Учение о биосфере - Географический факультет МГУ

Программа дисциплины «Учение о биосфере»
Автор: проф., д.г.н. Горшков С.П.
Цель освоения дисциплины является формирование у студентов представлений об
организованности биосферы как балансе между косной и живой природой и ее
важности как непререкаемого предмета защиты при принятии любых решений о
воздействиях на биосферу и связанном с ней окружении.
Задачами:
 Формирование преемственности, базирующейся на научных разработках
выдающихся ученых прошлого из зарубежных стран и России;
 Расстановка акцентов на преимущественно деструктивном воздействии на
биосферу человеческой цивилизации как силы, затрагивающей также
внебиосферную часть геопространства;
 Научное обоснование императива: человечеству от действий, ускоряющих
дестабилизацию биосферы, необходимо повернуть к восстановлению
гомеостаза;
 Привлечение внимания к восстановлению нарушенной человечеством
организованности биосферы как к главному условию его выживания и
коэволюции человека и природы во всем охваченном хозяйственной
деятельностью геопространстве.
Место в структуре ООП
Дисциплина «Учение о биосфере» входит в модуль «Общая геоэкология» блока
дисциплин вариативной части. Ее изучение основывается на знаниях, полученных
студентами при изучении дисциплин модуля «Землеведение», идет параллельно с
дисциплинами модулей «Экология» (экология человека) и «Общая геоэкология»
(введение в специальность), содержание которых она дополняет и углубляет.
Изучение данного курса является необходимым для последующего изучения
дисциплин из модулей «Общая геоэкология» и «Глобальная и региональная
геоэкология». Знания, получаемые в рамках курса, являются одной из составляющих
теоретической базы, для подготовки к учебной практике студентов второго курса.
В результате освоения дисциплины студент должен:
 знать: структуру и динамику биосферы как
главного функционального
подразделения геопространства;
 уметь: выделять в иерархической структуре биосферы наиболее важные и
уязвимые связи между ее звеньями и разрабатывать меры по защите таких связей от
антропогенного нарушения;
 владеть: знаниями о прошлом биосферы для применения их при оценках ее
современного состояния и составления прогностических сценариев.
Содержание
Раздел 1. Преемственность
Ростки учения о биосфере в разработках зарубежных и отечественных ученых
18-19 и первой половины 20 веков (Ж. Бюффон, Ж. Ламарк, М.В. Ломоносов,
Ю. Либих, Ж. Кювье, К.Ф. Рулье, Ч.Лайель, Ч.Дарвин, Г.Марш, Э.Геккель, Э.Зюсс,
В.П.Амалицкий, Ж. Реклю, Д.И. Менделеев, В.В. Докучаев, А.В. Воейков, С. Аррениус,
Ф. Кларк, Е. Гильгард, Ф. Рихтгофен, Р. Шерлок, Г.Ф. Морозов, Г.А. Кожевников,
И.П. Бородин, П.П. Броунов, А.Е. Ферсман, Л.С. Берг, В.Н. Сукачев, Б.Б. Полынов,
В.В. Вильямс, К.Д. Глинка, Н.И. Вавилов, А.А. Григорьев, А. Тенсли, П. Тейяр де
Шарден и др.
125
Раздел 2. Востребованность научного наследия В.И.Вернадского
В.И.Вернадский: о личности и творчестве; востребованность мировым
сообществом его учения о биосфере. В.И. Вернадский о переходе биосферы в
ноосферу: созвучность взглядов ученого с концепцией устойчивого развития. Оценка
уникального научного наследия и развитие идей В.И. Вернадского в трудах
выдающихся отечественных и зарубежных ученых (А.Е. Ферсман, Б.Л. Личков,
В.Р.Вильямс, Л.С. Берг, Д.В.Наливкин,
Н.В.Тимофеев-Ресовский, В.А.Ковда,
А.Л.Яншин, Б.С.Соколов, А.В.Сидоренко, Е.М.Сергеев, Н.Б. Вассоевич, Н.Н.Моисеев,
А.С. Пресман, А.И.Перельман, О.П. Добродеев, М.А. Глазовская, Н.П. Лаверов,
Ф.Т. Яншина, Г.И. Швебс, А.В. Лапо, И.И. Мочалов, Г.П. Аксенов, Дж. Хатчисон,
Дж. Лавлок, Л. Маргулис, Д. Саган, Г. Гриневальд, Э. Одум и др. ).
Раздел 3. Изучение проблем геопространства и биосферы во второй
половине ХХ и начале ХХI века
Развитие учения о биосфере во второй половине ХХ и в первые годы XXI века.
