Что такое окружающая среда экология
Экология – определение, понятия и виды
Экология (рус. дореф. ойкологія) (от др.-греч. οἶκος — обиталище, жилище, дом, имущество и λόγος — понятие, учение, наука) – это наука, которая изучает законы природы, взаимодействие живых организмов с окружающей средой. Впервые предложил понятие экологии Эрнст Геккель в 1866 году. Однако люди интересовались секретами природы еще с древности, имели бережное отношение к ней. Понятий термина «экология» существуют сотни, в разные времена ученые давали свои определения экологии. Само слово состоит из двух частиц, с греческого «ойкос» переводится как дом, а «логос» – как учение.
С развитием технического прогресса состояние окружающей среды стало ухудшаться, что привлекло внимание мирового сообщества. Люди заметили, что воздух стал загрязненным, исчезают виды животных и растений, ухудшается вода в реках. Этим и многим другим явлениям дали название – экологические проблемы.
Глобальные экологические проблемы
Большинство экологических проблем из локальных переросли в глобальные. Изменение небольшой экосистемы в конкретной точке мира может повлиять на экологию всей планеты. К примеру, изменение океанического течения Гольфстрим приведет к крупным климатическим изменениям, похолоданию климата в Европе и Северной Америке.
На сегодняшний день ученые насчитывают десятки глобальных экологических проблем. Приведем лишь наиболее актуальные из них, которые угрожают жизни на планете:
Это далеко не весь перечень глобальных проблем. Скажем так, экологические проблемы, которые можно приравнять к катастрофе, – это загрязнение биосферы и глобальное потепление. Ежегодно температура воздуха повышается на +2 градуса по Цельсию. Причиной этого являются парниковые газы и, как следствие, парниковый эффект.
В Париже проводилась всемирная конференция, посвященная проблемам экологии, на которой многие страны мира обязались сократить количество выбросов газов. В результате высокой концентрации газов происходит таяние льдов на полюсах, повышается уровень воды, что в дальнейшем грозит затоплению островов и берегов континентов. Чтобы предотвратить надвигающуюся катастрофу, требуется выработать совместные действия и проводить мероприятия, которые будут способствовать замедлению и прекращению процесса глобального потепления.
Предмет изучения экологии
На данный момент существует несколько разделов экологии:
У каждого раздела экологии существует свой предмет изучения. Наиболее популярной является общая экология. Она изучает окружающий мир, который состоит из экосистем, их отдельные компоненты – климатические зоны и рельеф, почва, животный и растительный мир.
Значение экологии для каждого человека
Забота об экологии на сегодняшний день стала модным занятием, приставку «эко» используют везде. Но многие из нас даже не осознают глубины всех проблем. Конечно, это хорошо, что огромное количество людей стало неравнодушным к жизни нашей планеты. Однако стоит осознать, что состояние окружающей среды зависит от каждого человека.
Любой житель планеты может ежедневно выполнять простые действия, что поможет улучшить экологию. К примеру, можно сдавать макулатуру и уменьшить использование воды, экономить электроэнергию и выбрасывать мусор в урну, выращивать растения и использовать предметы многоразового использования. Чем больше людей будет выполнять эти правила, тем будет больше шансов сохранить нашу планету.
Для чего нужна экология?
Мальчик и Земля – экологический мультфильм для детей
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
Смотреть что такое ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА в других словарях:
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
среда обитания и производственной деятельности человечества. Как правило, под термином «О. с.» понимается окружающая природная среда; в таком з. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА, среда обитания и производств, деятельности человечества. Как правило, под термином «О. о понимается окружающая природная среда; в т. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
окружающая среда: Внешняя среда, в которой функционирует организация, включая воду, землю, природные ресурсы, флору, фауну, людей и их взаимодействие. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА, среда обитания и хоз. деятельности народонас. Поднятие ‘О. с.’ распространилось во 2-й пол. 20 в., но конкретизация его содержания пр. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА среда внешняя, среда обитания, совокупность всех материальных тел, сил и явлений природы, ее вещество и пространство, любая деятель. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
окружа́ющая среда́ среда обитания и деятельности человека, включающая природную среду и созданный им материальный мир, в том числе техногенную среду. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА (environment) Условия, в которых живут люди и обитают животные и растения. Естественная окружающая среда характеризуется чистотой в. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА, среда обитания и деятельности человечества, окружающий человека природный и созданный им материальный мир. Окружающая среда включает природную среду и искусственную (техногенную) среду, т. е. совокупность элементов среды, созданных из природных веществ трудом и сознательной волей человека и не имеющих аналогов в девственной природе (здания, сооружения и т. п.). Общественное производство изменяет окружающую среду, воздействуя прямо или косвенно на все ее элементы. Это воздействие и его негативные последствия особенно усилились в эпоху современной НТР, когда масштабы человеческой деятельности, охватывающей почти всю географическую оболочку Земли, стали сравнимы с действием глобальных природных процессов (см. также Охрана природы). В широком смысле в понятие «окружающая среда» могут быть включены материальные и духовные условия существования и развития общества. Часто под термином «окружающая среда» понимается только окружающая природная среда; в таком значении он используется в международных соглашениях.
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА, среда обитания и деятельности человечества, окружающий человека природный и созданный им материальный мир. Окружающая среда включает природную среду и искусственную (техногенную) среду, т. е. совокупность элементов среды, созданных из природных веществ трудом и сознательной волей человека и не имеющих аналогов в девственной природе (здания, сооружения и т. п.). Общественное производство изменяет окружающую среду, воздействуя прямо или косвенно на все ее элементы. Это воздействие и его негативные последствия особенно усилились в эпоху современной НТР, когда масштабы человеческой деятельности, охватывающей почти всю географическую оболочку Земли, стали сравнимы с действием глобальных природных процессов (см. также Охрана природы). В широком смысле в понятие «окружающая среда» могут быть включены материальные и духовные условия существования и развития общества. Часто под термином «окружающая среда» понимается только окружающая природная среда; в таком значении он используется в международных соглашениях. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
среда обитания и деятельности человечества, окружающий человека природный и созданный им материальный мир. О. с. включает природную среду и искусств. (. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
. при температуре окружающей среды; температура окружающей среды; условия окружающей среды • The character of the clay minerals changes in passing fro. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
— среда обитания и деятельности человечества, окружающийчеловека природный и созданный им материальный мир. Окружающая средавключает природную среду и искусственную (техногенную) среду, т. е.совокупность элементов среды, созданных из природных веществ трудом исознательной волей человека и не имеющих аналогов в девственной природе(здания, сооружения и т. п.). Общественное производство изменяетокружающую среду, воздействуя прямо или косвенно на все ее элементы. Этовоздействие и его негативные последствия особенно усилились в эпохусовременной НТР, когда масштабы человеческой деятельности, охватывающейпочти всю географическую оболочку Земли, стали сравнимы с действиемглобальных природных процессов (см. также Охрана природы). В широкомсмысле в понятие «»окружающая среда»» могут быть включены материальные идуховные условия существования и развития общества. Часто под термином»»окружающая среда»» понимается только окружающая природная среда; в такомзначении он используется в международных соглашениях. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
, среда обитания и деятельности человека. Включает природную и искусственную (техногенную) среду, т.е. совокупность созданных человеком сооружений, транспортных средств и т.п. (так называемая вторая природа). Общественное производство изменяет окружающую среду, воздействуя прямо или косвенно на все её элементы. Нередко это приводит к негативным последствиям, ухудшающим экологическую обстановку на Земле и снижающим качество жизни человека, особенно в современную эпоху, когда масштабы человеческой деятельности приобрели глобальный характер.
