Для нашего рассмотрения предложен вопрос о пределах человеческой нагрузки на биосферу. Почему эта тема особенно актуальна сегодня?
Население Земли с каждым годом растёт. За XX век человечество увеличилось в 4 раза, потребление энергии в 10 раз, совокупный продукт в 17,6 раза, минерального сырья — в 29 раз. На минувший век приходится 85% всех добытых за всю историю человечества полезных ископаемых. Общее количество используемой энергии в конце века было всего на 3-4 порядка величин меньше суммарной солнечной энергии, поступающей на верхнюю границу атмосферы Земли [10].
В соответствии с прогнозами к концу XXI века человечество должно удвоиться, комплексное воздействие человечества на биосферу уже сейчас увеличивается значительно интенсивнее прироста самого человечества, поэтому нагрузка на биосферу возрастет многократно [8, 97]. По мнению некоторых учёных, увеличивающееся из года в год количество катастрофических природных явлений (землетрясения, цунами, смерчи) в корне связано с возрастающей человеческой нагрузкой на биосферу и с неправильным использованием природных ресурсов.
Из всего сказанного выше вытекает то, что надо принимать незамедлительные меры по уменьшению нагрузки на биосферу , в противном случае ресурсы планеты будут полностью исчерпаны и, как следствие, человек, другие живые существа, растения не смогут существовать на Земле.
В данной работе мы подойдём к пониманию вопроса о пределах нагрузки на биосферу следующим путём: сперва раскроем понятие, опишем структуру биосферы, затем остановимся на пределах её устойчивости и, наконец, приступим непосредственно к характеристике влияния, которое оказывает человек на биосферу, подробно остановившись на понятии ноосферы.
1. Понятие и структура биосферы
В эру научно-технического прогресса особое значение приобретают знания о жизненных процессах на Земле в целом. Важную роль в этих процессах играют живые организмы. За миллиарды лет, прошедшие с момента образования нашей планеты, они наполнили атмосферу кислородом и азотом, очистили её от углекислого газа, сформировали отложения известняка, нефти, природного газа. В процессе эволюции на Земле образовалась особая оболочка — биосфера (греч. bios «жизнь»).
Последствия техногенного воздействия на биосферу Земли
... На биосферу очень активно влияет производственная среда человечества. Множество негативных факторов воздействуют на ... влияние; изучить основные виды техногенного воздействия на биосферу; рассмотреть виды последствий техногенного воздействия на биосферу; ... предметы труда, источники энергии, нерегламентированные действия работающих, ... -- это водная оболочка Земли; совокупность океанов, морей, водных ...
Этот термин первым ввёл в 1875 году Эдуард Зюсс, а учение о биосфере было создано в 1926 году В. Вернадским. В основе его учения лежат представления о планетарной геохимической роли живого вещества и о самоорганизованности биосферы.
Биосфера по Вернадскому — земная оболочка, область существования живого вещества. Она включает в себя не только живые организмы, но и изменённую ими среду обитания (кислород в атмосфере, горные породы органического происхождения и т.п.).
Вещество биосферы состоит из семи разнообразных, но геологически взаимосвязанных частей: живое вещество; биогенное вещество; косное вещество; биокосное вещество; радиоактивное вещество; рассеянные атомы; вещество космического происхождения [2, 135].
В более распространённом определении под биосферой понимается та часть литосферы, гидросферы и атмосферы Земли, в которой существуют и развиваются растительные и живые организмы. В ее состав входят не только растительный покров и животное население планеты, все реки и озера, водная масса океанов, но и почвенный слой, значительная часть тропосферы и самый верхний слой земной коры — зоны выветривания. На земной поверхности практически нет площадей, где отсутствует жизнь. Даже в жарких и безводных тропических пустынях или на поверхности высокогорных ледников и полярных льдов обнаружены микробы и другие микроорганизмы. Биосфера является одной из геологических оболочек Земли или геосфер [5, 352].
