Закон стремления к климаксу
Содержание.
Введение………………………………………………………………………………2
I. Критерии выхода из экологического кризиса….………………..………………3
II. Суть закона стремления к климаксу………..…………………..………….……5
III. Причины образования «кислотных осадков»…………………..……..……….5
Задачи.
Задача 1…………………………………………………………………………..…..9
Задача 2……………………………………………………………………………..10
Задача 3………………………………………………………………………….….10
Список использованной литературы…………………………………………..….13
Введение
Техногенный тип экономического развития приводит к все большему распространению очагов экологического кризиса по территории страны. Уже сейчас 20% территории России является зоной проявления тех или иных кризисных экологических явлений. В пределах страны насчитывается 13 регионов с очень острой экологической ситуацией. И с каждым годом эти зоны расширяются, возникают новые кризисные участки. Тяжелая ситуация сложилась в промышленных зонах (Кузбасс, Урал, Курская магнитная аномалия и т.д.), аграрных регионах (Черноземье, Калмыкия и пр.), рекреационных зонах побережий Черного и Азовского морей.
Экологические кризисы по характеру протекания можно разделить на две группы. В первую входят кризисы, носящие взрывной, внезапный характер. Типичными случаями такого рода кризисов являются промышленные катастрофы. Это и Чернобыльская авария, и взрыв на химическом комбинате в Бхопале (Индия), унесший тысячи жизней, и аварии на химических производствах в Уфе и др. Данные кризисы можно предсказать с той или иной долей вероятности. Но, как правило, точное время их возникновения неизвестно.
Во вторую группу входят «ползучие», медленные по характеру течения кризисы. Такого рода экологические кризисы могут протекать в течение десятилетий, прежде чем количественные изменения перейдут в качественные. Характерными примерами таких кризисов являются аграрные экологические кризисы. Здесь и Аральский кризис, и колоссальная экологическая катастрофа в США в 30-е гг. В США неправильная технология обработки почвы привела к огромному по масштабам развитию эрозионных процессов. В результате в течение 2-3 лет пыльные бури уничтожили плодородный слой на десятках миллионов гектаров сельскохозяйственных угодий. В настоящее время яркими примерами ползучего экологического кризиса являются аридизация, опустынивание огромных территорий и обезлесение. Нерациональное ведение сельского хозяйства, вырубка лесов ведут к экологической деградации огромных территорий.
Экологические кризисы порождают целый комплекс негативных последствий.
Среди них можно выделить следующие:
экологические;
социальные;
экономические;
политические.
I. Критерии выхода из экологического кризиса.
В общем случае возможные варианты по выходу из кризисных экологических ситуаций должны оцениваться по четырем критериям:
возможные экологические последствия;
техническая осуществимость;
величина инвестиций и их эффективность;
социальные последствия.
Исходя из этих критериев можно отметить несомненные преимущества альтернативных вариантов спасения Аральского моря. Эти варианты легко реализуемы в техническом отношении, не вызывают негативных экологических последствий. Весь мировой опыт показывает, что развитие инфраструктуры и перерабатывающей промышленности в АПК, широкое производство химических волокон является неотъемлемой частью нормально функционирующей рыночной экономики. Этот ресурсосберегающий путь пройден большинством развитых стран и не нужно проектировать трудноосуществимые и экологически опасные варианты спасения Арала, к числу которых следует отнести прежде всего проекты переброски водных ресурсов из сибирских рек. Каспийского моря, откачка подземных вод и т.д.
Важным аргументом в пользу альтернативных вариантов является их значительно более высокая экономическая эффективность по сравнению с чисто «водными» вариантами.
Для реализации программы спасения Аральского моря, структурных изменений важное значение имеет разработка эффективных механизмов реализации, прямое и индикативное государственное регулирование, использование рыночных и стимулирующих инструментов. Крайне важно разработать достаточно жесткие экономические и правовые регуляторы, обеспечивающие надежную экологическую защиту земельных и водных ресурсов в регионе. Такая система должна включать плату за использование водных и земельных ресурсов; денежную оценку этих ресурсов; механизм действенных штрафных санкций за нарушение нормативов природопользования, в частности, за превышение норм полива; усиление контроля и санкций за содержанием вредных веществ в сельскохозяйственной продукции и т.д.