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
(environment) — среда или контекст, внутри которого люди, животные или объекты существуют либо действуют. Значение термина, следовательно, широко и понятно более точно только на основе контекста его использования. Несомненно, термин принят для обозначения, по ассоциации с *изучением* и *опытом*, суммы наружных воздействий на организм и должен отличаться от врожденных возможностей, которые также оказывают влияние на развитие и поведение (см. Споры о природе и воспитании). Совсем иной смысл применяется в отношении мировой системы природы — хрупкой в настоящее время и находящейся под угрозой технологий, разрабатываемых человечеством, начиная с промышленной революции, а также роста населения. Это — предмет главной обеспокоенности движения зеленых и экологии вообще. Указанные два значения ни в коем случае не исчерпывают многие другие случаи употребления термина *окружающая среда* и лишь служат подтверждением этого многообразия. См. также теория систем. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
среда обитания, общественно-производственной деятельности человечества, включающая природную среду и созданную им искусственную (техногенную) среду, то. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
[environment] — часть природной среды (или биосферы), претерпевшая антропогическое, т. е. обусловленное деятельностью человека, воздействие или подверженная ему. В качестве границ зон окружающей среды принимается значеие ПДК загрязняющих веществ. Если вследствие антропогенного воздействия концентрация загрязняющих веществ в определенном районе ПДК — к зоне экстремального состояния;
Смотри также:
— Среда
— размольная среда
— насыщающая среда
— коррозивная среда
— защитная среда
— закалочная среда
— нейтральная среда
— рабочая среда
— диатермическая среда
. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
среда обитания, общественно-производственной деятельности человечества, включающая окружающую природную среду и созданную им искусственную (техноген. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
1. в психоанализе – то, что находится вне определённого организма или человека. Различаются тотальное окружение, воспринимаемое наблюдателем, и воспринимаемое окружение, рассматриваемое субъектом. Последнее представляет собой лишь те аспекты тотального окружения, которые воспринимаются субъектом, как релевантные ему, то есть имеющим для него смысл. Неспособность оценить это различие ведёт к антропорфическим заблуждениям и уподоблению взрослому, не преодолевшего тенденцию к антроморфизму. Психоанализ занимается исключительно человеческими аспектами окружающей среды. См. Внутриличностная область; 2. в более общем значении – среда обитания человека, вкоючая социальную среду или, точнее, то как они представляются индивиду в его сознании. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
1. Внешняя среда, в которой функционирует организация, включая воздух, воду, землю, природные ресурсы, флору, фауну, человека и их взаимодействие. Примечание. В данном контексте внешняя среда простирается от среды в пределах организации до глобальной системы.
2. Среда обитания человека, состоящая из совокупности объектов, явлений и факторов окружающей природной и искусственной среды, определяющих условия жизнедеятельности человека
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
среда обитания и производственной деятельности человечества. Под термином О. с. обычно понимается природная среда, окружающая человека; нередко в эт. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА, комплекс физических и биологических условий в пространстве, окружающем организм. В понятие окружающей среды входят как АБИОТИЧЕСКИЕ ф. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
— Среда обитания человека, состоящая из совокупности объектов, явлений и факторов окружающей природной и искусственной среды, определяющих условия жизнедеятельности человека (проект федерального закона «О внесении изменений и дополнений в закон РСФСР «Об охране окружающей природной среды» от 11.10.2000). смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
нлп Внешний контекст, в котоpом пpоисходит поведение. Hаша окpyжающая сpеда — это то, что мы воспpинимаем как пpоисходящее «вне» нас. Это не часть пов. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
— внешняя среда, в которой функционирует организация, включая воздух, воду, землю, природные ресурсы, флору, фауну, человека и их взаимодействие. Примечание. В данном контексте внешняя среда простирается от среды в пределах организации до глобальной системы (ГОСТ Р ИСО 14050). смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
окружающая среда סבִיבָה נ’; מִיליֶה ז’* * *סביבהСинонимы: окружение
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
Среда, в которой функционирует организация (1.3), включая воздух, воду, землю, природные ресурсы, флору, фауну, людей, а также их взаимодействие. Примечание. В данном контексте окружающая среда простирается от среды в пределах организации до систем глобального масштаба. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
среда обитания и деятельности человечества; окружающий человека природный и созданный им материальный мир. Отношение к окружающей среде и охрана окружающей среды является важным социальным фактором деятельности организации. смотреть
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ambient, circumambience, environment, ambient medium, medium* * *circumambientСинонимы: окружение
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
(син.: среда обитания человека, экологическая среда человека)среда обитания и производственной деятельности человека.
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
• obklopující prostředí• okolní prostředí• okolí• prostředí• životní prostředí
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
окружающая среда (син.: среда обитания человека, экологическая среда человека) — среда обитания и производственной деятельности человека.
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
1) environment 2) ambient environment 3) surroundings
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
(син.: среда обитания человека, экологическая среда человека) среда обитания и производственной деятельности человека.
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
— среда обитания растений и др. организмов. Синонимы: окружение
Окружающий мир. 3 класс
Конспект урока
Окружающий мир, 3 класс
Урок 3. Что такое экология. Природа в опасности!
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:
Экология – наука о связях между живыми существами и окружающей их средой.
Окружающая среда – это всё то, что окружает любое живое существо и с чем оно связано.
Заповедники – это участки земли, где вся природа находится под строгой охраной.
Национальные парки – этот природные музеи под открытым небом.
Экология; окружающая среда; эколог; природа; экологические связи; морская корова; странствующий голубь; Красная книга; заповедник; национальный парк.
