Природная среда

«У нас планета не резиновая!» — это забавное утверждение хотя бы раз в жизни приходилось слышать каждому из нас. А между тем, несмотря на комичность, эта фраза имеет значение гораздо более глубокое, чем может показаться на первый взгляд.

Биологическая ёмкость среды или сколько нас тут таких на квадратный метр?

Ни для кого не секрет, что плотность населения в любой местности имеет прямое отношение к уровню комфорта этого населения. Например, в густонаселённых городах мы чувствуем усталость от большого количества людей вокруг себя, а приехав в деревню, где жителей — две старушки да десяток гусей, мы восклицаем: какая благодать!

Происходит это оттого, что человек, будучи по сути таким же биологическим видом, как миллионы других, подсознательно ощущает прямую зависимость его благополучия от нагрузки на среду его обитания.

Формула предельно проста: чем больше вокруг нас людей и чем плотнее толпа, тем меньше наши шансы получить максимум всевозможных благ от жизни.

Таким образом, с увеличением плотности населения качество жизни каждого члена общества постепенно снижается и, ко всеобщему разочарованию, однажды превращается во что угодно, но только не в качество. То есть условия жизни становятся неприемлемыми для нормального комфортного существования.

Этот закон распространяется не только на человеческую расу, но и на любой биологический вид, на любую популяцию. И предельная нагрузка, оказываемая популяцией на среду обитания — это то количество особей, которое может сосуществовать в данной среде без потери в качестве жизни. Эта нагрузка и называется ёмкостью среды, то есть плотностью населения, которое данная среда способна обеспечить всеми жизненно необходимыми условиями.

В случае с людьми в список непременных благ входит не только пища и обеспечение жилищем, но и медицинское обслуживание и возможность поддерживать должный уровень гигиены.

Экологическая ёмкость среды

Для благополучия популяции важнейшее значение имеет не только способность среды обеспечивать жизнь определённому количеству особей, но также её способность выдерживать вредные химические воздействия и другие антропогенные нагрузки без необратимых последствий в виде деградации почвы или разрушения экосистем.

Под экологической ёмкостью среды подразумевается её способность к самовосстановлению в определённых пределах

Говоря проще, под экологической ёмкостью среды подразумевается её способность к самовосстановлению в определённых пределах.

Тщательное изучение вопроса экологической ёмкости среды позволяет установить строгие границы потребления природных ресурсов, избегая нагрузки, превышающей возможности среды.

Однако произвести расчёты всегда гораздо проще, чем реализовать их на практике. Именно поэтому во многих государствах мира нагрузка на окружающую среду строго регулируется законодательно.

Экологический след

Понятие экологического следа тесно связано с ёмкостью среды, и это вполне логично: где мы, там и след. Но что же такое экологический след? На самом ли деле этот след является чем-то, чем следует гордиться?

Под выражением «экологический след» подразумевается степень влияния, оказываемого человеком на среду его обитания, то есть уровень потребления природных ресурсов, которыми располагает биосфера. Сюда можно отнести любое воздействие человека на природу, начиная с его рождения: от объёма съеденной пищи и потреблённого кислорода до груд мусора, выброшенного за всю жизнь и количества литров топлива, сожжённого при использовании транспорта.

Углеродный след

Влияние, производимое человеком на окружающую среду, чрезвычайно разнообразно. Оно может включать в себя вещи, которые присущи определённым регионам (например, использование древесины для обогрева жилища) или определённым народам (например, употребление в пищу большого количества морепродуктов).

Легковой автомобиль среднего размера за год выбрасывает в атмосферу количество углекислого газа, равное его весу, то есть около 1.5 тонн

Однако есть сфера влияния, оказываемого на окружающую среду каждым жителем планеты без исключения: употребление кислорода и выброс в атмосферу СО2. В данном случае речь идёт не только о дыхании, но, в первую очередь, о последствиях работы транспорта и электростанций, промышленных предприятий, предназначенных обеспечить человечеству достойное существование.

Таким образом, под понятием «углеродный след» подразумевается площадь земли, засаженной лесами, необходимая для ассимилирования всех выбросов углекислого газа, производимых жителями планеты. А размер этих выбросов увеличивается в масштабах с каждым годом.

Водный след

Проведя элементарную аналогию с углеродным следом, несложно понять, что собой представляет водный след: это объём потребления водных ресурсов, необходимых для осуществления той или иной деятельности человека — от элементарных гигиенических процедур до производства самолётов.

Глобальный экологический след

Термин «глобальный» происходит от слова «глобус», подчёркивающего его всеобъемлющее, общемировое значение. Таким образом, несложно догадаться, что, когда речь идёт о глобальном экологическом следе, подразумевается влияние на планету, которое оказывает всё человечество в целом — огромные, ошеломляющие цифры…

Зачем нужны подсчёты глобального экологического следа и следа, оставляемого на планете отдельными нациями и крупными промышленными компаниями? Ответ очевиден: эти данные чрезвычайно важны в выработке такой стратегии деятельности компаний, которая исключит нанесение непоправимого вреда экологии Земли.

С одной стороны, жизнь человеческого общества невозможно представить без существования миллионов промышленных предприятий, транспортных компаний и электростанций. С другой — именно они наносят наибольший вред окружающей среде, и это обязывает руководителей предприятий к активным действиям в направлении изучения экологического следа компаний и предоставления этих сведений широкой общественности. Кроме того, именно бизнес, как ни странно, является движущей силой, способной исправить сложившуюся экологическую ситуацию.