Механизм реализации программы структурной перестройки экономики и экологизации ее развития должен также предусматривать существенное изменение системы цен, дотаций, кредита, льгот в направлении стимулирования природоохранных мероприятий.
Введение адекватных оценок природных ресурсов кардинальным образом меняет систему принятия решений в развитии орошаемого земледелия. Аральский кризис во многом порожден игнорированием экономической ценности водных и земельных ресурсов, что привело к гигантскому перепотреблению воды, к быстрому увеличению площадей орошаемых земель.
Программу, базирующуюся на альтернативных вариантах, структурной перестройке экономики, нельзя противопоставлять другим программам и мероприятиям по спасению Арала. Все они должны составлять единый комплекс и выполняться одновременно. Например, безусловно, наряду с альтернативными вариантами в программу спасения Аральского моря должен войти комплекс мероприятий по реконструкции орошаемых земель. И альтернативные, и реконструкционные меры должны выполняться одновременно. Так, сокращать водопотребление и выводить из сельскохозяйственного оборота нужно прежде всего засоленные малоплодородные земли с высоким удельным расходом воды, расположенные в отдаленных районах со слабо развитой инфраструктурой и перерабатывающей промышленностью.
В связи с этим предлагаемые альтернативные варианты, реализуемые совместно с комплексной реконструкцией орошаемых земель, являются реальной программой спасения Арала, наиболее приемлемой с экономической, экологической, технической точек зрения.
II. Суть закона стремления к климаксу.
Закон стремления к климаксу – второй закон экодинамики Голдсмита. Для сохранения структуры биосферы живое вещество стремится к состоянию зрелости или климакса. Единство живого вещества биосферы и гомологичность строения ее подсистем приводит к тому, что эволюционно возникшие на ней живые элементы различного геологического возраста и первоначального географического происхождения сложно переплетены. Экологическое равновесие – и приход и расход сбалансированы – все живое стремится к сбалансированности. Такое переплетение различных по пространственновременному генезису элементов во всей экологической иерархии биосферы составляет содержание признаков гетерогенезиса живого вещества.
Единство живого вещества биосферы и гомологичность строения ее подсистем приводят к тому, что эволюционно возникшие на ней живые элементы различного геологического возраста и первоначального географического происхождения сложно переплетены. Такое переплетение различных по пространственновременному генезису элементов во всей экологической иерархии биосферы составляет содержание принципа гетерогенезиса живого вещества. Оно подчиняется принципам экологической комплементарности (дополнительности) никакая функциональная часть экосистемы /экологический компонент, элемент и т. п. не может существовать без других функционально дополняющих частей), экологической конгруэнтности (соответствия) (функционально дополняя друг друга, живые составляющие экосистемы вырабатывают для этого соответствующие приспособления, скоординированные с условиями /биоклимат и т.д) и другим закономерностям.
В различных
текстах по экологии можно встретить некие «законы экодинамики» или «законы
Голдсмита». Как правило, эти законы упоминаются в разделах «теоретические
основы экологии» или «законы экологии» (или вроде того). Законы экодинамики –
это законы, которые сформулированы Ю. Голдсмитом
(1981).
Итак, в многочисленных
русскоязычных «экологиях» автором законов экодинамики указан некий Ю. Голдсмит.
Попытки найти такого эколога (?!) не удалась. Зато был обнаружен некий Э.
Голдсмит, которого можно с определенной натяжкой считать экологом.
Кто такой
этот Голдсмит? Ю. Голдсмит или Э. Голдсмит?
Откуда взялись
эти законы экодинамики?
Эдвард
Голдсмит – это философ. Годы жизни 1928-2009. Писатель, философ,
эколог-активист, защитник окружающей среды. Псевдоним – Тедди Голсмит. Редактор
и издатель журнала «Экологист» (The Ecologist), который неправильно иногда
переводят как «Эколог». Как писано в Википедии: сторонник «глубинной экологии»,
«пропагандист гипотезы Геи (Gaia hypothesis)», согласно которой Земля – это
суперорганизм.