Основная и дополнительная литература по теме урока:
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Каждый год, каждый день, каждый час на Земле исчезают животные, растения. 25 тысяч видов растений находятся в опасности. Загрязняются водоёмы, вырубаются леса, разрушаются почвы. Мы должны помочь природе. Ведь природа наш общий дом.
Любое живое существо, в том числе и человек, множеством невидимых нитей связано со всем тем, что его окружает: с неживой природой, с другими организмами, с тем, что создано руками людей.
Экология изучает эти невидимые нити – экологические связи. Всё, что окружает живое существо и с чем оно связано, называют окружающей средой.
Сейчас наш природный дом оказался в опасности. Чтобы его сберечь, каждый человек должен стать хотя бы немного экологом. Тогда и всё общество будет жить в согласии и содружестве с природой.
Возможно вы задумывались: а будет ли природе хуже, если я поймаю всего одну бабочку, сорву несколько цветков или собирая спелые сочные яблоки, сломаю пару веток?
Да, природе будет хуже! Каждая пойманная бабочка, каждый сорванный цветок, каждая сломанная попусту ветка – это маленькая рана, нанесённая природе. Если люди будут наносить такие раны, что же станет с природой?! А ведь природе сейчас очень трудно залечивать даже самые маленькие раны.
С давних пор люди занимаются хозяйством. Строят города и сёла, шоссейные и железные дороги, возделывают поля. Все это необходимо для жизни человека. Но для этого приходится уничтожать леса. Много деревьев вырубают ради получения древесины. Поэтому с каждым годом на нашей планете остается всё меньше лесов. Всё больше загрязняются воздух и вода. Они необходимы для существования всех живых организмов. Огромные трубы заводов и фабрик выбрасывают дым высоко в небо. Дым скапливается в облаках. Ветер переносит облака на территории городов и жилых домов. Происходит загрязнение воздуха, что ведёт к разным заболеваниям у людей, а также могут проходить в этих районах кислотные дожди.
Из-за того, что человек наносит такие раны природе, страдают многие растения и животные. Им приходится трудно и по другой причине. Люди часто рвут красивые растения, а животных порой жестоко истребляют.
В лиственных лесах Северной Америки жили необыкновенные голуби. Они перелетали огромными стаями с одного места на другое. Поэтому их называли странствующими голубями. Ради вкусного мяса люди убивали их без счета. В итоге, на Земле не осталось ни одной такой птицы.
Люди поняли, что необходимо охранять природу. Многие заводы и фабрики переоборудованы и меньше засоряют окружающую среду. На месте вырубленных лесов люди сажают новые. Запрещено собирать редкие растения и животных. Сведениях о редких растениях и животных внесены в особые Красные книги. В большинстве стран есть особо охраняемые природные территории – заповедники – национальные парки. Заповедники – это участки земли, где вся природа находится под строгой охраной. Национальные парки – этот природные музеи под открытым небом. Заповедники обычно закрыты для туристов, тогда как в национальном парке проводят экскурсии для всех любителей природы.
Разбор типового тренировочного задания
Правильный вариант ответа:
Как правильно вести себя на природе
Как нельзя поступать
Разбор типового тренировочного задания
2. Текст вопроса: Выберите действия человека, которые не являются природоохранными:
Экология
Учебник состоит из четырех разделов. В первом разделе рассматриваются живые системы на всех уровнях их организации, но основное внимание уделяется надорганизменным уровням организации живых систем во всем единстве и неразрывности многочисленных связей, закономерностям их проявления (общая экология). Второй раздел посвящен экологии биосферы (глобальная экология), третий – экологии человека. В четвертом разделе рассматриваются экологические проблемы современности, причины возникновения и способы снижения их воздействия на природную среду и предотвращения экологического кризиса (прикладная экология). Для студентов гуманитарных и экономических специальностей.
Оглавление
Приведённый ознакомительный фрагмент книги Экология предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.
Глава 1. ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ
1.1. Экология: предмет, основные понятия и законы
Экология — это наука, изучающая отношения организмов (особей, популяций, биоценозов и т. п.) между собой и с окружающей их неорганической природой; общие законы функционирования экосистем различного иерархического уровня; среду обитания живых существ (включая человека).
Глобальная экология изучает биосферу в целом, т. е. экологическую систему, охватывающую земной шар. К числу главных задач современной глобальной экологии относятся изучение антропогенных изменений в среде обитания и обоснование методов ее сохранения и улучшения в интересах человечества. В связи с этим большое значение приобретает прогнозирование изменений экологической ситуации в будущем и на этой основе разработка на ближайшие годы и на отдаленную перспективу мероприятий, направленных на сохранение и улучшение среды обитания людей, на предотвращение нежелательных изменений биосферы.
Экология как наука сформировалась в середине XIX столетия, когда возникло понимание, что не только строение и развитие организмов, но и их взаимоотношения со средой обитания подчинены определенным закономерностям. В 1866 г. немецкий естествоиспытатель Эрнест Геккель в двухтомной монографии “Общая морфология организма” назвал экологией один из разделов биологии — науку об условиях обитания организмов в окружающей их среде. От древнегреческого oikos (дом, жилище) образовано не только наименование этой науки, но и понятие “ойкумена” (экумена), служащее для обозначения природы, освоенной и обжитой человеком. Ныне, когда человек осваивает космос, ойкумена вышла за пределы Земли, а экология, пусть еще не как знание, но хотя бы как термин, проникла в сознание каждого, она перестала быть отраслью одной лишь биологии, на родство с ней претендуют и география, и политэкономия, и философия, да и весь комплекс естественных и общественных наук. Более того, экология вышла за рамки научного понятия и стала предметом тревог и забот каждого государства и каждой личности. Экология, следовательно, касается всех, ибо экологический кризис, если он перерастет в экологическую катастрофу, не пощадит никого.
Интерес к экологии в мире возрастал по мере внедрения в хозяйственную практику достижений научно-технической революции. В 60–70-е гг. XX в. усилилась прикладная направленность экологии, связанная с изучением экосистем и биосферы в целом, а именно круговорота воды и воздуха как целого с выделением отдельных его компонентов: цепей питания; глобального загрязнения окружающей среды; системного анализа и управления как средой обитания, так и деятельностью человека.
