|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙСтр 1 из 28Следующая ⇒
ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ
СРЕДЫ
Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования
«Витебский государственный технологический университет»
Е.Т. Тимонова И.А. Тимонов
ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Рекомендовано учебно-методическим объединением высших учебных заведений Республики Беларусь по образованию в области при-родопользования и лесного хозяйства в качестве учебно-методического пособия для студентов высших учебных заведений по специальностям 1-50 01 01 «Технология пряжи, тканей, трикотажа и нетканых мате-риалов», 1 -50 01 02 «Конструирование и технология швейных изделий», 1-50 02 01 Конструирование и технология изделий из кожи»
Витебск
УДК 502.3 ББК 20.1 Т 41
Рецензенты: заведующий кафедрой промышленной экологии УО «Белорусский государственный технологический университет», кандидат технических наук, доцент Марцуль В.Н., заведующий кафедрой экологии и охраны природы УО «Витеб-
ский государственный университет им. П.М. Машерова», кандидат биологических наук, доцент Дорофеев А.М.
Т 41 Тимонова, Е. Т.
Основы экологии и охрана окружающей среды: учебно-методическое пособие / Е. Т. Тимонова, И. А. Тимонов; УО
«ВГТУ» – Витебск, 2011. – 228 с.
ISBN 978-985-481-217-5
Рассмотрены вопросы общей экологии, закономерности взаимо-действия общества с окружающей средой, экологические аспекты деятельности предприятий легкой промышленности, технологиче-ские, санитарно-технические, организационно-правовые мероприя-тия по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов.
Предназначено для студентов высших учебных заведений по специальностям 1-50 01 01 «Технология пряжи, тканей, трикотажа и нетканых материалов», 1-50 01 02 «Конструирование и техноло-гия швейных изделий», 1-50 02 01 «Конструирование и технология изделий из кожи».
УДК 502.3 ББК 20.1
ISBN 978-985-481-217-5
© Тимонова Е.Т. Тимонов И.А., 2011
© УО «ВГТУ», 2011
3.2 Круговороты веществ в биосфере ………………………. 30
3.3 Основные функции биосферы ………………………....... 34
4.1 Классификация экологических факторов ………………. 41
4.2 Закономерности действия экологических факторов....... 43
5.5 Обмен веществ и энергии в природно-промышленных системах …………………………………………………. 56
5.6 Техносфера ……………………………………………….. 58
5.7 Экологическая безопасность ……………………………. 60
Глава 6. ЗАКОНОМЕРНОСТИ И ПРИНЦИПЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ …………………………… 62 6.1 Законы системы «человек - природа» ………………….. 62
6.2 Законы природопользования ……………………………. 63
8.2 Источники загрязнения атмосферы …………………….. 82
8.3 Наиболее распространенные загрязнители атмосферы... 83
Глава 9. ОХРАНА И РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ …………………………………... 127 9.1 Общая характеристика гидросферы …………………….. 127
9.2 Основные направления использования
9.9 Очистка сточных вод на предприятиях легкой промышленности ………………………………………… 154
ПРЕДИСЛОВИЕ
Взаимодействие человека с природой – одна из наиболее сложных
и трудно разрешимых проблем современности. Для преодоления эколо-гического кризиса и успешного решения возникших экологических проблем необходимо глубокое знание процессов, протекающих в при-роде. Невозможно охранять природу, использовать ее богатства, не зная, как она устроена, по каким законам живет и развивается, как реа-гирует на воздействия человека, какие предельно допустимые нагрузки на природные системы может позволить себе общество, чтобы не раз-рушить их. Поэтому основная задача человечества сегодня – расшире-ние знаний о мире, стремление к пониманию происходящих процессов
и их взаимосвязи. Первостепенное значение приобретает экологическое образование и воспитание всех слоев населения.
Во время обучения будущие специалисты должны получать ком-плекс знаний, позволяющий им решать профессиональные вопросы с учетом требований рационального использования природных ресурсов
и охраны окружающей среды. В связи с этим в высших учебных заве-дениях введен ряд экологических дисциплин. Учебным планом подготовки специалистов инженерного профиля для легкой промышленности предусмотрено изучение курса «Основы экологии». Его целью является формирование у студентов экологиче-ского мировоззрения, приобретение теоретических знаний и практиче-ских навыков в области экологии и охраны окружающей среды, необхо-димых для выполнения своих профессиональных обязанностей. По-скольку другие экологические дисциплины в план не включены, курс «Основы экологии» объединяет в себе теоретические основы общей экологии и охраны окружающей среды.
