Учебное-методическое пособие Концепции современного
advertisement
Институт экономики и предпринимательства (ИНЭП) М.Д. Андреев Концепции современного естествознания ( концепция – «Биосфера») Учебное пособие для студентов всех форм обучения Москва – 2008 г. 1 Введение Исследование по теории любой науки всегда начинается с анализа существующих концепций, которые, согласно логике развития познания, должны быть включены в исторически более полную теорию. Одной из наиболее важных концепций современного естествознания является концепция становления и развития биосферы. Для анализа любого исследования нужна исходная концепция, позволяющая рассматривать те или иные процессы, происходящие в природе с определенной позиции. В современном естествознании одной из них является учение В.И. Вернадского о биосфере. В современном естествознании одной из концепций взаимной связи между живой и неживой природы, является учение о биосфере как особой сферы жизни, в пределах которой осуществляется единый круговорот вещества и энергии. Биосфера-это качественно своеобразная оболочка Земли, развитие которой в значительной мере определяется деятельностью живых организмов. В.И. Вернадский, используя этот термин, создал науку « биосфера», ввел понятие « живого вещества», а также отвел живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая деятельность организмов не только в настоящее время, но и в прошлое. При этом следует отметить, что идеям В.И.Вернадского предстоит сыграть ключевую роль, во все возрастающей роли формирования мировоззрения современного человека, понимании им своего места в природе, прямой ответственности за будущее биосферы, воспитании новой экологической морали и этики. Учение В.И. Вернадского будет необходимо для непосредственного действия, и, прежде всего для разработки научных основ устойчивого развития человечества в биосфере. История становления учения о биосфере. Понятие биосферы появилось в биологии в 18 веке, однако первоначально оно имело совсем иной смысл, чем теперь. Биосферой именовали небольшие гипотетические глобулы (ядра органического вещества), которые якобы составляют основу всех организмов. К середине 19 века в биологии уточняются научные представления о реальных органических клетках. И термин « биосфера» утрачивает прежний смысл. К идее биосферы в ее современной трактовке пришел Ж.-Б. Ламарк (17441829), основатель первой целостной концепции эволюции живой природы, которой, однако, данный термин не использовал. Впервые понятие 2 « биосфера» (близкой к современному смыслу) ввел австрийский геолог Э Зюсс, определивший ее в книге « Происхождение Альп» (1873) как особую, образуемую организмами оболочку Земли, где сосредоточена основная масса живых организмов и где происходит наиболее активное взаимодействие между всеми экологическими компонентами. При этом подразумевалась область взаимодействия основных оболочек Земли: атмосферы, гидросферы и литосферы, где встречаются живые организмы. Заслуга создания целостности учения о биосфере принадлежит В.И.Вернадскому. Используя этот термин, он создал науку «биосфера». Ту часть биосферы, где живые организмы встречаются в настоящее время, обычно (в специальной литературе) называют современной биосферой или необиосферой, а древние биосферы относят к былым биосферам, иначе палеобиосферам или мегабиосферам. Примеры последних – безжизненные скопления органических веществ (залежи угля, нефти, газа др.) или запасы иных соединений, образовавшихся при непосредственном участии живых организмов (известняки, ракушечники, образования мела, ряд руд и многое другое). Эволюция Земли, а затем образование и развитие биосферы В.И. Вернадский объединил тремя факторами макроэволюции – космическим, геологическим и геохимическим, которое тесным образом связаны с биологической эволюцией и все участвуют в энергетических процессах биосферы. Учение В.И. Вернадского о биосфере Научное и практическое значение В.И.Вернадского как основателя учения о биосфере состоит в том, что он впервые глубоко обосновал единство человека и биосферы. Открытие биосферы В.И. Вернадским в начале ХХ столетия принадлежит к величайшим научным открытиям человечества, соизмеримым с теорией видообразования, законом сохранения энергии, общей теорией относительности, открытием наследственного кода у живых организмов и теорией расширяющейся Вселенной. В.И. Вернадский доказал, что жизнь на земле - явление общепланетарные и космическое, что биосфера - это вещественно-энергетическая система, обеспечивающая биологический круговорот химических элементов и эволюцию всех живых организмов, включая и человека. Владимир Иванович Вернадский был первым, кто увидел в биосфере сложную и хорошо отрегулированную общепланетарную биогеохимическую систему. Не только составом атмосферы и гидросферы обязаны мы работе биосферы, но и сама земная кора – это продукт биосферы. В.И. Вернадский определил биосферу как особую охваченную жизнью оболочку Земли. 3 В физико-химическом следующие компоненты: составе биосферы Вернадский выделяет - живое вещество – совокупность всех живых организмов биосферы Земли, растений и животных, включая человечество, выраженная в элементарном химическом составе, массе и энергии; - косное вещество - неживые тела или явления (газы атмосферы, горные породы магматического, неорганического происхождения и т.п.); - биокосное вещество – разнородные природные тела (почвы, поверхностные воды и т.п.); биогенное вещество – продукты жизнедеятельности живых организмов (гумус почвы, каменный уголь, торф, нефть, сланцы и т.п.) - радиоактивное вещество; - рассеянные атомы; - вещество метеориты). космического происхождения (космическая пыль, Согласно воззрениям Вернадского весь облик Земли, ее ландшафты, атмосфера, химический состав вод, толща осадочных пород обязаны своим происхождением живому веществу. Жизнь- это связующее звено между Космосом и Землей, которое, используя энергию, приходящую из космоса, трансформирует косное вещество, создает новые формы материального мира. Так, живые организмы создали почву, наполнили атмосферу кислородом, оставили после себя километровые толщи осадочных пород и топливные богатства недр, многократно пропустили через себя весь объем Мирового океана. Вернадский не занимался проблемой возникновения жизни. Он понимал жизнь как естественный этап самоорганизации материи в любой части космоса, приводящий к возникновению все новых форм ее существования. Учение Вернадского нацеливало на изучение живых, косных и биокосных тел в их неразрывном единстве, что подготовило почву для целостного восприятия природных систем естествоиспытателями. С учетом современных представлений, биосфера включает оболочку Земли, которая содержит всю совокупность живых организмов и часть вещества планеты, находящуюся в непрерывном обмене с этими организмами. Иными словами, биосфера – это область активной жизни, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхние горизонты литосферы. В учении о биосфере В.И. Вернадского, в сущности, заложены основные положения возникшего позднее понятия о географической оболочке; биогеохимические 4 идеи, рассматриваемые, в географическом аспекте привели к обоснованию ноосферы. Особое значение для уяснения масштабов воздействия человеческого общества на природу в настоящее время приобретает следующее его высказывание: « Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого». В.И. Вернадский впервые в истории наук о Земле обосновал понятие, о земном планетном пространстве, которое, по его мнению, в соответствии с внутренней спецификой планетных явлений модифицируется на различные состояния. Целостное учение о биосфере представлено в его ставшей классической работе « Биосфера» (1926). В.И. Вернадский рассматривал эволюцию биосферы как единство космического, геологического, биогенного и антропогенного процессов. Организованность биосферы имеет тенденцию к возрастанию. Рост ее организованности привел к возникновению человечества и науки. С развитием науки биосфера переходит на уровень ноосферы – сферы разума, где природные и социальные законы составляют единое целое. Современные представления о биосфере Согласно современным представлениям, биосфера - это своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. По мере развития понятия биосферы и решения некоторых частных и общих задач, были установлены общие эволюционные свойства биосферы, включая и новейшие представления об эфире. 1) Всевозрастающая помехоустойчивость биосферы, устремленная к свойству и качествам гомеостата, выводит жизненные процессы Земли в ранг геолого-геофизических факторов эволюции планеты. 2) Мозаичность общего строения и функционирования жизненных сообществ осуществляется в отдельных "квантах" биосферы, находящихся в энерговещественной связи с Космосом и геолого-геофизической средой, т.е. реализована доменная структура. 3) Экосистемная модель (термин "экосистема" введен А.Тэнели, 1935 г.) подчеркивает домен биосферы в способности к саморегуляции и самопересозданию, т.е. полному самовозобновлению биоты. 5 4) Междоменное взаимодействие биосферных отдельностей постоянно поддерживает гигантский кругооборот вещества и энергии и информации (биосферной системы связей на основе разнообразных физических сигналов). 5) Невозможность существования биосферы вне вертикальных вещественных обменов и энергоперетоков между глубинами и поверхностью Земли и между Солнцем и поверхностью планеты. Как видно из перечисленных биосферных свойств, очень трудно, оказывается, установить границы биосферы, и в этом отношении она представляет собой пример открытой системы. Уже в середине 70-х годов двадцатого столетия Н.Б.Вассоевичем был поднят вопрос о функциональных нормах биосферы по отношению к существующим организмам. Была введена биосферная дихотомия по отношению к носителям жизни в веществе тел: 1. Биосферное поле устойчивости жизни — это такие условия жизни, при которых организм способен только выживать. 2. Биосферное поле существования жизни — это условия, в которых жизненные отдельности — организмы — могут развиваться с наращиванием жизненной массы и энергии. По мере наращивания знаний о биосфере, Дж. Хатчинсон счел необходимым ввести дополнительное биосферное подразделение и назвал его парабиосферой, которая сверху примыкает к приземной биосфере. В последующем была предложена общая схема деления биосферы на подбиосферы: - внешние оболочки Земли: 1) апобиосфера — верхи атмосферы Земли, не обнаруживающие признаков наличия жизни — анабиотическое пространство; 2) парабиосфера; 3) биосфера. - внутренние оболочки Земли: 4) метабиосфера — некий аналог того, что В. И. Вернадский называл "былой биосферой", т.