцы и люди, являются сохранившиеся легенды о "снежном человеке". Многие ученые считают, что Homosapiens подразделяется на два подвида - неандертальца и современного человека. В эволюции живого вещества на планете есть ряд поворотных пунктов, последним из которых в этой эволюционной сукцессии является появление человека, Homosapiens. Это произошло совсем недавно - 3,5-5 млн. лет назад, что по сравнению с 4 млрд. лет развития живого мира - ничтожно малая его часть. Для наглядности этой "ничтожности" обычно прибегают к такому приему: представим весь период развития органической жизни в масштабе одного года, тогда появление и развитие человека уложится всего в одни сутки "31 декабря" (365-я часть), появление сельского хозяйства (10 тыс. лет назад) - в две минуты, а промышленная революция (200 лет назад) - в две секунды, т. е. она возникла в 23 ч 59 мин 58 с 31 декабря. Если сравнить время появления и развития человека, например, с периодом существования динозавров на Земле, то они просуществовали в 14 раз дольше, т. е. "две недели". Все это приводит к мысли, что человек, как и любой биологический вид на Земле, так же преходящ и вовсе не является "вершиной эволюции", как часто думают сами люди. Тем не менее, В. И. Вернадский полагал, что не для того природа потратила миллиарды лет, что бы эпоха Homosapiens просуществовала "мгновения", - это есть определенный "скачок" эволюции в весьма длительную новую геологическую эру. Первобытный человек, вплоть до недавнего времени (до появления сельского хозяйства) вообще-то представлял собой обычного всеядного консумента естественных экосистем. Занимаясь собирательством и охотой, он создавал недолговременные небольшие поселения, перекочевывая с места на место в поисках участков с более богатой растительностью и другой пищей. В это время и в еще более раннее, влияние человека на окружающую природу было невелико. Еще 1,5 млн. лет назад продолжительность жизни человека не превышала 20 лет, а численность всей его популяции на Земле составляла около 500 тыс. особей. Биологическую природу человек наследовал от животного мира. А биологическая природа от каждого животного существа неуклонно требует, чтобы оно, родившись, удовлетворяло свои биологические потребности: ело, пило, росло, мужало, созревало и - воспроизводило себе подобное, чтобы воссоздать свой род. Воссоздать свой род, - вот для чего рождается, приходит в мир, индивид животного. А для того, чтобы воссоздать свой род, родившееся животное должно есть, пить, возрастать, мужать, созревать, чтобы быть способным заниматься воспроизводством. Осуществив заложенное биологической природой, животное существо должно обеспечить плодоносность своего потомства и... умереть. Умереть, чтобы продолжал существовать род. Животное рождается, живёт и умирает ради продолжения своего рода. И больше никакого смысла жизнь животного не имеет. Этот же смысл жизни вложен биологической природой и в жизнь человека. Человек, родившись, должен получить от своих предков всё необходимое для своего существования, роста, возмужания, а возмужав, - воспроизвести себе подобного, родить ребёнка. Счастье родителей - в их детях. Смыл их жизни - родить детей. А если они детей иметь не будут, их счастье в этом плане будет ущербно. Они не испытают естественного счастья от оплодотворения, рождения, воспитания, общения с детьми, не испытают счастья от счастья детей. Воспитав и пустив в свет детей, родители со временем должны ... освободить место для других. Должны умереть. И никакой биологической трагедии здесь нет. Это естественный конец биологического существования любого биологического индивида. В животном мире множество примеров того, что после завершения биологического цикла развития и обеспечения воспроизводства потомков, родители умирают. Бабочка-однодневка выходить из куколки только для того, чтобы оплодотворившись и отложив яички - сразу же умереть. У неё, бабочки-однодневки, нет даже органов питания. Самка паука-крестовика после оплодотворения съедает своего мужа, чтобы белками тела "своего возлюбленного" дать жизнь оплодотворенному семени. Однолетние растения после выращивания семян своего потомства спокойно помирают на корню... И у человека биологически заложена его смерть. Смерть для человека биологически трагическая только в том случае, когда его жизнь прерывается преждевременно, до завершения биологического цикла. Не лишне заметить, что биологически жизнь человека запрограммирована в среднем на 150 лет. А поэтому смерть в 70-90 лет тоже может считаться преждевременной. Если человек исчерпывает генетически определённое ему время жизни, смерть ему становиться так же желанной, как и сон после трудового дня. С этой точки зрения, "цель человеческого существования заключается в прохождении нормального цикла жизни, приводящего к потере жизненного инстинкта и к безболезненной старости, примиряющейся со смертью". Таким образом, биологическая природа навязывает человеку смысл его жизни в поддержании своего существования для воспроизводства рода человеческого для воспроизводства HomoSapiens.