И вот в этом
журнале The Ecologist в 1981 г. вышла его статья «Термодинамика или экодинамика?»
(№4, vol. 4, p. 178-195).
Законы
призваны исправить (или дополнить) законы термодинамики. Суть «добавки»: живые организмы
противостоят энтропии.
Первый закон
экодинамики или закон сохранения структуры биосферы — информационной и соматической (в живой природе наблюдается
постоянное сохранение информационной и соматической структуры, несмотря на то,
что она и несколько меняется с ходом эволюции).
Второй закон
экодинамики – закон стремления к климаксу (для сохранения структуры биосферы
живое стремится к достижению состояния зрелости или экологического равновесия,
т.е. к климаксу). Этот закон относится к биосфере и другим уровням
экологических систем, хотя и имеется специфика —
биосфера более закрытая система, чем ей подразделения.
Третий закон
экодинамики – принцип экологического порядка или экологического мутализма
(указывает на глобальное свойство, обусловленное влиянием целого на его части,
обратного воздействия дифференцированных частей на развитие целого и т. п.,
которое в сумме ведет к сохранению стабильности биосферы в целом).
Четвертый
закон экодинамики – самоконтроля и саморегуляции живого: живые системы и системы
под управляющим воздействием живого способны к самоконтролю и саморегулированию
в процессе их адаптации к изменениям в окружающей среде.
Н.Ф. Реймерс (1994) приводит эти законы в разделе
«Общие закономерности организации экосферы и биосферы Земли». Причем в тексте
указан «Ю. Голдсмит», а в ссылке «E.
Goldsmith».
По Реймерсу 1 закон перекликается с правилом константности числа видов; 2 закон
– с принципом сукцессионного замещения. 3 закон – с принципами экологической
комплементарности (дополнительности), экологической конгруентности
(соответствия), с законом упорядоченности заполнения пространства и
пространственно-временной определенности. 4 закон интерпретируется
применительно к жизни общества, мол человечеству не мешало бы начать собственную
саморегуляцию и перейти к самоконтролю вместо того, чтобы с нарастающей
экстенсивностью преобразовывать природу. В биосфере этот самоконтроль и
саморегуляция происходят в результате каскадных и цепных процессов – борьбы за
существования, естественного отбора, адаптации, коэволюции. Все это процессы –
«позитивные» с точки зрения биосферы, так как направлены на сохранение и
поддержание биосферы как целого.
Отмечу, что Н.Ф. Реймерс в своем труде «Экология:
теории, законы, правила, принципы и гипотезы» таких законов (аксиом, правил,
принципов) приводит несколько десятков. Почему из нескольких десятков
разнообразных «экологических законов» особо любят законы экодинамики не
понятно.
|
Стоит еще раз напомнить, что современная
экология исходит из аксиомы иерархической
организации, или принципа интегративных
уровней — подсистем различного
функционального значения. При этом
подразумевается и признание аксиомы
эмерджентности (разд. 3.2.1). Несколько
забегая вперед, следует указать на
справедливость закона преломления
космических воздействий: космические
факторы, оказывая воздействие на биосферу
и особенно ее подразделения, подвергаются
изменению со стороны экосферы планеты
и потому по силе и времени проявления
могут быть ослаблены и сдвинуты или
даже полностью утерять свой эффект.
Такое обобщение полезно в связи с тем,
что нередко идет поток синхронного
воздействия солнечной активности и
других космических факторов на экосистемы
планеты и населяющие ее организмы. Хотя
многие процессы на Земле и в ее биосфере
подвержены влиянию космоса и предполагаются
циклы солнечной активности с интервалом
в 1850, 600, 400, 178, 169, 88, 83, 33, 22, 16,1, 11,5 (11,1), 6,5 и
4,3 года, сама биосфера и ее подразделения
не обязательно во всех случаях должны
реагировать с той же цикличностью.
Системы
биосферы могут блокировать космические
воздействия нацело или частично. Поиск
чисто математических закономерностей
тут едва ли целесообразен (см. также
принцип скользящих среднемаксимальных
случайного статистического ряда в разд.
