Место человека в биосферных процессах

Место человека в биосферных процессах

Основное  воздействие человека на среду связывают  с его орудийной деятельностью, энерговооруженностью, с умением  накапливать, хранить и передавать поколениям информацию. Степень согласованной  деятельности человека с законами и  принципами общей экологии определяется следующими факторами.

1. Изменение границ оптимальных и лимитирующих факторов. Человек способен менять силу действия и число лимитирующих факторов и расширять или сужать границы средних значений факторов среды.

2. Изменение факторов регулирования численности популяции. Человек снял или частично разрушил почти все природные механизмы популяционного гомеостаза по отношению к своей популяции. Абиотические факторы практически не сказываются на его численности.

3. Воздействие на существование экосистем. Отдельные экосистемы и их крупные блоки (например, степи) человек почти полностью уничтожил В других он значительно нарушает присущие им процессы, принципы и закономерности развития (цепи питания, изменение границ экологических ниш, воздействие на динамику экосистем).

4. Влияние человека на функции живого вещества в биосфере. Одним из крупных результатов деятельности человека стало нарушение механизмов функционирования живого вещества и его функций Вот некоторые из них:

1) константность живого вещества;

2) транспортная и рассеивающая  функции живого вещества;

3) деструкционная и концентрационная функции. Усиление человеком деструкционных (разрушительных) явлений в биосфере (в тысячи раз по сравнению с естественными процессами) происходит в результате извлечения ресурсов из недр, использования поверхности литосферы.

5. Следствие отличий темпов социального и технического прогресса. Социальная составляющая сейчас стала определяющей в деятельности человека, его влиянии на среду. Для социальных и связанных с ними техногенных структур свойственна низкая экологическая эффективность. Из ресурсов извлекают только 2 – 3 % нужного человеку продукта. Подобные явления во многом объясняются несоответствием темпов развития технических и социальных структур, опережением первыми вторых.

6. Изменение временного фактора развития биосферных процессов. Время развития биосферы, связанное с деятельностью человека, рассматривают как ноогенез. Ему предшествовало время биогенеза. Эти периоды нельзя сравнивать ни по продолжительности, ни по интенсивности видоизменения биосферных процессов.

7. Отчужденность человека от природы. Действия человека характеризуются как нарушением временного фактора в развитии биосферных процессов, так и отчужденностью от природы, подчинением ее своим целям.

 Круговороты веществ и их нарушение  человеком 
 
Различают два вида круговоротов веществ: большой (между сушей и океаном), и малый (в пределах экосистем). Малые круговороты чаще нарушаются в результате несоответствия между массой веществ, поставляемых в среду, и потенциалами организмов по их разложению. 
Круговорот углерода. Содержащийся в атмосфере углерод в процессе фотосинтеза вводится в органическое вещество растений, а далее – в цепи питания. Высвобождение углерода из органического вещества совершается в процессе дыхания организмов. Большая масса углерода высвобождается из мертвого органического вещества организмами-редуцентами. Нарушение циклов углерода связано с высвобождением его из геологических структур и в результате изменения площадей и производительности растительных сообществ и т. п. Часть углерода накапливается в атмосфере в форме углекислого газа и метана, создавая парниковый эффект. 
Круговорот азота. Главным источником этого элемента является атмосфера, откуда в почву, а потом в растительные организмы азот попадает лишь в результате превращения в усвояемое соединение – нитраты. Последние формируются в результате деятельности организмов-азотофиксаторов. К ним относят отдельные виды бактерий, сине-зеленых водорослей и грибов. Немалая доля азота, попадая в океан, используется водными фотосинтезирующими организмами, попадает в цепи питания животных, возвращается на сушу с продуктами морского промысла, птицами Изменения в круговороте азота обусловлены переводом его в усвояемые формы из атмосферного воздуха в итоге техногенных процессов как целенаправленно (получение азотных удобрений), так и непреднамеренно (высокие температуры, создаваемые например двигателями внутреннего сгорания). Отрицательные последствия нарушения круговорота азота проявляются через загрязнение оксидами, аммиаком, другими соединениями атмосферного воздуха и вод, накопление нитратов в пищевых продуктах.

Круговорот  серы. Сера является одним из самых  агрессивных и общераспространенных загрязнителей среды. Нарушения  круговорота серы связаны со сжиганием  органических веществ, переработкой серосодержащих руд. Сера поступает в атмосферу  в виде токсичного соединения, диоксидов. 
Круговорот фосфора. После многократного потребления фосфора организмами на суше и в водной среде он выводится в донные осадки. Возвращение фосфора с организмами океана не компенсирует его потребности на суше. Негативным следствием нарушения круговорота фосфора является попадание его в водные экосистемы с минеральными удобрениями и моющими синтетическими средствами.