е. имеющейся на каждый данный лик Земли, результат деятельности глобальных и жизненных тотальных процессов. Естественно отметить, что эти классификационные попытки уточнить и расширить понятие биосферы, прямо не касались физической природы жизненных процессов и их движущих сил. Они отображали геометрические особенности размещения систем и подсистем биосферы, ее, так сказать, конструктивные пространственные характеристики. Концептуально эти работы продолжали работы школы Берталанфи, но на другом масштабном уровне. Многое из того, о чем писал Вернадский, становится достоянием сегодняшнего дня. Современны и понятны нам его мысли о целостности, неделимости цивилизации, о единстве биосферы и человечества. С учетом современных представлений, биосфера включает оболочку Земли, которая содержит всю совокупность живых организмов и часть вещества планеты, находящуюся в непрерывном обмене с этими 6 организмами. Иными словами, биосфера – это область активной жизни, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхние горизонты литосферы. Эволюция биосферы процесс непрерывного, одновременного и взаимосвязанного изменения: а) характера живого вещества (возникновения, развития и вымирания видов, формирования и разрушения биотических сообществ); б) свойств биосферы как оболочки Земли, преобразуемой этим сообществом, и в) экосферы-1 планеты. Структура биосферы представляет собой совокупность газовой, водной и твердой оболочек планеты и живого вещества, их населяющего. Масса биосферы составляет приблизительно 0,05% массы Земли, а ее объем – 0,4 % объема планеты. Границы биосферы определяют распространение в ней живых организмов. Несмотря на различную концентрацию и разнообразие живого вещества в разных районах земного шара, считается, что горизонтальных границ биосфера не имеет. Верхняя же вертикальная граница существования жизни обусловлена не столько низкими температурами, сколько губительным действием ультрафиолетовой радиации и космического излучения солнечного и галактического происхождения, от которого живое вещество планеты защищено озоновым экраном. Максимальная концентрация молекул озона (трехатомарного кислорода) приходится на высоту 20-25 км, где толщина озонового слоя составляет 2,5-3 мм. Озон интенсивно поглощает радиацию на участке солнечного спектра с длиной волны менее 0,29 мкм. Поскольку граница биосферы обусловлена полем существования жизни, где возможно размножение, то она совпадает с границей тропосферы (нижнего слоя атмосферы), высота которой от 8 км над полюсами до 18 км над экватором Земли. Однако в тропосфере происходит лишь перемещение живых организмов, а весь цикл развития, включая размножение, они осуществляют в литосфере, гидросфере и на границе этих сред с атмосферой. В состав биосферы полностью входит гидросфера (океаны, моря, озера, подземные воды, реки, ледники), глубина которой достигает 11 км. Наибольшая концентрация жизни сосредоточена до глубины 200 м, в так называемой эвфотической зоне, куда проникает солнечный свет и где возможен фотосинтез. Именно здесь сконцентрированы все фотосинтезирующие растения и продуцируется первичная биологическая продукция. Глубже начинается дисфотическая зона, где царит темнота и отсутствует фотосинтезирующие растения, но активно перемещаются представители животного мира, непрерывным потоком опускаются на дно отмершие растения и останки животных. Нижняя граница биосферы в пределах литосферы лежит в среднем на глубине 3 км от поверхности суши и 0,5 км ниже дна океана. О более глубоком проникновении жизни в толщи литосферы сведений нет. На границе нижней части атмосферы (тропосферы), гидросферы и литосферы сконцентрирована наибольшая масса живого вещества, и эта земная оболочка названа биогеосферой, или пленкой жизни. Только в ее 7 пределах возможна жизнедеятельность и существование человека. Суммарная биомасса живого вещества биосферы составляет 2-3 трлн. т, причем 98% ее - это биомасса наземных растений. Биосферу населяют около 1,5 млн. видов животных и 500 тыс. видов растений. Однако, если мысленно равномерно распределить все живое вещество по поверхности планеты, то получится слой толщиной всего 2 см. Вместе с тем в процессах самоорганизации биосферы живое вещество играет сегодня ведущую роль и выполняет следующие функции: 1. энергетическую – перераспределение солнечной энергии между компонентами биосферы; 2. средообразующую (газовую) – в процессе жизнедеятельности живого вещества создаются основные газы (азот, кислород, углекислый газ, метан и др.); 3. концентрационную – извлечение и накопление живыми организмами биогенных элементов (кислорода, углерода, водорода, азота, натрия, магния, калия, алюминия, серы и др.) в концентрациях, в сотни тысяч раз превышающих их содержание в окружающей среде; 4. деструктивную (проявляется в минерализации органического вещества); 5. окислительно-восстановительную (заключается в химическом превращении веществ биосферы). Потоки энергии и круговорот веществ в биосфере Развивая учение о биосфере, Вернадский пришел к следующим выводам: "Биогенная миграция химических элементов в биосфере стремится к максимальному своему проявлению". Вовлекая неорганическое вещество в "вихрь жизни", в биологический круговорот, жизнь способна со временем проникать в ранее недоступные ей области планеты и увеличивать свою геологическую активность. Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, основа которой - взаимодействие живого и костного вещества. Он писал: "Живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей". Взаимодействие живого и костного вещества характеризуется, прежде всего, тем, что часть энергии костного вещества усваивается, ассимилируется живым веществом. Эта новая геологическая сила изменяет организацию поверхности Земли. Количество накопленной потенциальной энергии увеличивается. Живое вещество становится, таким образом, регулятором действительной энергии биосферы. Он так же отмечал, что особую роль в биосфере играют биологические круговороты, где важнейшим процессом является фотосинтез, осуществляемый растительностью планеты, которая оказывает влияние на все компоненты природного комплекса биосферы - атмосферу, гидpосфеpу, почву, животный миp. Велика роль растений в жизни человеческого общества. Они создают необходимую среду существования и снабжают ее 8 различными веществами. Перенос вещества и энергии осуществляется затем посредством пищевых цепей. К своеобразной разновидности круговоротов в биосфере относятся ее ритмические изменения. Ритмикой называется повторяемость во времени комплекса процессов, которые каждый развиваются в одном направлении. При этом различают две ее формы: периодическую - это ритмы одинаковой длительности (время оборота Земли вокруг оси) и циклическую - ритмы переменной длительности. Периодичность в биосфере проявляется во многих процессах: тектонических, осадконакоплении, климатических, биологических и многих других. Ритмы бывают разной продолжительности: геологические, вековые, внутривековые, годовые, суточные и т.д. Ритмичность - это форма своеобразной пульсации биосферы как целостной системы, причем ритмы, как и круговороты веществ, замкнуты в себе. Знание и учет ритмических явлений необходимы при рациональном природопользовании и охране естественных pесуpсов нашей планеты. Живое вещество находится в постоянном энергетическом обмене с внешним миром. Оно является основным организующим элементом, а в поддержании круговорота вещества, обеспечении динамического равновесия геологических систем. Процесс создания органического вещества в биосфере происходит одновременно с противоположными процессами потребления и разложения его гетеротрофными организмами на исходные минеральные соединения (вода, углекислый газ и др.). Так осуществляется круговорот органического вещества в биосфере при участии всех населяющих ее организмов, получившей название малого, или биологического (биотического) круговорота веществ. В отличие от вызываемого солнечной энергией большого, или геологического, круговорота, наиболее ярко проявляющегося в круговороте воды и циркуляции атмосферы. Большой (геологический) круговорот происходит на протяжении всего геологического развития Земли и проявляется в переносе воздушных масс, продуктов выветривания, воды, растворенных минеральных соединений, загрязняющих веществ (в том числе радиоактивных). Малый (биологический) круговорот начинается с возникновения органического вещества в результате фотосинтеза зеленых растений, т.е. образования живого вещества из углекислого газа, воды и простых минеральных соединений с использованием лучистой энергии Солнца. Растения (продуценты) извлекают из почвы в растворенном виде серу, фосфор, медь, цинк и другие элементы. Растительноядные животные (консументы первого порядка) поглощают соединения этих элементов в виде пищи растительного происхождения. Хищники (консументы второго порядка) питаются растительноядными животными, потребляя пищу более сложного состава, включая белки, жиры, аминокислоты и т.д. Останки животных и отмершие растения перерабатываются насекомыми, грибами, бактериями (редуцентами), превращаясь в минеральные и простейшие органические соединения, поступающие в почву и вновь потребляемые растениями. Так начинается новый виток биологического круговорота. В отличие от большого круговорота, малый круговорот имеет разную 9 продолжительность: различают сезонные, годовые, многолетние и малые вековые круговороты. Биосфера является чрезвычайно сложной экосистемой, работающей в стационарном режиме на основе тонкой регуляции всех составляющих ее частей и процессов. Как свидетельствует данные исследований, по крайней мере, последние 600 млн. лет характер основных круговоротов на Земле существенно не менялся, изменялась лишь скорость геохимических процессов. Стабильное состояние биосферы обусловлено в первую очередь деятельностью живого вещества, обеспечивающей определенную скорость трансформации солнечной энергии и биогенной миграции атомов, вещество живое – совокупность тел живых организмов, населяющих Землю вне зависимости от их систематический принадлежности. Общий вес живого вещества оценивается величиной 2,43,6х 10(в 12 степени) т. (в сухом весе). В.И. Вернадский неоднократно указывал на то, что вещество живое неотделимо от биосферы, является ее функцией и одновременно « одной из самых могущественных геохимических сил нашей планеты». Вещество живое представляет собой неразрывное молекулярно-биохимическое единство. Системное целое с характерными для каждой геологической эпохи чертами. Уничтожение многих видов вещества живого человеком может нарушить это единство. Что приведет к резкому изменению молекулярно-биологических свойств вещества живого и невозможности существования многих, ныне живущих высокоорганизованных видов, в то числе, весьма вероятно, и самого человека. Отсюда вытекает вывод о важности сохранения видов целого живого вещества современного геологического периода. Энергетика биосферных процессов Взаимосвязь энергетики и биосферы определяется не только изъятием природных ресурсов в результате антропогенной деятельности, но и обратным воздействием индустриального общества в виде выбросов и отходов, в масштабах, приводящих к нарушению естественных биофизических природных циклов. Наибольшее внимание уделяется сейчас углеродным циклам, которые связаны с глобальными процессами климата и изменениями т. н. экологического климата территории. К настоящему времени разработана система математических моделей глобальных и региональных биосферных процессов. В модели биогеохимического цикла углерода рассмотрены глобальные и региональные процессы в системе атмосфера - растения - почва Результаты моделирования показывают, что реакция биосферы на антропогенные воздействия пока еще происходит по механизму отрицательной обратной связи, биосфера определенным образом компенсирует эти воздействия. В любой устойчиво эволюционирующей системе задействованы не только прямые связи между основным и сопряженным процессом (согласно которым сопряженный процесс не возможен без основного), но и обратные 10 (отрицательные) связи функция сопряженной системы по отношению к основной. Человек сопряжен с биосферой (прямая связь). Вместе с тем, имеется биосферная функция человека поддержание устойчивости природных систем (обратная связь). Она осуществляется тремя основными способами: сжиганием древесины и ископаемого топлива, экохозяйственной деятельностью (восстановление флоры, фауны) и сохранением естественных экосистем. Действительно, человек изымает биопродукцию (прямая связь). Это частично компенсируется на основе экохозяйственной деятельности и заповедного дела (обратная связь). Сжигая древесину и ископаемое топливо, человек поставляет в атмосферу СО2 «пищу» растений. При росте СО2 увеличивается биопродуктивность (еще одна обратная связь). Тем самым частично компенсируется антропогенное изъятие биопродукции. Если темпы роста энергетики и соответствующих выбросов двуокиси углерода в атмосферу будут слишком быстрыми, то в ХХI веке возможна смена отрицательных связей на положительные: при этом биосфера будет не компенсировать воздействия, а наоборот, усиливать их. Биосфера, согласно учению В.