Расчёт экологического следа

Вычисления экологического следа осуществляется международным научно исследовательским институтом под названием Глобальная сеть экологического следа (GFN — Global Footprint Network), имеющим филиалы в Европе, Азии и Северной Америке. Работа института, проводимая совместно с WWF (Всемирным фондом дикой природы), позволяет узнать экологический след не только городов или предприятий, но и целых стран или каждого человека в отдельности. Рассчитать свой экологический след сегодня может каждый, воспользовавшись калькулятором на сайте Всемирного фонда дикой природы.

Измерение экологического следа и ёмкости среды

Единицей измерения экологического следа, как и ёмкости среды, служат глобальные гектары (гга) — единицы площади, обозначающие размер территории, необходимой для удовлетворения нужд отдельно взятого человека или целой группы.

Следует заметить, что экологический след каждого взятого отдельно человека значительно отличается от того, который может предоставить нам наша планета, то есть её биоёмкости. Например, согласно статистике, ещё в 2005 году экологический след человека приравнивался к 2,7 га, но Земля была способна обеспечить каждого из нас всего лишь двумя гектарами с небольшим хвостиком.

Уже тогда мы превысили возможности нашей планеты, создав непосильную для неё нагрузку. На сегодняшний день расчёты экологов подтверждают, что для восполнения употребляемых ресурсов человечеству не хватает самой малости — ещё половинки планеты Земля. То есть, экологический след человечества разросся настолько, что всей территории планеты недостаточно для удовлетворения наших нужд. Человечество столкнулось со сложнейшей проблемой: несоответствие глобального экологического следа биологической и экологической ёмкости среды.

Наследники планеты: насколько ты лично здесь наследил?

Привычка перекладывать ответственность за экологическое положение планеты на крупные предприятия даёт нам ложное представление о значении экологического следа обычного человека. Но на самом деле вы будете поражены, узнав, что результат обычной повседневной жизни людей (домохозяйство) составляет 68% глобального экологического следа. Ведь вся продукция, выпускаемая предприятиями, которые мы привыкли обвинять в засорении окружающей среды, производится для нужд обычных людей.

Согласно статистике, водный след одной чашки чёрного кофе равняется 140 литрам. Именно столько воды требуется для выращивания, сбора, обработки, упаковки и транспортировки горстки кофейного порошка. Килограмм сахара имеет след в 1500 л, а стандартный батон хлеба — 650л.

Значение глобального следа одного человека отлично проиллюстрировано в фильмах, созданных National Geographic Channel.

Зачем нам это знать?

Кто предупреждён, тот вооружён — сказал однажды мудрец и попал в точку. Зная, какой след мы оставляем на этой земле, каждый из нас может по мере своих возможностей повлиять на масштабы этого следа. При этом значение имеет буквально каждая мелочь: насколько экономно вы используете воду, исправен ли двигатель вашего автомобиля и в какой упаковке вы предпочитаете покупать продукты.

Даже отказ от покупки бутилированной воды способен принести огромную пользу, не говоря о правильной утилизации мусора, избегания использования одноразовых предметов, таких как пластиковые пакеты и посуда, и хотя бы частичном переходе на многоразовые подгузники для ребёнка.

Согласно статистическим данным, 1 ребёнок за первые пару лет своей жизни использует 2,5 тонны одноразовых подгузников, на разложение которых уйдут годы. Вырастая, малыши будут обречены жить на земле, отравленной содержимым миллионов гниющих на свалках подгузников.

Можно издать тысячу и один закон, запрещающий сорить или жечь костры в лесу, но никто не запретит вам использовать блага цивилизации, губящие нашу планету. Только осознав значение каждого своего поступка, можно самостоятельно сделать выбор в пользу продолжения жизни на земле, а не в пользу личного сиюминутного удобства.

Экологическая емкость среды.

Экологическая емкость — способность природной среды вмещать антропогенные нагрузки, вредные химические и иные воздействия в той степени, в которой они не приводят к деградации земель и всей окружающей среды.

Нагрузки на природу в пределах ее возможностей означают ее экологическую емкость, а нагрузки сверх ее возможностей (емкости) приводят к нарушению естественного закона экологического равновесия. Закон «Об охране окружающей природной среды» посвящен установлению и соблюдению предельно допустимых норм нагрузки на окружающую среду с учетом ее потенциальных возможностей (предельно допустимых выбросов и сбросов, предельно допустимых концентраций, предельно допустимых уровней). Несоблюдение, нарушение этих норм приводит к привлечению виновных к ответственности и возможному ограничению, приостановлению и прекращению деятельности предприятий, производственной и иной деятельности.

Экологическая емкость включает в себя сброс, выброс, нагрузку, концентрацию, деградацию.

Тема 4. Экология популяций – демэкология

4.1. Понятие о популяции.

4.2. Статические характеристики популяций.

4.3. Пространственное размещение и его характер.

4.1. Понятие о популяции.

Популяция (populus – от лат. народ. население) – совокупность особей одного вида, которая обладает общим генофондом и имеет общую территорию.

С экологических позиций четкого определения определение популяции еще не выработано. Наибольшее признание получила трактовка С.С. Шварца, популяция – группировка особей, которая является формой существования вида и способна самостоятельно развиваться неопределенно долгое время.

Основным свойством популяций, как и других биологических систем, является то, что они находятся в беспрерывном движении, постоянно изменяются. Это отражается на всех параметрах: продуктивности, устойчивости, структуре, распределении в пространстве. Популяциям присущи конкретные генетические и экологические признаки, отражающие способность систем поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях: рост, развитие, устойчивость.

Типы популяций.