Устойчивое функционирование биосферы как целостной системы обеспечивает условия жизни человечества как одной из составных частей глобальной экосистемы. Непонимание законов функционирования экосистем разного уровня или недостаточный их учет стали причинами современного кризисного состояния биосферы. Проблема экологической безопасности в наши дни приобрела всеобщее, в том числе и политическое, значение, став на один уровень с проблемой ядерной безопасности. Однако сложившееся представление о том, что экологические проблемы сводятся лишь к борьбе с загрязнением среды, тормозит создание глобальной системы экологической безопасности. Чтобы выйти из экологического кризиса, необходимо познать и практически использовать фундаментальные законы формирования, устойчивости и методов рациональной эксплуатации экологических систем. Организмы, живущие в биосфере, можно изучать на уровне популяций, сообществ и экосистем.
Популяцией называют группу особей одного вида, находящихся во взаимодействии, совместно населяющих общую территорию и воспроизводящих себя в поколениях. Слово “популяция” происходит от латинского populus — народ, население. Экологическую популяцию, таким образом, можно определить как население одного вида на определенной территории.
Сообщества организмов связаны теснейшими материально-энергетическими связями с неорганической средой. Растения могут существовать только за счет постоянного поступления в них углекислого газа, воды, кислорода, минеральных солей. Организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических соединений с использованием энергии Солнца, называют автотрофами, а с использованием энергии, освобождающейся при химических реакциях, — химотрофами. Организмы, питающиеся готовыми органическими веществами, называют гетеротрофами.
Биогеоценоз — это динамическое, устойчивое сообщество растений, животных, микроорганизмов, находящееся в постоянном взаимодействии и непосредственном контакте с компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы. Биогеоценоз состоит из биотической (биоценоз) и абиотической (экотоп) частей, которые связаны непрерывным обменом веществ и представляют собой открытую систему (рис. 1.1).
В биогеоценоз поступают солнечная энергия, минеральные вещества почвы, газы атмосферы, вода. Продукцией биогеоценоза являются тепло, кислород, углекислый газ, биогенные вещества. Основной функцией биогеоценоза является обеспечение круговорота веществ и потоков энергии.
Биотическая часть биогеоценоза представлена биоценозом.
Биоценоз — это самоподдерживающаяся, саморегулирующаяся система, состоящая из определенного комплекса видов, в которой осуществляется круговорот веществ и энергии.
К важнейшим характеристикам биоценоза относятся:
• численность видовых популяций;
Рис. 1.1. Схема круговорота энергии и вещества в биогеоценозе
Биомасса — это энергия всей совокупности особей биоценоза, выраженная в граммах или в килокалориях, исходя из того, что 1 грамм сухого органического вещества при сгорании дает в среднем 4,5 ккал энергии.
Биологическая продуктивность — это скорость образования биомассы растениями (первичная продуктивность) и скорость образования биомассы животными (вторичная продуктивность). Биологическая продуктивность выражается в граммах или в килокалориях с единицы площади за год.
Среди огромного многообразия взаимосвязей живых существ в биоценозе можно выделить наиболее характерные, имеющие много общего у организмов разных систематических групп:
• конкуренция — это отношения, складывающиеся между видами со сходными экологическими требованиями; формы конкуренции могут быть различными: от прямой физической борьбы до мирного сосуществования, но рано или поздно один конкурент вытесняет другого;
• хищничество — прямое уничтожение одного вида другим, укладывающееся в отношения хищник — жертва;
• паразитизм — это форма сожительства организмов разных видов, при которой один организм (паразит) использует другой организм (хозяина) в качестве среды обитания и источника питания, при этом наносится прямой вред одной стороне;
• комменсализм — это взаимоотношения, при которых деятельность одного из них доставляет пищу или убежище другому. Таким образом, комменсализм — это использование одного вида другим без нанесения ему вреда;
• мутуализм — это широко распространенные в природе взаимовыгодные отношения видов. Примером могут служить лишайники — взаимовыгодное сожительство гриба и водоросли;
• симбиоз (сожительство) — это разновидность только мутуализма; в симбиозе отношения организмов могут развиваться по-разному.
Биогеоценозы земного шара образуют биогеоценотический покров, который изучает биогеоценология. Основал эту науку выдающийся русский ученый В. Н. Сукачев.
Совокупность всех биогеоценозов нашей планеты создает гигантскую экосистему — биосферу. Биогеоценозы могут формироваться на любом участке земной поверхности — на суше и на воде. Они бывают степными, болотными, луговыми и т. д. Большое значение в функционировании биосферы имеют гидробиоценозы. Участки земной поверхности, покрытые культурными растениями, называются агрофитоценозами. В структуре любого биогеоценоза можно выделить четыре функциональных компонента:
1) абиотическое окружение, т. е. весь комплекс неживой природы, откуда биоценоз черпает средства для существования и куда выделяет продукты обмена;
2) комплекс автотропных организмов, обеспечивающих органическими веществами, а следовательно, и энергией все остальные организмы, — это первичные продуценты органического вещества, ассимилирующие солнечную энергию (фототропные растения, фотосинтезирующие бактерии);
3) комплекс гетеротропных организмов — консументов, живущих за счет питательных веществ, созданных первичными продуцентами. Консументами являются животные и бесхлорофильные растения;
4) комплекс организмов, разлагающих органические соединения до минерального состояния. Это редуценты, или деструкторы, представленные микроорганизмами — бактериями, грибами, простейшими, а также организмами, которые питаются мертвыми органическими веществами.
Между всеми четырьмя звеньями существует закономерная связь.
Каждый живой организм или их совокупность выполняют определенную биологическую функцию, которая либо начинает какой-то процесс, либо служит его промежуточным звеном, либо завершает его. Такая согласованная и взаимосвязанная деятельность живых организмов Земли находится в самой тесной связи с окружающей средой и ее основными факторами физического, химического, биологического характера и создает сложное построение жизни в разных ее проявлениях — экологическую систему.
Основные законы экологии, сформулированные Б. Коммонером в 1971 г., кратко можно сформулировать следующим образом.
1. Все связано со всем (всеобщая связь процессов и явлений в природе).
2. Все должно куда-то деваться (любая природная система может развиваться только за счет использования энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды).
3. Природа “знает” лучше (пока мы не имеем абсолютно достоверной информации о механизмах и функциях природных систем, мы легко можем навредить природе, пытаясь ее улучшить).
4. Ничто не дается даром (глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничто не может быть выиграно или потеряно, она не может быть объектом всеобщего улучшения; все извлеченное в процессе человеческого труда должно быть возмещено).
