Влияние человека на экологию

Содержание: 

Введение…………………………………………………………………………..3

1. Экосистема и ее свойства…………………………………………………….4

2. Методы прогнозирования  результатов влияния  человека на экосистему………………………………………………………………………...7

3. Влияние человека  на экологию городов  и сельскохозяйственных  районов…………………………………………………………………………..14

Заключение……………………………………………………………………...18

Список  литературы……………………………………………………………20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

   Еще 10 000 лет назад экосистемы эволюционировали в соответствии с изменениями абиотических факторов, независимо от деятельности человека. По мере развития технологии люди все больше влияли на окружающую среду. Эта тенденция стала особенно явной за последние 200 лет: повсеместная индустриализация привела к потенциально опасному даже для нас самих загрязнению среды.

Конец XX века характеризуется  мощным рывком в развитии научно-технического прогресса, ростом социальных противоречий, резким демографическим взрывом, ухудшением состояния окружающей природной  среды.

Поистине наша планета никогда ранее не подвергалась таким физическим и политическим перегрузкам, какие она испытывает на рубеже XX - XXI веков. Человек никогда  ранее не взимал с природы столько  дани и не оказывался столь уязвимым перед мощью, которую сам же создал.

 Будущее биосферы  стало предметом пристального  внимания представителей многих  отраслей научного знания, что  само по себе может быть  достаточным основанием для выделения  особой группы проблем - философско-методологических  проблем экологического прогнозирования.  Следует подчеркнуть, что данный  аспект является одной из “слабостей  молодой науки футурологии” в  целом. Разработка этих проблем  является одним из важнейших  требований развития человеческой  культуры на современном этапе  развития человечества. Ученые согласились,  что принятая политика по принципу  “реагировать и исправлять”  бесплодна, повсеместно завела  в тупик. “Предвидеть и предотвращать  - единственно реалистический подход”.  

1. Экосистема и ее свойства

   Экосистема - сообщество организмов биоценоза и окружающей их неживой природы, образующее устойчивую и динамическую систему. Другими словами, совокупность биоценоза и биотопа. В некоторых источниках экосистема не считается синонимом биогеоценоза. Эти авторы считают, что экосистема может не включать растительные сообщества, в то время, как в состав биогеоценоза они входят обязательно.

Живущие на Земле  организмы можно изучать на разных уровнях организации, начиная с  молекулярного и заканчивая экосистемным. Раньше экологи изучали преимущественно  отношения отдельных организмов к окружающей среде. Теперь их внимание сосредоточено на изучении организмов на уровнях популяции, сообщества и  экосистемы. Понятие экосистемы отсутствует  в действующем законодательстве. В экологическом словаре дано следующее определение экосистемы: "Любое сообщество живых существ  и его среда обитания, объединенные в единое функциональное целое, возникающее  на основе взаимозависимости и причинно-следственных связей, существующих между отдельными экологическими компонентами".

Ученые дифференцируют экосистемы на микроэкосистемы (например ствол гниющего дерева), мезоэкосистемы (лес, пруд) и макроэкосистемы (океан, континент). Глобальной экосистемой  стала биосфера, существуют свойства-признаки, которые позволяют определить понятие  экосистемы, выступающей в качестве объекта правового регулирования. К ним относятся:

1. Замкнутость  экосистемы. Ее самостоятельное  функционирование. Можно сказать,  что, например, капля воды, лес,  море и т.д. являются экосистемами, поскольку в каждом из этих  объектов функционирует собственная  устойчивая система организмов (инфузорий  в капле, рыб в море и т.п.). Замкнутость экологических систем обязывает всех природопользователей учитывать экологические последствия своих действий даже в том случае, если нет видимых проявлений воздействия на природу. Так, прокладка дороги на открытой местности, на первый взгляд, не влияет на окружающую природную среду. Но при определенных условиях дорога может стать источником экологического бедствия, например, если она будет проложена без учета стока паводковых вод, которые, накапливаясь, могут разрушить земляной покров.