Популяции могут занимать разные по размеру площади и условия обитания в пределах местообитания одной популяции тоже могут быть не одинаковы. По этому признаку выделяют три типа популяций: элементарную, экологическую, географическую.

Элементарная (локальная) популяция – это совокупность особей одного вида, занимающих небольшой участок однородной площади. Между ними постоянно идет обмен генетической информацией.

Экологическая популяция – совокупность элементарных популяций, внутривидовые группировки, приуроченные к конкретным биоценозам. Растения одного вида в ценозеназываются ценопопуляцией. Обмен генетической информацией между ними происходит достаточно часто.

Географическая популяция – совокупность экологических популяций, заселивших географически сходные районы. Географические популяции существуют автономно, ареалы их относительно изолированы, обмен генами происходит редко – у животных и птиц – во время миграций, у растений – при разносе пыльцы, семян и плодов. На этом уровне происходит формирование географических рас, разновидностей, выделяются подвиды.

Вид – совокупность популяций особей, представители которых фактически или потенциально скрещиваются друг с другом в естественных условиях.

Каждый организм или популяция имеет свое местообитание: местность или тип местности, где они проживают. Когда несколько популяций различных видов живых организмов живут в одном месте и взаимодействуют друг с другом, они создают так называемое сообщество. Примерами являются все растения, животные, произрастающие и проживающие в лесу, пруду, пустыне или в аквариуме.

4.2. Статические характеристики популяций.

Выделяют две группы количественных показателей популяций – статические и динамические.

Статические показатели характеризуют состояние популяции на данный момент времени. Основные из них: численность, плотность, а также показатели структуры.

Численность — число особей в популяции. Численность популяции может значительно изменяться во времени. Она зависит от биотического потенциала вида и внешних условий.

Численность унитарных организмов (унитарные организмы, автономные в своем существовании и в то же время способные, в силу своих потребностей или под давлением обстоятельств, объединяться в группы («коллективы») с себе подобными либо с особями других видов) можно рассчитать по следующей формуле:

N0 = Nt + B – D + C — E

где, N0 – число особей в данный момент;

Nt – число особей находившихся в данной популяции в предыдущий момент;

B – число особей родившихся за время t;

D – число особей погибших за время t;

C – число особей иммигрирующих в популяцию за время t;

E – число особей эмигрирующих из популяции за время t.

Для модулярных организмов (каждый из них состоит как бы из нескольких однотипных частей, из повторяющихся «модулей») следует учитывать не только численность организмов, но и численность модулей, которая определяется по следующей формуле:

Число модулей в настоящий момент = число модулей в предыдущий момент + число отрожденных модулей – число отмерших модулей

Существует нижний предел численности, ниже которого популяция прекращает свое воспроизведение. Такая минимальная численность популяции называется критической. При определении критической численности нужно учитывать не всех особей, а только тех, которые принимают участие в размножении – это эффективная численность популяций.

Обычно численность популяций измеряется сотнями и тысячами особей. У человека минимальная численность популяций составляет около 100 особей. У крупных наземных млекопитающих численность популяций может снижаться до нескольких десятков особей (микропопуляции). У растений и беспозвоночных существуют такжемегапопуляции, численность которых достигает миллионов особей.

В стабильных по численности популяциях число особей, оставляющих потомство, должно быть равно числу таких особей в предыдущих поколениях. Для управления численностью популяций необходимо знать их основные характеристики. Лишь в этом случае возможно прогнозирование изменения состояния популяции при воздействии на неё.

Плотность — число особей или биомасса популяции, приходящаяся на единицу площади или объема.

Распределение плотности популяции тесно связано с ее пространственной структурой. Существует множество типов пространственной структуры популяций и, соответственно, типов популяционных ареалов: сплошные, разорванные, сетчатые, кольцевые, ленточные и комбинированные.

Популяция характеризуется определенной структурной организацией — соотношением групп особей по полу, возрасту, размеру, генотипу, распределением особей по территории и т.д. В связи с этим выделяют различные структуры популяции: половую, возрастную, размерную, пространственно-этологическую и др. Структура популяции формируется, с одной стороны, на основе общих биологических свойств вида, с другой стороны, под влиянием факторов среды, то есть имеет приспособительный характер.

Половая структура (половой состав) — соотношение особей мужского и женского пола в популяции. Половая структура свойственна только популяциям раздельнополых организмов. Теоретически соотношение полов должно быть одинаковым: 50% от общей численности должны составлять мужские особи, а 50% — женские особи. Фактическое соотношение полов зависит от действия различных факторов среды, генетических и физиологических особенностей вида.

Размерная структура – соотношение количества особей разных размеров.

Возрастная структура (возрастной состав) — соотношение в популяции особей разных возрастных групп. Абсолютный возрастной состав выражает численность определенных возрастных групп в определенный момент времени. Относительный возрастной состав выражает долю или процент особей данной возрастной группы по отношению к общей численности популяции. Возрастной состав определяется рядом свойств и особенностей вида: время достижения половой зрелости, продолжительность жизни, длительность периода размножения, смертность и др.

В зависимости от способности особей к размножению различают три группы: предрепродуктивную (особи еще не способные размножаться), репродуктивную (особи способные размножаться) и пострепродуктивную (особи уже не способные размножаться).

Пространственно-этологическая структура — характер распределения особей в пределах ареала. Она зависит от особенностей окружающей среды и этологии (особенностей поведения) вида.

4.3. Пространственное размещение и его характер.

Различают три основных типа распределения особей в пространстве: равномерное (регулярное), неравномерное (агрегированное, групповое, мозаичное) и случайное (диффузное).