Среди других законов, принципов и правил можно отметить следующие:
• вещество, энергия, информация и качество отдельных природных систем взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих факторов вызывает функциональные, структурные, качественные и количественные перемены всех систем и их иерархии;
• слабые воздействия могут и не вызывать ответных реакций природной системы, но, накопившись, они приведут к развитию бурного, непредсказуемого динамического процесса (X. Боумен);
• жизненные возможности лимитируются экологическими факторами, количество и качество которых близко к необходимому экосистеме минимуму, снижение их ведет к гибели организма или деструкции экосистемы (Ю. Либих);
• экосистема, потерявшая часть своих элементов, не может вернуться в первозданное состояние;
• сокращение естественной биоты в объеме, превышающем пороговое значение, лишает окружающую среду устойчивости, которая не может быть восстановлена путем создания очистных сооружений и перехода к безотходному производству (В. Г. Горшков);
• лимитирующим фактором процветания организма (вида) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину выносливости (толерантности) организма по отношению к данному фактору (В. Шелфод);
• любая природная система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей среды. Абсолютно изолированное развитие невозможно.
Последний приведенный нами закон имеет важное теоретическое и практическое значение из-за основных следствий:
а) абсолютно безотходное производство невозможно (подобно созданию “вечного” двигателя). Реализуя это следствие, важно создавать малоотходные производства с малой ресурсоемкостью как на входе, так и на выходе (экономичность и незначительные выбросы). Идеальны создание циклического производства (отходы от одних процессов служат сырьем для других) и организация разумного депонирования (захоронения) неминуемых остатков, нейтрализация неустраняемых энергетических отходов;
б) любая развитая биотическая система, используя и видоизменяя среду жизни, представляет потенциальную угрозу менее организованным системам. Поэтому в биосфере невозможно повторное зарождение жизни — она будет уничтожена существующими организмами. Следовательно, воздействуя на среду обитания, человек должен нейтрализовать эти воздействия, поскольку они могут оказаться разрушительными для природы и самого человека.
• при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется (Ле Шателье-Браун);
• явление, удаленное во времени и пространстве, кажется менее существенным (в природопользовании этот принцип особенно часто становится основой неверных практических действий);
• неожиданное усиление болезнетворности (способности распространять инфекционные заболевания) возникает при мутации нездорового организма, при введении нового болезнетворного организма в экосистему, где нет механизмов регуляции численности; при этом для экосистемы изменяется среда жизни;
• виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сообщество составляет внутреннее устойчивое, но не единое и взаимно увязанное системное целое (К. Мабиус — Г. Ф. Морозов);
• вид организма может существовать до тех пор, пока окружающая его природная среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям;
• экологическая ниша, т. е. место вида в природе, обязательно будет заполнена. Например, в бамбучниках о. Сахалин нет мелких хищников (они обитают в долинах многочисленных рек и на водоразделы не заходят), и их экологическую нишу заполнили серые крысы — грызуны, обладающие повадками хищников.
Некоторые ученые считают, что подтверждением этого правила служит возникновение новых заболеваний. Так, за десять лет до выявления СПИДа (синдрома приобретенного иммунодефицита) было предсказано появление гриппоподобного вируса с высоким процентом летального исхода. Основанием для этого послужило то, что победа над многими инфекционными болезнями человека высвободила экологические ниши, которые обязательно должны быть заполнены;
• конкурирующие в сфере использования конкретных природных систем отрасли хозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу — и тем сильнее, чем значительнее они изменяют совместно эксплуатируемый экологический компонент или всю экологическую систему в целом;
• в ходе эксплуатации природных систем нельзя переходить пределы, позволяющие этим системам сохранять свойства самоподдержания (самоорганизации и саморегуляции);
• “жесткое”, как правило техническое, управление природными процессами чревато цепными реакциями, значительная часть которых оказывается экологически, социально и экономически неприемлемыми.
1.2. Учение о биосфере
Учение о биосфере — тонкой оболочке Земли, состав, структура и энергетика которой в существенных чертах обусловлены прошлой или современной деятельностью живых организмов, — вершина научных достижений В. И. Вернадского. Биосфера, по мнению ученого, состоит из семи взаимосвязанных веществ: живого, биогенного, косного, биокосного, радиоактивного, космического, рассеянных атомов. Везде в ее пределах встречаются либо само живое вещество, либо следы его биохимической деятельности. Воздух, вода, нефть, уголь, известняки, глины, сланцы, мрамор и гранит созданы живыми веществами планеты. Верхние слои земной коры, лишенные в настоящее время жизни, в другие геологические эпохи были переработаны живыми организмами. Самой простой структурой современной активной части биосферы является биогеоценоз.
Учение Вернадского лежит в основе современного представления о взаимосвязях и сопряженной эволюции всех структур биосферы. Именно этой идеологией руководствуются ученые, разрабатывающие международные и национальные программы “Международное гидрологическое десятилетие”, “Всемирная климатическая программа”, “Международная биологическая программа”. Естественно, учение о биосфере служит научной основой рационального хозяйствования и решения экологических проблем. Вернадский считал, что появление человека ознаменовало новый этап развития биосферы и теперь от него зависит ее судьба. Следовательно, человечеству необходимо выработать единую стратегию взаимодействия с природой, формировать экологическое сознание, новое мышление, создавать качественно новые технологии.
В 20-х гг. XX в. В. И. Вернадским было разработано учение о биосфере как глобальной единой системе Земли, где весь основной ход геохимических и энергетических превращений определяется жизнью. Ранее большинство процессов, меняющих в течение геологического времени лик нашей планеты, рассматривались как чисто физические, химические или физико-химические явления (размыв, растворение, осаждение, гидролиз и т. п.). Вернадский впервые создал учение о геологической роли живых организмов, показав, что деятельность живых существ является главным фактором преобразования земной коры. Идеи Вернадского в должной мере были оценены лишь во второй половине XX в., когда возникла концепция экосистем.
Вернадский писал, что участие каждого отдельного организма в геологической истории Земли ничтожно мало, однако живых существ на Земле бесконечно много, и они, обладая высоким потенциалом размножения, активно взаимодействуют со средой обитания и в конечном счете представляют в совокупности особый, глобальный фактор развития, преобразующий верхние оболочки Земли.
Живые организмы бесконечно разнообразны, распространены повсеместно, воспроизводятся во многих поколениях, обладают избирательностью биохимической деятельности и исключительно высокой химической активностью по сравнению с другими компонентами природы.
Всю совокупность организмов на планете Вернадский назвал “иным веществом”, которое характеризуется суммарной массой, химическим составом и энергией. О роли живых организмов на Земле Вернадский писал: “Можно без преувеличения утверждать, что химическое состояние наружной коры нашей планеты, биосферы, всецело находится под влиянием жизни, определяется живыми организмами, несомненно, что энергия, придающая биосфере ее обычный облик, имеет космическое происхождение. Она исходит из Солнца в форме лучистой энергии. Но именно живые организмы, совокупность жизни, превращают эту космическую лучистую энергию в земную, химическую и создают бесконечное разнообразие нашего мира. Это живые организмы, которые своим дыханием, своим питанием, своим метаболизмом, своей смертью и своим разложением, постоянным использованием своего вещества, а главное, длящейся сотни миллионов лет непрерывной сменой поколений, своим рождением, размножением порождают одно из грандиознейших планетных явлений, не существующих нигде, кроме биосферы”.
