Сущность биосферы. Рациональное природопользование

Размещено на http://www.allbest.ru/

Понятие и сущность биосферы

Всестороннее изучение природы показывает, что живые организмы и среда их обитания сосуществуют в постоянном взаимодействии. В этой совокупности взаимосвязей живая природа представляет собой специфическую сферу действительности, целостную систему, похожую на единый живой организм. Планетарные масштабы этой системы и одновременно ее схожесть с живым организмом позволяют рассматривать ее как особый уровень организации живой материи, получившей название биосферы.

В системе современного естествознания понятие биосферы занимает ключевое место и поэтому разработка учения о биосфере имеет длительную историю. Начало ее изучению положил Ж.Б. Ламарк, который в своей книге «Гидрогеология» одним из первых обосновал идею о влиянии живых организмов на геологические процессы.

Сам термин «биосфера» был впервые введен в науку австрийским геологом и палеонтологом Э. Зюссом в 1875 г. Он подразумевал под биосферой самостоятельную сферу, пересекающуюся с другими земными сферами, в которой на Земле существует жизнь. Он дал определение биосферы как совокупности организмов, ограниченной в пространстве и времени и обитающей на поверхности Земли. Таким образом, первоначально понятием «биосфера» обозначалась совокупность только живых организмов.

Впервые идею о геологических функциях живого вещества, представление о совокупности всего органического мира как единого нераздельного целого высказал русский ученый В.И. Вернадский.

Вернадский ввел понятие живого вещества как совокупности всех живых организмов планеты, включая человека.

Таким образом, биосфера - это живое вещество планеты и преобразованная им окружающая среда.

Она представляет собой единую систему, в которой масса живого вещества, несмотря на все изменения и переходы из одного состояния в другое, сохраняется неизменной. Структура, состав и энергия биосферы определяются прошлой и настоящей деятельностью живых организмов, в том числе и человека. Своими границами она охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. Пленка биосферы, окутывающая Землю, очень тонкая. Сегодня принято считать, что в атмосфере микробная жизнь имеет место примерно до высоты 20-22 км над земной поверхностью (до озонового экрана), а наличие жизни в глубоких океанических впадинах опускает эту границу до 8-11 км ниже уровня моря. Углубление жизни в земную кору много меньше, и микроорганизмы обнаружены при глубинном бурении и в пластовых водах не глубже 2-3 км. В атмосфере наиболее заселен слой толщиной до 50 м.

Разумеется, количество живого вещества в разных областях биосферы различно. Самое большое его количество локализовано в верхних слоях литосферы (почва), гидросферы и нижних слоях атмосферы. Глубже в земную кору, океан, выше в атмосферу количество живого вещества уменьшается. Особенностью биосферы является то, что между биосферой и окружающими ее земными оболочками нет резкой границы. Таким образом, биосфера открыта космосу, купается в потоках космической энергии. Живое вещество поглощает и перерабатывает эту энергию в биогеохимическую энергию живого вещества биосферы. Биогеохимическая энергия может быть выражена скоростью заселения биосферы данным видом организмов. Это означает, что при благоприятных условиях данный вид может заселить Землю практически мгновенно.

Структура биосферы

По своему составу, строению и организованности биосфера - это сложная оболочка, которая включает в себя:

· живое вещество - совокупность живых организмов планеты, включая человека;

· биогенное вещество, созданное в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, уголь, нефть, известняки и т.д.);

· косное вещество, сформированное без участия жизни, к нему относятся атмосфера, гидросфера и литосфера;

· биокосное вещество - результат взаимодействия жизнедеятельности организмов и небиологических процессов (например, почва, озерная вода);

· вещество космического происхождения.

Человек и природа

Человек является частью биосферы. Все необходимое для жизни - воду, пищу, значительную часть энергии и строительного материала своих органов - он получает из биосферы. В биосферу человек сбрасывает отходы своей жизнедеятельности. Долгое время природа перерабатывала эти отходы и сохраняла свое равновесие. Однако в последнее столетие вмешательство человека в природные процессы стало не только слишком сильным, но чрезмерным по своим масштабам. По представлениям биологов, в природе действует «правило 10%», согласно которому она в экстремальных ситуациях способна выдержать десятикратную нагрузку по сравнению с обычной. Человек своим воздействием на природу вплотную подошел к этому рубежу, и поэтому сегодня среди прочих глобальных проблем человечества возникла экологическая проблема сохранения жизни на Земле.

Современный экологический кризис и его специфика

Обостряющийся сегодня экологический кризис уже не первый в геологической истории Земли. Только на памяти человечества это, как минимум, третий по счету кризис. Однако масштабы современного кризиса превосходят масштабы предыдущих.

Симптомом современного экологического кризиса является нарушение биотического круговорота вещества - человек стремится взять из природы как можно больше, забывая, что ничто не дается даром. Ведь глобальная экосистема - это единое целое, в рамках которой ничто не может быть выиграно или потеряно и которая не может являться объектом всеобщего улучшения. Все, что было извлечено из нее человеком, должно быть рано или поздно возмещено.

Еще один признак экологического кризиса - истощение ресурсов редуцентов (Редуценты - гетеротрофные организмы, восстановители, они возвращают вещества из отмерших организмов снова в неживую природу, разлагая органику до простых неорганических соединений и элементов в ходе жизнедеятельности. Редуценты - заключительное звено в пищевой цепи в экологической пирамиде. В природе бактерии выполняют функции редуцентов.) и продуцентов(организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических, то есть, автотрофы) Сокращается биомасса микроорганизмов. Вследствие этого, а также в результате роста отходов человека нет достаточного уровня самоочищения среды жизни. Более того, возникают негативные для биосферы и опасные для человека новые формы микроорганизмов, причем некоторые формы создает сам человек.