В ходе изучения дисциплины студенты осваивают законы, опре-деляющие структуру и функционирование экологических систем и био-сферы в целом; взаимосвязи объектов хозяйственной деятельности че-ловека с окружающей природной средой; принципы рационального природопользования, создания ресурсосберегающих технологических процессов и производств, обеспечивающих сохранение качества окру-жающей среды; технологические, технические, организационные, эко-номические и законодательные аспекты решения экологических про-блем.
Предлагаемое учебное пособие позволит восполнить недостаток учебной литературы в области охраны окружающей среды для студен-тов, получающих образование по специальностям легкой промышлен-ности. Оно содержит как общие вопросы экологии, так и специфиче-ские особенности взаимодействия текстильных, швейных и обувных предприятий с окружающей средой. Материалы учебного пособия из-ложены на основе действующих законодательных и нормативных доку-ментов по охране окружающей среды и природопользованию.
Учебное пособие поможет будущим специалистам идентифици-ровать и оценивать экологические аспекты деятельности предприятий; выявлять и корректировать технологические процессы, оказывающие значительное воздействие на окружающую среду; вести разработку и внедрение мероприятий по рациональному использованию природных ресурсов и защите окружающей среды от загрязнения; обеспечивать выполнение требований нормативно- технических и правовых актов, регламентирующих природоохранную деятельность предприятий.
Раздел I. ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ
ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИИ
Слово “экология” имеет греческое происхождение и состоит из двух корней: “oikos” – дом, жилище, “logos” - наука, учение. Под “до-мом” в экологии понимается вся планета Земля и околоземное космиче-ское пространство. Впервые термин “экология” предложил в 1866 году немецкий ученый Эрнест Геккель. В его трактовке экология – это «познание эко-номики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами среды». По-сле Геккеля многие ученые вносили в понятие экологии различные смысловые оттенки, которые расширяли предмет изучения этой области знания. Постепенно экологические закономерности стали относить к совокупностям организмов и, наконец, ко всей природе. Как самостоя-тельная наука экология сформировалась к началу ХХ века.
В современном понимании экология – это наука о взаимоотноше-ниях, взаимосвязях между живыми организмами и средой их обитания. Известный американский эколог Ю. Одум в 1963 году назвал экологию наукой о строении и функциях природы в целом. В его фундаменталь-ной “Экологии” (1986) она трактуется как междисциплинарная область знания об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и обществе в их взаимосвязи.
Основной предмет экологии – изучение совокупности живых ор-ганизмов, взаимодействующих друг с другом и образующих с окру-жающей средой некое единство (экологическую систему), в пределах которой осуществляется процесс трансформации энергии и органиче-ского вещества.
В идеале экология стремится раскрыть и понять все многообразие взаимосвязей между населяющими нашу планету живыми существами и средой их обитания, хотя практически вряд ли это возможно ввиду сложности этих связей. Однако выявить основные закономерности, соз-дать фундаментальную теорию устойчивости биосферы и строго при-держиваться вытекающих из нее требований к повседневной хозяйст-венной деятельности люди просто вынуждены, если хотят выжить.
Таким образом, можно сформулировать следующие задачи эколо-
гии:
исследование закономерностей организации жизни, в том чис-ле в связи с антропогенными воздействиями на окружающую среду;
оптимизация взаимоотношений между человеком и окружаю-щей природной средой;
создание научной основы рациональной эксплуатации при-родных ресурсов;
прогнозирование изменений природы под влиянием деятель-ности человека;
сохранение среды обитания человека.
СОСТАВ ЭКОСИСТЕМ В составе экосистемы выделяют неживые и живые компоненты (рисунок 2.1). Неживые (абиотические) компоненты входят в состав воздушной, водной среды и почвы:
1) неорганические вещества (N2, CO2, H2O и др.), включающиеся в природные круговороты;
2) органические соединения (углеводы, белки, аминокислоты, гу-мусовые вещества и др.), связывающие биотическую и абиоти-ческую части экосистем;
3) климатический режим (освещенность, температура, влажность и другие физические факторы). Живые (биотические) компоненты экосистем: 1 ) продуценты – автотрофные (самостоятельно питающиеся) орга-низмы, главным образом, зеленые растения, которые создают органиче-ские вещества из простых неорганических веществ. Автотрофы состав-
ляют основную массу всех живых существ и полностью отвечают за об-разование всего нового органического вещества в любой экосистеме, т.е. являются производителями продукции;
2) макроконсументы (консументы 1, 2 и т.д. порядка) – гетеротроф-ные (питающиеся другими) организмы, главным образом, животные, которые поедают растения и другие организмы. В отличие от автотро-фов- продуцентов, гетеротрофы выступают как потребители и разруши-тели органических веществ;
3) микроконсументы (редуценты) – гетеротрофные организмы, преимущественно бактерии и грибы, которые разрушают сложные со-единения мертвой протоплазмы, поглощают некоторые продукты раз-ложения и высвобождают неорганические питательные вещества, при-годные для использования продуцентами.
