Геоэкология как наука, отражающая взаимоотношения общества и природы

Во всех речных системах земного шара наблюдалась интенсивная  глубинная эрозия, что приводило к сносу в океан огромного количества обломочного материала.

В теплые межледниковые  эпохи материковые льды расстаяли, что вызвало значительное повышение уровня океана. Произошло затопление шельфа, разобщение материков и островов, что ограничило миграцию растений и животных. Если растают льды Антарктиды, то уровень Мирового океана может повыситься на 62 м.

Техносфере как  неотъемлемому  компоненту географической оболочки, так же свойственны основные закономерности последней: целостность, ритмичность и зональность.

Целостность техносферы – это взаимозависимое и взаимосвязанное развитие всех других компонентов природы, с которыми она соприкасается. Техносфера взаимопроникает на элементном уровне – это и атмосферный воздух, и воды поверхностной и подземной гидросферы, и живые организмы, и почвы и верхняя часть литосферы.

Так, например, антропогенная  деятельность людей при добыче минеральных полезных ископаемых приводит к непосредственному взаимодействию химических элементов с остальными компонентами природы. Извлеченные из недр природные химические элементы в составе руд и органических соединений  в технологии синтеза  искусственных минеральных соединений и сплавов далее в урбанизированных геосистемах превращаются в техногенные вещества и изделия.

Из этого факта следует, что дальнейшая судьба элементов таблицы Менделеева запрограммирована не геохимическими свойствами исходных минералов-носителей, а формами поступления элементов от вторичных источников загрязнений. Например, добыча полезных цветных ископаемых, после выемки которых из литосферы, обогащения и металлургического передела формируются отвалы и хвосты, а значительная их доля в виде  продуктов и изделий после эксплуатации последних, пополняют промышленные и бытовые свалки.

На этих отвалах и  свалках (вторичных источниках загрязнений) они становятся подвластными воздействию других природных явлений.

Прежде всего они  распыляются ветром, транспортируются поверхностными и подземными водами, вовлекаются в природный массообмен на элементном уровне растительностью и животными.

При таком состоянии химические элементы, в частности тяжелые металлы (свинец, цинк, никель, медь, кадмий, ртуть и др.) и их эколого-токсикологические свойства, будут прямо зависеть от характера взаимодействия  техногенных и природных факторов.

Любые искусственные  изменения в окружающей среде приводят к фиксированному  поступлению химических  элементов (загрязнителей) в окружающую среду.

Особо негативную нагрузку на окружающую среду процесс техногенеза  оказывает  в высокоурбанизированных и старопромышленных районах, где антропогенные вмешательства в компоненты природы привели к загрязнению значительных площадей.

2 Ритмичность – повторяемость одних и тех же процессов и явлений во времени. «С первого дня жизни человека, с первой его сознательной мысли и  до последнего часа,  ритмы в той или иной форме сопровождают его существование. День и ночь; месяц и год; сочетания ряда лет в сухих и теплых фазах или во влажных, многоводных и прохладных; ритмы землетрясений или солнечных и лунных затмений  и многое другое в окружающей человека среде невольно и неизбежно оказывает свои влияния, зачастую весьма глубокие, на условия его существования». Еще с глубокой древности человек стремился проникнуть в смысл ритмичности явлений окружающей его природы, понять их причинность и по возможности воспользоваться ее следствиями.

Впервые на научную основу проблему солнечно-земных связей поставил А.Л. Чижевский (1897—1964), который выявил статистические закономерности между земными явлениями и активностью Солнца, т.е. с числом солнечных  пятен.

Наука, изучающая зависимость биологических процессов на Земле от Солнца и космических тел, называется гелиобиологией.

Выявлена тесная связь между солнечной циклической активностью и ритмическими проявлениями различных биологических процессов в биосфере: размножением вирусов и бактерий, растений и животных динамики численности вредителей сельхозкультур, урожайностью полей, приростом древесины в лесах, биопродуктивностью водоемов и др.

Ритмикой называется повторяемость во времени комплекса процессов, которые каждый раз развиваются в одном направлении.

По аналогии с географической оболочкой, техносфера испытывает  те же процессы и явления: суточные ритмы хода температуры, влажности,  развития растений и животных.