2. Взаимосвязь  экосистем. Этот признак обусловливает  необходимость комплексного подхода  при использовании природных  объектов, который на практике  получил название ландшафтного. Например, при отводе земель под  пахотные угодья или проведении  мелиорации необходимо учитывать  миграционные пути представителей  дикой фауны, сохранять не тронутыми отдельные кустарники, болота, перелески и т.д., то есть не нарушать сложившийся в данной местности ландшафт. Ландшафтный подход позволяет обеспечить общий экологический приоритет в природополь-зовании, в соответствии с которым все виды использования природных объектов должны быть подчинены требованиям экологического благополучия окружающей природной среды.

3. Биопродуктивность.  Данный признак способствует  самовоспроизводству экосистемы, выполнению  той или иной функции, что  определяет в результате различный  правовой статус природного объекта.  Так, земли повышенного плодородия  нужно отводить для нужд сельского  хозяйства, а для других целей  - малопродуктивные. Продуктивность  также учитывают при установлении  платы за пользование природным объектом, при налого- облажении, в случае возмещения ущерба или наступления страхового события.

Специалисты в  области экологии определяют экологическую  систему как закрытую функционально  единую совокупность организмов (растений, животных, микроорганизмов), населяющих общую территорию и способных  к длительному существованию  при полностью замкнутом круговороте  веществ (то есть при отсутствии материального  обмена через ее границы). Примерами  природных экосистем являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Методы прогнозирования  результатов влияния  человека на экосистему

   Научное прогнозирование (в отличие от разнообразных форм ненаучного предвидения) - это соответственно непрерывное, специальное, имеющее свою методологию и технику исследование, проводимое в рамках управления, с целью повышения уровня его обоснованности и эффектив- ности.

Исследование  будущего разделяется на два качественно  различных направления: поисковое (исследовательское) и нормативное прог- нозирование. Поисковое прогнозирование - это анализ перспектив развития существующих тенденций на определенный период и определение на этой основе вероятных состояний объектов управления в будущем при условии сохранения существующих тенденций в неизменном состоянии или проведения тех или иных мероприятий с помощью управленческих воздействий.

Нормативное прогнозирование (иногда его называют “прогнозированием  наоборот”, т.к. в данном случае исследование идет в обратном направлении: от будущего к настоящему) представляет собой  попытку рационально организованного  анализа возможных путей достижения целей оптимизации управления. Этот вид прогнозов как бы отвечает на вопрос: “Что можно или нужно  сделать для того, чтобы достичь  поставленных целей или решить принятые задачи?”. Предметом нормативного прогнозирования  выступают субъективные факторы (идеи, гипотезы, предположения, этические  нормы, социальные идеалы, целевые установки), которые, как показывает история, могут  решающим образом изменить характер протекающих процессов, а также  стать причиной появления качественно  новых, непредсказуемых феноменов  действительности.

В исследовании различных аспектов взаимосвязи  человека и биосферы можно выделить ряд стадий: описание - исходный, эмпирический этап, отвечающий на вопрос “что происходит в окружающей среде и в самом  человеке?”; объяснение - промежуточный, теоретический этап, отвечающий на вопрос “почему это происходит?”; предвидение - завершающий, практически  ориентированный этап экологического исследования, который должен давать ответы на два (как минимум) вопроса: “каким образом, обнаруженные тенденции будут вести себя в будущем?” и “что следует предпринять для того, чтобы предотвратить нежелательные явления или, наоборот, способствовать реализации благоприятных возможностей?”.