Экосистема (биогеоценоз) Солнечная энергия
Экотоп
вода газы энергия
Косная часть экосистемы почва
Биоценоз
редуценты продуценты консументы
Живая часть экосистемы
Рисунок 2.1 – Компоненты экосистемы
СТРУКТУРА ЭКОСИСТЕМ
Каждая экосистема состоит из определенных групп организмов, выполняющих определенные функции. Между организмами возникают пищевые взаимоотношения, и в результате формируются трофические уровни: 1) низший занимают автотрофные организмы;
2) гетеротрофные организмы 1 порядка, использующие в пищу биомассу растений; 3) гетеротрофы 2 порядка, питающиеся гетеротрофами 1 порядка, и т.д.
В наземных экосистемах масса продуцентов больше, чем масса консументов 1-го порядка, а масса консументов 1-го порядка больше, чем консументов 2-го порядка и т.д. Это обусловлено тем, что пища ис-пользуется не только на рост организмов, но и на удовлетворение энер-гетических затрат: дыхание, движение, размножение, поддержание тем-пературы. Поэтому трофическую структуру экосистемы обычно отра-жают графическими моделями в виде экологических пирамид (рисунок
2.2).
Конечные консументы
Консументы 2 порядка (плотоядные, хищники)
Консументы 1 порядка (травоядные)
Продуценты
Рисунок 2.2 – Экологическая пирамида Различают три типа экологических пирамид: пирамида чисел (численностей) отражает численность отдель-ных организмов на каждом уровне; пирамида биомасс – соотношение между продуцентами, консу-
ментами и редуцентами, выраженное в их массе (грамм); пирамида энергий – отражает величину потока энергии (кало-
рий), скорость прохождения массы пищи через пищевую цепь. Экосистема (биогеоциноз) – понятие широкое. Однако главное за-
ключается в том, что оно подчеркивает обязательное наличие взаимоот-ношений, взаимозависимости и причинно-следственных связей между
отдельными компонентами. Здесь происходят взаимодействия различ-ного рода: между живыми организмами; между живыми организмами и окружающей средой; между органическими и неорганическими компо-нентами.
ЭНЕРГИЯ В ЭКОСИСТЕМАХ
Экологическую систему можно представить в виде диаграммы потока энергии (рисунок 2.4). Отдельные трофические уровни в ней изображены как резервуары, размер которых соответствует энергии, за-ключенной в них биомассы, а поперечник соединяющих их каналов – величине потоков энергии.
Энергия в экологическую систему попадает в виде потока солнеч-ной энергии L. Большая ее часть LU рассеивается в виде теплоты. Дру-гая часть L A эффективно поглощается растениями и преобразуется фо-тосинтезом в энергию химических связей органических веществ Рg. Это валовая первичная продукция экосистемы.
Рисунок 2.4 – Потоки энергии в простой трофической цепи (Цифры даны в кДж/м2 за день)
Вновь образовавшиеся органические вещества используются рас-тениями в различных процессах: 1) при дыхании, с освобождением энергии R; 2) в биохимических процессах, с выделением тепла Na. 3) на прирост биомассы растений Рn – чистой первичной про-дукции.
Прирост биомассы растений рано или поздно потребляется пер-вичными консументами. При переходе с одного трофического уровня на другой часть доступной энергии Nu не воспринимается. Консументы питаются, тратят полученную с пищей энергию на выполнение разно-образных жизненных функций, растут и дают, таким образом, новую продукцию. Это вторичная продукция экосистемы, которая, в свою оче-редь, используется консументами второго порядка.
В среднем при переходе с одного трофического уровня на другой общая энергия уменьшается приблизительно в 10 раз (правило 10 % Р. Линдемана). Чем длиннее пищевая цепь, тем меньше остается к ее кон-
цу доступной энергии. Поэтому число трофических уровней никогда не бывает слишком большим и чаще всего не превышает 4–5 уровней.