Гомеостаз Матери-Земли Геи (Дж. Лавлок), биорегуляция (В.Г. Горшков), биокосные
системы, технобиогеомы, биогеохимия и геохимия ландшафтов (В.В.Ковальский,
А.И. Перельман,
М.А. Глазовская,
Н.С. Касимов,
В.В. Добровольский),
организованность биосферы (Ф.Я.Шипунов), цикл углерода и динамика живого океана
(Е.А.Романкевич, А.П.Лисицин), идеальный материк (К. Тролль, А.М. Рябчиков,
Б.А. Алексеев), картографическая модель географической поясно-зональной структуры
Земли (Е.Н. Лукашева, Э.П. Романова и др.), антропогенные ландшафты
(Ф.Н. Мильков, Л.И. Куракова, А.Г. Исаченко, В.А. Николаев, В.В.Сысуев и др.).
Раздел 4. Живое вещество
Резистентность организмов. Планетарная константа геоистории (отсутствие
следов абиогенеза и лишенных жизни – азойных эр; сохранение пригодных для жизни
условий на протяжении геологической истории как и среднего химического состава
живого вещества трех внешних геосфер;).
Гэокологические функции живого вещества:
а) энергетическая функция (транспирация и испарение с растительного полога,
снижение приземных температур, фотосинтез, уменьшение альбедо Земли, снижение
запыления атмосферы и поддержание прозрачности природных вод, депонирование
связанной солнечной энергии в форме мертвого органического вещества,);
б) газовая функция (атмосфера как «создание жизни»; планетарная биота и регенерация
кислорода, углекислого газа, метана, фитонцидов; газовое дыхание Земли и
фоссилизация газов в литосфере);
в) почвенно-элювиальная функция (представление о биогенно-биокосном слой земной
поверхности; почва и кора выветривания; роль биогенного фактора в их
формировании); г) водоочистная функция (биофильтрация; роль биогенного фактора в
обеззараживании и самоочищении поверхностных и подземных вод);
д) водорегулирующая функция (биогенно-биокосный слой как регулятор соотношения
между поверхностным и подземным стоком; растительность и содержание СО2 в
атмосфере);
е) концентрационная функция (роль биогенного фактора в формировании залежей руд
и каустобиолитов; извлечение из окружающей среды и увеличение концентрации
опасных загрязняющих веществ в организмах в зависимости от их места в структуре
трофической пирамиды;
ж) транспортная функция (анадромный перенос биогенных веществ; их ветровое
перераспределение);
126
з) деструктивная функция (протолиз; корневое и микробиологическе выветривание).
Раздел 5. Биосфера в геопространстве
Геопространство и его структура. Околоземной космос и особенности его
освоения. Спутниковые наблюдения за Солнцем как новый этап познания солнечноземных связей. Воздействие солнца на геопространство. Солнечная активность и
электромагнитная радиация: их колебания и климат Земли. Корональные выбросы
массы и их влияние на орбитальные и наземные технологические системы. Солнечный
ветер и геомагнитные бури. Влияние солнечно-протонных событий на озоносферу
Земли.
Границы биосферы. Парабиосфера. Мантийно-геодинамическое происхождение
океанических впадин. Биогенно-геодинамическое происхождение – материковых
поднятий. Крупнейшие этапы эволюции органической жизни. Материки – главный
плацдарм жизни. Разрастание материков за счет сокращения океанических впадин как
возможный отклик внутренних сил Земли на воздействие сил живой природы
(«давление жизни»).
Организованность биосферы как функция взаимодействия сил косной материи и
живого вещества, а также специфики нахождения Земли в структуре космоса.
Чередование состояний бифуркации и гомеостаза в геоистории. Космогенные и
космопланетарные причины бифуркаций. Великие вымирания на рубежах между
ордовиком и силуром, средним и поздним девоном, пермью и триасом, мелом и
палеогеном.
Гляциоэры в геоистории как космические зимы.
Циклы М. Миланковича.
Особенности колебаний климата в последние 800 тыс. лет по данным бурения дна
океанов и ледниковых щитов Антарктиды и Гренландии. Ледниковые эпохи как
особый тип бифуркаций и проявления пресса сил косной природы на механизмы,
поддерживающие организованность биосферы.
Организованность биосферы. Большой геологический и малый биологический
круговороты, гидрологический цикл и баланс энергии как основа понимания
современных структурно-динамических особенностей биосферы. Важнейшие аспекты
цикла углерода. Масштабы антропогенного нарушения баланса энергии,
гидрологического цикла, циклов кислорода, азота, фосфора и серы. Круговорот
продуктов денудации суши.
Связи между океаническим и материковым звеньями биосферы. Концепция
живого океана А.П. Лисицина. Экосистемы глубоководных гидротерм. Деление суши
на густую, разреженную и голую биосферы, по Ж.Трикару и А.Кайе. Бассейноворечные, пустынно-эоловые и гляциально-нивальные подразделения как отображение
степени трансформации живым веществом территориальных систем физикогеографических процессов. Речные бассейны – главные звенья биосферы. Их
функциональные блоки – водосборные, долинные и устьевые. Антропогенный пресс на
водосборы и его индикация. Реки-бульдозеры.