На природные процессы и явления  накладывается  антропогенный фактор. Так, в зоне тундры в ходе геологоразведочных  работ  на нефть и газ ландшафты приобретают техногенный облик, нарушается растительный слой и  ландшафты буровых площадок, подъездные пути не восстановятся в первозданном виде по прошествии многих лет, хотя развиваться они будут после ухода нефтяников в естественных условиях тундры.

К ритмичным процессам  и явлениям в техносфере следует, очевидно, отнести  сами технические революции, обуславливающие  эволюцию техногенеза, взрывной характер которых приходится на   революционную фазу, наступающую сразу после накопления в обществе парка машин, технических средств производства и перехода этого количества техники в новое качественное состояние – совершенствование технологии. Это является основой прогресса или технической революции в обществе, а, следовательно, и поступления техногенного материала.

3 Основоположником учения о природной зональности является В.В. Докучаев, который обосновал зональность как всеобщий закон природы. Этому подчинены все процессы и явления в пределах биосферы.

Основные причины зональности  – форма Земли и ее положение  относительно Солнца. Помимо широтности, на распределение тепла  на Земле  влияют характер рельефа и высота местности над уровнем моря, морские  течения, соотношение суши и моря и др.

Зональность техносферы определяется законом географической зональности. Антропогенная деятельность общества осуществляется во всех зонах – от экватора до полюса, т. е. на протяжении всей широтной зональности.  Техносфере свойственна зональность  крупных природных комплексов – географических, или природных поясов. Так, хозяйственная деятельность в умеренном поясе затронет соответственно лесную, лесостепную, полупустынную  и пустынную зоны.

На распространение техногенных  веществ значительную роль оказывают  метеорологические факторы, а именно: термический режим, режим радиации и увлажнение территории.

Тепловой и водный балансы земной поверхности в природной географической среде являются теми главными механизмами, которые определяют интенсивность и характер всех форм обмена энергией и веществом между основным процессом и компонентами географической среды.

Пределы распространения географических поясов и зон оказались зависимыми от соотношения радиационного годового баланса и годовой суммы атмосферных осадков – радиационного индекса сухости. Физический смысл индекса сухости позволяет характеризовать как степень увлажнения, так и степень засушливости природных зон.

Если  радиационный индекс сухости  равен, например, 0,5, то  это соответствует наличию достаточно влажных условий; если же индекс  равен, например,  5, то это указывает на недостаточную влажность. Наибольшие значения индекса соответствуют условиям пустынь и полупустынь. Оказалось, что аридные зоны отличаются по количеству выпадений техногенного вещества из атмосферы от высоких широт, где испаряемость очень мала. В аридных зонах  из атмосферы выпадают в основном сухие аэрозоли.

Различные уровни поглощений техногенных  веществ растениями из почв и перенос  их в атмосферу путем транспирации сильно зависит от различных уровней интенсивности и разнообразия растительности.

Наименьшим значением индекса  сухости (до 1/3) соответствует тундра, значениям от 1/3 до 1 – лесная зона, от 1 до 2 – степная, более 2 – полупустынная, более 3 – пустынная.

Продуктивность равнинной растительности примерно соответствует ходу радиационного  баланса сухости, а в климатических  зонах  с недостаточным увлажнением и сухим климатом развитие растительности определяется режимом влажности почвы. При возрастании сухости климата уменьшается возможность транспирации с единицы площади конкретной территории, т.е. происходит изменение характера растительности по переносу химических элементов.

Круговорот взаимосвязанных потоков  вещества (в том числе и техногенного) и энергии в конкретных экосистемах является весьма сложным процессом и зависит от суммарной радиации, выпадающих атмосферных осадков, испарения, турбулентного теплообмена и биологического круговорота.

Литература: 2, С. 85-90; 11, 174-180.

Контрольные вопросы:

            1 Что понимают под целостностью техносферы?

2 Что представляют  собой первичные источники загрязнения?

3 Что является вторичными  источниками загрязнения?

4 Чем опасны для  природных систем отвалы и  свалки?

5 Что понимают под  ритмичностью и зональностью техносферы?

