Примеры обратимых и необратимых антропогенных нарушений структуры.

Проявления антропогенных воздействий на природную среду чрезвычайно многообразны. Их можно классифицировать, с од­ной стороны, по направлениям, типам и факторам человеческой деятельности, например по различным отраслям промышленного и сельскохозяйственного производства и непроизводственной сферы (рекреационной, мелиоративной и др.), а с другой — по географическим компонентам или отдельным природным процес­сам, которые являются непосредственными реципиентами тех или иных воздействий. Примерами могут служить влияние вырубки леса на почву, распашки — на сток и т.п. Подобный подход вполне оправдан, но недостаточен и может служить лишь отправным пун­ктом для более глубокого анализа. Любое прямое антропогенное воздействие не замыкается на одном компоненте ландшафта, его конечный результат может сказаться на функционировании и структуре всей геосистемы. Входные воздействия на тот или иной компонент передаются по цепочкам вертикальных связей на дру­гие компоненты, а по каналам латеральных (горизонтальных) связей могут распространяться и на иные сопряженные геосисте­мы. Отсюда возникают нарушения функционирования геосистем, не только подвергающихся прямому воздействию, но и нередко отдаленных. Сказанное определяет необходимость функциональ­ного подхода к изучению антропогенных воздействий, основан­ного на анализе механизма возникающих процессов и их места в функционировании геосистемы. Кратко рассмотрим наиболее ти­пичные антропогенные процессы, затрагивающие различные зве­нья функционирования геосистем.

Гипотезы Геи-Земли

Последние два десятилетия на основе учения о биосфере, экологии и концепции коэволюции. Авторами ее являются английский химик Джеймс Лавлок и американский микробиолог Линн Маргулис. Вначале была обнаружена химическая неравновесность атмосферы Земли, которая рассматривается как признак жизни. По мнению Лавлока, если жизнь представляет собой глобальную целостность, ее присутствие может быть обнаружено через изменение химического состава атмосферы планеты.

Лавлок ввел понятие геофизиологии, обозначающее системный подход к наукам о Земле. Согласно Гея-гипотезе, сохранение длительной химической неравновесности атмосферы Земли обусловлено совокупностью жизненных процессов на Земле. С начала жизни 3,5 млрд. лет назад существовал механизм биологической автоматической термостатики, в котором избыток двуокиси азота в атмосфере играл регулирующую роль, препятствуя тенденции потепления, связанной с возрастанием яркости солнечного света. Другими словами, действует механизм обратной связи.

Лавлок сконструировал модель, в соответствии с которой при изменении яркости потоков солнечного счета растет разнообразие, ведущее к возрастанию способности регулировать температуру поверхности планеты, а также к росту биомассы.

Суть Гея-гипотезы: Земля является саморегулирующейся системой, созданной биотой и окружающей средой, способной сохранять химический состав атмосферы и тем самым поддерживать благоприятное для жизни постоянство климата. По Лавлоку, мы — обитатели и часть квазиживой целостности, которая обладает способностью глобального гомеостаза, компенсирующего нарушения в пределах своей способности к саморегуляции. Когда подобная система попадает в состояние стресса, близкого к границам саморегуляции, даже маленькое потрясение может толкнуть ее к переходу в новое стабильное состояние или даже полностью уничтожить.

В то же время Гея превращает отбросы в необходимые элементы и, видимо, должна выжить, даже если в результате ядерной войны будет уничтожено человечество. Эволюция биосферы, по Лавлоку, может быть процессом, который выходит за рамки полного понимания, контроля и даже участия человека.

Подходя к Гея-гипотезе с биологических позиций, Л.Маргулис полагает, что жизнь на Земле представляет собой сеть взаимозависимых связей, позволяющих планете действовать как саморегулирующаяся и самопроизводящая система. В 60-х годах Маргулис предположила, что зукаристические клетки произошли в результате симбиотического союза простых прокариотических клеток, таких как бактерии.