2. Популяционная характеристика человека

В рамках представлений о грядущей биологической революции представляет интерес проблема места вида HomoSapiens в эволюционном процессе. После основополагающих работ Римского клуба возникла тенденция противопоставлять Человека и Природу, рассматривая человеческую деятельность, как нечто, безусловно, враждебное биоте. С системной точки зрения такой подход неоправдан: структурность человеческого сообщества меньше, нежели структурность Природы в целом (хотя, безусловно, выше, нежели структурность любого иного биологического вида), поэтому человек есть не управляющий, а управляемый фактор эволюции. Иными словами, вовсе не Человек "эксплуатирует" Природу, "выжимая из нее все соки". Напротив, Природа использует Человека для решения некоторого специфического круга проблем, которые оказались неразрешимыми для "неразумного".

Следует, конечно, иметь в виду, что "конструируя Человека Разумного", Природа не руководствовалась разумными соображениями (по всяком случае, "разумными" - в нашем смысле этого слова). В результате возможности созданного ею биологического вида превзошли потребности решения хотя и весьма важной, но в целом достаточно узкой и конкретной задачи обеспечения устойчивости биологической жизни по кислород-углеродному равновесию.

"Запустив в крупную серию" млекопитающее с большим объемом мозга, переменным суточным ритмом ("совы" и "жаворонки") и наиболее совершенной системой терморегуляции, Природа получила очередного "абсолютного хищника", максимально приспособленного к эксплуатации биоты. Человек действительно очень быстро (в биологическом масштабе времени) занял верхнюю позицию в трофической пирамиде и приступил к планомерному преобразованию Мира Обитаемого под свои потребности.

"Экологически настроенные" публицисты видят в этом, во-первых, нечто уникальное, а во-вторых - страшное и недопустимое. Между тем, эволюция неоднократно встречалась с проблемой "абсолютного хищника" и "научилась" очень спокойно на нее реагировать.

Разумеется, "абсолютный хищник" необратимо нарушает устойчивость экосистемы, в которой он появляется. Из этого почему-то делается вывод, что таковой хищник "съест" всю экосистему, после чего умрет от голода. Далее, в зависимости от того, насколько "алармистскими" являются представления данного специалиста, рассматривается два сценария - полная гибель экосистемы, дегенерация экосистемы с последующим медленным восстановлением, быстрое восстановление ценоза, но уже без абсолютного хищника, который вымирает во всех вариантах.

Популяция человека, т. е. популяция особого вида - Homosapiens, обладает теми же характеристиками, что и популяция животных, но характер и форма их проявлений значительно отличаются вследствие действия таких факторов, как искусственная среда, социально-экономические условия и другие, называемых единым термином - социум.

Все люди на Земле образуют популяционную систему - человечество. Рост этой популяции ограничен доступными природными ресурсами и условиями жизни, социально-экономическими и генетическими механизмами. Человек, зная уже достаточно о значении этих ограничивающих факторов, пока еще мало придает им значение, хотя социально-экономические факторы уже в известной степени выступают как регулирующие. О том, что человечество плохо осознает предел своей "толерантности" относительно этих ограничивающих факторов, свидетельствует практически "безудержный рост населения, т. е. численности популяции.

Популяция человека, т. е. популяция особого вида - Homosapiens , обладает теми же свойствами, что и популяция животных, но характер и форма их проявлений значительно отличаются вследствие действия таких факторов, как искусственная среда, социально-экономические условия и другие, называемых единым термином - социум.