 

 

Тема 3  Взаимоотношения общества и природы

Цель: рассмотреть основные концептуальные модели взаимоотношения общества и природы

План:

1 Современные концепции  взаимоотношений  человека, общества  и природы

2 Природоохранная концепция

3 Концепция технократического оптимизма

4 Концепция паритета  между природой и обществом

 

1 Современное состояние взаимоотношений общества и окружающей среды сложилось исторически. Исследователи в истории взаимоотношений человека и окружающей природной среды выделяют три этапа:

-ручное производство  с применением  естественных  источников энергии;

-машинное производство  с применением искусственных  источников  энергии;

-автоматизированное  производство с применением искусственных  способов переработки и использования информации.

С момента появления  предков человека (3 млн лет назад) до овладения ими огнем и камнем история относит ко времени мирного  сосуществования человека и окружающей среды.

Около 5 тысяч лет длился этап овладения человеком камня  в качестве орудия труда (неолитическая революция). За это время человек сам стал выбирать и приспосабливать окружающую среду для  жизни. Появились механизмы и орудия труда. Человек перешел от собирательства плодов , ягод, охоты к землепашеству.

Первая сельскохозяйственная революция, протекавшая около 10-15 тысяч лет назад, обеспечила переход к производящему производству, который породил кризис обеднения промысла и собирательства. Человек смог прокормить не только себя, свою семью, но и князя с его свитой и войском.

Возникло расслоение общества, благодаря новым прогрессивным в то время формам землепашества, применению подсечно-огневого способа землепользования.

Однако такой вид  хозяйствования породил и негативные стороны:  происходило повсеместное выжигание растительности, что приводило к смене биоценозов, изменялись ландшафты, происходило опустынивание территорий. Лишний отбор воды, перевыпас скота привели к тому, что на месте цветущих оазисов образовались пустыни (например, Сахара).

Задолго до нашей эры  с открытием меди, олова, серебра, золота и железа общество стало добывать эти металлы и где-то около 9-7 тыс. лет назад появились  условия для техногенного воздействия на окружающую среду.

На рубеже 2000 лет назад  появился первый антропогенный кризис консументов. Свободной земли не хватало и общество перешло к широкому использованию неполивных земель. В аридных районах активно использовали ирригационные системы. Этот этап получил название второй сельскохозяйственной революции. Распаханные земли в те времена занимала  свыше 5 млн. кв. км. В основном земли были заняты растущими городами.

В античные времена продолжается активное использование полезных ископаемых. Человек научился использовать для  подъема руды водяной привод – энергию падающей воды и колеса.

В сельском хозяйстве  преобладали феодальные отношения, которые тормозили развитие села. Ведущим источником техногенеза в это время были бесконечные войны, которые приводили к загрязнению окружающей среды путем разрушения зданий,  сооружений, пожаров и истреблением людей.  Взаимному истреблению подверглись не только люди, но и представители растительного и животного мира.

ХХ век ознаменовался  активным освоением минерально-сырьевых ресурсов, развитием энергетики, горного дела, химической промышленности и других отраслей.

В конце ХХ века проявления техногенеза стали приобретать глобальный характер. Ведущим ресурсом  научно-технического прогресса и социально-экономического развития мирового сообщества становится информация посредством сети Интернет и систем мобильной связи.

Главным ресурсом  начала ХХ1 века становятся денежные средства, которые совместно с информацией будут управлять не только обществом, но и потоками техногенеза в глобальном плане.

Взаимоотношения общества с окружающей средой описываются  некоторыми концепциями.

 

2 Полагают, что  на самых ранних этапах общественного развития люди,  полностью зависящие от окружающей их природы, понимали необходимость рационального использования окружающей среды. Так, китайские древние письмена донесли до нас сведения о правилах сбора и обработки даров природы в седьмом-пятом веках до нашей эры.

В бронзовую эпоху  здесь были узаконены правила  ведения горных работ и охрана некоторых объектов природы. Известен трактат вавилонского царя Хаммурапи о регулировании процесса лесопользования вплоть до заготовки древесины.

Охрана лесов отличала законы Индии, Греции. Король Польши Сигизмунд 1 (16 в.) издал указ об организации охраняемых территорий (Беловежская пуща).