Равномерное распределение характеризуется равным удалением каждой особи от всех соседних. Свойственно популяциям, существующим в условиях равномерного распределения факторов среды или состоящих из особей, проявляющих друг к другу антагонизм.

Неравномерное распределение проявляется в образовании группировок особей, между которыми остаются большие незаселенные территории. Характерно для популяций, обитающих в условиях неравномерного распределения факторов среды или состоящих из особей, ведущих групповой (стадный) образ жизни.

Случайное распределение выражается в неодинаковом расстоянии между особями. Является результатом вероятностных процессов, неоднородности среды и слабых социальных связей между особями.

По типу использования пространства все подвижные животные подразделяются на оседлых и кочевых. Оседлый образ жизни имеет ряд биологических преимуществ, таких как свободная ориентация, на знакомой территории при поиске пища или укрытия, возможность создать запасы пищи (белка, полевая мышь). К его недостаткам относится истощение пищевых ресурсов при излишне высокой плотности популяции.

Регуляция численности (плотности) популяции.

Гомеостаз популяции — поддержание определенной численности (плотности). Изменение численности зависит от целого ряда факторов среды — абиотических, биотических и антропогенных.

Факторы, регулирующие плотность популяции, делятся на зависимые и независимые от плотности. Зависимые от плотности факторы изменяются вместе с изменением плотности, к ним относятся биотические факторы. Независимые от плотности факторы остаются постоянными с изменением плотности, это абиотические факторы.

Популяции многих видов организмов способны к саморегуляции своей численности. Выделяют три механизма торможения роста численности популяций: 1) при возрастании плотности повышается частота контактов между особями, что вызывает у них стрессовое состояние, уменьшающее рождаемость и повышающее смертность; 2) при возрастании плотности усиливается эмиграция в новые местообитания, краевые зоны, где условия менее благоприятны и смертность увеличивается; 3) при возрастании плотности происходят изменения генетического состава популяции, например, быстро размножающиеся особи заменяются медленно размножающимися.

Понимание механизмов регуляции численности популяций чрезвычайно важно для возможности управления этими процессами. Деятельность человека часто сопровождается сокращением численности популяций многих видов. Причины этого в чрезмерном истреблении особей, ухудшении условий жизни вследствие загрязнения окружающей среды, беспокойства животных, особенно в период размножения, сокращение ареала и т.д. В природе нет и не может быть «хороших» и «плохих» видов, все они необходимы для ее нормального развития. В настоящее время остро стоит вопрос сохранения биологического разнообразия. Сокращение генофонда живой природы может привести к трагическим последствиям. Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП) издает «Красную книгу», где регистрирует следующие виды: исчезающие, редкие, сокращающиеся, неопределенные и «черный список» безвозвратно исчезнувших видов.

В целях сохранения видов человек использует различные способы регулирования численности популяции: правильное ведение охотничьего хозяйства и промыслов (установление сроков и угодий охоты и отлова рыбы), запрещение охоты на некоторые виды животных, регулирование вырубки леса и др.

В то же время деятельность человека создает условия для появления новых форм организмов или развития старых видов, к сожалению, часто вредных для человека: болезнетворных микроорганизмов, вредителей сельскохозяйственных культур и т.д.

Динамика роста численности популяции

На математическом языке эта кривая отража­ет экспоненциальный рост численности организмов и описыва­ется уравнением:

Nt = N0ert,

Экспоненциальный рост возможен только тогда, когда r имеет постоянное численное значение, так как скорость роста популяции пропорциональна самой численности:

DN/Dt = rN, где r — const.

Таким образом, экспоненциальный рост численности по­пуляции — это рост численности ее особей в неизменяющихся условиях.

Условия, сохраняющиеся длительное время постоянными, невозможны в природе. Если бы это было не так, то, напри­мер, обычные бактерии могли бы дать такую массу органиче­ского вещества, которая могла покрыть весь земной шар слоем толщиной в два метра за два часа.

Однако такого в природе не происходит, так как существу­ет множество ограничивающих факторов. Чтобы иметь полную картину динамики численности по­пуляции, а также рассчитать скорость ее роста, необходимо знать величину так называемой чистой скорости воспроизвод­ства (R0), которая показывает, во сколько раз увеличивается численность популяции за одно поколение, за время его жиз­ни — Т.

R0 = Nт/N0,

где Nт — численность нового поколения;

N0— численность особей предшествующего поколения;

R0 — чистая скорость воспроизводства, показывающая так­же, сколько вновь родившихся особей приходится на одну особь поколения родителей. Если R0 = 1, то популяция стационар­ная, — численность ее сохраняется постоянной.

Регуляция плотности популяции

Факторы, регулирующие плотность популяции, делятся на зависимые и независимые от плотности. Зависимые изменя­ются с изменением плотности, а независимые остаются посто­янными при ее изменении. Первые — это биоти­ческие. а вторые —абиотические факторы.

Непосредственно от плотности может зависеть и смертность в популяции. Смертность, зависимая от плотности, может регулировать численность и высокоразви­тых организмов. Помимо регуляции существует еще само­регуляция, при которой на численности популяции сказывает­ся изменение качества особей. Различают саморегуляцию фенотипическую и генотипическую.

Фенотипы — совокупность всех признаков и свойств орга­низма, сформировавшихся в процессе онтогенеза. Дело в том, что при большой плот­ности образуются разные фенотипы за счет того, что в орга­низмах происходят физиологические изменения.

Генотипические причины саморегуляции плотности попу­ляций связаны с наличием в ней мере двух разных генотипов.