По мнению ученого, неизбежен единственно правильный подход к биосфере как к целостной глобальной экологической системе, обладающей определенной структурой и устойчивостью, присущими ей особенностями формирования и развития. Такое понимание биосферы особенно важно сейчас, когда техногенное воздействие человека на природу достигло небывалых масштабов и способно вызвать планетарные изменения среды обитания человека.
В пределах биосферы практически каждый химический элемент проходит через цепочку живых организмов, включается в систему биогеохимических превращений. Так, весь кислород планеты — продукт фотосинтеза — обновляется через каждые 2000 лет, а вся углекислота — через 300 лет.
Биохимические процессы в организмах также представляют собой сложные, организованные в циклы цепи реакций. На воспроизведение их в неживой природе потребовались бы огромные энергетические затраты, в живых же организмах они протекают при посредстве белковых катализаторов — ферментов, понижающих энергию активации молекул на несколько порядков. Так как материалы и энергию для обменных реакций живые существа черпают в окружающей среде, они преобразуют среду уже тем, что живут. Вернадский подчеркивал, что живое вещество проводит гигантскую геолого-химическую работу в биосфере, полностью преобразуя верхние оболочки Земли за время своего существования.
Более 99 % энергии, поступающей на поверхность Земли, составляет излучение Солнца, эта энергия растрачивается в громадном большинстве физических и химических процессов в гидросфере, атмосфере и литосфере: перемещение воздушных и водных масс, испарение, перераспределение веществ, поглощение и выделение газов и т. п.
На Земле существует один-единственный процесс, при котором энергия солнечного излучения не только тратится и перераспределяется, но и связывается, запасается иногда на очень длительное время. Этот процесс — создание органического вещества в процессе синтеза. Так, сжигая в топках каменный уголь, мы освобождаем и используем солнечную энергию, запасенную растительностью сотни миллионов лет назад.
Таким образом, основная планетарная функция живого вещества на Земле заключается в связывании и запасении солнечной энергии, которая затем идет на поддержание множества других геохимических процессов в биосфере.
Биохимическая функция биосферы рассматривается Вернадским как всеобщее проявление жизни на Земле. Ни один отдельно взятый вид организмов не мог играть эту роль. Для обеспечения всего разнообразия форм биогенной миграции химических элементов необходимо было развитие определенного комплекса организмов. Отсюда возникает проблема эволюции биосферы как единого целого в процессе историко-геологического развития нашей планеты.
Границы биосферы определяются областью распространения организмов в атмосфере, гидросфере, литосфере (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Область распространения организмов в биосфере:
1 — уровень озонового слоя, задерживающего жесткое ультрафиолетовое излучение; 2 — граница снегов; 3 — почва; 4 — животные, обитающие в пещерах; 5 — бактерии в нефтяных залежах
Литосфера — это земная кора, внешняя твердая оболочка земного шара, образованная осадочными и базальтовыми породами. Основная масса организмов, обитающих в литосфере, сосредоточена в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров.
Гидросфера — водная оболочка Земли, составленная Мировым океаном, который занимает примерно 70,8 % поверхности земного шара. В гидросферу биосфера проникает практически на всю глубину Мирового океана.
Атмосфера — воздушная оболочка Земли, состоящая из смеси газов, в которой преобладают кислород и азот. Наибольшее значение для биологических процессов имеют: кислород атмосферы, используемый для дыхания организмов и минерализации омертвевшего живого вещества; углекислый газ, используемый при фотосинтезе; озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения.
В атмосфере различают: тропосферу — примыкающий к поверхности Земли нижний слой атмосферы высотой около 15 км, в который входят взвешенные в воздухе водяные пары; стратосферу — слой над тропосферой высотой около 100 км; в стратосфере под действием жесткого излучения Солнца из молекулярного кислорода образуется атомарный кислород, который затем, соединяясь с кислородом, превращается в озон, образующий озоновый слой, задерживающий космические и УФ-лучи, губительно действующие на живые организмы.
Таким образом, современная биосфера является итогом длительного исторического развития всего органического мира в его взаимодействии с неживой природой. В процессе этого развития в биосфере возникла сложная сеть взаимосвязанных процессов и явлений; благодаря взаимодействию абиотических и биотических факторов биосфера находится в постоянном движении и развитии. Она прошла значительную эволюцию со времени появления человека, т. е. на протяжении последних 2–3 млн лет. Однако если первоначально по своему воздействию на природу человек мог рассматриваться лишь как один из второстепенных факторов, то по мере развития цивилизации и роста ее технической оснащенности его роль стала сравнимой с действием мощных геологических процессов. Это обстоятельство заставляет самым серьезным образом относиться к возможным отдаленным последствиям как производственной, так и природоохранной деятельности человека.
В результате техногенной деятельности человечества биосфера Земли коренным образом преобразуется и становится, по определению Вернадского, ноосферой — “сферой разума”. Ноосфера — новое геологическое явление на нашей планете, в ней человек впервые становится крупнейшей геологической силой. Ноосфера — мир разумных, научно обоснованных поступков в глобальном масштабе.
Круговорот основных элементов в биосфере — это многократное участие веществ в процессах, происходящих в атмосфере и гидросфере, в том числе в тех слоях, которые входят в биосферу планеты. Особое значение имеют круговороты кислорода, углерода, азота, серы и фосфора. Биогеохимический цикл кислорода — планетарный процесс, связывающий атмосферу и гидросферу с земной корой.
Узловыми звеньями круговорота являются: образование свободного кислорода при фотосинтезе в зеленых растениях, потребление кислорода для осуществления дыхания всеми живыми организмами, для реакции окисления органических остатков и неорганических веществ (например, сжигание топлива) и другие химические преобразования, которые ведут к образованию таких окисленных соединений, как углекислый газ, вода, и последующему вовлечению их в новый цикл фотосинтетических превращений.