   К середине 1990-х годов имелось более 15 глобальных прогнозов, получивших название “моделей мира”. Самые известные и, пожалуй, наиболее интересные из них - это “Мировая динамика” Дж. Форрестера, “Пределы роста” Д. Медоуза с соавторами, “Человечество у поворотного пункта” М. Месаровича и Э. Пестеля, “Латиноамериканская модель Баричоле” А. О. Эрреры, “Будущее мировой экономики” В. Леонтьева, “Мир в 2000 году. Доклад президенту” и другие. Основоположником и идейным отцом глобального прогнозирования на основе системного анализа по праву считается американский ученый Д. Форрестер, несомненной заслугой которого является попытка использовать математические методы и ЭВМ для создания варианта модели экономического развития общества с учетом двух важнейших факторов - численности населения и загрязнения среды. Значение своей работы Дж. Форрестер видел в том, что она “будет содействовать возникновению ощущения необходимости безотлагательного решения существующих проблем и укажет на эффективное направление работы для тех, кто решится исследовать альтернативы будущего”.

У Дж. Форрестера действительно оказались последователи. Появился первый глобальный прогноз  Римского клуба под названием  “Пределы роста”, авторы которого под  руководством Д. Медоуза построили  динамичную модель мира, куда в качестве исходных данных включили население, капиталовложения (фонды), земное пространство, загрязнение, использование природных ресурсов, посчитав эти компоненты основными в динамике изменения мировой системы. Выводы авторов сводились к следующему: если сохранятся существовавшие на конец 1990-х годов тенденции и темпы развития экономики и роста народонаселения, то человечество неминуемо должно прийти к глобальной экологической катастрофе. “Апокалипсис” предрекался примерно на 2100 год. А отсюда и рекомендации: немедленно свести к нулю рост народонаселения и производства. Однако эти предло- жения авторов модели нереальны, неприемлемы, да и просто утопичными, но дали пищу для развития антинаучных и антигуманных теорий, способствовали резкой вспышке всякого рода неомальтузианских и геополитических рассуждений, уводящих от реальных путей преодоления экокризисных явлений.

Не случайно уже следующая модель М. Месаровича и Э. Пестеля - “Человечество у  поворотного пункта” - была значительно  более обоснованной. И дело не только в том, что в ней комплексная  взаимосвязь экономических, социальных и политических процессов, состояние окружа- ющей среды и природных ресурсов представлены как сложная многоуровен- ная иерархическая система. Авторы попытались посмотреть на мир не как на нечто аморфно-целое, а как на систему отличающихся друг от друга, но взаимодействующих регионов. Выводы авторов этой модели более оптимистичны, чем предыдущей. Однако, “прогресс” Месаровича и Пестеля можно свести к тому, что они, отвергая неизбежность “единой” глобальной экологической катастрофы, будущее человечества видят в длительных, разнообразных кризисах - экологических, энергетических, продовольствен- ных, сырьевых, демографических, могущих постепенно охватить всю планету, если общество не примет их рекомендации перехода к “органическому росту” - сбалансированному развитию всех частей планетарной системы. Но это также далеко от реальностей, которыми полон современный мир.

   Постепенно модели становились все более конкретными, а проблемы - более цельными. К настоящему времени методологические принципы, техника, методика современного глобального прогнозирования неизмеримо усложнились по сравнению с исторически первыми и простейшими методами оценки экологической емкости Земли. В новых условиях обострившихся потребностей в нахождении эффективных способов целенаправленного воздействия на процессы взаимодействия человека и биосферы встают задачи разработки конкретных прогнозов будущего человечества, формирования конкретных научно обоснованных представлений об основных возможных тенденциях развития человечества на ближайшие 50 - 100 лет. Существенно то, что результаты такого прогнозирования спектра возможностей “должны быть сформулированы не только на языке теории, но и на языке управленческой практики”. Поэтому “насущная необходимость” в создании системы глобального прогнозирования с самого начала должна осмысливаться с учетом мировой практики управления сверхсложными системами и соответственно в качестве необходимости создания “человеко-машинной системы”, т.е. автоматизированной информационно-прогнозирующей системы. Основная задача автоматизированного компьютерного прогнозирования взаимодействия человека и биосферы состоит в том, чтобы обеспечить наиболее оптимальные условия объединения усилий экологов, социологов, экономистов и других специалистов “для оценки и выбора возможных вариантов международных решений” на междисциплинарном уровне.               