3.2.5). Тенденции существуют, но они не
четко детерминированы во времени.
Биосферу,
как и любую другую систему, формируют
не только и не столько внешние факторы,
как внутренние закономерности. И они
затем взаимодействуют с внешней средой.
Одним из важнейших свойств биосферы —
слоя взаимодействия живого и неживого
— являетсязакон биогенной миграции
атомов, открытый В. И. Вернадским:
«миграция химических элементов на
земной поверхности и в биосфере в целом
осуществляется или при непосредственном
участии живого вещества (биогенная
миграция) или же она протекает в среде,
геохимические особенности которой (О2,
СО2, Н2и т. д.) обусловлены
живым веществом, как тем, которое в
настоящее время населяет биосферу, так
и тем, которое действовало на Земле в
течение всей человеческой истории»
(Перельман А. Н. Геохимия биосферы. М.,
1973. С. 19).
Закон биогенной миграции
атомов имеет важное теоретическое и
практическое значение. Согласно ему
понимание общих химических процессов
на поверхности планеты, в атмосфере над
нею и в заселенных организмами ее
глубинах, а также в слоях, сложенных
прошлой деятельностью организмов,
невозможно без учета биотических и
биогенных факторов, в том числе
эволюционных. Поскольку люди очень
сильно воздействуют прежде всего на
биосферу и ее живое население, они тем
самым изменяют условия биогенной
миграции атомов, создавая предпосылки
для еще более глубоких химических
сдвигов в исторической перспективе.
Таким образом, процесс может стать
саморазвивающимся, не зависящим от
желания человека и практически (при
глобальном размахе) неуправляемым.
Отсюда одна из самых насущных потребностей
— сохранение живого покрова Земли в
относительно неизменном состоянии. Тот
же закон определяет и необходимость
учета прежде всего воздействий на биоту
при любых проектах преобразования
природы. В этом случае происходят
региональные и локальные изменения в
химических процессах, при любых крупных
ошибках ведущие к деградации среды —
опустыниванию.
Закон биогенной миграции
атомов дает в руки человечества ключи
для сознательного управления
биогеохимическими процессами на планете
и в ее регионах. Там, где ранее были
сделаны упущения, и среда жизни
деградировала, на его основе возможно
активное (но постепенное) выправление
сложившегося положения, главным образом
с помощью «мягкого», опосредованного
управления природными процессами.
Обобщения
особенностей биогенной миграции атомов
нам не известны. Пока идет сбор фактических
данных. Они показывают, что хотя степень
замкнутости глобальных биогеохимических
круговоротов довольно высока (для
различных элементов и веществ она
неодинакова), тем не менее она не
абсолютна. И этот факт для того, чтобы
не возникало недоразумений, нуждается
в формулировке в видеправила
незамкнутости биотических круговоротов.
Доказательства этой закономерности
очень многочисленны. Это и образование
биогенных геологических пород, и реальное
антропогенное выпадение ряда элементов,
например, из почвы (предполагается, что
ежегодно глобально из почвы теряется
в среднем 4,6 млрд. т углерода, содержание
которого в почвах мира снизилось с 2014
млрд. т в доисторический период до 1477
млрд. т на конец 70-х гг. нашего века. И,
наконец, та логическая посылка, что в
условиях полной замкнутости биотических
круговоротов не происходило бы эволюции
(наивысшая степень замкнутости
биогеоценотического «малого» круга
наблюдается в тропических экосистемах
— наиболее древних и консервативных).
В
то же самое время количество живого
вещества не подвержено заметным
изменениям, во всяком случае в рамках
значительных геологических отрезков
времени. Эта закономерность была
сформулирована в видезакона
константности количества живого вещества
В. И. Вернадского: количество живого
вещества биосферы (для данного
геологического периода) есть константа.
Этот закон практически есть количественное
следствие закона внутреннего динамического
равновесия для масштаба глобальной
экосистемы биосферы (разд. 3.9.1). Понятно,
что поскольку живое вещество, согласно
закону биогенной миграции атомов, есть
энергетический посредник между Солнцем
и Землей, то либо его количество должно
быть постоянным, либо должны меняться
его энергетические характеристики.