Необходимые предпосылки для создания ноосферы

Ноосфемра (греч. ньпт - разум и уцб?сб - шар) сфера разума ; сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития.

Ноосфера - предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы.

Также необходимо отметить, что для создания ноосферы нужен план, построенный на опережающей модели оптимального взаимодействия природы и общества по всем параметрам обменных процессов. Сами взаимоотношения человека и биосферы называются коэволюцией.

1. Главной задачей человечества должно стать восстановление биосферы. Человечество должно понять, что биосфера дошла до критической точки в своем развитии. Для этой цели человечество должно объединиться, забыв о своих разногласиях.

2. Потребуется экологическая перестройка мировой экономики в целях снижения техногенного воздействия на природу.

Охрана окружающей среды

· В центре внимания должны находится люди, имеющие право на здоровую жизнь в гармонии с природой

· для достижения устойчивого развития защита окружающей среды должна стать неотъемлемой частью процесса развития;

· необходимо ограничить и ликвидировать несоответствующие устойчивому развитию модели производства и потребления, а также проводить соответствующую демографическую политику;

· следует делиться знаниями и новыми технологиями для достижения устойчивости развития;

· участие населения в решении экологических проблем должно развиваться и поощряться, требуется широкий доступ населения к экологической информации

Рациональное природопользование

Рациональное природопользование представляет собой возможность управления природными экосистемами с целью:

· обеспечения и дальнейшего улучшения существования человеческого общества;

· максимального использования всех необходимых природных ресурсов;

· предотвращения, снижения и уничтожения возможных негативных последствий человеческой деятельности.

Важнейшим условием рационального природопользования является осуществление охраны природы - комплекса мероприятий, направленных на рациональное использование, воспроизводство и сохранение природных ресурсов Земли и космического пространства.

Рациональное использование и охрана недр

Рациональное использование и охрана недр связана с тем, что минеральные ресурсы относятся к разряду исчерпаемых. Кроме того, разработка месторождений полезных ископаемых влияет на другие природные ресурсы - почвы, воды, леса и т.д. В этом направлении должны проводиться следующие мероприятия:

· комплексное применение полезных ископаемых (большинство руд кроме основного компонента содержат другие ценные соединения, которые необходимо использовать);

· правильно выбранный способ транспортировки и переработки сырья, дающий минимальные потери;

· утилизация отходов продуктов переработки (при этом извлекается дополнительное количество ценных компонентов, например, цветные металлы из шлаков. Помимо получения дополнительного сырья это предотвращает загрязнение окружающей среды).

Рациональное использование и охрана водных ресурсов

Как уже было отмечено выше, запасы пресной воды, которая в основном используется для бытовых и промышленных нужд, не безграничны. Поэтому здесь предусматриваются следующие мероприятия:

· создание замкнутых циклов, позволяющих многократно использовать воду, не загрязняя при этом окружающую среду. Замкнутые циклы позволяют в десятки раз сократить количество воды, необходимое для промышленных целей;

· создание эффективных систем очистки воды, как промышленных, так и бытовых стоков. Сегодня проводится механическая (с помощью фильтров), физико-химическая (хлорирование или озонирование воды) и биологическая очистка воды.

Рациональное использование и охрана воздушной среды

Основными источниками загрязнения воздуха являются промышленная деятельность человека и автотранспорт (соединениями серы, фтора, углекислым и угарным газами. Содержание вредных веществ в атмосфере оценивается по предельно допустимым концентрациям (ПДК), которые установлены законодательно. Для избежания превышения ПДК требуются:

· установка фильтров на промышленных трубах, которые не только препятствуют загрязнению воздуха, но и позволяют экономить сырье и возвращать в производство многие ценные продукты, полученные при фильтрации;

· улучшение существующих и внедрение новых технологий - разработка мероприятий по правильному сжиганию топлива, переход на газифицированное центральное отопление и т.д.;

· улучшение состава топлива;

Охрана растительности

биосфера рациональный охрана растительность

Существование животных и человека невозможно без растений, дающих кислород и пищу. Поэтому охрана растений является одной из основных задач рационального природопользования, которое осуществляется в следующих направлениях:

· борьба с лесными пожарами - леса представляют собой сложнейшие экосистемы, оказывающие влияние на климат, улучшающие его. Леса дают 60% биологически активного кислорода, способствуют сохранению водных ресурсов, поэтому так важно сохранять леса и преумножать их;

· борьба с вредителями и болезнями леса;

· защитное лесоразведение;

· охрана природных сенокосов и пастбищ;

Охрана животных

Охрана животных тесно связана с охраной растительности, почв, воздушной и водной среды. Вымирание видов животных обусловлено загрязнением среды, прямым истреблением, изменением ландшафта и т.п. Поэтому для охраны животных создаются заповедники, питомники для разведения исчезающих видов, устанавливаются нормы отлова и отстрела и т.д.

Сегодня очевидно, что биосфера Земли - сложнейшая система - находится в сильно неравновесном состоянии. Мы подходим к точке бифуркации, за которой лежат несколько возможных вариантов будущего. Среди них - возможность экологической катастрофы, полное исчезновение жизни на Земле или, по крайней мере, существование жизни, но уже без человечества. Наиболее благоприятным выходом из этой ситуации было бы образование ноосферы. Присутствие разума в системе, находящейся в ситуации перехода, меняет эту ситуацию. Предотвратить переходный процесс в биосфере человек не в силах, но есть возможность свести к минимуму или совсем устранить те неблагоприятные условия, которые подталкивают неустойчивую систему к нежелательным для человека вариантам.