В круговороте кислорода отчетливо проявляется активная геохимическая деятельность живого вещества, его ведущая роль в этом циклическом процессе. Исходя из массы органического вещества, синтезированного в течение года (с учетом 15 % потраченных на процесс дыхания), можно заключить, что ежегодное продуцирование кислорода зеленой растительностью планеты составляет около 300 × 10 9 т. Лишь немногим более 25 % этого количества выделяется растительностью суши, остальное — фотосинтезирующими организмами Мирового океана (свободный кислород присутствует не только в атмосфере, в растворенном состоянии он содержится и в природных водах). Суммарный объем вод Мирового океана равен 137 × 10 9 л, а в 1 л воды растворено от 2 до 8 см 3 кислорода. Следовательно, в водах Мирового океана находится от 2,7 × 10 2 до 10,9 × 10 2 т растворенного кислорода. Часть органического вещества захороняется, вследствие чего из годичного круговорота выводится связанный кислород.
Кислород используется для процесса горения и других видов антропогенной деятельности. За всю историю человечества до 1980 г. мировое потребление топлива составило около 84 млрд т каменного угля, 30 млрд т нефти и около 7,3 трлн м 3 природного газа. На сжигание этого количества топлива было израсходовано 273 млрд т кислорода, и в результате образовано 322 млрд т углекислого газа. Около 90 % перечисленного топлива было сожжено за последние 40–60 лет. В абсолютных величинах суммарный расход топлива человечеством всех эпох к 2000 г. достиг 550–650 млрд т условного топлива. В итоге к 2000 г. суммарный расход кислорода на сжигание топлива составил 800–900 млрд т, а поступление углекислого газа в атмосферу возросло до 95–1050 млрд т.
К этому необходимо добавить расход кислорода на дыхание человека, животных, растений, на выполнение микроорганизмами окислительных реакций. При норме потребления кислорода 1 кг в сутки и общей численности населения Земли 4,8 млрд человек (начало 1986 г.) ежегодное потребление кислорода человечеством составляет около 1,8 млрд т; к 2000 г., когда на Земле стало 6 млрд человек, оно составило 2,6 млрд т в год. К этому времени потребление кислорода на промышленные и бытовые нужды, на транспорт достигло 50 млрд т в год.
К 2000 г. с учетом всех видов расхода, включая дыхание растительного мира, ежегодное потребление кислорода составляет 210–230 млрд т, тогда как вся фитосфера ежегодно продуцирует 240 млрд т этого газа.
На суше в процессе фотосинтеза происходит фиксация углекислого газа растениями с образованием органических веществ и выделением кислорода. Остатки растений и животных разлагаются микроорганизмами, в результате чего углерод окисляется до углекислого газа и снова попадает в атмосферу. Подобный круговорот углерода совершается и в водной среде. Фиксируемый растениями углерод в значительном количестве потребляется животными, которые, в свою очередь, при дыхании выделяют его в виде углекислого газа.
Круговорот углерода в гидросфере (рис. 1.3) является более сложным, чем в атмосфере, поскольку возраст этого элемента в форме углекислого газа зависит от поступления кислорода в верхние слои воды как из атмосферы, так и из нижележащей толщи, так как между сушей и Мировым океаном происходит постоянный обмен углерода. Преобладает вынос этого элемента в форме карбонатных и органических соединений с суши в океан. Поступление углерода из Мирового океана на сушу совершается в несравненно меньших количествах, и то лишь в форме углекислого газа, диффундирующего в атмосферу, а затем переносимого воздушными течениями.
Рис. 1.3. Круговорот углерода в биосфере
Живое вещество в биосфере осуществляет газовую, концентрационную, окислительную и восстановительную функции. Кислород и азот атмосферы, весь углекислый газ, по мнению Вернадского, имеют органогенное происхождение.
Ежегодная продукция живого вещества в биосфере составляет примерно 200 млрд т сухого органического вещества; за это же время в процессе фотосинтеза на планете образуется 46 млрд т органического углерода, 123 млрд т кислорода.
“Вихрь жизни”, как говорил Вернадский, захватывает освобожденные при гниении микроорганизмов элементы, поступающие в литосферу, гидросферу и атмосферу и снова включает их в круговорот веществ.
В круговороте азота чрезвычайно большую роль играют микроорганизмы: азотфиксаторы, нитрификаторы, денитрофикаторы. Все остальные организмы влияют на цикл азота только после ассимиляции его в состав своих клеток. Азот фиксируют также пурпурные и зеленые фотосинтезирующие бактерии, различные почвенные бактерии.
В круговороте азота из огромного запаса этого элемента в атмосфере и литосфере принимает участие только фиксированный азот, усваиваемый живыми организмами суши и океана. В круговороте азота принимают участие: азот биомассы, азот биологической фиксации бактериями и живыми организмами, ювенильный (вулканогенный) азот, атмосферный (фиксированный при грозах) и техногенный.
На огромных массивах, где деятельность человека почти отсутствует, растения берут необходимый им азот из вносимого в почву азота извне (нитраты с дождями, аммиак из воздуха), из возвращаемого в почву азота (останки животных, растений, экскременты животных), а также из разнообразных азотфиксирующих организмов.
Наибольшее количество азота и зольных элементов содержится в биосфере лесной растительности, почти во всех типах растительности масса зольных элементов в 2–3 раза превышает массу азота. Исключение составляет тундровая растительность, в которой содержание азота и зольных элементов примерно одинаково. Наибольшее количество оборачивающихся в течение года элементов (т. е. емкость биологического круговорота) — во влажных тропических лесах, затем — в черноземных степях и широколиственных лесах умеренного климата (в дубравах).
В биосфере хорошо развит процесс циклических превращений серы и ее соединений. Резервуарный фонд серы обширен в почве и отложениях, меньший — в атмосфере, основную роль в обменном фонде серы играют особые микроорганизмы, каждый вид которых выполняет определенную реакцию окисления и восстановления; в результате микробной регенерации серы из глубоководных отложений к поверхности перемещается сероводород. В глобальном масштабе в регуляции круговорота серы участвуют геохимические и метеорологические процессы (эрозия, осадкообразование, выщелачивание, дождь, адсорбция, десорбция и т. д.), биологические процессы (продукция биомассы и ее разложение), взаимосвязь воздуха, воды и почвы. Сульфат, аналогично нитрату и фосфату, — основная доступная форма серы, которая восстанавливается автотрофами и включается в белки (сера входит в состав ряда аминокислот).
На круговорот азота и серы все большее влияние оказывает промышленное загрязнение воздуха: сжигание ископаемого топлива значительно увеличило содержание в воздухе летучих окислов азота (NO и NО2) и серы (SO2), особенно в городах. Их концентрация становится опасной для биотических компонентов экосистем.
