Человек как частица биосферы

смотреть на рефераты похожие на "Человек как частица биосферы"

Человек как частица биосферы

РЕФЕРАТ

по курсу "Концепции современного естествознания"

Научный руководитель к.х-б.н., доцент

Подпись студента

Дата

Сыктывкар, 1998

СОДЕРЖАНИЕ

|Введение |..........................................................|3 |
| |.................................................... | |

|Глава 1. Характеристика и состав |...........................|5 |
|биосферы |........................ | |

|Глава 2. Биосфера как саморегулирующаяся система |.................|8 |
| |............... | |

|2.1. Причины замедленного роста численности |……………………… |8 |
|человеческой популяции | | |
|2.2. Регулирующие механизмы биосферы |……………………… |10 |

|Глава 3. Влияние деятельности человека на биосферу. | | |
|Охрана природы и перспективы рационального |…………………. |14 |
|природопользования | | |

|Заключение |........................................................|19 |
| |.................................................. | |

|Список использованных источников |...................................|21 |
| |............................... | |

Введение

Все живые организмы, населяющие нашу планету, существуют не сами по себе, они зависят от окружающей среды и испытывают на себе ее воздействие.
Живая природа представляет собой сложно организованную, иерархичную систему. Выделяют несколько уровней организации жизни на нашей планете и самый высокий из них - биосфера.

С современных позиций биосферу рассматривают как наиболее крупную экосистему планеты, поддерживающую глобальный круговорот веществ.
Стабильность биосферы основывается на высоком разнообразии живых организмов, отдельные группы которых выполняют различные функции в поддержании общего потока вещества и распределении энергии. Однако стабильность биосферы имеет определенные пределы, и нарушение ее регуляторных возможностей чревато серьезными последствиями.

Учитывая, что в биосфере действуют сложные системы обратных связей и зависимостей, то, соответственно, по мере усиления давления на окружающую среду, среда, в свою очередь, отвечает увеличением встречного давления.

Так, например, человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако в течение очень длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. Эти изменения нарастали и в настоящее время обрушились на человеческую цивилизацию. Пришлось признать, что даже жизненно важные для экономики человека ресурсы оказываются подчас еще важней для сохранения экологического равновесия в биосфере и в конечном итоге - оптимальных природных условий существования и развития человечества, настоящего и будущего поколений.

Вот почему актуально на сегодняшний день изучение проблемы взаимодействия человека с окружающей средой. Именно органичное
"сотрудничество" этих двух элементов будет способствовать долгому и стабильному существованию биосферы.

Цель настоящей работы заключается в следующем: показать, что человек не является самодостаточным живым существом, живущим отдельно по своим законам, он сосуществует внутри природы, является ее частью и подчиняется ее законам. Для этого необходимо определить место человечества в структуре биосферы; каким образом осуществляется воздействие человека на биосферу и каковы результаты данного воздействия; каким образом биосфера реагирует на любые изменения в протекающих в ней процессах.

Только рассмотрев указанные вопросы можно сделать вывод, что человек во всех его проявлениях представляет собой часть биосферы и есть ее определенная функция в определенном пространстве-времени.

Глава 1. Характеристика и состав биосферы

В буквальном переводе термин “биосфера” обозначает сферу жизни и в таком смысле он впервые был введен в науку в 1875 г. австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 – 1914). Однако задолго до этого под другими названиями, в частности "пространство жизни", "картина природы",
"живая оболочка Земли" и т.п., его содержание рассматривалось многими другими естествоиспытателями.

Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы.

Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж.Б. Ламарк (1744 – 1829). Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов.

Биосфера (в современном понимании) – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.
> Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом.
Атмосфера имеет несколько слоев:
1. тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км);
2. стратосфера;
3. ноносфера – там “живое вещество” отсутствует.
> Гидросфера – водная оболочка Земли.
> Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной

(неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы.

Постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, об обратном воздействии живых организмов и их систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы все настойчивее проникала в сознание ученых и находила реализацию в их конкретных исследованиях.

Перед естествоиспытателями возникает задача – конкретно исследовать, каким образом и в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в земной коре.
Только подобный подход может дать ясное и глубокое представление о концепции биосферы. Огромный вклад в построение данной концепции внес выдающийся российский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945).

