АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

УДК 504.062(075) ББК 20.18я723

ISBN 5-8199-0042-1 (ФОРУМ) © М. В. Гальперин, 2003

ISBN 5-16-000988-4 (ИНФРА-М) © ИД «ФОРУМ», 2003


Блаженны кроткие, ибо они наследуют Землю. Евангелие от Матфея, 5:5

Всё связано со всем. Всё должно куда-то деваться. Природа знает лучше. Ничто не даётся даром.

Барри Коммонер. «Замыкающийся круг»

Предисловие

Защита окружающей природной среды от деградации и за­грязнения стала в настоящее время ключевой проблемой как для общества в целом, так и для каждой отдельной семьи. Явный де­фицит соответствующих знаний у большинства граждан приво­дит к неприемлемым крайностям. С одной стороны, часто на­блюдается полное пренебрежение к экологической безопасно­сти, с другой — преувеличенный страх и необоснованное отрицательное отношение ко многим видам производственной деятельности. Эти две негативные тенденции успешно питают друг друга в обществе. Вместе с тем многие факторы в быту и производстве, представляющие действительно серьёзную угрозу для природных экосистем и здоровья людей, остаются вне поля зрения и граждан, и администрации.

Многие из тех, кто публично выступает по проблемам охра­ны окружающей среды, проявляют полную неосведомлённость в этих вопросах и просто непонимание значения употребляемых ими слов. Очень характерный пример: употребление слова «эко­логия» в значении «состояние окружающей среды». Можно, на­пример, услышать: «У нас в городе плбхая экология». Тот, кто так говорит, по-видимому, считает, что в городе плохая матема­тика, если покупателя обсчитывают на рынке. Другой пример: даже в официальных документах можно встретить странный способ измерять уровень загрязнения тоннами выброса загряз­няющих веществ независимо от их природы. Но выброс из за­водской трубы одной тонны сернистого газа или диоксида азота. практически не будет иметь значения, тогда как выброс одной тонны диоксина есть тяжелейшая экологическая катастрофа. По


Предисловие


Предисловие


 


токсическому действию диоксин превосходит сернистый газ примерно в 100 миллионов раз!

Подобное положение приводит не только к неоправданным конфликтам в обществе, но и наносит прямой ущерб экономике и окружающей природной среде.

Только экологическое образование, включающее основы ра­ционального природопользования, и развитие системного эко­логического мировоззрения может помочь радикально решить эту проблему в долгосрочной перспективе. Данная книга — по­пытка способствовать достижению этой цели.

Термин «природопользование» имеет два значения. Во-пер­вых, под природопользованием подразумевается процесс ис­пользования природных ресурсов человеческим обществом. Во-вторых, это системная научная дисциплина, изучающая воздействие человеческой деятельности на природные ресур­сы и разрабатывающая методы их защиты от истощения и деградации.

Любая человеческая деятельность связана с эксплуатацией природных ресурсов. И подобно тому как для строительства ко­раблей необходимо знание закона Архимеда, а для проектирова­ния электрических машин — закона Ома, грамотное природо­пользование требует знания законов, по которым действуют природные системы. Эти законы изучает экология, которая в наше время из отрасли классической биологии превратилась в самостоятельную науку, изучающую системные связи не только внутри природных комплексов, но и между природой и челове­ческой цивилизацией. Поэтому первая часть данной книги со­держит необходимый минимум сведений по экологии и природ­ным процессам в оболочках Земли.

Вторая часть книги посвящена собственно природопользова­нию, а именно тем ресурсам, которые Земля предоставила чело­веку, негативным воздействиям, которые человек оказывает на них, и возможностям гармонизации взаимоотношений человека и среды его обитания.

В книгу включён определённый объём справочного материа­ла. Во-первых, это сделано, чтобы дать учащимся или читателям конкретное представление о порядках величин, характеризую­щих изучаемые явления. Во-вторых, это даёт возможность ис­пользовать книгу как справочное издание по наиболее часто встречающимся на практике вопросам, связанным с охраной окружающей среды. Следует, однако, помнить, что юридическое


значение имеют только официальные документы и приведённые в них нормативы.