И. Вернадского, - это не только пленка «живого вещества» на поверхности планеты, но и все продукты ее жизнедеятельности за геологическое время: почвы, осадочные и метаморфические породы и свободный кислород воздуха. Все живое представляет непрерывно изменяющуюся совокупность организмов, между собою связанных и подверженных эволюционному процессу в течение геологического времени. Это динамическое равновесие, стремящееся с ходом времени перейти в статическое равновесие. Чем более длительно существование, если нет никаких равноценных явлений, действующих в противоположную сторону, тем ближе к нулю будет свободная энергия. При этом стоить отметить, что косное вещество планеты подчинено закону возрастания энтропии. А живое вещество, наоборот, обладает антиэнтропийными свойствами. И все это многообразие живого и косного связано « биогенной миграцией атомов» или « биогеохимической энергией живого вещества биосферы». Эта форма энергии столь же реальна и действенна, как и прочие, изученные физиками. И она, подобно им, подчиняется закону сохранения энергии, т. е. может быть выражена в калориях и килограммометрах. За геологическое время наша планета обогащалась энергией, поглощая: 1) лучистую энергию Солнца; 2) атомную энергию радиоактивного распада внутри Земли; 3) космическую энергию рассеянных элементов, исходящую из нашей галактики. И эта форма энергии заставляет организмы размножаться до возможных пределов, т.е. действует закон предельного распространения действительный для всех живых существ биосферы. Однако сама биосфера ставит границы организмам, ее составляющим. Биосфера мозаична: одни виды животных или растений ограничивают 11 другие, и возникает гармония жизни – динамическое равновесие биоценозов большего или меньшего масштаба. Поэтому геобиоценозы, которые можно интерпретировать как сложные системы их живых и косных элементов, устойчивы. В них идут постоянные процессы, обеспечивающие циркуляцию энергии среди растений и животных одного местообитания, т.е. конверсия биоценоза. Образуется своего рода « замкнутая система» биоценоза, а в соответствии с процессами термодинамики, в замкнутой системе энтропия непрерывно увеличивается. Следовательно, система организмов должна систематически удалять накапливающуюся энтропию. Поэтому живое вещество должно постоянно обмениваться с окружающей средой энергией и энтропией. Организмы и окружающая среда. В биосфере виды и роды растительных и животных организмов взаимосвязаны, продолжительность средней жизни есть производное отбора, которое оптимально гарантирует выживание и компенсирует потомство. Величина необходимой поглощаемой энергии у автотрофных и гетеротрофных организмов лимитируется этой основной закономерностью эволюционного процесса. "...В земной коре в результате жизни и всех ее проявлений происходит увеличение действительной энергии" (В.И.Вернадский). "...Это увеличение активной энергии сказывается хотя бы в увеличении сознательности и в росте влияния в биосфере в геохимических процессах единого комплекса жизни. Оно создание, медленно шедшее в геологическом времени, такой геологической силы, какой является характерное для нашей психозойской эры цивилизованное человечество, ясно это показывает" (В.И.Вернадский). "...Организмы представляют живое вещество, т.е. совокупность всех живых организмов, в данный момент существующих, численно выраженное в элементарном химическом составе, в весе, в энергии. Оно связано с окружающей средой биогенным током атомов: своим дыханием, питанием и размножением" (В.И. Вернадский). Самая существенная особенность биосферы - это биогенная миграция атомов химических элементов вызываемых лучистой энергией Солнца и проявляющихся в процессе обмена веществ, росте и размножении организмов. Эта биогенная миграция атомов подчиняется двум биогеохимическим процессам: 1. Стремится к максимальному явлению: возникает "всюдность" жизни. 2. Приводит к выживанию организмов, увеличивающих биогенную миграцию атомов. "Эволюция видов, приводящая к созданию форм, устойчивых в биосфере, должна идти в наплавлении, увеличивающем проявление биогенной миграции атомов в биосфере" (В.И.Вернадский). Предметом экологии является изучение взаимоотношений и взаимосвязей организмов между собой и средой их обитания (окружающей средой), о круговороте веществ и потоках энергии, которые делают возможной жизнь на Земле. Организм характеризуется всеми свойствами жизни. Организмы - это растения, животные (в том числе 12 человек) и микроорганизмы. Все они связаны между собой и не могут существовать друг без друга. Окружающая среда – это все, что окружает организм и на него влияет. К окружающей среде относится вся природная и техногенная среда. Совокупность растений, животных и микроорганизмов, которые совместно проживают в одних и тех же условиях среды, называют биоценозом. Участок земной поверхности (суши или водоема) с одинаковыми условиями среды, на котором существует биоценоз, называют биотопом. Таким образом, биотоп - место существования биоценоза, а биоценоз-это комплекс организмов, который существует в данном биотопе. Живые организмы взаимодействуют не только друг с другом, но и с окружающей средой. Биоценоз и биотоп обмениваются между собой и с окружающей средой веществом, энергией и информацией (сигналами). Совокупность биоценоза и биотопа, которая функционирует как единое целое за счет обмена веществом, энергией и информацией, называется биогеоценозом. Единый природный комплекс, который образован живыми организмами и средой их обитания, называется экосистемой. Любая естественная экосистема способна к саморегулированию. Это значит, что в экосистеме во времени и в пространстве поддерживаются основные параметры, и она находится в состоянии динамического равновесия. Способность экосистемы сохранять свою структуру и функции при воздействии внешних и внутренних факторов называют стабильностью экосистемы. Принцип Ле Шателье – Брауна гласит, при любом внешнем воздействии, которое выводит экосистему из состояния равновесия, в системе усиливаются те процессы, которые ослабляют это воздействие, т.е. система стремится вернуться в состояние равновесия. Способность экосистемы возвращаться в исходное (или близкое к нему) состояние после воздействия каких-либо факторов, которые выводят ее из равновесия, называют устойчивостью экосистемы. Существует правило одного процента, т.е. изменение энергии природной экосистемы в среднем на 1% (от 0,3 до 1%) выводит экосистему из состояния равновесия. Из этого правила следует, что относительно безопасный уровень потребления ресурсов биосферы не должен превышать 1%, а сегодня этот показатель составляет около10%, что вызывает тревогу о судьбе биосферы и, следовательно, о судьбе всего человечества. Пищевые цепи и экологические пирамиды. Живое вещество-совокупность всех организмов на планете, количество его есть величина постоянная (константа) для данного геологического времени. Сложные химические соединения, из которых состоит живое вещество (белки, углероды, ферменты и др.), устойчивы только в организмах. Все живое вещество в биосфере находится в непрерывном и саморегулируемом движении. Химические реакции в организмах протекают со скоростью в тысячи и миллионы раз большей, чем в неживых веществах. 13 Живое вещество характеризуется следующими основными функциями: энергетической, деструктивной, концентрационной и средообразующей. Энергетическая функция выполняется растениями, процесс фотосинтеза. Все организмы экосистемы связаны пищевыми - трофическими связями. По трофическим связям все организмы делятся на три группы - продуценты, консументы, редуценты. Продуценты- организмы, которые производят первичные органические вещества из неорганических (это комплекс зеленых растений) Консументы – организмы, которые потребляют органические вещества (это все животные и большинство микроорганизмов). Редуценты – организмы, которые разлагают органические вещества и превращают их в неорганические (это бактерии, грибки, и некоторые другие организмы). Перенос энергии, которая содержится в растениях через ряд других организмов, в результате их поедания друг другом называется пищевой цепью. Пищевые цепи состоят из трофических уровней. Трофический уровень заполняет совокупность организмов, которые занимают положение в общей цепи питания. Например, зеленые растения занимают первый трофический уровень, (уровень продуцентов), травоядные животные – второй трофический уровень (уровень первичных консументов), хищники, которые поедают травоядных животных, занимают третий трофический уровень (уровень вторичных консументов) и т.д. Таким образом, в результате взаимодействия в пищевых цепях при переносе веществ и энергии каждое сообщество приобретает определенную трофическую структуру. Эту трофическую структуру изображают с помощью экологической пирамиды. Основанием пирамиды служит первый уровень, последующие уровни образуют этажи и вершину пирамиды. С одного трофического уровня экологической пирамиды на другой переходят вещество и энергия, причем часть вещества и энергии при этом теряется. Правило десяти процентов (закон Линдемана) гласит, что с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой переходит не более 10%. Это правило объясняет тот факт, что в пищевой цепи обычно содержится не более 4-5 звеньев. Деструктивная функция живого вещества выполняется редуцентами. Редуценты разлагают мертвое органическое вещество и горные породы до неорганических веществ: углекислого газа, воды, сероводорода, метана, аммиака и т.