Все люди на Земле образуют популяционную систему - человечество. Рост этой популяции ограничен доступными природными ресурсами и условиями жизни, социально-экономическими и генетическими механизмами (Реймерс, 1994). Человек, зная уже достаточно о значении этих ограничивающих факторов, пока еще мало придает им значение, хотя социально-экономические факторы уже в известной степени выступают как регулирующие. О том, что человечество плохо осознает предел своей "толерантности" относительно этих ограничивающих факторов, свидетельствует практически "безудержный рост населения, т. е. численности популяции.

Но если действительно поведение человека разумно, тогда он, по Ю. Одуму (1975), должен: 1) изучать и понять форму собственного популяционного роста; 2) определить количественно оптимальные размеры и конфигурацию населения в связи с емкостью данной области; 3) быть готовым к принятию "культурной регуляции" там, где "естественная регуляция" недейственна.

Почему охрана атмосферного воздуха считается ключевой проблемой оздоровления окружающей среды

Вопрос о воздействии человека на атмосферу находится в центре внимания специалистов и экологов всего мира. И это не случайно, так как глобальные экологические проблемы современности - «парниковый эффект», нарушение озонового слоя, выпадение кислотных дождей, связаны именно с антропогенным загрязнением атмосферы.

Охрана атмосферного воздуха - ключевая проблема оздоровления окружающей среды. Атмосферный воздух занимает особое положение среди других компонентов биосферы. Значение его для всего живого на Земле невозможно переоценить. Человек может находиться без пищи пять недель, без воды - пять дней, а без воздуха всего лишь пять минут. При этом воздух должен иметь определенную чистоту и любое отклонение от нормы опасно для здоровья.

Атмосферный воздух выполняет и сложнейшую защитную экологическую функцию, предохраняя Землю от абсолютно холодного Космоса и потока солнечных излучений. В атмосфере идут глобальные метеорологические процессы, формируются климат и погода, задерживается масса метеоритов.

Атмосфера обладает способностью к самоочищению. Оно происходит при вымывании аэрозолей из атмосферы осадками, турбулентном перемешивании приземного слоя воздуха, отложении загрязненных веществ на поверхности земли и т.д. Однако в современных условиях возможности природных систем самоочищения атмосферы серьезно подорваны. Под массированным натиском антропогенных загрязнений в атмосфере стали проявляться весьма нежелательные экологические последствия, в том числе и глобального характера. По этой причине атмосферный воздух уже не в полной мере выполняет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспечивающие экологические функции.

Загрязнения атмосферного воздуха

Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем.

Загрязнение атмосферы может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным).

Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами. К ним относится вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др. Антропогенное загрязнение связано с выбросом различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно значительно превосходит природное загрязнение атмосферного воздуха.

В зависимости от масштабов распространения выделяют различные типы загрязнения атмосферы: местное, региональное и глобальное. Местное загрязнение характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город, промышленный район, сельскохозяйственная зона и др.). При региональном загрязнении в сферу негативного воздействия вовлекаются значительные пространства, но не вся планета. Глобальное загрязнение связано с изменением состояния атмосферы в целом.

По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются на: 1) газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.); 2) жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.); 3) твердые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещеста и прочие).

Главные загрязнители (поллютанты) атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной и иной деятельности человека - диоксид серы (SO2), оксиды азота (NOX), оксид углерода (СО) и твердые частицы. На их долю приходится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо главных загрязнителей в атмосфере городов и поселков наблюдается еще более 70 наименований вредных веществ, среди которых - формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и др. Однако именно концентрации главных загрязнителей (диоксид серы и др.) наиболее часто превышают допустимые уровни во многих городах России.

Суммарный мировой выброс в атмосферу четырех главных загрязнителей (поллютантов) атмосферы составил в 1990 году - 26, 2 млн. т.

Наиболее опасное загрязнение атмосферы - радиоактивное. В настоящее время оно обусловлено в основном глобально распределенными долгоживущими радиоактивными изотопами - продуктами испытания ядерного оружия, проводившихся в атмосфере и под землей. Приземный слой атмосферы загрязняют также выбросы в атмосферу радиоактивных веществ с действующих АЭС в процессе их нормальной эксплуатации и другие источники.

Особое место занимают выбросы радиоактивных веществ из четвертого блока Чернобыльской АЭС в апреле - мае 1986 г. Если при взрыве атомной бомбы над Хиросимой (Япония) в атмосферу было выброшено 740 г радионуклидов, то в результате аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г. Суммарный выброс радиоактивных веществ в атмосферу составил 77 кг.