Для чтения книги достаточно знаний по химии, физике, биологии, географии и математике в объёме 9 классов средней

школы.

Приведённый список литературы включает два раздела. В первом помещены данные общеобразовательных книг и учеб­ников, которые автору показались наиболее квалифицированно и интересно написанными. Этот список неизбежно неполон и субъективен. Во втором разделе указаны основные научные из­дания, к которым автор обращался при подготовке данной кни­ги и в' которых можно найти подробные сведения по рассматри­ваемым проблемам.

Замысел книги возник у автора в результате обсуждения учебных программ с Т. Н. Синиловой. Написание и подготовка книги к изданию были бы невозможны без активной помощи В. В. Соколова и терпеливой поддержки Л. В. Трофимовской. Советы и замечания научного редактора книги Т. Г. Лапердиной трудно переоценить. Всем им автор выражает свою искреннюю признательность.

М. Гальперин


ЧАСТЬ I ВВЕДЕНИЕ В ЭКОЛОГИЮ

Глава 1 Основные понятия и законы

Можно поймать рыбу на червя, ко­торый поел короля, и поесть рыбы, которая питалась этим червём: так король способен совершить путеше­ствие по кишкам нищего.

Вильям Шекспир. «Гамлет»

Покоя нет, есть только равновесье, Но в равновесье — противоупор: Так две стены, упавши друг на друга, Единый образуют свод.

Максимилиан Волошин. «Путями Каина»

1.1. Предмет экологии

Идея единства живых организмов со средой их обитания и необходимости гармоничного сосуществования человека и при­роды отчётливо прослеживается уже в самых древних религиях и законах. Однако на заре Нового времени, в эпоху Возрождения, возобладало представление о бесконечном могуществе челове­ка — «царя природы», который имеет возможность и право нео­граниченной и бездумной эксплуатации природных ресурсов. Соответственно в XVI—XVIII веках объекты природы стреми­лись, как правило, рассматривать независимо друг от друга и исключительно с точки зрения их возможной эксплуатации, хотя целый ряд экологических по своей сути закономерностей и


Глава 1. Основные понятия и законы

был установлен в эту эпоху. Только в конце XIX века наука вер­нулась к идее целостности природных комплексов. Это было не­посредственно связано с работами Чарльза Дарвина по теории естественного отбора. Так как движущей силой отбора и эволю­ции является воздействие среды обитания на биологические виды и популяции, возникла объективная необходимость выделе­ния экологии как части биологии, изучающей взаимодействие живых организмов с их средой обитания. Сам термин «эколо­гия» можно перевести с греческого буквально как «домоведе-ние», и его впервые ввёл в употребление в книге «Общая морфо­логия организма» (1866) немецкий биолог-эволюционист Эрнст Геккель (Haeckel, 1834-1919).

Со временем стало ясно, что предметом экологии должны быть не только биологические объекты, но и вся природная сре­да в совокупности. Основоположник современной геохимии и учения о биосфере Владимир Иванович Вернадский (1863—1945) первый указал на то, что живые организмы не только приспо­сабливаются в процессе биологической эволюции к природным условиям, но и сами в свою очередь очень сильно влияют на формирование геологического и геохимического облика Земли.

Экология стала наукой об экологических системах — экоси­стемах. Экосистема есть связанная совокупность всех живых орга­низмов и их неживого окружения в некоторых пространственных

пределах.

В экологии, также как и в других системных науках (напри­мер, в экономике), главное внимание уделяется не внутренним свойствам элементов системы, а связям между этими элемента­ми и поведению системы в целом. Экономиста, вообще говоря, не интересуют подробности технологии производства материа­лов или энергии. Экономист исследует их потоки и связанное с ними денежное обращение. Точно так же эколог изучает взаимо­действие между биологическими объектами и элементами при­родной среды нашей планеты или какой-то её части и потоки вещества и энергии в экосистемах.