Центральным в этой концепции является понятие о живом веществе, которое
В.И. Вернадский определяет как совокупность живых организмов. Кроме растений и животных, В.И. Вернадский включает сюда и человечество, влияние которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных живых существ, во-первых, своей интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых, тем воздействием, какое деятельность людей оказывает на остальное живое вещество.

Это воздействие сказывается прежде всего в создании многочисленных новых видов культурных растений и домашних животных. Такие виды не существовали раньше и без помощи человека либо погибают, либо превращаются в дикие породы. Поэтому Вернадский рассматривает геохимическую работу живого вещества в неразрывной связи животного, растительного царства и культурного человечества как работу единого целого.

Помимо живого вещества в структуре биосферы Вернадский также выделял косное (атмосфера, минералы, горные породы и так далее) и биокосное вещество, образованное из разнородных живых и косных тел (почвы, поверхностные воды). Однако главенствующая роль во всех процессах, протекающих на поверхности Земли и в земной коре принадлежит живому веществу.

Поскольку живое вещество является определяющим компонентом биосферы, постольку можно утверждать, что оно может существовать и развиваться только в рамках целостной системы биосферы. Не случайно поэтому В.И. Вернадский считает, что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей [3. C. 156].

Учитывая, что человечество есть составляющая часть “живого вещества”, то учение Вернадского о биосфере представляет собой новый крупный шаг в понимании не только живой природы, но и ее неразрывной связи с исторической деятельностью человечества.

Глава 2. Биосфера как саморегулирующаяся система

1. Причины замедленного роста численности человеческой популяции

Популяции любых видов - бактерий, растений, животных, попав в благоприятные условия, увеличивают свою численность по экспоненте взрывным путем. Рост численности с разгону переходит значение. Соответствующее
"биологической емкости" среды обитания вида и продолжается еще некоторое время. Из-за своей чрезмерной плотности вид обедняет и разрушает среду обитания. Наступает экологический кризис, в течение которого численность популяции стремительно снижается, причем до уровня, более низкого, чем могла бы прокормить деградировавшая емкость среды. Это и есть коллапс. За время коллапса среда постепенно восстанавливается, а вслед за этим растет и популяция. Она входит в фазу стабилизации, когда ее численность будет колебаться на уровне, задаваемом новой емкостью среды. Человеческие популяции унаследовали эту биологическую особенность.

В наше время самые многочисленные популяции людей находятся в экспотенциальной фазе роста. Чтобы достигнуть первого миллиарда, человечеству потребовалось более миллиона лет. И в этот момент началась промышленная революция. Второй миллиард был достигнут за 100 лет, третий - за 40, четвертый - за 15, пятый - за 10, а шестой и, возможно, седьмой могут быть достигнуты за оставшиеся до начала второго тысячелетия годы [4.
C. 172].

Численность человечества, как и всякого биологического вида, строго следует за изменением количества пищи, главного показателя биологической емкости среды. Емкость нашей среды увеличивается не сама по себе, это делает человек, распахивая новые земли, выводя более урожайные сорта, внося удобрения, применяя ядохимикаты. С каждым годом повышать суммарный урожай на Земле становится все труднее. Производство пищи на Земле сейчас растет на 2% в год; чтобы получить такой прирост, приходится увеличивать потребление энергии на 5%, забор воды для орошения - на 7%, производство удобрений - тоже на 7%, а ядохимикатов - даже на 10% в год. Эти титанические усилия истощают ресурсы, разрушают среду и все более ее загрязняют.

Такой рост производства возможен только потому, что человек интенсивно использует запасы угля, нефти, газа и минерального сырья, накопленные за всю предшествующую историю биосферы. Запасы эти конечны и невозобновимы.
Поэтому нынешняя почти безграничная мощь человечества конечна во времени.
Если спросить биолога, что произойдет, когда ресурсы кончатся, он должен ответить однозначно: разрушение среды обитания, падение производства пищи
(то есть глобальный экологический кризис), а вслед за ними - сокращение человечества до уровня, который будет обеспечен возобновимыми ресурсами.
Так случилось бы с любым видом. Но человек очень изобретателен, и поэтому утверждать что численность людей сократится до первобытного уровня, мы не рискуем. Однако и расти бесконечно она не может. Одно не подлежит сомнению: в условиях исчерпания энергоресурсов неизбежно будет происходить сокращение численности людей, коллапс. Его темп в первую очередь определит темп падения производства пищи.