Еще одной формой загрязнения атмосферы является локальное избыточное поступление тепла от антропогенных источников. Признаком теплового (термического) загрязнения атмосферы служат так называемые термические зоны, например, «остров тепла» в городах, потепление водоемов и т.п.

В целом, если судить по официальным данным на 2004 г., уровень загрязнения атмосферного воздуха в нашей стране, особенно в городах России, остается высоким, несмотря на значительный спад производства, что связывают прежде всего с увеличением количества автомобилей.

Основные источники загрязнения атмосферы

В настоящее время «основной вклад» в загрязнение атмосферного вносят: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.), далее предприятия черной металлургии, нефтедобычи и нефтехимии, автотранспорт, предприятия цветной металлургии и производство стройматериалов.

Роль различных отраслей хозяйства в загрязнении атмосферы в развитых промышленных странах Запада несколько иная. Так, например, основное количество выбросов вредных веществ в США, Великобритании и ФРГ приходится на автотранспорт (50-60%), тогда как на долю теплоэнергетики значительно меньше, всего 16-20%.

Каковы антропогенные воздействия на леса и прочие растительные сообщества

Для характеристики нынешнего состояния растительного покрова и в первую очередь лесных экосистем все чаще используется термин -- деградация. Леса раньше других компонентов природной среды испытали отрицательное влияние деятельности человека. Деградация лесов служит одним из проявлений глобальных изменений, происходящих на Земле, которые начались с появлением земледелия и скотоводства.

Воздействие человека на леса и вообще на весь растительный мир может быть прямым и косвенным. К прямому воздействию относятся: 1) сплошная вырубка лесов; 2) лесные пожары и выжигание растительности; 3) уничтожение лесов и растительности при создании хозяйственной инфраструктуры (затопление при создании водохранилищ, уничтожение вблизи карьеров, промышленных комплексов); 4) усиливающийся пресс туризма.

р Косвенное воздействие -- это изменение условий обитания \ в результате антропогенного загрязнения воздуха, воды, применения пестицидов и минеральных удобрений. Определенное значение имеет также проникновение в растительные сообщества чуждых видов растений (интродуцентов).

В отчете ЮНЕП «О состоянии окружающей среды к 2000 1*оду» подчеркнуто, что «сведение лесов -- вероятно, наиболее серьезная экологическая проблема, стоящая перед человечеством...» Сведение (гибель) лесов в списке злодеяний человека j Против окружающей среды, по А. Гору (1993), стоит на первом месте. За несколько столетий была уничтожена значительность всех лесных массивов на планете. На современном этапе развития производительных сил лесные экосистемы становятся еще более уязвимыми, утрачивают свои защитные функции, их потенциальные сред устойчивые возможности значительно ослабевают.

В XVII в. на Русской равнине площадь лесов достигала 5 млн км2, к 2000 г. их оставалось не более 1,2 млн км2. В наши дни лес в России вырубают примерно на 2 млн га ежегодно. В то же время масштабы лес восстановления с помощью посадок и посевов леса постоянно сокращаются. Для естественного восстановления леса после сплошной рубки требуются многие десятки лет, а для достижения климаксной фазы, т. е. высокой степени замыкания круговорота биогенов, и того больше -- первые сотни лет (Данилов-Данильян и др., 1994).

Аналогичное состояние, связанное с вырубкой леса, наблюдается и в других странах мира. По данным ФАО (сельскохозяйственная программа ООН), обезлесение только на засушливых землях происходит на 4 млн га в год, из которых 2,7 млн га приходится на Африку. Лес здесь рубят в основном на дрова, поскольку спрос на топливную древесину постоянно растет. Достаточно отметить, что 82% всей энергии, используемой в восьми странах Сахелия (Африка), дает древесина.