Геохимический цикл фосфора в большей мере отличается от циклов углерода и азота. Содержание этого элемента в земной коре равно 0,093 %. Это в несколько десятков раз больше содержания азота, но в отличие от последнего фосфор не является одним из главных элементов оболочек Земли. Тем не менее его геохимический цикл включает разнообразные пути миграции в земной коре, интенсивный биологический круговорот и миграцию в гидросфере.
Фосфор — один из главных органогенных элементов. Его органические соединения играют важную роль в процессах жизнедеятельности всех растений и животных, входят в состав нуклеиновых кислот, сложных белков, фосфолипидов мембран, служат основой биоэнергетических процессов. Фосфор концентрируется живым веществом, где его содержание в 10 раз больше, чем в земной коре. На поверхности суши протекает интенсивный круговорот фосфора в системе “почва — растения — животные — почва”. В связи с тем, что минеральные соединения фосфора труднорастворимы и содержащийся в них элемент почти недоступен растениям, последние преимущественно используют его легкорастворимые формы, образующиеся при разложении органических остатков. Круговорот фосфора происходит и в системе “суша — Мировой океан”. Тут его основой является вынос фосфатов с речным стоком, взаимодействие их с кальцием, образование фосфоритов, залежи которых со временем выходят на поверхность и снова включаются в миграционные процессы.
Человек должен планировать свою хозяйственную деятельность с учетом цикличности природных процессов. Особенно тщательно ее следует учитывать в земледелии, пастбищном животноводстве, водоснабжении, навигации. Распашка, внесение минеральных удобрений, загрязнение нефтью и тяжелыми металлами весьма обедняют фауну почвы. При этом нарушаются и даже полностью выпадают звенья нормальных пищевых цепей и биогеохимических циклов. Реакция почвы на вмешательство человека необычайно велика.
Запасов неорганических соединений, необходимых для поддержания жизнедеятельности населяющих их организмов, хватило бы ненадолго, если бы эти запасы не возобновлялись как в течение жизни организмов, так и после их смерти. Нельзя забывать, что общество образует с неорганической средой определенную систему, в которой поток атомов, вызываемый жизнедеятельностью организмов, образует круговорот. Основным механизмом удержания солнечной энергии и образования фитомассы, включающей огромные количества углерода, воды и распространенных биофилов, являются биогеоценозы лесных и травянистых ландшафтов.
1.3. Среда обитания и здоровье человека
Здоровье человека, целых групп населения зависит от воздействия различных подсистем природной и социальной среды, реализующегося через физиологические, биофизиологические и биохимические механизмы регуляции и отражающегося на физиологическом состоянии человека (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Модель влияния среды обитания на здоровье населения
Возрастающие темпы изменения среды обитания приводят к нарушению взаимосвязи между ней и человеком, снижению адаптационных возможностей организма. Среда обитания может содержать такие вещества, с которыми организм в ходе эволюции не сталкивался и поэтому не имеет соответствующих анализаторных систем, сигнализирующих об их наличии. В связи с этим оценить состояние здоровья человека, понять характер патологии в отрыве от анализа происходящих изменений в окружающей среде невозможно.
Поэтому большое значение имеет организация информационной системы “здоровье населения — окружающая среда” (ЗН–ОС), данные для которой могут собираться через государственную статистическую отчетность. Задача государственной информационной системы ЗН–ОС заключается в сборе данных о загрязнении окружающей среды, состоянии здоровья населения.
Система ЗН–ОС должна состоять из трех самостоятельных информационных подсистем, организуемых различными по ведомственной принадлежности учреждениями.
Так, сбор информации о состоянии здоровья населения (подсистема “здоровье населения”) будет осуществляться органами здравоохранения (в поликлиниках, больницах, диспансерах, консультациях и др.); о численности и составе населения (подсистема “численность населения”) — органами территориального, городского и других статистических управлений; о загрязнении окружающей среды (подсистема “окружающая среда”). Вся собранная информация обрабатывается в территориальных центрах санэпиднадзора.
Анализ информации может осуществляться на разных уровнях — в городах, областях, республиках, на уровне всей страны. Материалы о состоянии здоровья населения, меняющегося в связи с загрязнением окружающей среды, и о характере этого загрязнения позволят более обоснованно управлять качеством окружающей среды с целью охраны здоровья населения.
Важное значение в настоящее время приобретает защита генетического кода от воздействия различных факторов окружающей среды. Глубокие изменения биосферы происходят стремительнее, чем темпы эволюции живых организмов. Поэтому в отлаженном тысячелетиями механизме взаимоотношений среды и организма, связанном с характером и уровнем защитных функций последнего, может возникнуть дисбаланс.
Агрессивные экологические факторы повреждают хромосомы и вызывают мутации в генах, искажают наследственную информацию, в результате чего “больные” клетки начинают безудержно делиться. При этом раковые клетки не уничтожаются иммунной системой, предварительно ослабленной теми же негативными экологическими факторами.
При огромном разнообразии видов мутации, наличии многих разновидностей злокачественных опухолей трудно найти лечебные средства против всех их форм. Главные усилия человечества должны быть направлены на устранение вызывающих их причин.
Предельно допустимые экологические нагрузки (ПДЭН). Для оценки допустимости воздействия различных факторов на окружающую природную среду весьма важным является определение допустимого порога вредных воздействий и учет зависимости “доза — ответная реакция”. Под порогом допустимого воздействия на биологическую систему надо понимать не любые изменения экосистем, а лишь те, что могут вывести за пределы обычных физиологических колебаний исторически сложившийся комплекс живых организмов, обитающих на данной территории (биоту).
Понятие “допустимые воздействия и нагрузки” на среду обитания — достаточно сложное. Любая возникающая в результате какого-либо воздействия аномалия в экологической системе, выводящая ее из нормального состояния, определяется как экологическая нагрузка.
Допустимыми можно считать такие воздействия, которые не приводят к изменению качества окружающей природной среды или меняют ее, не нарушая экологическую систему и не вызывая неблагоприятных последствий. Если нагрузка превышает допустимую, антропогенное воздействие причиняет ущерб популяции, экосистеме или биосфере в целом.
При определении ПДЭН необходимо учитывать состояние индивида, популяции, сообщества, экологической системы и фоновое загрязнение биосферы в целом. Значения ПДЭН опираются на понятие устойчивости экосистемы или отдельных ее звеньев и уровней, если резерв прочности отсутствует.
Определение допустимой нагрузки имеет большое значение при проектировании и осуществлении хозяйственной деятельности при строительстве городов; рекреационном развитии регионов; при определении приоритетов в деятельности по защите человека и природной среды в зонах интенсивного антропогенного воздействия и разработке мер, направленных на уменьшение вредных воздействий; при построении оптимальных систем мониторинга состояния окружающей природной среды.