д. Благодаря жизнедеятельности организмов-деструкторов создается плодородие почвы. Химические элементы непрерывно циркулируют в биосфере, они переходят из внешней среды в организмы и далее их организмов во внешнюю среду. Этот процесс носит название биогеохимического цикла, или круговорота веществ в биосфере. Таким образом, в любой экосистеме в биосфере существует непрерывный круговорот веществ. Сегодня человек очень активно 14 воздействует на биосферу и нарушает естественные круговороты веществ, что не может не вызывать опасения о будущем Земли в целом. Концентрационная функция живого вещества выполняется живыми организмами. Они концентрируют в себе атомы химических элементов, которые рассеяны в природе. Причем многие из микроорганизмов накапливают микроэлементы тяжелых металлов, многие из которых ядовиты и вредны. Средообразующая функция живого вещества также выполняется живыми организмами. Живые организмы преобразуют (приспосабливают) физико-химические параметры биосферы в условиях, которые благоприятны для них. Таким образом, живые организмы создали и поддерживают баланс вещества и энергии в биосфере и обеспечивают устойчивое существование организмов и человека. Саморегуляция биосферы Биосфера - геологическая оболочка, населенная многообразными живыми организмами. Все это многообразие представляет живое вещество, деятельность которого в ней проявляется не хаотически, а под влиянием и контролем регулирующих структур. Под действием общебиологического принципа организации жизнедеятельности в биосфере происходит включение регулирующих систем всех уровней жизни. Это значит, что вышестоящие регулирующие структуры включают в свою деятельность нижестоящие, и механизм регуляции становится глобальной структурой. Его действие придает биосфере устойчивость и целостность, которая непосредственно связана с жизнедеятельностью всей биомассы планеты, проявляющейся на основе биологического круговорота веществ. Каждое вещество включается в свой, определенной сложности, круговорот. Основу любого биологического круговорота, обеспечивающего жизнь на Земле, составляет энергия солнца. С колоссальным количеством энергии, поступающей от нашего светила, связаны, прежде всего, элементы климата (температура, влажность, световой режим), от которых и зависит развитие жизни на Земле. Эти факторы называют жизнеопределяющими и проявляются они не хаотично, а находятся в прямой зависимости от солнечной радиации. Зональная саморегуляция складывается из регуляций составляющих ее биогеоценозов, объединенных действием глобальных факторов, которые дифференцированы по природным зонам планеты. Зональная особенность их действия определяет сочетание живых организмов, деятельность которых тоже влияет на формирование среды их обитания. Под влиянием комплекса действующих факторов и формируются природноклиматические пояса планеты. Таким образом, свет, а точнее освещенность планеты и связанное с этим различное количество поступающего тепла на шарообразную поверхность Земли, является регулирующим фактором не только отдельных биоценозов, но и всей биосферы. Получая энергию Солнца, живая оболочка планеты выполняет гигантскую работу. Зеленый лист использует для фотосинтеза 1 процент попадающей на его поверхность 15 солнечной энергии, а производит ежегодно около 40 млрд. тонн органического вещества. Фотосинтетическая деятельность зеленых растений является глобальным процессом, процессов не одной какой-либо природной зоны, а всей биосферы. Это и есть общебиологический процесс созидания. Параллельно этому процессу на планете действует и противоположный глобальный процесс, направленный на распад органического вещества, высвобождение энергии и химических элементов. Высвободившиеся вещества поступают в окружающую среду и снова включаются в круговорот веществ биосферы. Биогенные процессы способны захватывать химические элементы и включать их в синтетические реакции. Они носят глобальный характер и характерны для всей биосферы, в которой совершается постоянный круговорот активных химических элементов, переходящих из организма в организм, из живой природы в неживую природу и обратно. По мере развития биосферы пополнение атомов идет за счет неживой материи. В течение более 2 млрд. лет произошли очень существенные изменения в биосфере. Живое вещество проникло во все области и среды планеты. Современная биосфера охватывает весь земной шар и объединяет все живое на Земле. Эта грандиозная, могущественная система всего живого вещества и круговоротов химических элементов на планете является открытой системой, так как в нее постоянно вливается поток солнечной энергии. От поступающей энергии зависит существование биосферы и действие ее регулирующих систем. Возможности их исключительно велики, но они не безграничны. В настоящее время хозяйственное вторжение человека в биосферу приводит к разрыву веками сложившихся цепей питания в экологических системах, что ведет к гибели видов, живых организмов и к уменьшению их численности. Человеческая деятельность привела к уничтожению отдельных биогеоценозов и к существенному изменению зональных структур, что, в свою очередь, оказало влияние на изменения в атмосферных процессах. Под влиянием этих изменений нарушается круговорот виды в атмосфере, с которым тесно связано выпадение осадков в различных регионах планеты и расположение природных зон в биосфере. Наметилась устойчивая тенденция к расширению зоны пустынь, основной причиной которой является человеческая деятельность. Еще в прошлом веке Ф. Энгельс предупреждал: "Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит". Такая реакция природы связана с тем, что всякое нарушение в экологической системе ведет, прежде всего, к нарушению регулирующих структур на всех уровнях жизни. Особенно опасны быстрые изменения, которые для большинства организмов являются запредельными. Организмы не могут быстро и в такой широкой норме реакции перестроить свои метаболические процессы, поэтому для многих из них такие изменения являются запредельными. В сложной иерархической организации живой природы заложены огромные резервы саморегуляции, но для вскрытия этих резервов необходимо грамотное вмешательство в процессы, протекающие в биосфере. 16 С учетом накопленных предшественниками знаний о фундаментальных законах природы современные ученые-экологи установили общие закономерности и принципы взаимодействия человеческого общества с природной средой, которые в литературе часто именуются законами экологии. Значение этих законов состоит в регламентации характера и направленности человеческой деятельности в пределах экосистем различного уровня. Обобщенную классификацию экологических законов представил известный ученый Н.Ф.Реймерс. Им даны следующие формулировки: - закон социально-экологического равновесия (необходимости сохранения равновесия между давлением на среду и восстановлением этой среды, как природным, так и искусственным); - принцип культурного управления развитием (наложение ограничений на экстенсивное развитие, учет экологических ограничений); - правило социально-экологического замещения (необходимость выявления путей замещения человеческих потребностей); - закон социально-экологической необратимости (невозможность поворота эволюционного движения вспять, от сложных форм к более простым формам); - закон ноосферы Вернадского (неизбежность трансформации биосферы под влиянием мысли и человеческого труда в ноосферу – геосферу, в которой разум становится доминирующим в развитии системы « человек-природа»). Соблюдение этих законов возможно при условии осознания человечеством своей роли в механизме поддержания стабильности биосферы. Известно, что в процессе эволюции сохраняются только те виды, которые способны обеспечивать устойчивость жизни и окружающей среды. Только человек, используя силу своего разума, может направить дальнейшее развитие биосферы по пути сохранения дикой природы, сохранения цивилизации и человечества, создания более справедливой социальной системы, перехода от философии войны к философии мира и партнерства, любви и уважения к будущим поколениям. Биосфера и человек. Центральной темой учения о ноосфере является единство биосферы и человечества. Вернадский в своих работах раскрывает корни этого единства, значение организованности биосферы в развитии человечества. Это позволяет понять место и роль исторического развития человечества в эволюции биосферы, закономерности ее перехода в ноосферу. Одной из ключевых идей, лежащих в основе теории Вернадского о ноосфере, является то, что человек не является самодостаточным живым существом, живущим отдельно по своим законам, он сосуществует внутри природы и является частью ее. Это единство обусловлено, прежде всего, функциональной неразрывностью окружающей среды и человека, которую пытался показать Вернадский как биогеохимик. Человечество само по себе 17 есть природное явление и естественно, что влияние биосферы сказывается не только на среде жизни, но и на образе мысли. Но не только природа оказывает влияние на человека, существует и обратная связь. Причем она не поверхностная, отражающая физическое влияние человека на окружающую среду, она гораздо глубже. Это доказывает тот факт, что в последнее время заметно активизировались планетарные геологические силы. «...мы все больше и ярче видим в действии окружающие нас геологические силы. Это совпало, едва ли случайно, с проникновением в научное сознание убеждения о геологическом значении Homo sapiens, с выявлением нового состояния биосферы — ноосферы — и является одной из форм ее выражения. Оно связано, конечно, прежде всего, с уточнением естественной научной работы и мысли в пределах биосферы, где живое вещество играет основную роль». Так, в последнее время резко меняется отражение живых существ на окружающей природе. Благодаря этому процесс эволюции переносится в область минералов. Резко меняются почвы, воды и воздух. То есть эволюция видов, сама превратилась в геологический процесс, так как в процессе эволюции появилась новая геологическая сила. Вернадский писал: «Эволюция видов переходит в эволюцию биосферы». Здесь естественно напрашивается вывод о том, что геологической силой является собственно вовсе не Homo Sapiens, а его разум, научная мысль социального человечества. В «Философских мыслях натуралиста» Вернадский писал: «Мы как раз переживаем ее яркое вхождение в геологическую историю планеты. В последние тысячелетия наблюдается интенсивный рост влияния одного видового живого вещества — цивилизованного человечества — на изменение биосферы. Под влиянием научной мысли и человеческого труда биосфера переходит в новое состояние — в ноосферу». Мы являемся наблюдателями и исполнителями глубокого изменения биосферы. Причем перестройка окружающей среды научной человеческой мыслью посредством организованного труда вряд ли является стихийным процессом. Корни этого лежат в самой природе и были заложены еще миллионы лет назад в ходе естественного процесса эволюции. «Человек ... составляет неизбежное проявление большого природного процесса, закономерно длящегося в течение, по крайней мере, двух миллиардов лет». Отсюда, кстати, можно заключить, что высказывания о самоистреблении человечества, о крушении цивилизации не имеют под собой веских оснований. Было бы, по меньшей мере, странно, если бы научная мысль – порождение естественного геологического процесса противоречила бы самому процессу. Мы стоим на пороге революционных изменений в окружающей среде: биосфера посредством переработки научной мыслью переходит в новое эволюционное состояние – ноосферу. Заселяя все уголки нашей планеты, опираясь на государственноорганизованную научную мысль и на ее порождение, технику, человек создал в биосфере новую биогенную силу, поддерживающую размножение и 18 дальнейшее заселение различных частей биосферы. Причем вместе с расширением области жительства, человечество начинает представлять себя все более сплоченную массу, так как развивающие средства связи – средства передачи мысли окутывают весь Земной шар. «Этот процесс – полного заселения биосферы человеком – обусловлен ходом истории научной мысли, неразрывно связан со скоростью сношений, с успехами техники передвижения, с возможностью мгновенной передачи мысли, ее одновременного обсуждения всюду на планете». При этом человек впервые реально понял, что он житель планеты и может и должен мыслить и действовать в новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, семьи или рода, государств или их союзов, но и в планетном аспекте. Он, как и все живое, может мыслить и действовать в планетном аспекте только в области жизни — в биосфере, в определенной земной оболочке, с которой он неразрывно, закономерно связан, и уйти, из которой он не может. Его существование есть ее функция. Он несет ее с собой всюду. И он ее неизбежно, закономерно, непрерывно изменяет. Похоже, что впервые мы находимся в условиях единого геологического исторического процесса, охватившего одновременно всю планету. Настоящее время характерно тем, что любые происходящее на планете событие связываются в единое целое. И с каждым днем социальная, научная и культурная связанность человечества только усиливается и углубляется. В.