В еще более опасном положении находятся вечнозеленые влажные (дождевые) тропические леса -- древние климаксные экосистемы. Это бесценное хранилище генетического многообразия исчезает с лица Земли примерно со скоростью 17 млн га в год. Ученые полагают, что при таких темпах влажные тропические леса, особенно в низменных равнинах, полностью исчезнут через несколько десятков лет. По данным на 1992 г., в Восточной и Западной Африке уничтожено 56% лесов, а в отдельных районах до 70%; в Южной Америке (главным образом в бассейне Амазонки) -- 37%, в Юго-Восточной Азии -- 44% от первоначальных площадей. Их выжигают ради расчистки земли под пастбища, интенсивно вырубают как источник древесного топлива, выкорчевывают при неправильном ведении системы земледелия, затапливают при строительстве гидроэлектростанций, и т. д.

Пагубное влияние на лесные экосистемы оказывают лесные пожары. Возникают они в подавляющем большинстве случаев по вине людей, как следствие неосторожного обращения с огнем. В зонах тропических лесов пожары образуются в результате сознательного выжигания лесных массивов под пастбища и других сельскохозяйственных целей. Сознательно выжигали леса и в ходе военных действий, например во время войны во Вьетнаме, Лаосе, Кампучии (1961 -- 1975 гг.).

Ранее в России лесные пожары возникали в каждый засушливый год. Огромные массивы леса (около 15 млн га) горели, например, в Восточной Сибири в 1915 г. В дальнейшем в связи с развитием новых технических средств тушения пожаров и совершенствованием методов их обнаружения, площади лесных пожаров сократились. Однако и сегодня лесные пожары представляют серьезную угрозу для лесного фонда не только России, но и всех стран мира. По данным Н. Ф. Реймерса (1990), крупнейшие лесные пожары в последние годы зарегистрированы в 1972 г. (европейская часть России) и в 1979 и 1987 гг. (Восточная Сибирь). Значительные лесные пожары наблюдались в 90-е гг. в Якутии и Магаданской области, в центральной и северо-западной части европейской России. В 2002 г. зарегистрировано более 43 тыс. пожаров, охвативших более 1360 тыс. га лесной площади. Сгорело и повреждено леса на корню 32,4 млн м3. Наиболее сильные пожары в 2002 г. имели место в республиках Саха (Якутия), Тыва, Хабаровском крае и Амурской области.

В главе 13 уже рассматривалось весьма негативное влияние атмосферных загрязнений, и в первую очередь диоксида I серы, на состояние лесных экосистем. В последние годы значительным фактором деградации лесов становится радиоактивное загрязнение. По подсчетам ученых, общая площадь лесов, пораженных в результате аварии на Чернобыльской АЭС, в Челябинской области и в зоне влияния ядерных испытаний на I Семипалатинском полигоне, составила более 3,5 млн га.

Помимо лесов возросшее негативное воздействие человеческой деятельности проявляется и в отношении остального растительного ценоза (сосудистые растения, грибы, водоросли, лишайники, мохообразные и др.). Наиболее часто отрицательное воздействие человека на растительные сообщества проявляется при выкашивании трав, сборе лекарственных растений и ягод, отравлении скоту и других видах непосредственного использования. Множество различных видов растений гибнут под воздействием загрязняющих веществ, а также в процессе мелиоративной, строительной и сельскохозяйственной деятельности.

Каковы экологические последствия стихийных бедствий эндогенного характера.

Землетрясения -- одно из наиболее грозных проявлений внутренней энергии Земли. Внезапные сейсмические толчки и колебания земной поверхности могут быть весьма значительными и иметь катастрофичские экологические последствия.

В мире известны два наиболее опасных сейсмических пояса: первый протягивается вдоль берегов Тихого океана, образуя тихоокеанское «огненное кольцо», второй простирается от Пиренейского полуострова до Малайского архипелага. Из-за высокой плотности населения именно на второй, так называемый Альпийско-Гималайский, пояс приходится до 75% человеческих жертв землетрясений за последние десятилетия.

В России и в странах ближнего зарубежья к наиболее опасным сейсмическим районам относят Карпаты, Крым, Кавказ, Среднюю Азию, Алтай, Забайкалье, Дальний Восток, Сахалин, Курильские острова, Камчатку. Постоянной угрозе разрушительных землетрясений подвержено 20% территории России.

Землетрясения наносят весьма ощутимый вред окружающей среде и уносят с собой тысячи человеческих жизней. Так, весьма трагичным по своим последствиям оказалось землетрясение в г. Тайшань (Китай), происшедшее 28 июля 1976 г. Оно унесло четверть миллионов жизней (почти 25% населения города). Лишь очень немногим из числа жителей города удалось избежать телесных повреждений.