Само создание систем автоматизированного прогнозирования, отвечающих современным требованиям  методов управления, в свою очередь преврати- лось в одну из важнейших научно-технических проблем, перспективы решения которой непосредственно связаны с организацией междисципли- нарных исследовательских программ.

Острее всего  необходимость приобретения “нового  компаса для научного познания”, новых принципов организации  научных исследований обнаружилась в связи с прогнозированием социальных процессов. Сложность предметов  исследования, а также условия  функционирования в системе управления социальными процессами, где требуются  оперативность принятия решений, подлинная  всесторонность в учете значимых факторов, - все это не могло не стимулировать продвижение науки  в этой области на “порог эры  человеческого новаторства”.

Компьютеризация комплексного исследования взаимодействия человека и биосферы - исторический рубеж, которого достигла наука за очень  короткий исторический промежуток времени  на основе создания математических моделей  живой природы. Экология уже оперирует  не только простыми динамическими теориями популяций, но и всеми средствами теории динамических систем (уравнения  в частных производных, в конечных разностях, интегральные и интегродифференциальные  уравнения и т.д.). Математические методы проникли в самые разные области  теоретической и прикладной экологии: в анализ взаимоотношения видов  в сообществе, в исследование процессов  миграции, территориального поведения, в анализ потоков вещества и энергии  в экосистемах, в изучение проблем  сложности и устойчивости сообществ, а также оценок влияния различных  антропогенных факторов на природные  системы, в исследование проблем  оптимального управления природными ресурсами  и эксплуатирования популяций и  т.д. Компьютеризация привела к  конструированию так называемых имитацион- ных моделей взаимодействия человека и биосферы, принципиальная сложность которого требует учета большого числа как биологических, социальных, так и абиотических переменных.

Интегрированные информационно-прогнозирующие системы - “стратегические ресурсы человечества” - получили наиболее впечатляющее применение, позволив пользователю обращаться к  информации о динамических системах в режиме реального времени. Новой информацион- ной технологии экологического прогнозирования уже принадлежит немаловажная заслуга: она “способствовала тому, что за сравнительно короткий исторический промежуток времени глобальные проблемы оказались в поле зрения мировой общественности и стали подлинно общечеловеческими не только по своей сути, но и по признанию, которое они себе завоевали”.

Это, безусловно, важное достижение экологического прогнозирования  должно быть дополнено решительным  преодолением отмеченного в публикациях  ООН недостатка “методологических  инструментов ... интегрированного аналитического подхода к ... формированию и применению адекватной политики и планирования”. Ведь лица, принимающие решения, осмысливая проблемы экологической безопасности глобально, должны иметь в своем  распоряжении прогнозы локальных мероприятий. А здесь встают задачи, требующие  длительной и кропотливой проработки методов принятия рациональных решений, учитывающих объективные условия  иерархичности структуры систем управления, информационную ограниченность и специализацию их органов, национальные и региональные особенности в  выработке систем критериев в  оценке эффективности, трудно обозримое  многообразие целевых установок  и задач управления и т.д.

   Каждый крупный регион, представляющий собой территорию с определенными природными условиями и конкретным типом хозяйственного освоения, заслуживает особого рассмотрения с экологической точки зрения. Важность регионального экологического анализа заключается в том, что его результаты имеют большое прикладное значение (проблемы региона “ближе” человеку, нежели проблемы страны, континента или планеты). Помимо этого экологическое состояние регионов в конечном счете определяет и глобальное состояние природных компонентов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Влияние человека  на экологию городов и сельскохозяйственных районов

Экологические проблемы городов, главным образом  наиболее крупных из них, связаны  с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия.