Закон физико-химического единства
живого вещества (разд. 3.3) исключает
слишком значительные перемены в последнем
свойстве. Значит, для живого вещества
планеты неизбежна количественная
стабильность. Она характерна и для числа
видов — см. правило константности числа
видов (разд. 3.11).
Как аккумулятор
солнечной энергии, живое вещество должно
одновременно реагировать как на внешние
(космические) воздействия, так и на
внутренние изменения. Увеличение или
снижение количества живого вещества в
одном месте биосферы должно приводить
к синхронному процессу с обратным знаком
в другом регионе в силу того, что
освободившиеся биогены могут быть
ассимилированы остальной частью живого
или будет наблюдаться их недостаток.
Однако следует учитывать скорость
процесса, в случае антропогенного
изменения намного более низкую, чем
прямое нарушение природы человеком.
Кроме того, не всегда происходит
адекватная замена. Она идет согласно
правилу (принципу) экологического
дублирования (разд. 3.8.1), т. е. с уменьшением
размеров особей и обычно с увеличением
их эволюционной примитивности. Снижение
же размеров особей, участвующих в
энергетических процессах, вводит в
действие большую группу термодинамических
закономерностей из всех групп приведенных
выше обобщений (разд. 3.2 — 3.9). Меняется
вся структура живого вещества и его
качество, что в конечном итоге не может
идти на пользу человеку — одному из
участников процесса жизни. Человечество
нарушает природные закономерности
распределения живого вещества планеты
и берет на себя, в свой антропогенный
канал, не менее 1,6 × 1013Вт энергии
в год, или 20% продукции всей биосферы*.
Кроме того, люди искусственно и
нескомпенсированно снизили количество
живого вещества Земли, видимо, не менее
чем на 30%. Это заставляет сделать вывод,
что планета стоит перед глобальным
термодинамическим (тепловым) кризисом,
который проявится во многих формах
одновременно. Поскольку это инерционный
процесс, начальные фазы его мало заметны,
но остановить кризисные явления будет
чрезвычайно трудно.
* |
В разделе 3.3 уже был сформулирован
общебиосферныйзакон физико-химического
единства живого вещества. Помимо
такой константности и постоянства
количества живого вещества, в живой
природе наблюдается постоянное сохранение
информационной и соматической структуры,
хотя она и несколько меняется с ходом
эволюции. Это свойство было подмечено
Ю. Голдсмитом**, развивающим идеи
экодинамики как независимого от
классической термодинамики и
редукционистских «физических» подходов
воззрения.Закон сохранения структуры
биосферы— информационной и
соматической — Ю. Голдсмит называетпервым законом экодинамики.Он
близок к правилу константности числа
видов (разд. 3.11), перекликается с ним.
Для
сохранения структуры биосферы живое
стремится к достижению состояния
зрелости, или экологического равновесия.Закон стремления к климаксу — второй
закон экодинамики Ю. Голдсмита. Он
близок к принципу сукцессионного
замещения и мог бы войти в состав раздела
3.9.2, где собраны обобщения, касающиеся
экосистем. Биосфера — высший уровень
иерархии экосистем нашей планеты, и
естественно, ее законы функционирования
аналогово справедливы и для ниже
расположенных уровней в этой иерархии,
хотя имеется и специфика — биосфера
более закрытая система, чем ее
подразделения. Упоминаем обо всем этом
вторично, так как это не всегда
очевидно.
Единство живого вещества
биосферы и гомологичность строения ее
подсистем приводят к тому, что эволюционно
возникшие на ней живые элементы различного
геологического возраста и первоначального
географического происхождения сложно
переплетены. Такое переплетение различных
по пространственно-временному генезису
элементов во всей экологической иерархии
биосферы составляет содержаниеправила,
или принципа гетерогенезиса живого
вещества. Однако такое сложение не
хаотично. Оно подчиняется принципам
экологической комплементарности
(дополнительности), экологической
конгруэнтности (соответствия) и другим
закономерностям, изложенным в разделе
3.9.1. Обобщенно в рамках экодинамики Ю.