Величайшая сейсмическая катастрофа произошла в высокогорной части Тибета 15 августа 1950 г. (Гималайское землетрясение). Ученые подсчитали, что энергия этого землетрясения была эквивалентна энергии взрыва 100 тыс. атомных бомб, немногие очевидцы, оставшиеся в живых, свидетельствовали огромных изменениях в рельефе, об оглушительном грохоте, сопровождавшем подземные толчки, о небе, померкшем от ( поднявшейся пыли.

В среднем на Земле ежегодно происходят 1 катастрофически 10 сильно разрушительных землетрясений. Так, например, в августе 1999 г. в районе Мраморного моря на северо-западе Турции во время землетрясения погибло 16 тыс. человек, еще 35 тыс. получили ранения и травмы. Десятки тысяч

людей оказались под завалами. Повреждено более 17 тыс. жилых строений.

За последние 50 лет на территории бывшего СССР произошли сильнейшие землетрясения в г. Ашхабаде (1948 г.), Ташкенте (1966 г.) и Спитаке (Армения) в 1988 г. Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 г. ( по моим масштабам стоит в ряду крупнейших сейсмических катастроф XX в., только человеческих жизней оно унесло более 25 тыс.

В России в последнее время землетрясение катастрофической силы с магнитудой М = 8 и интенсивностью в эпицентре 9--10 баллов зафиксировано 4 октября 1994 г. в районе Курильских островов (Сахалинская область). В зоне бедствия оказались несколько десятков тысяч человек, имелись человеческие жертвы, нанесен значительный ущерб природной среде островов.

Одним из сильнейших землетрясений в истории России стало Сахалинское -- 27 мая 1995 г. Общая площадь, подверженная катастрофическим сейсмическим толчкам, составила 215 тыс. км2, полностью был разрушен г. Нефтегорск, погибло около 2 тыс. человек.

В тех случаях, когда сейсмические явления возникают на дне океанов, на поверхности океана рождаются гравитационные волны большой длины. Их называют японским словом цунами. Высота этих сейсмических волн в области возникновения относительно небольшая (0,1--5 м), а у побережья достигает 15--20 м и более. Цунами перемещаются на сотни и тысячи километров с огромной скоростью (до 800 км/ч и даже более 1000 км/ч).

26 декабря 2004 г. близ острова Суматра произошло сильнейшее землетрясение с магнитудой М = 8,9 по шкале Рихтера. Причина землетрясения -- сдвиг плит вдоль линии тектонического разлома на отрезке длиной более тысячи километров. Образовались гигантские волны цунами, которые смыли деревни и курорты в прибрежных низменных районах Индонезии, Малайзии, Бангладеш, Шри-Ланки, Индии и Таиланда. Погибло более 305 тыс. человек (данные на 31 января 2005 г.). Системы мониторинга и предупреждения о цунами в регионе отсутствовали. Устойчивость и защитные свойства природных экосистем были снижены в результате сведения мангровых зарослей, разрушения барьерных коралловых рифов и др.

По оценке специалистов землетрясение и цунами в Индийском океане в декабре 2004 г. входит в десятку самых грандиозных экологических катастроф в истории человечества.

В нашей стране цунами наблюдаются на восточных берегах Камчатки и Курильских островов. Здесь за последние 200 лет отмечено 14 цунами, из которых четыре были катастрофическими. Последнее катастрофическое цунами в этом районе было 5 ноября 1952 г. в районе острова Парамушир, на котором располагался г. Северокурильск.

Экологические последствия землетрясений и цунами могут быть самыми различными:

массовая гибель и поражение людей и животных, нарушение устойчивости природных экосистем;

загрязнение атмосферы вследствие массовых пожаров при замыкании энергетических сетей;

смещение огромных земляных масс вниз по склону (обвалы, горные оползни, оползни на берегах рек и морских побережий);

разрушение и затопление прибрежных населенных пунктов волнами цунами;

резкое ухудшение санитарной обстановки, возможное возникновение эпидемий;

сильное психологическое воздействие на людей, тяжкие психические травмы со смертельным исходом.