Циклические колебания можно также объяснить саморегу­ляцией. Климатические ритмы и связанные с ними изменения в пищевых ресурсах заставляют популяцию вырабатывать ка­кие-то механизмы внутренней регуляции. Таким образом, саморегуляция обеспечивается механизма­ми торможения роста численности.

Экология СПРАВОЧНИК

Экологически допустимая нагрузка — хозяйственная деятельность человека, в результате которой не превышается порог устойчивости экосистемы (предельной хозяйственной емкости экосистемы). Превышение этого порога ведет к нарушению устойчивости и разрушению экосистемы. Это не означает, что на любой данной территории этот порог не может превышаться. Только когда сумма всех экологически допустимых нагрузок на Земле превысит предел «хозяйственной емкости» биосферы, наступит опасная ситуация (экологический кризис), которая приведет к деградации всей биосферы, изменению окружающей среды с тяжелыми последствиями для здоровья человека и устойчивости его хозяйства.

ЕМКОСТЬ СРЕДЫ — 1) число особей или их сообществ, потребности которых могут быть удовлетворены ресурсами данного местообитания без заметного ущерба для его дальнейшего благосостояния; 2) способность природной среды включать в себя (абсорбировать) различные (загрязняющие) вещества, сохраняя устойчивость. См. также Емкость ландшафта экологическая.

Экологическая авария на объекте — это случайное (внезапное, непреднамеренное) событие технологического происхождения, в результате которого в окружающую среду попадают вредные вещества в количествах, превышающих допустимые нормы. Превышение допустимых норм воздействия на элементы окружающей среды, рассматриваемое как экологическая авария, может быть не связано с общей технологической аварией или природными катастрофами. Тогда оно представляет собой вероятностное событие. Например, в результате землетрясения происходит разрушение промышленных объектов, емкостей для хранения ГСМ и загрязнение окружающей среды в объемах, превышающих допустимые нормы.

Экологическая техноемкость территории является только частью полной экологической емкости территории. Полная экологическая емкость территории как природного комплекса определяется, во-первых, объемами основных природных резервуаров — воздушного бассейна, совокупности водоемов и водотоков, земельных площадей и запасов почв, биомассы флоры и фауны; во-вторых, мощностью потоков биогеохимического круговорота, обновляющих содержимое этих резервуаров — скоростью местного массо- и газоообмена, пополнения объемов чистой воды, процессов почвообразования и продуктивностью биоты.

ЕМКОСТЬ ЛАНДШАФТА ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ — способность ландшафта обеспечивать нормальную жизнедеятельность некоторого числа организмов или выдерживать определенную антропогенную нагрузку без отрицательных последствий (в пределах данного инварианта).

Экологические отличия человечества от популяций иных видов, даже наиболее близких (например, человекообразных обезьян), проявляются в степени развитости упомянутых экологических связей и в особенностях их реализации. Так, при рассмотрении связи общества с природой необходимо особо выделить трудовую деятельность человека. Без последней вообще не существует общественная жизнь, благодаря ей возник сам человек как общественное и мыслящее существо, но в тоже время возникла и обострилась проблема охраны окружающей среды. Впервые на роль труда как решающего фактора в истории становления человека указал Ф. Энгельс. Труд, по Ф. Энгельсу, «…первое основное условие всей человеческой жизни, и притом в такой степени, что мы в известном смысле должны сказать: труд создал самого человека… Животное только пользуется внешней природой и производит в ней изменения просто в силу своего присутствия; человек же вносимыми им изменениями заставляет ее служить своим целям, господствует над ней…». Отметим также только человечеству присущую принципиально новую форму внутрипопуляционных коммуникативных связей — членораздельную речь и сопутствующее ей образное, абстрактное (понятийное) мышление. Главное преимущество речи перед иными сигналами состоит в ее практически беспредельной «информационной емкости».

ЕМКОСТЬ УГОДИЙ — мера числа людей или животных, которые могут использовать определенную территорию без ее нарушения в течение неопределенно длительного времени (для людей — рекреационная емкость). ЕМКОСТЬ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ — см. Емкость ландшафта экологическая.

Емкость экологическая — количественно выраженная способность среды обитания (количество особей на единицу территории, пределы возможностей среды при хозяйственном освоении территории и т.д.), позволяющая экосистеме существовать без ущерба для составляющих ее компонентов.

Принцип экологического императива накладывает определенные ограничения на принятие управленческих решений по управлению риском, основанные на экологических соображениях. Эти соображения исходят из того, что меры и действия по повышению качества жизни и максимизации ее продолжительности должны осуществляться с учетом экологической емкости биосферы и возможностей природной среды территорий адаптировать вредные воздействия.

ПЕРЕМЕННАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ — измеримое элементарное свойство, отображающее к.-л. свойство или сторону поведения экологических систем . ПЕРЕНАСЕЛЕННОСТЬ, перенаселение — состояние экосистемы, при котором количество особей к.-л. вида превышает емкость среды. П. часто сопровождается интенсивной гибелью особей (вследствие саморегуляции численности популяции), приводящей к относительной стабилизации численности.

К негативным экологическим последствиям могут привести проявления напорных высокоминерализованных вод из соленосных отложений при бурении скважин. Эти воды, как правило, сбрасываются в амбар или металлические емкости с обязательной закачкой в интервал, из которого они поступили, -при углублении скважины. К таким интервалам предъявляется повышенное требование при установке технической колонны и цементировании затрубного пространства.