Литосфера — твёрдая наружная оболочка Земли, состоящая из осадочных пород и расположенных под ними гранитов и базальтов, гидросфера включает в себя все океаны, моря, озёра и реки, и атмосфера только газовую оболочку Земли. Все эти 3 составляющие взаимосвязаны сложными биогеохимическими циклами миграции веществ и энергии (по В.И. Вернадскому, — биогенная миграция атомов); начальный момент этих циклов заключён в трансформации солнечной энергии растениями и синтезе биогенных веществ на Земле [5, 353]. В состав биосферы входят верхние слои литосферы, нижний слой атмосферы (тропосфера) и вся гидросфера, связанные между собой сложными круговоротами веществ и энергии [5, 352].
Живое вещество — главная биогеохимическая сила в биосфере. Живое вещество — совокупность всех живых организмов планеты, численно выраженная в элементарном химическом составе, массе, энергии. Это вещество геохимически чрезвычайно активно, так как при осуществлении процессов питания, дыхания, выделения, размножения оно тесно связано с окружающей средой, благодаря чему почти все химические элементы проходят в общей цепи превращений через биогеохимическое звено. Таким образом, жизнедеятельность организмов — глубокий и мощный геологический процесс планетарного характера. Миграция химических элементов из организма в среду и обратно не прекращается ни на секунду [1, 178].
Таким образом, в биосфере, как особой земной оболочке, развиваются растительные и живые организмы. Главная составляющая биосферы — живое вещество. В следующей части остановимся на отличительной черте биосферы, без которой она не смогла бы функционировать и исчезла бы при первой сильной нагрузке.
2. Пределы устойчивости биосферы
биосфера человек нагрузка использование
Биосфера выступает как огромная, чрезвычайно сложная экосистема, работающая в стационарном режиме на основе тонкой регуляции всех составляющих ее частей и процессов. Биосфера представляет собой открытую систему, которая обменивается веществом и энергией с окружающей средой. Это возможно потому, что в экосистеме присутствуют не только автотрофы — производители органического вещества, но и гетеротрофы — потребители и разрушители органического вещества. Между процессами создания органического вещества и его преобразованием и разрушением устанавливается относительное равновесие, и экосистема остается устойчивой [1, 156]. Устойчивость — это свойство экосистемы, которое проявляется в поддержании своего состава, структуры и функций, а также в способности восстанавливаться в случае, если они будут нарушены [2, 103]. Однако стабильность биосферы имеет определенные пределы, и нарушение ее регуляторных возможностей чревато серьезными последствиями. В настоящее время на Земле появилась новая сила, по мощности воздействия не уступающая суммарному действию живых организмов — человечество, с его социальными законами развития и мощной техникой, позволяющей влиять на вековой ход биосферных процессов. Современное человечество использует не только огромные энергетические ресурсы биосферы, но и не биосферные источники энергии (например, атомной), ускоряя геохимические преобразования природы [6, 139] .
Этапы перераспределения вещества и энергии в биосфере
... процесс перераспределения вещества, энергии и информации, многократно входящих в непрерывно обновляющиеся экологические системы биосферы. Биогеохимические круговороты в биосфере подразделяют на: ... 2. Этапы перераспределения вещества в биосфере В отличие от энергетического потока, который, пронизывая биосферу, уходит в космическое пространство, вещество биосферы совершает циклические превращения, ...
Таким об разом, устойчивость биосферы — важнейшее качество, без которого её существование невозможно. Но эта устойчивость имеет свои пределы. То, насколько биосфера стабильна, коренным образом зависит от человеческой деятельности.
Именно о её влиянии на биосферу речь пойдёт в следующей части.
3. Зависимость между биосферой и техносферой. Понятие ноосферы
На планете Земля к настоящему времени сложились и сосуществуют две системы, созданные эволюцией живого вещества: биосфера и техносфера. Техносфера является искусственным материальным миром, это продукт человеческой цивилизации. Наряду с обществом и культурой она — продукт активной сущности человека, его потребности изменять себя и мир. Между биосферой и техносферой идет непрерывное взаимодействие [8, 96].