Например, если заяц съел 10 кг растительной массы, то его собст-венная масса может увеличиться на 1 кг. Лисица или волк, поедая 1 кг зайчатины, увеличивают свою массу уже только на 100 г, или на 1 % от биомассы растений, съеденных зайцем. Следовательно, через верхние трофические уровни экологических пирамид проходит значительно меньшее количество энергии, чем через нижние. Вот почему большие хищные животные всегда редки, и не существует хищников, которые питались бы волками, – они просто не прокормились бы, настолько вол-ки немногочисленны.
Поскольку в обратный поток (к продуцентам) поступает ничтож-ное количество изначально вовлеченной энергии (не более 0, 25 – 0, 35 %), говорить о круговороте энергии нельзя. Существует лишь кругово-рот веществ, поддерживаемый потоком энергии.
ЭКОСИСТЕМНЫЕ ЗАКОНЫ
Экосистемные законы отражают общие принципы организации и функционирования экологических систем в целом.
Сложение экосистем осуществляется на принципах экологической комплементарности (дополнительности) и экологической конгруэнтно-сти (соответствия).
Принцип экологической комплементарности: никакая функ-
циональная часть системы (экологический компонент, элемент и т.п.) не может существовать без других функционально дополняющих час-
тей. Происходит это в силу того, что каждая подсистема связана с дру-гими согласно общему философскому принципу дополнительности, ус-тановленному Нильсом Бором для любых материальных систем (две взаимосвязанные, но различные материальные системы дополняют друг друга в своем единстве и противоположности), а также группе законо-мерностей сложения систем в целом (закон необходимого разнообразия, полноты составляющих и др.).
Совершенно очевидно, что никакая система не может сформиро-ваться из абсолютно идентичных элементов. Даже в кристаллической решетке положение атомов в ней делает их функционально различны-ми. Поэтому для стабильного существования система должна иметь не-обходимое число и разнокачественность подсистем. Количество функ-циональных составляющих системы должно быть оптимальным – без недостатка или избытка в зависимости от типа системы.
Например, в экологической системе любой организм поглощает (ассимилирует) из внешней среды одни вещества и выделяет в нее про-дукты своей жизнедеятельности. Если бы не было дополняющих видов, использующих продукты жизнедеятельности и восстанавливающих их до продуктов ассимиляции, через какой-то промежуток времени необ-ходимые ресурсы жизни для организма были бы исчерпаны.
Принцип экологической конгруэнтности: функционально допол-
няя друг друга, живые составляющие экосистемы вырабатывают для этого соответствующие приспособления, скоординированные с усло-виями абиотической среды, в значительной мере преобразуемой теми же организмами.
Согласно этому принципу, наблюдается двойной ряд соответст-вия. С одной стороны – между организмами и абиотическими условия-ми; с другой – между организмами в экосистеме. Так, виды, составляю-щие, например, экосистемы пустыни, с одной стороны, приспособлены к ее климатическим и другим абиотическим факторам, а с другой – к среде экосистемы и друг к другу.
Суммарным отражением принципов экологической комплемен-тарности и конгруэнтности является принцип(закон)формированияэкосистемы: длительное существование организмов возможно лишь врамках экологических систем, где их компоненты и элементы дополня-ют друг друга и, соответственно, приспособлены друг к другу. Этообеспечивает воспроизводство среды обитания каждого вида и относи-тельно неизменное существование всех экологических компонентов.
В начале 70-х годов ХХ столетия Н.Ф. Реймерсом был сформули-
рован закон внутреннего динамического равновесия экосистем: веще-
ство, энергия, информация и динамические качества отдельных при-родных систем и их иерархии взаимосвязаны настолько, что любое из-менение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функ-ционально-структурные, количественные и качественные перемены, сохраняющие общую сумму вещественно- энергетических, информаци-онных и динамических качеств системы, где эти изменения происхо-дят, или в их иерархии.
Данный закон раскрывает механизм экологического баланса. Эко-логическая система находится в состоянии динамического равновесия. Она непрерывно балансирует, выравнивая рождаемость и смертность, микро- и макроэволюцию, разные энергетические и химические процес-сы.