При создании экологических безотходных технологических процессов и при переводе действующих установок на безотходную технологию важно увеличение надежности системы, так как любая остановка системы (а тем более аварийная) создает угрозу выброса содержимого аппаратуры. Поэтому такие естественные технологические мероприятия, как создание резервных емкостей сырья, подготовка аммиака и диоксида углерода, включающая очистку последнего от горючих компонентов и ожижение, применение более надежных конструкций карбаматных насосов направлены одновременно на уменьшение ущерба, наносимого окружающей среде.

Поддерживающая емкость играет решающую роль не только при росте популяции по 5-образной, но также и по образной модели, ибо в некоторый момент времени все же наступает исчерпание какого-либо ресурса среды, т. е. он (или даже несколько одновременно) становится лимитирующим. Развитие дальнейших событий показано на рис. 4.6, а, б. После бума с внезапным выходом с/-образной кривой за пределы уровня К происходит крах популяции1, т. е. катастрофа, приводящая к резкому снижению численности. Причиной краха часто бывает внезапное резкое изменение условий окружающей среды (экологических факторов), понижающее поддерживающую емкость среды. Тогда огромное число особей, не способных эмигрировать, погибает.

ПОДДЕРЖИВАЮЩАЯ ЕМКОСТЬ (способность) СРЕДЫ — количество биомассы, которое может поддерживаться в данных условиях экосистемой .

Однако на самом деле такой расчет выполнить вовсе не просто, Потому что сезонное распределение осадков, качество корма (особенно соотношение белков и углеводов), его поедаемость, сезон роста и т. п. усложняют картину. Исследования с применением фистулы пищевода и методов микропереваривания (см. Кук, 1964; ван Дайн и Мейер, 1964) показывают, что корова проявляет избирательность к корму. Если не обратить внимания на этот сигнал, то пастбище могут захватить несъедобные «сорняки» (однолетники) и такие характерные для пустыни кустарники, как полынь, мескит и т. п. Если продолжать чрезмерный выпас, то его результатом будет пустыня, созданная человеком. После того как пустынная растительность утвердилась, искоренить ее очень трудно. Перевыпас приводит также к повышению численности грызунов и саранчовых. Излишняя борьба с хищниками еще более осложняет проблему грызунов. Попытки восстановить пастбище путем одной лишь борьбы с грызунами или насекомыми представляют собой хороший пример того, что Леопольд назвал «осуществлением изолированного проекта», игнорирующего главную причину возникновения проблемы.

Предельно допустимая экологическая (антропогенная) нагрузка на окружающую среду — это максимальная интенсивность антропогенного воздействия на окружающую среду, не приводящая к нарушению устойчивости экологических систем (или, иными словами, к выходу экосистемы за пределы экологической емкости).

Наблюдается эволюция экологического мировоззрения — от антропоцентризма (человек — центр Вселенной и конечная цель мироздания, т. е. «царь природы») к теории естественной биотической регуляции окружающей среды (человек занимает определенную экологическую нишу и его деятельность не должна приводить к нарушению устойчивости биоты) и обществу устойчивого развития, когда воздействие на окружающую среду остается в пределах хозяйственной емкости биосферы и не разрушается природная основа для воспроизводства жизни человека.

Пренебрежение основным экологическим комплексным нормативом в инженерно-хозяйственной практике чревато серьезными экологическими просчетами. В 1990 г, тогдашний руководитель Госкомприроды Н. Н. Воронцов сетовал на то, что «такие понятия, как экологическая емкость территории, вообще не использовались до недавних пор. Будем наращивать там металлургию на донецких углях, не разбирая, выдержат земля и люди или нет». И далее он отмечал: «Конечно Же, нужно улучшать фильтры пыле- и газоуловителей, очищать сточные воды. Но не было у нас до сих пор главного — идеологии ресурсосбережения, определения экологической емкости, биосферного подхода».

В указанном смысле весьма экологически уязвимы лесные экосистемы акватории малых и больших рек, прибрежные территории северных и восточных морей. Положение усугубляется также тем, что в государственном планировании и хозяйствовании не учитывается реальная экологическая емкость территории, а техногенная нагрузка, реализуемая на федеральном и местном уровнях, не ставится в соответствие с реальными механизмами са-морегенерации экосистем, подвергнутых антропогенному влиянию.

К сожалению, в настоящее время отсутствует и контроль за использованием несущей емкости планеты. Несущая емкость еще не стала базовым параметром, на основе которого строилась бы глобальная стратегия сохранения жизни на Земле. Не определен вклад экосистем отдельных государств в формирование глобальной несущей емкости. В то же время нет строгого учета фактического использования конкретными государствами экологического потенциала планеты.

Текущая численность и плотность популяции — не случайные величины. Они определены не только режимами экологических факторов в данное время, но и всем предшествующим развитием данной популяции, многих предыдущих поколений в том или ином сообществе. Принято говорить, что объем популяции определяется стациальной емкостью экосистемы для представителей популяции данного вида или емкостью места локализации экологической ниши. Вполне понятно, что данная емкость окажется больше для эвритопных видов, а меньше — для стенотопных. Таким образом, в данных конкретных условиях объем популяции будет зависеть не только от собственно емкости ниши, но и от экологической валентности вида.

Сумма выбросов загрязняющих веществ по предприятиям в пределах установленных стандартов не должна превышать экологическую емкость территории. В случае ее превышения необходимо выводить с данной территории или перепрофилировать отдельные предприятия.

ПДН — это допустимые размеры антропогенного воздействия на природные ресурсы или природные комплексы, не приводящие к нарушению экологических функций природной среды. Для определения таких нагрузок важным является такое понятие, как емкость природной среды. Ее показатели свидетельствуют о потенциальных возможностях природной среды.