Дело в том. Что в устройстве биосферы соблюден простой закон, связывающий размеры тела потребляющих органическую пищу видов с их численностью. Основные потребители продукции в биосфере - микроскопические бактерии, грибы и простейшие. За ними следуют мелкие животные - черви, моллюски, членистоногие. На диких позвоночных животных (земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих) предусмотрен 1% продукции биосферы.
Человек со своими домашними животными должен входить в эту группу. А это значит потреблять - менее 1%. Если подсчитать вместе потребление людей, их скота и изъятие леса, то оказывается это составляет 7% продукции биосферы, то есть мы вышли далеко за пределы того, что в биосфере отведено для группы крупных потребителей [4. C. 173]. Человек нарушил биосферную закономерность, внес в нее возмущение.

Но биосфера - саморегулирующаяся система, и она стремится вернуть численность людей к дозволенному им уровню. А он в 25 раз ниже современного
- 200 млн. на всю планету. Вымирание нужных человеку растений и животных, падение продуктивности самых ценных для нас экосистем, невключение в биосферные круговороты производимых нами загрязнений - все это мы должны понимать как результат обратной связи, действие биосферного механизма, стремящегося ограничить рост потребностей людей. Пока человек вооружен ископаемыми источниками энергии, у него сохраняется возможность противостоять давлению биосферы. Но когда эти источники кончатся, неограниченно долгое стабильное существование человека может обеспечить только солнечная энергия. За счет такого постоянного и возобновимого источника энергии смогут жить 500 млн. человек, если они будут потреблять на душу столько же энергии, сколько ее потребляется сегодня.

Таким образом, снижение численности населения может произойти в силу нескольких причин.

Во-первых, решающим фактором способен стать голод, вызванный сокращением пищевых ресурсов.

Второй вариант - небиологический: одна из ядерных стран попытается захватить остатки невозобновимых ресурсов, а другие начнут с ней ядерную войну.

Третий вариант - сугубо политический: страны сознательно вводят ограничение рождаемости и постепенно снижают численность населения. Этот путь, с точки зрения биолога, может оказаться малоэффективным. Дело в том.
Что плодовитость определяется популяционными биологическими механизмами и поэтому до сих пор все попытки государственного стимулирования или ограничения рождаемости оказывались безрезультатными, но вызывали очень сильный протест людей.

Четвертый вариант, самый мягкий и поэтому самый желательный, - снижение рождаемости без принуждения, самопроизвольно, на основе действия популяционных механизмов. Биосфера подает нам все более сильные сигналы о том, что мы опасно превысили свою численность. Однако эти сигналы адресованы не политикам, ученым или вообще разумным людям. Они адресованы нам всем как биологическому виду и призваны, минуя наше сознание, действовать на наши популяционные механизмы.

Для этого рассмотрим более подробно основные факторы, способствующие сокращению численности.

2.2. Регулирующие механизмы биосферы

Возрастая численно, вид как бы усиливает свое давление на свою среду обитания, экосистему и биосферу. В ответ среда обитания, включающая в себя множество других видов, в том числе пищевых объектов, конкурентов и потребителей того, о ком идет речь, отвечает увеличением встречного давления.

Биосфера как сумма всех видов на Земле много сильнее каждого в отдельности, поэтому она всегда рано или поздно стабилизирует его численность, а если требуется, то и сократит ее до приемлемого для остальных уровня.

Биологи разделяют воздействующие факторы на 2 группы:

1. первичные, или ультимативные, факторы среды (биологические: пища, конкуренты, паразиты, хищники, загрязнения; небиологические, но контролируемые биосферой: газовый состав атмосферы, осадки, климат и тому подобное). Действие ультимативных факторов - прямое и беспощадное.

2. вторичные, или сигнальные, факторы, косвенно указывающие виду на избыточность его численности. Если вид имеет генетические программы слежения за изменением сигнальных факторов, заблаговременно сообщающих, например, о возросшей плотности особей или о снижении биологической емкости среды обитания, он имеет возможность заблаговременно, до удара ультимативными факторами, стабилизировать свою численность или начать ее сокращать. В то время как контроль первичными факторами неизбежен для любого вида, предупреждающим сигналом вторичных факторов могут воспользоваться только те виды, у которых естественный отбор выработал специальные механизмы реагирования на них. Эти механизмы проявляются на популяционном уровне, а на индивидуальном уровне они не действуют [4. C. 175].

Влияние первичных факторов на популяции людей несомненно и сравнительно хорошо известно, поэтому их подробного рассмотрения не требуется.

Страницы: 1, 2