Понятие экосистемы в определенных пределах безразмерно. Самая крупная известная нам экосистема — глобальная экоси­стема Земли — биосфера. В неё входят экосистемы отдельных океанов, материков и внутриконтинентальных морей. Внутри этих экосистем в свою очередь можно выделить экосистемы от­дельных регионов и далее продолжить этот процесс вплоть до уровня отдельных организмов, некоторые из которых также мо-


Часть I. Введение в экологию


Глава 1. Основные понятия и законы


 


гут рассматриваться в качестве экосистем (например, крупные деревья тропических лесов служат «домом» для огромного числа микроорганизмов, растений-паразитов, насекомых, птиц и дру­гих живых существ).

Таким образом, экосистемы разного уровня образуют иерар­хическую структуру (рис. 1.1). Особенно важным структурным уровнем в ней является биогеоценоз — система, состоящая из со­общества живых организмов (биота) и его абиотического окруже­ния на ограниченном участке земной поверхности с однородны­ми условиями (биотоп). Ещё в конце XIX века один из основопо­ложников современного почвоведения и агрономии Василий Васильевич Докучаев (1846—1903) придавал особое значение представлению о биоценозе как сообществе живых организмов, сосуществующих на некоторой местности. Это понятие было расширено до биогеоценоза в 1944 г. Владимиром Николаевичем Сукачёвым (1880—1967).

При изучении любой системы возникает естественная необ­ходимость указать её границы, то есть рассматривать её как изо­лированную. Как правило, это противоречит требованию учесть

Рис. 1.1. Иерархическая структура биосферы. На нижнем уровне находятся био­геоценозы, в состав каждого из которых входят биотоп и взаимодействующие друг с другом популяции живых организмов, образующие сообщество (биоту)


все существенные связи системы с необходимой полнотой. Лю­бая система, в том числе экологическая, связана с внешним ми­ром потоками вещества, энергии и информации, то есть являет­ся открытой системой. Иногда эти потоки пренебрежимо малы — это большая удача для исследователя. Но обычно прихо­дится задавать эти потоки как параметры самой системы или граничные условия и тогда уже можно анализировать её как изо­лированную. Так, например, исследуя биосферу в целом, мы прежде всего задаём на её внешних границах потоки солнечной энергии и космических частиц, косвенно принимаем во внима­ние вращение Земли и наклон её оси, так как они вызывают смену дня и ночи и времён года, и учитываем внешние гравита­ционные поля (Солнца и Луны) как факторы, вызывающие оке­анские приливы и отливы.

На уровне биогеоценозов проблема границ может быть свя­зана, в частности, с миграцией отдельных видов. Например, аис­ты и ласточки в силу своей прожорливости могут играть сущест­венную роль одновременно в экосистемах Европы и Южной Азии или Африки, где они зимуют. Таким образом, серьезные изменения условий в местах обитания этих видов в Европе могут самым неожиданным образом повлиять на весьма удаленные биогеоценозы южных стран и наоборот.

При оценке степени влияния какого-либо фактора на экоси­стему огромную роль играет масштаб времени. Например, мед­ленный дрейф материков (тектоника плит), меняющий облик Земли на протяжении миллионов лет, можно не принимать во внимание при анализе современного состояния биосферы, но он имеет важнейшее значение в истории её развития. Вместе с тем связанная с тектоникой плит вулканическая деятельность посто­янно оказывает решающее влияние на многие экосистемы, а огромные выбросы пыли в верхние слои атмосферы при катаст­рофических извержениях вулканов вызывают глобальные изме­нения погодных условий на протяжении нескольких месяцев или лет.

Практически все современные экосистемы в той или иной степени испытали воздействие человека. Значительная часть континентальных экосистем — сельскохозяйственные угодья, города и индустриальные регионы, лесопосадки — целенаправ­ленно и искусственно создана человеком и в большинстве случа­ев продолжает существовать только благодаря его усилиям. Та­кие экосистемы называют антропогенными (буквально — рож-


Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 591 | Нарушение авторских прав







При использовании материала ссылка на сайт medlec.org обязательна! (0.006 сек.)