Свойства природной среды под действием процессов строительства скважин подвержены изменению, причем, как правило, в сторону снижения экологической емкости. При взаимодействии техногенного фактора с природной средой неизбежно происходит формирование природно-технической системы, в которой устанавливается определенное динамическое равновесие, но уже на более низком экологическом уровне. Поэтому основной задачей природоохранной деятельности буровых предприятий отрасли является создание таких условий ведения буровых работ, которые исключали бы возникновение техногенных нагрузок на объекты природной среды, приводящих к их деградации. Для направленного управления процессом формирования природнотехнической системы с высокой эластичностью и экологической емкостью необходимо знать характер и возможности всех воздействующих факторов.

Потенциальная способность природной среды перенести ту или иную антропогенную нагрузку без нарушения основных функций экосистем называется емкостью природной среды или экологической емкостью территории.

При пиролизе указанных отходов древесины по известной технологии образуется полидисперсный порошок с размерами частиц 0,3 — 0,7 мм. Сорбционная емкость такого нефтесорбента «Илокор» составляет 8,0 —8,8 г нефти на 1 г сорбента. Удельная поверхность сорбента, определенная методом ртутной порометрии, колеблется в пределах 2840 — 3660 мг/г. Плотность «Илокора» — 0,82 — 0,87 г/см1, насыпная масса — 82 кг/м3. Разработанный материал является экологически чистым, не оказывающим даже незначительного отрицательного влияния на все звенья экологической цепи природных экосистем, в первую очередь биологических объектов, вплоть до генетического уровня.

Газ как заменитель бензина. Перевод автотранспорта на местное газообразное топливо с повышенными эксплуатационными качествами (бездымность, снижение шума, экономичность) имеет большое экономическое и экологическое значение. Газ из метантенков является высококалорийным горючим. Его теплотворная способность равна 5000—6500ккал/м3, а после удаления углекислоты достигает 8000 ккал/м3. На 100 км пути для трехтонной автомашины потребуется около 36 м3 газа из метантенков вместо 30 л бензина. При давлении, например, 200 ати в баллон емкостью 50 л вмещается до 10 м3 газа, следовательно, для 100-км пробега достаточно иметь три-четыре таких баллона.

Современными технологиями строительства скважин, как правило, используются различные системы сбора БСВ, ОБР, БШ и ливневых сточных вод либо вообще безамбарные методы бурения со сбором отходов в специальные емкости и контейнеры. Последний вариант является наиболее экологичным, утилизация отходов бурения в этом случае производится централизованно. Так или иначе все схемы сбора отходов нацелены на оперативную нейтрализацию жидкой и твердой частей, а также на сбор нефтепродуктов. Опыт последних исследований позволяет компоновать как из стандартного, так и из зарубежного оборудования и реагентов экологически безопасные системы сбора отходов (рис. 6.1).

Конкуренция (—, — ) является одним из двух главных механизмов регулирования числа организмов в природе. Двустороннее, взаимное угнетающее действие одних организмов на других имеет место всегда, когда совпадают их экологические ниши и когда ограничена емкость среды. Совпадение ниш может быть абсолютным, когда речь идет об организмах одного вида, даже одной популяции, о внутривидовой конкуренции. Уже говорилось (см. п. 3.2), что при росте популяции, когда ее численность приближается к пределу емкости среды, вступает в действие механизм регуляции численности: смертность возрастает, а плодовитость снижается. Пространство и пища становятся предметом конкуренции. Их дефицит выступает в качестве причины снижения жизнеспособности и плодовитости значительной части или всей популяции. В загущенных посевах растений происходит «самоизреживание». В перенаселенных популяциях животных, особенно у грызунов, если не может быть реализован оптимизационный поиск, к общему угнетению добавляется увеличение смертности (включая эмбриональную) из-за стресса, повышения агрессивности, возникновения «иерархии угнетения», каннибализма — крайних проявлений борьбы за существование. Внутривидовая конкуренция хорошо выражена во многих популяциях растений и животных.

Здесь Ли также означает удельную скорость роста, но в условиях исходной (минимальной) численности; по мере ее увеличения значение г падает. В соответствии с логистической моделью рост популяции некоторое время идет замедленно, затем кривая численности круто возрастает и, наконец, выходит на плато, определяемое емкостью угодий. Этот конечный уровень отражает уравновешенность процессов рождаемости и смертности в соответствии с наличными пищевыми и иными ресурсами среды.

По его мнению, важнейшим фактором антропогенного воздействия на глобальный климат является деградация биосферы, а следовательно, в первую очередь необходимо заботиться о сохранении биосферы как основного фактора глобальной экологической безопасности. Человек, используя мощность порядка 10 ТВт, разрушил или сильно нарушил на 60% суши нормальное функционирование естественных сообществ организмов (Данилов-Данильян, Горшков и др., 1995). В результате из биогенного круговорота веществ изъята значительная их масса, которая ранее затрачивалась биотой на стабилизацию климатических условий. На фоне постоянного сокращения площадей с ненарушенными сообществами деградированная, резко снизившая свою ассимилирующую емкость биосфера становится важнейшим источником повышенного выброса в атмосферу диоксида углерода и других парниковых газов.