Голдсмита этотретий её закон —
принцип экологического порядка, или
экологического мутуализма. Это уже
глобальное свойство, обусловленное
влиянием целого на его части, обратного
воздействия дифференцированных частей
на развитие целого и т. д., в сумме ведущее
к сохранению стабильности всей системы
биосферы.
Системный мутуализм, т. е.
взаимопомощь в рамках экологического
порядка, подчеркиваетсязаконом
упорядоченности заполнения пространства
и пространственно-временной определенности:
заполнение пространства внутри природной
системы в силу взаимодействия между ее
подсистемами упорядочено таким образом,
что позволяет реализоваться гомеостатическим
свойствам системы с минимальными
противоречиями между частями внутри
нее*.
* |
Из этого закона следует невозможность
длительного существования «ненужных»
природе случайностей, в том числе и
чуждых ей созданий человека. Нарушение
природного порядка обходится людям
дополнительными вложениями средств и
сил. Это нарушение имеет строгие, к
сожалению, недостаточно еще изученные
пределы, за которыми мутуализм сменяется
антагонизмом, порядок нарушается, а
потому ухудшаются и динамические
качества всей биосферы.
В блок правил
мутуалистического системного порядка
в биосфере и, как следствие, в развитое
человеческое общество входитпринцип
системной дополнительности: подсистемы
одной природной системы (в нашем случае
биосферы) в своем развитии обеспечивают
предпосылку для успешного развития и
саморегуляции других подсистем, входящих
в ту же систему (если она не подвергается
мощной внешней деформации). Этот
динамический вариант закона упорядоченности
заполнения пространства и
пространственно-временной определенности
справедлив и для современного общественного
развития — человечество будет развиваться
успешнее, если мировое сотрудничество
расширится, а конфронтация угаснет.
Этот принцип стал необходимым условием
жизни человечества с момента превращения
его в единое целое, во всеобщую
«геологическую силу», по В. И. Вернадскому,
воздействующую на столь же глобальную
биосферу. Либо будет соблюдаться принцип
системной дополнительности в связке
человек — природа, либо экологический
кризис будет углубляться, и произойдет
катастрофа.
И тут человечеству
необходимо следоватьчетвертому
закону экодинамики Ю. Голдсмита — закону
самоконтроля и саморегуляции живого:
живые системы и системы под управляющим
воздействием живого способны к
самоконтролю и саморегулированию в
процессе их адаптации к изменениям в
окружающей среде. Ю. Голдсмит справедливо
интерпретирует этот закон применительно
к жизни общества. Человечеству не мешало
бы начать собственную саморегуляцию и
перейти к самоконтролю вместо того,
чтобы с нарастающей экстенсивностью
преобразовывать природу. Что касается
природы, то в биосфере этот самоконтроль
и саморегуляция происходят в ходе
каскадных и цепных процессов общего
взаимодействия, явлений иногда отнюдь
не «гуманных» с позиций человеческой
морали — в ходе борьбы за существование,
естественного отбора (в самом широком
смысле этих понятий), адаптации систем
и подсистем, широкой коэволюции и т. п.
Однако все эти процессы ведут к позитивным
«с точки зрения природы» результатам
— сохранению и развитию экосистем
биосферы и ее как целого.
Как бы мостиком
между обобщениями структурного и
эволюционного характера служитправило
автоматического поддержания глобальной
среды обитания: живое вещество в ходе
саморегуляции и взаимодействия с
абиотическими факторами автодинамически
поддерживает среду жизни, пригодную
для ее развития. Процесс равновесной
автодинамики ограничен изменениями
космического и общеземного экосферного
масштаба и происходит во всей иерархии
экосистем и биосистем планеты как каскад
саморегуляции, достигающей глобального
размаха. Это правило следует из
биогеохимических принципов В. И.
Вернадского (разд. 3.3), а также из ранее
сформулированных правил сохранения
видовой среды обитания (разд. 3.6) и
относительной внутренней непротиворечивости
(разд. 3.8.3). Оно служит констатацией
наличия в биосфере консервативных
механизмов и одновременно иллюстрацией
правила системно-динамической
комплементарности (разд. 3.2.1).
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