И.Вернадский неоднократно отмечал, что цивилизация «культурного человечества» — поскольку она является формой организации новой геологической силы, создавшейся в биосфере,— не может прерваться и уничтожиться, так как это есть большое природное явление, отвечающее исторически, вернее, геологи чески сложившейся организованности биосферы. Образуя ноосферу, она всеми корнями связывается с этой земной оболочкой, чего раньше в истории человечества в сколько-нибудь сравнимой мере не было». В.И.Вернадский сумел увидеть то, что давно было у всех перед глазами, объединил, казалось бы, несоединимое. В том и заключается великая простота и неожиданность научных открытий. Ученый стал исследовать геологическую деятельность человека в ее сходстве и различиях с другими природными геологическими силами. Геологическая роль человека недооценивалась учеными. В.И.Вернадский выявил некоторые геохимические и общегеологические закономерности деятельности человека на планете. Он совершенно справедливо связывал геологическую мощь человечества с техническим и промышленным пpогpессом: "Вся история техники показывает нам, как постепенно человек научился видеть источник силы в пpиpодных предметах, казавшихся ему мертвыми, инертными, ненужными" (В.И.Веpнадский). В 1938 году В.И.Вернадский писал: "Мы присутствуем и жизненно участвуем в создании в биосфере нового геологического фактора, не бывалого в ней по мощности ... Нет сомнения, что противоречия между технократическим экологическим подходом человека к Земле и биосфере и конструктивным 19 биосферным подходом будет разрешено в пользу последнего, ибо оно основано на прочной теоретической базе, опирающейся на факты науки, которые Вернадский называл эмпирическими обобщениями. Оказавшись вместе с мыслителем на такой высоте, мы обязаны совершенно иначе относиться к природе: не бороться с ней, как это было в недавнем прошлом, не умиляться и не идеализировать "добродетельное" доцивилизованное равновесие человека с природой, а последовательно улучшать свои взаимоотношения вместе с нею, способствовать совершенствованию механизма этой гигантской машины. В.И.Вернадский рассматривал биосферу как одну из геосфер, как геологическую оболочку, а не так, как это упрощенно понимают некоторые даже видные ученые - лишь как живую пленку планеты, то есть "свободное" от геологического прошлого и физической среды собрание живых организмов. Важно понять и представлять нерасторжимую сопряженность живого вещества, как выражался Вернадский, со всеми вещественными структурами Земли. Твердая оболочка планеты и сейчас, и всегда была связана с биосферой. Совершенно неверно ее разделение на несколько биосфер, она всегда была единой потому, что биосферный процесс на Земле никогда не прерывался. Нельзя отходить от геологического понимания биосферы и соответственно геологического значения человеческого разума. Это уже совершенно новое понимание управляющей планетарной pоли человечества. Классические научные представления Вернадского и их дальнейшее развитие в современном естествознании со всей ясностью указывают, что человечество становится все более мощной геологической силой, кардинальным образом преобразующей биосферу, поверхность планеты и околоземное космическое пространство. Но тем самым человечество берет на себя ответственность за продолжение и регулирование многих важнейших биосферных процессов и механизмов. На сегодняшний день деятельность человека достигла глобальных масштабов воздействия на биосферу, изменяя круговорот веществ, водный баланс планеты, оказывая сильное влияние на почвы, растительность и животный мир. Антропогенная деятельность создала новые токсические источники загрязнения биосферы, что, в конечном счете, может создать угрозу существования самого человека. Взаимоотношения Человека и Природы носят сложный характер и нуждаются в тщательном и полном изучении. Успехи человечества в потреблении пpиpодных pесуpсов зависят от познания законов Пpиpоды и умелого их использования. Человечество как часть природы может существовать только в постоянном взаимодействии с ней, получая все необходимое для жизни. Человечеству для своего дальнейшего существования необходимо заботиться о сохранении окружающей среды. И для этого требуются обширные знания в области экологии и широкое применение их во всех отраслях своей деятельности. Следует сказать и о значении таких проблем, как укрепление здоровья человека, а также борьба с хроническими заболеваниями, патологическим старением, освоение новых экстремальных районов планеты и космоса, совершенствования 20 существования человека в земных условиях. Сейчас актуальны проблемы пресной воды, чистого воздуха, зеленого покрова планеты, загрязнения окружающей среды, приближение к критическим пределам использования невоспользованных рудных и энергетических ресурсов. В геологической истории биосферы перед человеком открывается огромное будущее, если он поймет это, и не будет употреблять свой разум и свой труд на самоистребление. Вся история человечества – это история экономического роста и последовательного разрушения биосферы. Проблема взаимоотношений природы (биосферы) и человека весьма многогранна и имеет разносторонние аспекты: философские, социальные, юридические, политические, экономические и др. Взаимоотношения общества (человека) и природы характеризуется определенными закономерностями. В истории человечества можно выделить несколько качественно своеобразных этапов взаимодействия природы и общества в зависимости от уровня развития материального производства и, прежде всего средств труда. Раскрыть диалектику этих взаимоотношений – значит показать их внутреннее противоречия, характеризующие особое положение человека в природе. С одной стороны, человек является природным, биологическим существом, с другой – социальным, посредством своей производственной деятельности, противопоставляющим себя остальной природе. Вместе с тем человек как биологическое существо не может жить без непрерывного обмена веществ с окружающей средой в процессе жизнедеятельности, поэтому, являясь частью природы, человечество обязано развивать свою производственную деятельность, согласуясь с законами природы. Дальнейшее не контролируемое, неуправляемое развитие хозяйственной деятельности людей таит в себе опасность глобальной экологической катастрофы. Человек – компонент биосферы, поэтому на него, как и на все другие виды, распространяются ее законы. Человек имеет свою экологическую нишу. Экологическая ниша – совокупность требований организма к условиям существования, которые включают: - пространство, занимаемое организмом; - функциональную роль организма в сообществе; - устойчивость организма к биотическим факторам окружающей среды. Экологическая ниша человека- это система его взаимоотношений с окружающей средой. Нарушение законов развития этих отношений может привести человечество к экологическим кризисам и катастрофам. Ноосфера. Основателями концепции ноосферы можно считать трех ученых – видного французского математика, антрополога и палеонтолога Э.Леруа (1870-1954), французского геолога и антрополога П. Тейяра де Шардена(1881-1955) и выдающегося российского ученого- развивающееся в 21 настоящее время. естествоиспытателя В.И. Вернадского. Все они одинаково подходили к оценке человеческой истории, органично продолжающей естественную историю. Термин « ноосфера» был введен Э.Леруа в 1924 г., впоследствии это понятие использовались и другими учеными и в настоящее время широко используется в современном естествознании. Для ноосферы характерна тесная взаимосвязь законов природы, мышления, и социальноэкономических законов; в ней разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором динамики общества и природы, когда разум имеет возможность направлять развитие биосферы в интересах человек и его будущего. В отличие от предложенного Леруа толкования ноосферы как сферы разума или мыслящего пласта В.И.Вернадский подходил к ноосфере с материалистических позиций. Он считал, что биосфера под влиянием разумной человеческой деятельности и коллективной научной мысли переходит в качественно новое состояние – ноосферу, преобразованную из биосферы человеческой мыслью и трудом. Следует особенно подчеркнуть роль человека в переходе от биосферы к ноосфере, так как именно здесь проявился новый антропогенный фактор: человек стал использовать биосферу для удовлетворения своих потребностей за счет применения различных орудий труда, накопленных знаний и умений. Это означает, что важнейшим фактором, определяющим жизнь на Земле, становится разумная коллективная деятельность человека. Центральным вопросом учения о ноосфере является, как раз единство биосферы и человечества. В.И. Вернадский в своих работах раскрыл корни этого единства, значение биосферы в развитии человечества. Это позволяет понять место и роль исторического развития человечества в эволюции биосферы и закономерности ее перехода в ноосферу. В концепции ноосферы разум человека предстает природным, космическим явлением. Наибольший вклад в развитие идей ноосферы как закономерного этапа не только в истории, но и биосферы в целом внес В.И. Вернадский, поэтому учение о ноосфере обычно ассоциируется с его именем. Учение Вернадского о ноосфере утверждает принцип совместной эволюции человечества и природной среды (в современной науке этот процесс называется коэволюцией), нацеливает на поиск практических путей обеспечения общественно-природного равновесия. Это величайшее открытие В.И. Вернадского по своим социальным последствиям относится к вершинам мирового естествознания, к непреходящим завоеваниям современной и будущей человеческой цивилизации. Без него не может быть создана – и не может быть теперь понята – сущность концепции ноосферы. Предугаданное В.И. Вернадским наступление эпохи научно- технической революции в ХХ в. стало рождением новой эры человечества – ноосферы. И с первой основной предпосылкой перехода биосферы в качественно новое эволюционное 22 состояние, «максимальной силой создания ноосферы», по В.И. Вернадскому, служит научная мысль. Материальным ее выражением в преобразуемой человеком биосфере является труд. Единство мысли и труда, труда и мысли создает новую социальную сущность человека, предопределяет переход биосферы в ноосферу. Вместе с единством человечества, научной мыслью, ростом активности народных масс важнейшими предпосылками возникновения ноосферы и условиями ее существования, по В.И. Вернадскому, служит объединяющая моральноэтическая основа и отсутствие разрушительных войн. Мир между народами в условиях перехода биосферы в ноосферу - один из главных определяющих факторов построения ноосферы в историческом периоде жизни нескольких поколений. Всю деятельность человечества в создании ноосферы должна направлять объединяющая гуманистическая идея как проявление высшей целесообразной деятельности людей на благо и всего общества, и отдельной человеческой личности. В ноосфере, отмечал В.И. Вернадский, высшей социальной ценностью становится развитие свободной человеческой личности. На основании вышесказанного можно сделать следующие выводы о возможности использования ноосферной концепции В.И. Вернадского в качестве основы для разработки фундаментальной теории: 1.Естественнонаучным фундаментом концепции ноосферы служит созданное В.