Города потребляют в 10 и более раз больше воды в  расчете на 1 человека, чем сельские районы, а загрязнение водоемов достигает  катастрофических размеров. Объемы сточных  вод достигают 1м2 в сутки на одного человека. Поэтому практически все  крупные города испытывают дефицит  водных ресурсов и многие из них  получают воду из удаленных источников.

Водоносные горизонты  под городами сильно истощены в результате непрерывных откачек скважинами и колодцами, а кроме того загрязнены на значительную глубину.

Коренному преобразованию подвергается и почвенный покров городских территорий. На больших  площадях, под магистралями и кварталами, он физически уничтожается, а в  зонах рекреаций - парки, скверы, дворы - сильно уничтожается, загрязняется бытовыми отходами, вредными веществами из атмосферы, обогащается тяжелыми металлами, обнаженность почв способствует водной и ветровой эрозии.

Растительный  покров городов обычно практически  полностью представлен “культурными насаждениями” - парками, скверами, газонами, цветниками, аллеями. Структура антропогенных  фитоценозов не соответствует зональным  и региональным типам естественной растительности. Поэтому развитие зеленых  насаждений городов протекает в  искусственных условиях, постоянно поддерживается человеком. Многолетние растения в городах развиваются в условиях сильного угнетения.

   Немного по другому обстоят дела в сельских районах. Сельскохозяйственные районы весьма различны по природным условиям, типам землепользования и степени освоения. Тем не менее экологические проблемы в них имеют много общего. Это связано со следующими обстоятельствами:

охватом антропогенными нагрузками больших площадей, иногда практически на 100%;

малой лесистостью  и небольшими площадями лугово-степных  участков;

значительной  обнаженностью, дефдированностью и  эродированностью почвенного покрова;

преобладанием определенных видов загрязнения  в почве, воде и грунтах, связанных  с удобрениями.

Перечисленные обстоятельства свидетельствуют о  специфике экологического состояния  сельскохозяйственных районов, о правомерности  выделения “агроэкологического” типа оценок территории.

Основной аспект агроэкологической оценки - анализ условий развития сельскохозяйственных растений: их роста, фенологии, урожайности, отношения к удобрениям, болезням, сезонным изменениям условий тепла  и влаги - морозам, заморозкам, засухам, переувлажнению.

Экологические условия сельскохозяйственных угодий наиболее изменчивы на площадях богарного, неполивного земледелия. Более стабильны  они в зонах орошения, где мероприятия  по мелиорации ослабляют влияние  внешних условий.

При региональной оценке районов сельского хозяйства  важно определить степень устойчивости экосистем к антропогенным нагрузкам. Устойчивость повышается от песчаных грунтов к глинистым, от щелочных почв к кислым, при снижении континентальности  климата, нарастании годового увлажнения и увеличении биологической продуктивности фитоценозов - как естествен- ных, так и культурных.

Большая устойчивость угодий западных и северо-западных районов России к антропогенным  нагрузкам не всегда имеет решающее значение для экологического состояния. Дело в том, что этим районам характерны более интенсивные типы землепользования, большие дозы вносимых удобрений. Максимальная интенсификация хозяйства характерна для территорий, прилегающих к  крупным городам и промышленным зонам (Москва, Санкт-Петербург), которых  также больше в западных районах. Очевидно, объективная оценка экологического состояния возможна лишь при равном учете природных и экономических  факторов.

Кардинальные  изменения природной среды сельскохозяйственных районов обусловлены тем, что  на площадях угодий меняются потоки вещества, нарушается твердый, жидкий и растворенный сток. Сведение лесов увеличивает  смыв почвы, твердый сток рек, приводит к заилению русел, водохранилищ, пойменных  массивов. Расходы водотоков при  сокращении лесных площадей на 10% снижаются  в среднем на 5%. Активная миграция элементов по склонам, их быстрое  поступление в водоемы с одновременным  сокращением стока приводит к  сильному загрязнению поверхностных  вод. Это загрязнение может быть токсичным, поскольку такие опасные  элементы, как кадмий, ртуть, стронций, свинец, цинк, относятся к наиболее подвижным в большинстве видов  почв.