Раздел 6. Космопланетарные силы, биосфера и человечество
Стихийные бедствия, природа и человечество. Связи между бедствиями,
вызываемыми внешними и внутренними силами Земли. Антропогенное ослабление
функций биогенно-биокосного слоя как один из важных факторов усиления
нестабильности климата и стихийных бедствий. Наводнения, лесные пожары, засухи,
суховеи, неурожаи, нашествия вредителей и др. Меры по смягчению воздействия
стихийных бедствий на региональном уровне.
127
Современное изменение климата. Влияние наземного вулканизма на климат.
Слабое научное обоснование парадигмы дообогрева Земли парниковыми газами.
Отсутствие в ней учета роли воды в глобальном перераспределении солнечного тепла,
его адвекции вплоть до Северно-Ледовитого океана. Три реальных фактора
современного природно-антропогенного потепления: 1) солнечный форсинг;
2) абиотизация и иссушение освоенной суши из-за стихийного землепользования;
3) макрорегиональные тепловые стрессы.
Современное потепление и рост
нестабильности климата – интегральный результат усиления солнечно-земных связей и
эффекта Серой Земли, в которую ее превратило технически вооруженное человечество
из Зеленой Земли начала голоцена. Атмосферная влага и климат. Возможная польза
избытка СО2 для растений группы С3 и современного агропроизводства, лесного
хозяйства и растительности суши в целом.
Активная поддержка Киотского протокола ведущими транснациональными
корпорациями и политическими лидерами большинства развитых стран. Киотский
протокол и современный экономический кризис. Принятие новых обязательств по
протоколу на период с 2020 г. отложено.
Раздел 7. «Серая» Земля и необходимость поворота к «Зеленой» Земле
Технически вооруженное человечество как третья сила в природе, равновеликая
силам неорганической субстанции и живого вещества. Антропогенные и природноантропогенные процессы. Антропогенная редукция биогенно-биокосного слоя на суше.
Виды этой редукции. Современная абиотизация Земли и ее показатели в цифрах на
средину 1970-х и на начало XXI века на фоне данных о потенциальных биомассе и
первичной продукции планетарной биоты. Иссушение суши в результате обезлесения,
опустынивания, осуходоливания и создания транспортной, промышленной и
селитебной инфраструктуры. Снижение потенциала испарения суши вследствие
абиотизации и иссушения как феномен Серой Земли. Карта-схема иерархической
структуры биосферы с учетом антропогенных изменений и ее обоснование по данным
А.П.Лисицина и С.П.Горшкова. Специфика освоения геопространства вне биосферы.
Возможности адаптации человечества к изменению климата. Необходимость
сглаживания социально-экономического контраста между странам золотого миллиарда
и остальным миром как необходимое условие указанной адаптации. Максимально
возможное восстановление природных функций бывшей Зеленой Земли путем
наивозможной реставрации биогенно-биокосного слоя суши. Замещение экологически
неблагоприятных агроландшафтов аквафермами и акваплантациями в океане и
внутренних водоемах суши. Тотальное озеленение поселений и голой антропогенной
инфраструктуры. Скорейшее распространение во всех странах зеленой политики как
одного из важнейших приоритетов. Искоренение военных конфликтов из мировой
практики. Необходимость поворота от Серой Земли к Зеленой – это императив –
единственный путь к выживанию и устойчивому развитию мирового социума.
Рекомендуемая литература
Основная
Биосфера./Ред. А.М.Гиляров, Ю.М.Фролов/. М., Мир, 1972, 183 с.
Вернадский В.И. Биосфера. Л., Научн. Хим-тех. Изд-во, 1926.
Горшков С.П. Учение о биосфере. Введение. М., Географический ф-т МГУ, 2007, 118 с.
Лисицин А.П. Потоки осадочного вещества и загрязнений в мировом океане и методы
глобального мониторинга. Сб. Стокгольм, Рио, Йоханнесбург: вехи кризиса. М., Наука,
2004, 133-193 с.
Дополнительная:
128
Вернадский В.И.: Pro et contra. Санкт-Петербург, Изд-во Русского Христианского
гуманитарного института, 2000, 872 с.
Круговорот вещества в природе и его изменение хозяйственной деятельностью
человека. М., Изд-во МГУ, 1980
Горшков В.Г. Физические и биологические основы устойчивости жизни. М., ВИНИТИ,
1995, 472 с.
Криволуцкий А.А., Репнев А.И. Воздействие космических факторов на озоносферу
Земли. М., ГЕОС, 2009, 384 с.
Современные глобальные изменения природной среды. Под редакцией Н.С. Касимова.
т. 1 , 696 с. и т. 2, 775 с. М., Научный Мир, 2006.
Gerlich G., Tscheuschner R. Falsification of the atmospheric СО2 greenhouse effects within
the frame of physics. Version 3. September 9, 2007, 114 p. Fals СО2Gh(2).pdf
Интернет-ресурсы:
Сайт Института мировых природных ресурсов www.wri.org
Сайт Программы ООН по окружающей среде www.unep.org
Сайт Всемирной Продовольственной и Сельскохозяйственной Организации
www.fao.org
Программа Google Earth
129