При внешнем воздействии равновесие в экосистеме может нару-шиться. Чтобы этого не произошло, системы вынуждены своевременно реагировать на изменения потоков вещества и энергии. При этом сумма динамических качеств, информации, вещества и энергии в системах ос-
тается неизменной, хотя сами элементы количественно меняются. Уп-рощенно эту закономерность можно представить в виде уравнения: а + + b + с + d = f. Слагаемые а, b, с иdмогут меняться, а суммаfостаетсяпостоянной (f = const). Однако уравнение справедливо до тех пор, пока процессы в природе проходят сами собой.
Человеческая деятельность ощутимо меняет структуру экосистем. Люди или слишком много берут из экосистемы, или слишком много вносят в нее новых элементов разного свойства. Поэтому динамическое равновесие нарушается, меняется сумма компонентов системы.
Справедливость закона внутреннего динамического равновесия подтверждают такие примеры взаимодействия человека с природными экосистемами, как приаральская, азовская, волжско-каспийская эколо-гические катастрофы и другие. Из рассмотренного закона вытекает 4 важных следствия. 1. Любые изменения среды (вещества, энергии, информации, ди-намических качеств экосистемы) неизбежно приводят к развитию природных цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации произве-денного изменения или формирования новых природных систем, образо-вание которых при значительных изменениях среды может принять необратимый характер.
Под цепной реакцией в природе понимается цепь природных яв-лений, изменение каждого из которых влечет за собой изменение дру-гих, связанных с ним явлений.
Действие рассматриваемой закономерности можно продемонст-рировать на следующих примерах. Распаханный луг при отсутствии дальнейшего воздействия через некоторое время возвращается в естест-венное исходное состояние, т.е. наблюдается нейтрализация произве-денных изменений. При сильном загрязнении озеро теряет возможность самоочищения, в воде развиваются анаэробные организмы, и оно пре-вращается в болото, т.е. формируется новая природная система.
2. Взаимодействие вещественно-энергетических экологических компонентов (энергия, газы, жидкости, продуценты, консументы и т.д.), информации и динамических качеств природных систем нели-нейно.
При слабом воздействии или незначительном изменении одного из компонентов экосистемы могут возникнуть сильные отклонения в других компонентах и во всей системе в целом. Например, малые от-клонения в газовом составе атмосферы, связанные с ее загрязнением ок-сидами серы и азота, вызывают огромные изменения в экосистемах су-ши и водной среды. Именно они приводят к возникновению кислотных осадков, а с ними к деградации и гибели лесов, обезрыбливанию озер и т.п. Столь же незначительное изменение концентрации углекислого газа
в атмосфере ведет к усилению парникового эффекта.
3. Производимые в крупных экосистемах изменения относитель-но необратимы – проходя по иерархии экосистем снизу вверх, от места воздействия до биосферы в целом, они меняют глобальные процессы и тем самым переводят их на новый эволюционный уровень.
Например, изменения химического состава атмосферы, ее темпе-ратуры, влажности, освещенности и т.п. приводят к возникновению но-вых, более приспособленных к новым условиям экологических систем, т.е. направляют эволюцию биосферы. Причем эволюционировавшая экологическая система уже не может вернуться к прежнему состоянию, как и организм (вид, популяция) не может повторить полностью своих предков или вернуться от старости к рождению.
4. Любое местное преобразование природы вызывает в биосфере и в ее крупных подразделениях ответные реакции, приводящие к отно-сительной неизменности эколого-экономического потенциала, увеличе-ние которого возможно лишь путем значительного возрастания энер-гетических вложений.
Пока изменения среды слабы и произведены на относительно не-большой площади, они или ограничиваются конкретным местом, или “гаснут” в цепи иерархии экосистем. Но как только перемены достига-ют существенных величин для крупных экосистем, они приводят к зна-чительным сдвигам в этих обширных природных образованиях, а через них и во всей биосфере Земли.
Сдвигая динамическое равновесное состояние природных систем с помощью значительных вложений энергии (например, путем распаш-ки и других приемов) для увеличения получаемой полезной продукции (урожая) или создания благоприятного для жизни и деятельности чело-века состояния среды, люди нарушают соотношение энергетических компонентов, ведущее к снижению природно-ресурсного потенциала вплоть до опустынивания территории. Иногда возникают ситуации, ко-гда “чем больше пустынь мы превращаем в сады, тем больше садов мы превращаем в пустыни”. При этом в силу нелинейности процессов опустынивание по темпам значительно опережает создание “цветущих садов”.
В качестве примера грубого нарушения вещественно-энергетического равновесия в природных системах, подтверждающего действие закона внутреннего динамического равновесия и следствий, вытекающих из него, рассмотрим приаральскую экологическую катаст-рофу.