Сущность экологической глобальной проблемы, или нарушенного взаимодействия общества и природы, составляет неконтролируемый рост техносферы и его отрицательное воздействие на биосферу, прежде всего биоту, включающую в себя как клеточные, так и бесклеточные организмы (вирусы) .
В чём заключается возрастающая человеческая нагрузка на биосферу и какие последствия это влечёт для планеты?
Во-первых, в наше время происходит уничтожение многих видов растений и животных и снижается их биосферное разнообразие, как следствие истощаются невозобновляемые природные ресурсы и деградируют возобновляемые (почвы, леса, пресные воды) ввиду увеличения масштабов их потребления.
Во-вторых, исчерпываются возможности среды обитания по поглощению отходов антропогенной деятельности, например, уничтожаются леса (лёгкие планеты), которые должны впитывать углекислый газ, как следствие биосфера насыщается химическими и радиационными составляющими, возрастает угроза деградации и вымирания человечества в результате ухудшения экологической обстановки [1, 171].
Эволюция «биосфера – техносфера
... ежегодно всеми вулканами Земли. 5. Расширение границ биосферы и выход в космос. В работах последнего десятилетия жизни Вернадский не считал границы биосферы постоянными. Он подчеркивал расширение их в ... В XX веке такой же по значению величиной в области естественных наук стал Владимир Иванович Вернадский. Он принадлежал к тем немногим людям в истории не только своего ...
В-третьих, некоторые процессы, вызванные технической деятельностью человека, направлены противоположно по отношению к естественному ходу их в биосфере (рассеивание металлов, руд, углерода и др. биогенных элементов, торможение минерализации и гумификации, освобождение законсервированного углерода и его окисление, нарушение крупномасштабных процессов в атмосфере, влияющих на климат и т.п.) [1, 172]. Как следствие биосфера перестаёт нормально функционировать, многократно увеличивается вероятность природных катаклизмов.
Напряженные взаимоотношения между техносферой и биосферой, выраженные несоответствием между техногенной нагрузкой и ресурсными возможностями биосферы, в начале XXI века достигли ступени экологического кризиса: началась замена экосистем на менее продуктивные. Биосфера постепенно теряет свою несущую способность. Даже возобновляемые природные ресурсы перестают быть таковыми по мере ее нарушения. В перспективе сохранение прежней тенденции роста антропогенной нагрузки грозит биосфере коллапсом (полной утерей биологической продуктивности).
Таким образом, неразумное техногенное воздействие на биосферу, выходящее за пределы ее адаптивных способностей, может привести к вымиранию самого человечества как биологического вида [8, 98].
В XX веке советский учёный Владимир Иванович Вернадский сформулировал возможность перехода биосферы в совершенно новое состояние — ноосферу. Cуществование ноосферы возможно только при определённых Вернадским условиях (сформулированных им в книге «Научная мысль как планетное явление»), одно из которых гласит: «разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать её способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения».
Рассматривая труд, как целесообразную деятельность, основанную на мысли и воле, Вернадский указывает, что ноосфера или сфера разума, будет определять не только прогресс общества, но и эволюцию биосферы в целом, а через неё и процессы, происходящие на Земле [3, 125]. В сочетании с трудовой деятельностью человека мысль, как планетное явление, по мнению Вернадского, становится неведомой до этого геологической силой, способной преобразовать вместе с биосферой весь поверхностный слой Земли. Носитель земного разума — человек — с нарастающим во времени темпом воздействует на биосферу, активно захватывая все занимаемое ей пространство, окультуривая флору и фауну, меняя облик земной поверхности [4,201].
С середины XX в. выдвигались и иные идеи: формулировались различные проекты сокращения техногенной нагрузки путем ограничения дальнейшего технологического роста. По мнению учёного Никиты Николаевича Моисеева, возрастающие антропогенные нагрузки на биосферу приводят к тому, что ее компенсационные возможности находятся на пределе и это грозит экологической катастрофой [6,138]. По его расчётам, для того чтобы человечество смогло вписаться в «естественные» биосферные циклы, нужно уменьшить уровень удовлетворения его потребностей приблизительно в десять раз, а США должны уменьшить этот уровень в 50 раз [7, 144-145].