И. Вернадским учение о биосфере как целостной планетарной оболочке, получившее мировое признание и интенсивно 2.Концепция ноосферы отражает новый, объективно происходящий в мире, стихийный процесс перехода биосферы в новое эволюционное состояние – ноосферу под влиянием социальной научной мысли и труда человечества. Этот процесс, относящийся к началу эпохи НТР, предопределен возникновением и резким ускорением научнотехнического прогресса в ХХ веке на большей части Земли. 3.Главным социальным двигателем перехода биосферы в ноосферу в современный период, согласно предвидениям В.И. Вернадского, служит резко возросшая творческая активность народных масс, стремление их к получению максимального научного знания, участия в общественной жизни и управления государством. 4.Концепция ноосферы раскрывает взаимодействия общества и природы. оптимальные пути Понятие « ноосфера» отражает будущее состояние рационально организованной природы, новый этап развития биосферы, эпоху ноосферы, когда дальнейшая эволюция планеты будет направляться разумом в целях обеспечения необходимой гармонии в сосуществовании природы и общества. Следующий этап в развитии концепции ноосферы должен состоять в том, чтобы понять, как достичь этой гармонии. По-видимому, процесс 23 совместного (коэволюционного) гармоничного развития человеческого общества и биосферы может быть обеспечен только благодаря науке, позволяющей оценить экологические последствия воздействия крупномасштабных природопреобразующих проектов и найти пути экологобезопасного существования. Самые большие изменения в биосфере наступили в современный этап эволюции. Появление человека и его развитие, появление разума в биосфере существенно изменили ситуацию на Земле, ознаменовали переход биосферы в ноосферу. Рост населения, качественный скачок в развитии науки и техники за последние два столетия, и особенно в наши дни, привели к тому, что деятельность человека стала фактором планетарного масштаба, направляющей силой дальнейшей эволюции биосферы. Возникли антропоценозы (от греческого anthropos - человек, koinos - общий, общность) - сообщества организмов, в которых человек является доминирующим видом, а его деятельность, определяющей состояние всей системы. В. И. Вернадский считал, что влияние научной мысли и человеческого труда обусловили переход биосферы в новое состояние - ноосферу (сферу разума). Можно считать, что ноосфера является новым состоянием биосферы, когда разумная человеческая деятельность становится основным определяющим фактором развития жизни на Земле. По Вернадскому, человек не является самодостаточным существом, живущим отдельно по своим законам, он сосуществует внутри природы. является частью ее. Это единство обусловлено, прежде всего, фундаментальной неразрывностью окружающей среды и человека. Человечество само является не только социальным, но и природным феноменом и естественно, что влияние биосферы сказывается на среде жизни и на образе мысли. Возрастает человеческий фактор не только в изучении всех процессов в живой и неживой природе, но и разумном влиянии человека на окружающий мир. Можно даже считать, что человек – это эволюция, осознающая сама себя. Это осознание предполагает выявление закономерностей эволюционного процесса и на основе полученного знания – обеспечение процесса развития системы в нужном для природы направлении и достижении более сложных уровней самоорганизации материи. С подобной задачей способен справиться не всякий разум. И если в одной из локальных точек Вселенной возник разум, неспособный в своем развитии достичь необходимого уровня для решения задачи осознания эволюции, он неминуемо погибнет в результате самоуничтожения или из-за неспособности справиться с созданными экологическими проблемами. Переход от биосферы к ноосфере в соответствии с идеями В.И. Вернадского определяются следующими положениями: - этот переход закономерен и неизбежен как естественный ход эволюции независимо от воли человека; 24 - человек рассматривается как составной элемент биосферы и выполняет определенные функции во времени и пространстве. Его появление в биосфере означает начало нового этапа в развитии Земли в целом; - не только живое вещество, но и сам человек, вооруженный научной мыслью, становится величайшей геологической силовой, кардинально изменяющей облик нашей планеты; - переход от биосферы к ноосфере осуществляется за счет коллективных (когерентных) взаимодействий всех людей и их целостного влияния на природу. Это взаимодействие с учетом развития техносферы практически мгновенно передается во все уголки земного шара; В этом смысле человечество действительно стало единым, независимо от расового, географического или имущественного положения. Условиями, при которых В.И.Вернадский полагал возможным формирование и развитие процесса ноосферогенеза, являются: - заселение человеком всей планеты; - резкое преобразование средств связи и обмена между странами; - усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли; - начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере; - расширение границ биосферы и выход в космос; - открытие новых источников энергии; - равенство людей всех рас и религий; - увеличение роли народных масс решении вопросов внешней и внутренней политики; - свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли; - разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения; - исключение войн из жизни общества Ископаемое топливо в энергетике человечества. В развитии взаимоотношений природы и общества наблюдается определенные закономерности, связанные с уровнем развития производительных сил и степенью воздействия их на окружающую среду. Любое государство, как правило, проходит три стадии экологоэкономического развития: 1) фронтальную экономику, 2) развитие с учетом охраны природы, 3) развитие с учетом экологических ограничений (устойчивое экономическое развитие). При этом каждой стадии соответствуют свои принципы природопользования - экономический, эколого-экономический и социолого-экологический. 25 Природная среда служит естественным базисом хозяйственной деятельности людей. Вся производственная деятельность человека может быть представлена как процесс преобразования природы в формы, приемлемые для использования. С точки зрения потребностей общества все тела и силы природы могут быть условно подразделены на две группы: непосредственно участвующие в материальном производстве и сфере нематериальных услуг (природные ресурсы) и все остальные (обычно относимые к природным ресурсам). Природные ресурсы – это элементы природы, которые непосредственно не используются в процессе производства, но оказывают влияние на жизнедеятельность людей. Природные ресурсы – это тела и силы природы, которые при данном уровне производительных сил могут быть использованы в качестве предметов потребления (питьевая вода, дикорастущие растения), промысловые животные, рыба и т.п. или средств производства (предметов и средств труда), составляя его сырьевую и энергетическую базу. Разграничение элементов природы на условия и ресурсы в значительной степени условно, поскольку одни и те же элементы могут выступать и как условия, и как ресурсы. Критериями включения тех или иных элементов природы в состав ресурсов являются техническая возможность и экономическая целесообразность их использования, а также уровень изученности. Увеличение объема потребляемых природных ресурсов, интенсификация промышленного производства обусловлены ростом энерговооруженности человечества. Все источники энергии делятся на две группы (возобновляемые и невозобновляемые). К числу невозобновляемых относятся ископаемые виды топлива и ядерная энергия. Использование этих источников энергии сопровождается дополнительным нагревом среды обитания. Их энергия добавляется к теплу, обусловленному солнечной радиацией. И потому называются добавляющей. К возобновимым относятся все виды энергии, которые непрерывно действуют в атмосфере: солнечная, ветровая. приливная, гидроэнергия. Их использование не приводит к дополнительному нагреву географической оболочки. Эти виды энергии изымаются из солнечного потока, и после переработки возвращаются в географическую оболочку в прежнем объеме. При современных технологиях преимущественно производится добавляющая энергия. Ее рост обостряет качественно новую проблему защиты географической оболочки и биосферы от прямого энергетического перегрева. Энерговооруженность человечества стремительно увеличивается, и это приводит к повышению средних температур приземных слоев атмосферы. По расчетам отечественных и американских геофизиков, безопасный предел использования добавляющей энергии составляет около 0,1% от солнечной энергии, приходящей на Землю. увеличение ее производства может вызвать гибель человеческой цивилизации. Следовательно, 26 существует четкий экологический предел роста добавляющей энергетики, развития традиционных видов ее производства. В настоящее время в основном используются традиционные формы получения энергии преимущественно с помощью сжигания топлива и, следовательно, процесс антропогенного потепления климата продолжается. Поэтому выдуться поиски путей эффективной защиты географической оболочки от перегрева с помощью инженерно-технических средств. Предотвращение быстро надвигающегося эколого-энергетического кризиса возможно лишь при переходе к прямому использованию энергии Солнца, ветра и приливов. Однако широкое применение этих рассеянных потоков энергии пока невозможно из-за неопределенных технических трудностей. В настоящее время основные полезные ископаемые добывают из литосферы с глубины до1-2 км. Самые доступные месторождения полезных ископаемых постепенно истощаются, поэтому встает необходимость переходить к разработке месторождений на большей глубине или в более труднодоступных районах. В результате добыча сырья становится дорогостоящей, кроме того, часто с увеличением количества отходов. Какие же пути решения сырьевой проблемы в перспективе и, какова роль науки и различных технологий в решении сырьевой проблемы. Коротко их можно сформулировать так: - более полная переработка сырья, минимизация отходов; - извлечение нужных элементов из более бедных источников сырья, в том числе из отходов; - замена дефицитных видов сырья на менее дефицитные виды; - поиск и освоение новых источников сырья; - поиск менее энергоемких способов переработки сырья; - утилизация отходов, решение проблем охраны окружающей среды. Альтернативные источники энергии В настоящее время и в недалеком будущем по мере истощения углеводородного сырья (нефть, природный газ) волны энергетического кризиса неизбежны. Как возможное решение энергетического кризиса появилась концепция альтернативных, нетрадиционных, возобновляемых источников энергии. Другими словами, предлагалось перейти от углеродсодержащего сырья к другим источникам энергии. Понятие энергетического кризиса в действительности выражает совокупность различных явлений. Один из аспектов проблемы заключается в том, что энергетические ресурсы истощаемы и невозобновляемы. Исчерпаемость энергетических ресурсов привела к повышенному интересу к нетрадиционным источникам энергии. 