Маргулис выдвинула гипотезу, что митоходрии (клеточные органеллы, которые производят энергию из кислорода и углеводов) произошли от аэробных бактерий; хлоропласта растений когда-то были фотосинтезирующими бактериями. По мнению Маргулис, симбиоз — образ жизни большинства организмов и один из наиболее созидательных факторов эволюции. Например, 90% растений существуют вместе с грибами, поскольку грибы, связанные с корнями растений, необходимы им для получения питательных веществ из почвы. Совместная жизнь приводит к появлению новых видов и признаков. Эндосимбиоз (внутренний симбиоз партнеров) — механизм усложнения строения многих организмов. Изучение ДНК простых организмов подтверждает, что сложные растения произошли из соединения простых.

Такая симбиотическая коэволюция хорошо согласуется с данными синергетики, и ею можно объяснить образование колонии амеб под влиянием недостатка пищи и образование муравейника. В синергетических терминах это описывается так. Начальной «флуктуацией» является несколько большая концентрация комочков земли, которая рано или поздно возникает в какой-то точке области обитания термитов. Но каждый комочек пропитан гормоном, привлекающим других термитов. Флуктуация растет, и конечная площадь гнезда определяется радиусом действия гормона.

Так происходит переход от целесообразности на уровне организмов к целесообразности на уровне сообществ и жизни в целом — целесообразности в научном смысле слова, определяемой тем, что существуют не внешние по отношению к сообществам, а внутренние объективные надорганизменные механизмы эволюции, которые и изучает наука.

С точки зрения концепции коэволюции естественный отбор, который играл главную роль у Дарвина, является не «автором», а скорее «редактором» эволюции. Конечно, в этой сложной области исследований науку ждет немало важных открытий. ВЫВОДЫ для СОЦИАЛЬНОЙ экологии Какие выводы следуют из изучения взаимодействия живых организмов с их окружением?

Экология показывает, что основная причина экологического кризиса в том, что человек, вопреки экологическим закономерностям, поворачивает развитие экосистем вспять, желая увеличить их продуктивность. Уменьшение разнообразия для целей потребления и управления ведет к уменьшению устойчивости биосферы. В результате экосистемы разрушаются и лишают человека источников жизнеобеспечения. Действия человека по отношению к окружающей среде в соответствии с механизмом обратной связи влияют на него же, причем совсем не так, как он хотел бы. Необходима гармония человека и природы по аналогии с коэволюцией в живой природе. Перенося на человека закономерности развития экосистем, Ю.Одум предположил, что человечество перешло в стадию стабилизации и теперь преимущество должно быть отдано сохранению созданного, а не производству нового.

Этология показывает, что основная причина экологического кризиса в человеческой межвидовой агрессивности, которая после «победы» над природой оказалась эволюционно гибельной для человека. Доминирование человека над другими видами ослабляет эволюционные механизмы развития биосферы, так как эволюция идет через межвидовую борьбу. Пример австралийских аборигенов: их культура деградировала, потому что охота на сумчатых была легка и не вызывала необходимости создания общественных групп. Такое может случиться с человечеством в целом. Можно предположить, что на смену естественным механизмам эволюции приходит разум, однако нельзя просто так отмахнуться от философских утверждений (ЭТартмана, А.Бергсона), что разум, абстрактное мышление уводят человека от природы.

Данные причины обеспечивают человеку победу над другими видами и окружающей средой и ведут к его поражению как части природы. Они вытекают из природы человека и отягощаются религиозными, научно-техническими и другими социальными моментами, ведя к становлению агрессивно-потребительского типа личности, все достижения которого опасны для него самого и всей планеты.

Лекция 12:Глобальные биосферные процессы.

Цель лекции: изучение деятельности В.И.Вернадского о биосфере, а также современных проблем биосферы.

Рассматриваемые вопросы:

1.Концепция антропогенного воздействия как мощного геологического и геохимического фактора.Учение В.И.Вернадского о ноосфере. Ноосферные процессы и перспективы эволюции биосферы

3.Эволюция биосферы и пути решения

4.Климатические изменения: причины и следствия. Сокращение озонового слоя. Кислотные дожди, влияние на растительный и животный мир.

5.Проблемы опустынивания и сокращения биологического разнообразия.

6.Экологические проблемы, связанные с интенсификацией сельского хозяйства и промышленности. Радиация и жизнь.