 Экологические кризисы  и экологические ситуации 
 
Человек и другие существа живут в среде, которая является результатом действия антропогенных факторов. Она отлична от той среды, которая рассмат-ривалается в общей экологии. Зримое изменение человеком среды началось с того времени, когда он перешел от собирательства к более активным видам деятельности: охота, одомашнивание животных и выращивание растений. С этого времени стал работать принцип «экологического бумеранга»: любое действие на природу, которое природа не могла воспринять, возвращалась к человеку как негативный фактор. Человек начал все больше отделять себя от природы и заключать в оболочку образованной им самим среды. Так как современная среда и экологическая ситуация являются результатом действия антропогенных факторов, можно выделить несколько специфических особенностей действия последних: нерегулярность действия и непредсказуемость для организмов, высокая интенсивность изменений, практически неограниченные возможности действия на организмы вплоть до полного их уничтожения, стихийных бедствий, катаклизмов. Воздействия человека могут быть как целенаправленными, так и непреднамеренными. 
Кризис – одно из негативных состояний среды, природы или биосферы. Ему предшествуют или после него следуют другие состояния, экологические ситуации Экологический кризис – изменения биосферы или ее частей на большом пространстве, которые сопровождаются изменением среды и систем в целом и переходом в новое качество. Биосфера неоднократно испытывала острые кризисные времена, обусловленные природными явлениями (например, в конце мелового периода за короткий промежуток времени вымерли пять отрядов рептилий – динозавры, птерозавры, ихтиозавры и др.). 
Кризисные явления неоднократно порождались изменениями климата, оледенениями либо опустыниванием. Деятельность человека многократно противоречила природе, порождая кризисы различного масштаба. Но из-за небольшой численности населения, слабой технической оснащенности никогда не принимали глобальных масштабов. 
Например, Сахара 5 – 11 тыс лет тому назад являлась саванной с богатой растительностью, системой крупных рек. Разрушение экосистем этого региона объясняется с одной стороны чрезмерной нагрузкой на природу, с другой – изменением климата (иссушением). 
Римляне после завоевания Северной Африки довели ее земли до критического состояния хищнической распашкой и выпасом огромных табунов лошадей использовавшихся в военных целях. 
Общим для всех антропогенных кризисов является то, что выход из них сопровождается уменьшением численности народонаселения, его миграцией, социальными потрясениями.

Окружающая  человека среда и ее компоненты

В среде, которая  окружает человека, выделяют четыре компонента.

1. Непосредственно природная среда («первая природа»,Н. Ф. Реймерс ), или слабо измененная человеком, или видоизмененная в такой степени, что она еще не потеряла основных свойств – самовосстановления, саморегулирования). Непосредственно природная среда очень близка с той, которую называют «экологическим пространством». Сейчас такое пространство составляет примерно 1/3 часть от суши. Однако это главным образом мало пригодные для жизни человека территории с суровыми условиями (заболоченные местности севера, высокогорные районы, ледники, и т. д.), которые расположены в Антарктиде, Северной Америке (Канада), России, Австралии и Океании и некоторых других районах.

2. Преобразованная людьми природная среда («вторая природа»), иначе среда квазиприродная (от лат. quasi – «как будто»). Она неспособна к самоподдержанию в течение продолжительного времени. Это различного вида «культурные ландшафты» (пастбища, сады пахотные земли, виноградники, парки и т. д.).

3. Созданная человеком среда («третья природа»), артеприродная среда (от лат. arte – «искусственный»). К ней относят жилые помещения, промышленные комплексы, городские застройки и т. п. Эта среда может существовать только при постоянном поддержании ее человеком. В противном случае она неизбежно обречена на разрушение. В ее границах резко нарушены круговороты веществ. Для такой среды характерны накопления отходов и загрязнения.

4. Социальная среда. Она оказывает большое влияние на человека. Эта среда включает в себя взаимоотношения между людьми, степень материальной обеспеченности, психологический климат, здравоохранение, общекультурные ценности и т. п. «Загрязнение» социальной среды, с которой человек находится в непрерывном контакте, также опасно для людей, даже более, чем загрязнение среды природной. Социальная среда может действовать как лимитирующий фактор, не давая проявиться другим. Однако следует учитывать, что социальная среда опосредуется иными средами, и наоборот.

По  мере развития цивилизации человек  все больше изолирует себя от естественной природной среды. Требуются большие  затраты на сохранение непосредственно  природной среды, а также на поддержание  второй, третьей сред, которые не способны к саморегулированию. Малоотходное производство, замкнутые циклы, очистные сооружения и прочее не смогут решить проблему оптимизации отношений  человека и среды обитания, если не будет решаться комплекс вопросов, которые относятся к охране первой природы и усовершенствованию социальной среды