Прилегающие к  крупным населенным пунктам сельскохозяйственные районы на площадях в сотни кв. км испытывают на себе влияние промыш- ленного загрязнения. Наибольшую роль здесь играет загрязнение серой, которая в виде сернистых соединений легко разносится воздушными потоками. В нормально увлажненных нейтральных почвах влияние этого вида загрязнения невелико, но в кислых оно усиливает подкисление. На переувлажненных почвах, особенно на поймах, это может привести к резкому закислению после осушения.

Основные изменения  почв в земледелии связаны с механическим воздейст- вием на нее и с внесением удобрений. Вспашка меняет профиль почвы, разрушает структуру, приводит к обеднению верхних горизонтов, способст- вует усилению водной эрозии и дефляции. Наряду с рыхлением идет и уплотнение почвы.

Велико также  значение органических и минеральных  удобрений, мировое потребление  которых - около 90 млн. т в год. Удобрения  не только компенсируют вынос из почвы  азота, фосфора и калия, но нередко  оказываются избыточными, заражают подземные и поверхностные воды. Это имеет место главным образом  в развитых странах, где вносится более 100 кг/га. В развивающихся странах  этот показатель в 5 раз ниже.

Получение высоких  урожаев в настоящее время невозможно без использо- вания различных ядохимикатов для защиты растений - пестицидов, потребление которых превышает 4 млн. т/год. Однако сейчас их использование сокращается в связи с приспособлением к ним многих вредителей, гибелью почвенных микроорганизмов, заражением овощных культур и накоплением ядовитых веществ в поверхностных водах, донных осадках водоемов, организмах животных и человека.

Чрезмерные антропогенные  нагрузки приводят к напряженной  экологической обстановке во многих районах сельскохозяйственного  освоения.

Заключение

   Когда в середине шестидесятых годов двадцатого столетия проблемы окружающей среды оказались в центре внимания мировой общественности, встал вопрос: сколько времени в запасе у человечества? Когда оно начнет пожинать плоды пренебрежительного отношения к окружающей его среде? Ученые рассчитали: через 30-35 лет. Это время настало. Мы стали свидетелями глобального экологического кризиса, спровоцированного деятельностью человека. Вместе с тем последние тридцать лет не прошли даром: создана более твердая научная основа понимания проблем окружающей среды, образованы регламентирующие органы на всех уровнях, организованы многочисленные общественные экологические группы, приняты полезные законы и постановления, достигнуты некоторые международные договоренности. Однако ликвидируются в основном последствия, а не причины сложившегося положения. Например, люди применяют все новые средства борьбы с загрязнениями на автомобилях и стараются добывать все больше нефти вместо того, чтобы поставить под вопрос саму необходимость удовлетворения чрезмерных потребностей. Человечество безнадежно стремится спасти от вымирания несколько видов, не обращая внимание на собственный демографический взрыв, стирающий с лица земли природные экосистемы. Основной вывод из совершенно ясен: системы, противоречащие естественным принципам и законам, неустойчивы. Попытки сохранить их становятся все более дорогостоящими и сложными и в любом случае обречены на неудачу. Чтобы принимать долгосрочные решения, необходимо обратить внимание на принципы, определяющие устойчивое развитие, а именно:

- стабилизация  численности населения;

- переход к  более энерго- и ресурсосберегающему  образу жизни;

- развитие экологически  чистых источников энергии;

- создание малоотходных  промышленных технологий;

- рециклизация  отходов;

- создание сбалансированного  сельскохозяйственного производства;

- сохранение  биологического разнообразия на  планете.

Экосистема - это  понятие многоаспектное. Оно применяется  как к естественным экосистемам, так и к искусственным. Наряду с этим понятием широко употребляются  и другие. Так, группы особей называют популяциями, а совокупно обитающие  популяции различных живых организмов, которые образуют исторически сложившиеся определенные сообщества - биоценозом.