27 Надежды на решение энергетического кризиса связывают с более эффективным использованием топлива и поиском новых источников энергии. Для любой страны вопросы энергетики больших мощностей чрезвычайно актуальны. Порой встречаются утверждения, что многие возобновимые источники энергии могут заменить традиционные и позволят выйти из энергетических кризисов в будущем. Но как только мы начинаем говорить об эффективности использования химических энергоносителей, то сразу же вступаем в область термодинамики, которая и возникла при изучении тепловых двигателей. С позиции термодинамики многие проблемы энергетики – это проблемы преобразования химической энергии топлива, потенциальной энергии водохранилищ, кинетической энергии ветра, морских приливов, геотермальной и солнечной энергии в электрическую энергию. С точки зрения термодинамики каждый вид энергии имеет свои реальные пределы эффективности преобразования. Например, коэффициент полезного действия тепловых машин составляет несколько десятков процентов, и он уже практически достигнут. С другой стороны, коэффициент полезного действия фотоэлектрических преобразователей теоретически очень высок, но практически не достижим. Рассмотрим несколько примеров возобновляемых и альтернативных видов энергии. Солнечная энергия. На первый взгляд использование солнечной энергии перспективно. Однако в действительности солнечная энергия никогда не сможет стать основным компонентом большой энергетики. Этот вывод основан на том, что на 1 м2 земной поверхности поступает менее 100 Вт энергии. Если, к примеру, считать, в Центральной Европе и средней полосе России треть дней в году солнечные и станции работали бы по 10 час. В день, то для достижения существующего уровня производства электроэнергии эти станции занимали бы более 1/6 части всей территории. Причем данная оценка справедлива при 100%-й эффективности светоэлектрических преобразователей. Сейчас же она не превышает десятка процентов, поэтому площадь солнечных электростанций превысила бы всю площадь рассматриваемых территорий. Кроме того, для производства кремниевых светоэлектрических преобразователей не хватило бы мощностей полупроводниковой промышленности всего мира. Затраты на создание и поддержание нормальной работы таких станций оказались бы чрезвычайно высокими. Таким образом, солнечная энергетика не может стать основным компонентам большой энергетики. Энергия ветра, течений рек, морских приливов. Похожие трудности и ограничения возникают при использовании и этих видов энергии. Например, поток энергии, попадающий на ветряной двигатель, зависит от скорости ветра. Однако даже при скорости ветра 30 км/ч поток энергии не превышает 1 кВт/м2. Это почти на порядок больше, чем в случае солнечной энергии, но и в этом случае площадь, занимаемая ветроэлектростанциями, оказалась бы 28 огромной. Кроме того, эффективность механоэлектрических преобразователей все еще низка и лучшими являются не традиционные лопастные ветряки, а вертикальные роторы. Проблема использования морских приливов и течений рек хотя и выглядит привлекательной, однако и в этих случаях малый удельный поток энергии не позволяет переоценить возможности этих источников. Наиболее крупная установка, использующая энергию морских волн, действует в Японии и имеет мощность 2 МВт. Энергия водохранилищ. Хотя гидроэлектростанции успешно работают во многих странах, но и они имеют теневые стороны. Прежде всего, это проблема водохранилищ, которые на равнинных реках безвозвратно изымают (уничтожают) самые плодородные земли. Экономические расчеты не подтверждают превышения выгод ГЭС по сравнению с потерей плодородных земель и тем самым не компенсируют ущерба, нанесенного сельскому хозяйству, экономике и природе в целом. В нашей стране под гидроэлектростанции было изъято плодородных земель больше, чем площадь Франции. Необходимо отметить, что гидроэлектростанции экологически и экономически эффективны в горных регионах. Где они наносят меньший ущерб сельскому хозяйству. Подобные электростанции дадут хороший эффект в южных регионах нашей страны. Геотермальная энергия. Основы этого метода получения электроэнергии лежат в наличии разности температур на поверхности Земли и в ее глубинах. Несомненно, что эта разность температур зависит от региона и может достигать нескольких сот градусов на глубинах порядка десятка километров. Основная трудность использования геотермального тепла имеет физическую природу: теплопроводность горных пород очень низка, поэтому плотность потока энергии также очень низка. Кроме того, отсутствуют эффективные термоэлектрические преобразователи, да и площадь контакта теплоносителя с породами не может быть большой. Несмотря на то, что проблема использования геотермальной энергии находится на начальной стадии разработки, но уже сейчас очевидно, что даже сейсмически благополучных районов Земли геотермальные станции не могут дать крупного вклада в большую энергетику. Атомная энергетика. В настоящее время надежды на решение энергетических проблем связывают с использованием ядерной энергии. Как известно, существует 2 способа получения ядерной энергии: в результате цепных реакций деления ядер и термоядерных реакций. Цепная реакция деления ядер урана на протяжении нескольких десятилетий используется в промышленных масштабах. Долгие годы казалось, что атомная энергетика имеет светлые и радужные перспективы, хотя запасы урана не велики. С конца 70-х гг. ХХ века отмечалось, по крайней мере, четыре очень важных недостатка атомных электростанций: 29 - помимо электроэнергии, на некоторых из них производится плутоний, являющийся компонентом ядерного оружия; - на АЭС образуются чрезвычайно опасные радиоактивные отходы, методы, обезвреживания которых до сих пор отсутствуют; - срок действия станций ограничен (не более 50-100 лет), по его истечении реакторы подлежат остановке и демонтажу; - надежность пока недостаточно высока, что доказали аварии в Три Майл-Айленде и Чернобыле. Таким образом, перспективы атомной энергетики остаются неопределенными, прежде всего, из-за недостаточной надежности АЭС, отсутствия надежных методов обезвреживания радиоактивных отходов, ограниченности традиционного уранового сырья. Однако в целом, в будущем, урановая атомная энергетика не только может стать, но и явиться основой большой энергетики (особенно АЭС на быстрых нейтронах), перспективной может быть и ториевая атомная энергетика. С другой стороны, рассмотренные альтернативные, возобновляемые источники энергии могут быть ценными для малой энергетики некоторых стран мира. Приведенные выше обсуждение возобновляемых источников энергии позволяет сделать очевидный вывод, что никакая научно-техническая революция не в состоянии сделать возобновляемые источники энергии основной часть большой энергетики. Можно совершенствовать фотоэлектрические и термоэлектрические преобразователями, ветряные и приливные двигатели, однако невозможно преодолеть важнейшее ограничение этих источников энергии – низкую плотность энергии. Научнотехнический прогресс может привести к значительному росту КПД, созданию принципиально новых устройств и даже технологий, однако повысить плотность энергии окажется невозможным, так как это не зависит от человека. Здесь мы приходим к очень важному выводу: в техническом, экономическом и социальном развитии любого общества существуют ограничения, налагаемые законами природы, законами естественных наук. Возможности регулирования биосферы. По сути дела управление качеством природной среды означает реализацию необходимого в интересах человеческого общества развития природной среды. Эта необходимая линия связана с выбором оптимального варианта из всех возможных путей изменения качества природной среды с учетом возрастающих требований человека к окружающей среде в целом. Оптимизация управления качеством природной среды может быть достигнута на основе комплексных исследований последствий как непреднамеренного воздействия на окружающую среду, так и целенаправленного преобразования природы с помощью научных расчетов, системного анализа, прогностических методов следует сказать, что сегодня 30 регулирование природных процессов на основе указанных научных прогнозов не всегда приносит результаты. Это происходит вследствие огромных трудностей в определении правильной оценки последствий воздействия человека на природу, поскольку каждое изменение хотя бы одного элемента природы в силу существующих в природе взаимосвязей приводит к некоторому нарушению естественного метаболизма. К примеру, применение мощной техники, удобрений, ядохимикатов в сельском хозяйстве способствует повышению продуктивности угодий за счет культивируемых растений, и вместе с тем это же действие приводит к ухудшению структуры почвы, разрушению естественных биогеоценозов, изменению микрофлоры и т.д. Поэтому особенно большое значение на современном этапе развития природопользования приобретает задача получения опережающей информации о возможных последствиях технических нововведений, позволяющей скорректировать управляющее воздействие на основе предполагаемых знаний о возникновении тех или иных неблагоприятных тенденций. Стало быть, необходима и научная организация мероприятий по предотвращению или нейтрализации отрицательных последствий. Решение проблемы рационального природопользования в условиях усиливающегося воздействия антропогенного фактора является возможным только на основе точной и системной реализации научно обоснованных мероприятий, учитывающих социально-экологические законы. Исходя из этого, можно утверждать, что в современных условиях чистота окружающей среды, сохранение равновесия экологических систем рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов являются первоочередными задачами в эколого-экономической реорганизации производственных процессов, что с необходимостью предполагает интегративный подход к управлению общественным производством и естественными природными процессами как целостной системой. Веками складывалось мнение, что человек является центром мироздания, что все существующее в природе как бы предназначено для человека и что такое положение сохранится навечно. Однако, это далеко не так, ибо человек, стремясь переделать биосферу только с учетом своих целей, подрывает связи и жизненные цепи, которыми связаны все процессы в биосфере, и тогда по закону обратного воздействия возникает отрицательное влияние на общество бездумно преобразованной природы. По закону отражения это возвратное воздействие тем сильнее, чем существеннее было вмешательство со стороны человека. На нынешнем этапе экологической ситуации без учета научно обоснованной экологической стратегии общественного развития невозможно организовать оптимальное управление хозяйственной деятельностью. Для предотвращения нежелательных последствий в окружающей среде необходимо наладить социальноэкологическое прогнозирование, на основе которого можно смоделировать оптимальный вариант взаимодействия общества и природной среды и организовать управление социоприродной системой на постоянно 31 совершенствующейся основе в интересах обеспечения растущих потребностей человеческого общества. Таким образом, можно сделать вывод, что развитие и совершенствование природопользования, в процессе которого осуществляется обмен веществ, энергии и информации между обществом и природой, суть соответственно источник возникновения и способ разрешения противоречий между обществом и природой. Совершенствование природопользования возможно только на основе выработки рационально обоснованной экологической стратегии социальноэкономического развития, разработка которой имеет большое значение, как для теории, так и практики. Взаимоотношения человека с породившей его природой являются одной из трудноразрешимых задач современности. Дело в том, что возникающие на этой почве конфликты имеют общую основу: противоречивое взаимодействие двух способных к саморегуляции систем — биосферы и человеческого общества. Кроме того, сложность задачи оптимизации среды. Или точнее говоря, оптимизации