В погоне за мнимой “хлопковой независимостью” в 60-е годы ХХ столетия в республиках Средней Азии и на юге Казахстана насаждалась монокультура хлопка, и происходило безоглядное расширение масшта-бов ирригации. Вступали в строй новые водохранилища, магистральные каналы и оросительные системы в бассейнах рек Сырдарьи и Амударьи. Это привело к резкому сокращению речного стока, и Арал стал быстро
высыхать. К концу 80-х годов он потерял 2/3 объема и 50 % площади поверхности, уровень упал на 14 м, вода отступила от прежних берегов на десятки километров. Высохшее дно Аральского моря получило на-звание новой пустыни – Арал-кум. Около 30 тыс. км2 покрылось солон-чаками и смесью соли с высохшим илом. Соленая пыль с примесью пес-тицидов рассеивается ветрами и становится одним из заметных загряз-нителей атмосферы. Произошло сильное обеднение фауны Приаралья: из 178 видов позвоночных животных осталось только 38. И, конечно, пострадало население, проживавшее на берегу моря. Оно потеряло мно-говековые источники продовольственных ресурсов и чистой пресной воды. Сильное загрязнение среды привело к чрезвычайно высокой забо-леваемости людей.
Глава 3. БИОСФЕРА
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ БИОСФЕРЫ
Живые организмы выполняют ряд фундаментальных биологиче-ских функций планетарного масштаба.
Газовая функция. Живые существа постоянно обмениваются ки-слородом и углекислым газом с окружающей средой в процессах фото-синтеза и дыхания, участвуют в создании азота, метана и других ве-ществ, формируя состав атмосферы. Они строго контролируют концен-трации этих веществ, оптимальные для современной жизни.
Концентрационная функция. Живые организмы пропускают че-рез свое тело большие объемы воздуха и природных растворов. При этом они извлекают и накапливают вещества, многократно увеличивая их концентрацию. Концентрации биогенных элементов (углерода, ки-
слорода, калия, магния, серы и др.) в теле живых организмов в сотни тысяч раз превышают их концентрации в окружающей среде. Окислительно-восстановительная функция. Многие вещества вприроде крайне устойчивы и не подвергаются окислению в обычных условиях. Живые клетки обладают настолько эффективным катализато-ром (ферментами), что способны осуществлять многие окислительно-восстановительные реакции в миллионы раз быстрее, чем это может происходить в абиотической среде. Благодаря этому живые организмы существенно ускоряют процессы миграции химических элементов в биосфере.
Информационная функция. С появлением первых живых су-ществ на планете появилась и активная (“живая”) информация, отли-чающаяся от той “мертвой“ информации, которая является простым от-ражением структуры. Организмы оказались способными к получению информации путем соединения потока энергии с активной молекуляр-ной структурой, играющей роль программы. Способность восприни-мать, хранить и передавать молекулярную информацию совершила опе-режающую эволюцию в природе и стала важнейшим экологическим системообразующим фактором.
Перечисленные функции живого вещества образуют мощную сре-дообразующую функцию биосферы.Деятельность живых организмовобусловила современный состав атмосферы. Растительный покров ока-зывает существенное влияние на водный баланс, распределение влаги и климатические особенности больших пространств. Живые организмы играют ведущую роль в самоочищении воздушной и водной сред. Бла-годаря растениям, животным и микроорганизмам создается почва и поддерживается ее плодородие. Таким образом, биота формирует и кон-тролирует состояние биосферы.
Следует четко представлять, что окружающая нас среда – это не возникшая когда-то фиксированная и непреходящая физическая да-ность, а живое дыхание природы, каждое мгновение создаваемое рабо-той множества живых существ.
ЭВОЛЮЦИЯ БИОСФЕРЫ. НООСФЕРА
Возникновение и существование всех экологических систем в биосфере обусловлено эволюцией. Самоподдерживающиеся динамиче-ские системы эволюционируют в сторону усложнения организации и возникновения системной иерархии – образования подсистем в струк-туре системы. Эволюция состоит из последовательного закрепления та-ких отклонений от стационарного состояния, при которых поток энер-гии через систему возрастает. Следствием увеличения сложности и раз-
нообразия является ускорение эволюции, все более быстрое прохожде-ние ее ступеней, равноценных по качественным сдвигам. Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-05-28; Просмотров: 3586; Нарушение авторского права страницы