Однако данная идея представляется неосуществимой. Ведь развивающие свою промышленность страны видят в увеличении искусственного мира единственный путь к экономическому процветанию, а технологические лидеры не желают терять свое преимущество, воплощенное в военно-политической области. Кроме того, техносфера нуждается для своего функционирования в постоянном заимствовании ресурсов извне. Повышение технологического уровня может уменьшить этот приток ресурсов, но не отменить его, т.е. отодвинуть срок решения проблемы, а не снять ее [1, 211].
Биосфера и ее эволюция, атмосфера, почва и вода
... районов. Такую способность к распространению живого вещества В. И. Вернадский назвал «всюдностью жизни». Эволюция биосферы шла по пути усложнения структуры биологических сообществ, ... циклическое движение. Строительство и эксплуатация промышленных предприятий, добыча полезных ископаемых привели к серьезным нарушениям природных ландшафтов, загрязнению почвы, воды, воздуха различными отходами. ...
Таким образом, человек оказывает серьёзное влияние на биосферу, загрязняя воды, выбрасывая в воздух химические вещества и т.д. В случае непредвиденной техногенной катастрофы вселенского масштаба во много раз возрастает вероятность разрушения биосферы, встанет вопрос о выживании человечества. Для того чтобы не допустить этого, необходимо срочно принимать меры по уменьшению нагрузки на биосферу. По мнению Вернадского, биосфера должна перейти в принципиально новую стадию — ноосферу, её основой при этом должна стать научная мысль человечества.
Заключение
Из первой части нашей работы мы выяснили, что б иосфера — важнейшая система, значимость которой невозможно переоценить, т.к. именно биосфера является той средой, в которой человечество может существовать. Из второй части мы заключили, что существуют пределы устойчивости биосферы.
В третьей части мы пришли к выводу, что в
Таким образом, подведём итог всему вышесказанному. Существуют определённые пределы человеческой нагрузки на биосферу. В случае, если порог её устойчивости будет преодолён, т.е. биосфера станет неустойчивой, то это с большой долей вероятности приведёт к глобальным природным катаклизмам. В конечном итоге, человек может стать причиной своего же вымирания. Поэтому задачи современной науки состоят в изучении регуляторных процессов в биосфере, создании научного фундамента ее рационального использования с целью уменьшения нагрузки на биосферу.
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/predelno-dopustimyie-nagruzki-na-biosferu/
1. Алексеенко В.А. Жизнедеятельность и биосфера / В.А. Алексеенко — М.: Логос, 2005. — 232 с.
2. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружение / В.И. Вернадский — М.: Наука, 1965. — 324 с.
3. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера / В.И. Вернадский. — М.: Наука, 1989. — 243 с.
4. Вернадский В.И. Начало и вечность жизни / В.И. Вернадский — М.: Наука, 1989. — 280 с.
5. Горбачев В. Концепции современного естествознания: учебник / В. Горбачев. — М.: ОНИКС 21 век, 2005. — 672 с.
6. Моисеев Н.Н. Экологический фон современной политики / Н.Н. Моисеев // Общественные науки и современность. — 1993.- № 4.- С. 138-141.
7. Моисеев Н.Н. С мыслями о будущем России / Н.Н. Моисеев — М.: Наука, 1997. — 268 с.
8. Попкова Н.В. Глобальные проблемы современности и технологическое развитие / Н.В. Попкова // Вестник МГУ. Философия.-2005.-№1.-С.96-106.
9. Рузавин Г.Н. Концепции современного естествознания: учебник / Г.Н. Рузавин. — М.: ЮНИТИ, 2007. — 288 с.
10. Статистика по XX веку: URL: http: // www.ru.wikipedia.org