отношения человеческого общества к природной среде, вытекает из того, что необходимо охранять природу в условиях ее прогрессирующего использования. Уровень технического оснащения общества таков, что закономерно возникает вопрос: а можно ли вообще сохранить природу в условиях ее прогрессирующего использования? А может быть ситуация такова, что человек должен выбирать между продолжением роста производства и восстановлением окружающей среды, ценность которой выше материальных благ, которые могут быть созданы в процессе производства? Может быть, качество природной среды таково, что его дальнейшее ухудшение обусловит не только дефицит необходимых природных параметров для удовлетворения биологических потребностей, но и будет приводить к снижению экономического роста вследствие возникающих негативных эффектов в производственной и непроизводственной деятельности. Анализ современной экологической ситуации приводит к выводу, что в современных условиях восстановление и сохранение качества природной среды требует не столько сокращения объемов производства, сколько сокращения объемов изъятия из природы ее сырьевых материалов и сокращения загрязнения окружающей среды. Специалисты однозначно утверждают, что главным и безальтернативным направлением экономически устойчивого развития промышленных регионов является повышение эффективности использования ресурсов и энергии. Резервы для повышения эффективности использования привлекаемых ресурсов в современных условиях есть и благодаря их использованию могут быть уменьшены нагрузки на природу, чем будут созданы условия для эффективного социально-экологического развития общества. Противоречия между обществом и природой, возникающие в процессе их взаимодействия могут успешно разрешаться в том случае, если человек, овладев закономерностями развития природы, приводит свою деятельность в соответствии с ними, необходимым образом учитывает их, предвидит 32 последствия предпринимаемых действий. Стремление к максимально полному удовлетворению постоянно растущих потребностей в условиях сложившейся экологической ситуации является проявлением безответственности. События последних десятилетий ХХ века продемонстрировали, что такой путь (мировые войны, экологические катаклизмы и другие болезни современной цивилизации), основывающийся на безоговорочном удовлетворении потребностей бесперспективен с позиций общественного прогресса. Динамика социального прогресса обусловливает необходимость понимания человеком наступившего нового тысячелетия. При этом не может быть и речи об ограничении свободы субъекта и навязывании ему каких-либо приемлемых с позиции социального прогресса потребностей. Человечество имеет опыт таких насильственных действий, который однозначно деструктивен и неприемлем. Однако это не исключает необходимости определения четкой границы между субъективным и объективным, произвольным и закономерным, социально приемлемым и целесообразным и, наоборот, между научно непознаваемым и познаваемым в вопросе о потребностях и общечеловеческих ценностях, координирующих их содержание и способы удовлетворения. Определение границ в этом вопросе не означает ликвидации произвола и потребления, но будет четки критерием обозначения его естественности и нормальности, что позволит не допустить, с одной стороны, попыток насильственно навязать жесткие нормы естественному произволу, а с другой стороны — произвол там, где жесткие нормы необходимы. В связи с этим потребности должны формироваться таким образом, чтобы они соотносились с качеством природной среды и наличными природными ресурсами. Потребности, не сообразующиеся с биосферными возможностями, являются причиной социально-экологической неэффективности общественного производства, развитие которого, усугубляя экологические трудности, порождает сложности в удовлетворении первичных биологических потребностей. Сообразуясь с ограниченностью природных ресурсов эффективность общественного производства должна определяться не с позиции производства продукции для удовлетворения человеческих потребностей, а с позиции их регулирования в соответствии с возможностями природы. Формирование и регулирование экологически рациональных потребностей — важное направление социальной деятельности, реализация которого будет способствовать разрешению противоречий между обществом и природой. Реализация задачи по восстановлению равновесия между природой и обществом может быть вполне успешной, если будет сформирована развитая система усвоения адекватных экологических представлений, включающая комплекс взаимосвязанных средств формирования экологического мышления и экологической культуры. По мнению представителей Римского клуба, наше сознание должно поставить разумные пределы нашим материальным запросам, точнее скорости их роста, так как в интересах людей поступиться избыточным в пользу необходимого с 33 целью сохранения условий существования. Взаимодействие человека с его природной средой является одной из сложнейших практических проблем на всех этапах становления и развития человеческого общества, но увеличение масштабов этого взаимодействия до планетарных масштабов в современных условиях становится опасным для самого человека. В этих обстоятельствах будущее человечества приобретает все увеличивающуюся зависимость от возможностей и способностей людей скоординировать характер и масштабы природопользования с воспроизводящими и самовосстановительными способностями биосферы. Сложность решения этой задачи, ориентированной на рационализацию природопользования обусловлена тем, что ее нужно решать в условиях прогрессирующего использования природной среды. Рационализация природопользования предполагает не только охрану природы, но и изменение в соответствии с общечеловеческими интересами и потребностями методов и принципов потребления природных богатств с целью устранения возможностей негативного воздействия на среду. Общество должно в процессе развития общественного производства учитывать закономерности социально-экономического развития общественного производства и корректировать становление индивидуальных потребностей, согласуя их с возможностями биосферы. Эффективность общественного производства должна определяться не объемами производства продукции для удовлетворения человеческих потребностей, а с позиции их регулирования в соответствии с возможностями природы. В соответствии теорией биотической регуляции состояние окружающей природной среды, в том числе ее экологического качества – степень пригодности для жизни, определяется деятельностью биоты - совокупности всех живых организмов. Так, происхождение многих полезных ископаемых связано с функционированием биоты. Она сформировала кислородную атмосферу, почвенный покров. Континентальный влагооборот на 70-75% контролируется биотой. Биота Океана поддерживает атмосферную концентрацию диоксида углерода и тем самым контролирует парниковый эффект, сохраняет приземную температуру воздуха на допустимом для жизни уровне. Она (биота) также депортирует потоки углерода в земные глубины, полностью компенсируя приток его из недр. Синтезируя органические вещества из неорганических веществ, и, разлагая органические вещества на неорганические составляющие, биота воздействует на окружающую среду. В биосфере посредством органического вещества определяется и регулируется все необходимые для существования живых организмов параметры окружающей среды. Человечество может существовать, лишь изменяя и преобразовывая природную среду. Но надо учитывать и то, что видимое улучшение экологических свойств отдельных территорий и акваторий всегда сопровождается в большей или меньшей степени ухудшения биоэкологических и геоэкологических качеств биосферы в целом. Действительно, преобразование природы, «улучшение» ее в каком-либо 34 месте означает привнесение в это место дополнительных величин вещества и энергии из другого региона. Следовательно, улучшение одних ландшафтов приведет к разрушению других и произойдет расширение площадей с нарушенными естественными биоценозами. Из этого следует неопровержимый и логичный вывод, любое преобразование природы неизбежно разрушает глобальные экологические свойства биосферы, уменьшает ее регуляторные и компенсационные возможности. 35 Заключение Идеи В.И.Вернадского намного опережали то время, в котором он творил. В полной мере это относится к учению о биосфере и ее переходе в ноосферу. Только сейчас, в условиях необычайного обострения глобальных проблем современности, становятся ясны пророческие слова Вернадского, о необходимости мыслить и действовать в планетном — биосферном — аспекте. Только сейчас рушатся иллюзии технократизма, покорения природы и выясняется сущностное единство биосферы и человечества. Судьба нашей планеты и судьба человечества — это единая судьба. Теория биосферы, разработанная В.И. Вернадским, явилась необходимой естественнонаучной предпосылкой для создания теоретических основ экологии человека и, кроме того, важнейшим средством стратегии и тактики научных исследований по проблеме экологии человека и различным аспектам преобразования окружающей среды. В связи с потребительским отношением к природным ресурсам и накоплением отходов производства нагрузка на биосферу быстро возрастает и приближает ее к критическому состоянию. Экологические кризисы, как считают ученые, в будущем неизбежны. Человечеству для своего бескризисного состояния нужно вписываться в естественные биохимические циклы. Но превращение современной биосферы в подлинную ноосферу будут сложным процессом и мучительным. Потребуется переход от принципа количественного роста накопления материальных богатств за счет разрушения биосферы Земли к принципу возвышения Разума и духа лишь при необходимом материальном достатке. Для этого нужно изменить акценты в человеческой активности. Оказывается, чтобы сохранить природу и себя, человек и общество должны меньше преобразовывать природу, а больше преобразовывать себя. По глубокому убеждению В.И. Вернадского, именно вхождение в ноосферу человечества должно стать основой прочного мира без войн и расовых отличий, единого в экономическом и информационном отношении, построенного на высокой сознательности и нравственности. 36 Библиографический список 1. Блинов Л.Н. Экологические основы природопользования: Учеб. пособие. / Л.Н. Блинов, И.Л. Перфилова, Л.В. Юмашева.- М.: Дрофа,2004. 2. Вернадский В.И. Избр. Соч. в 6 т. Т.V: Биосфера. - М.-Л., 1960. 3. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения.- М., 1965. 4. Горбачев В.В., Безденежных В.М. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие / В.В. Горбачев. В.М. Безденежных. – М.: Экономист, 2004. 5. Гумилев Л.Н. Этногенез и биосфера Земли. – М.: Айрис-пресс,2004. 6. Краткий философский словарь/ А.П. Алексеев, Г.Г. Васильев [и др.]; под ред. А.П. Алексеева.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.:ТК Велби, Изд-во Проспект,2006. 7. Николайкин Н.И. Экология: Учеб. для вузов / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова. -5-е изд., испр. И доп.-М.: Дрофа,2006. 8. Родзевич Н.Н. Геоэкология и природопользование: Учеб. для вузов / Н.Н. Родзевич. - М.:Дрофа,2003. 9. Судариков С.А., Сударикова Н.И. Промышленность и экология: Кн. для учащихся. – Мн.: Нар. асвета,1990. 10. Трофимова В.Л. Природопользование. Толковый словарь. – М.: Финансы и статистика, 2002. 11. Хорошавина С.Г. Концепции современного естествознания. Курс лекций. ( Серия « Учебники, учебные пособия»). Ростов-н/Д.: Феникс, 2002. 12. Шимова О.С., Сокольский Н.К., Экономика природопользования: Учеб. пособие. - М.:ИНФРА-М,2005. 37