Устойчивость развития — это достижение определенного соотношения между потребностями людей, потреблением ими природных ресурсов и способностью окружающей среды удовлетворять эти потребности. Устойчивость развития предполагает мониторинг потенциальной емкости экосистемы, под которой понимается максимальное количество живых организмов, способных длительное время существовать в данном пространстве без деградации окружающей среды. Возникает необходимость разработки проектносметной документации, в которой предусматривают учет норм безопасности для окружающей среды и мер, позволяющих соблюдать эти нормы. Разработчики проекта должны исходить из экологических показателей конкретного проекта и из экологических индикаторов, показывающих тенденции в изменении потребления природных ресурсов и связанных с этим воздействиям на окружающую среду.

Изменение численности особей в популяции есть одновременно и изменение плотности. Поскольку плотность изменяется в практически неизменяемом объеме стации обитания, увеличение численности особей возможно лишь до определенного предела, который допускается емкостью экологической ниши. Численность особей в популяции в конкретный момент времени есть отражение рождаемости и смертности. В зависимости от соотношения этих показателей говорят о балансе популяции. Если рождаемость выше, чем смертность, то популяция численно растет, и наоборот.

Экспортный бум продолжался до 1997 г., когда цены на нефть начали быстро снижаться, экономический кризис и девальвация национальных валют в нескольких странах (Юго-Восточной Азии, Южной Корее) снизили в этом регионе спрос на нефть. Европе заполнились, и разгрузка танкеров была приостановлена. Нефть из Персидского залива продавалась по 10 долл. за баррель, нефть со дна Северного моря шла по 12 долл., что для многих новых морских платформ было ниже себестоимости добычи. При таких ценах капиталы пошли в противоположном направлении — от производителей нефти к ее потребителям. Последовавшее с началом нового века некоторое оживление экономики РФ и активизация нефтяной предпринимательской деятельности несут в себе целый ряд предпосылок для эффективного и, главное, экологически безопасного развития предприятий отрасли «черного золота».

Характер происходящих процессов свидетельствует о реальных возможностях формирования в России социально-экономической системы, способной осуществить переход к У. р. При этом подразумевается последовательное решение ряда принципиальных задач: в процессе выхода страны из нынешнего кризиса обеспечить стабилизацию экологической ситуации; добиться коренного улучшения состояния окружающей среды за счет экологизации законодательства и экономической деятельности; ввести хоз. деятельность в пределы емкости экологической на основе массового внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий, целенаправленных изменений структуры экономики, структуры личного и общественного потребления.

Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) считает предпочтительным захоронение радиоактивных отходов в твердом и отвержденном виде, однако не исключает возможности захоронения и жидких отходов путем перевода их в геологические формации. Разработан метод захоронения особо эпасных радиоактивных отходов в подземные емкости различных геологических формаций (массивы каменной соли, скальных грунтов и др.) на глубину не менее 600 м. Однако этот метод не является экологически безопасным и ученые ищут другие, более приемлемые и надежные способы.

Человечество — глобальная , общемировая популяция человека в целом. Изменения численности и структуры популяций человека (демография) определяются его положением как единственного на •земле оиосоцизльного вида. 11роизводство пищи принципиальное отличие человечества от всех биологических видов. >Зто расширяет пищевые ресурсы человека и существенно увеличивает экологическую (пищевую) емкость среды обитания человечества.

Кроме вышеназванных нормативов, существуют ПРЕДЕЛЬНО допустимые нормы нагрузки на окружающую СРЕДУ (ПДН). Этот норматив особенно важен при формировании территориально-производственных комплексов, развитии промышленности, сельского хозяйства, строительстве и реконструкции городов. Он вводится для обеспечения наиболее благоприятных условий жизни населения, недопущения разрушения естественных экологических систем. Для определения допустимого воздействия большое значение имеет емкость природной среды, или ее способность перенести антропогенную нагрузку без нарушения своей экологи ческой функции. Главная цель применения ПДН состоит в том, чтобы сочетать хозяйственную и рекреационную деятельность с охраной природы.

Пищевые связи человека. Эти связи более сложны, в них включено множество энергопотребляющих посредников. В результате такого удлинения энергетическая цена производства каждой калории конечной пищевой продукции повысилась примерно в десять раз. Около 20 тыс. лет назад потребление энергии составляло около 10 тыс. кДж на человека в сутки, в настоящее время около 1 млн. кДж, при тысячекратном уменьшении необходимой для этого площади. В результате общая экологическая (пищевая) емкость среды обитания человечества возросла во много тысяч раз. Все вида на Земле приспосабливаются к среде обитания, только человек приспосабливает среду своего обитания к собственным потребностям. Обрабатываемые земли дают 88 % энергии, получаемой человеком с пищей, около 10 % — естественные луга и пастбища, и 2 % — ресурсы Мирового океана.

Критерий В.Г. Горшкова. Профессор биофизики из Санкт-Петербурга В.Г. Горшков начиная с 1970 г. разрабатывает теорию биотической регуляции и стабилизации окружающей среды, которая сейчас хорошо обоснована, допускает перекрестную проверку с различных позиций и обладает прогностическими возможностями. Главным достижением этой теории является определение критерия, который можно обозначить как предел устойчивости (выносливости) экосферы по отношению к антропогенным воздействиям, как ее «несущую емкость», или в терминах, использованных ранее, — ее экологическую техноемкость. Эта величина составляет 0,0 Рп экосферы, или 1% чистой первичной продукции глобальной биоты, что составляет около 23 ЭДж/год, или в значениях мощности 0,74 ТВт. Современное прямое потребление цивилизацией биопродукции экосистем суши составляет по разным оценкам от 7 до 12%, т.е. на порядок выше предела устойчивости экосферы, а валовая мощность энергетики цивилизации (включая энергию ископаемых топлив) близка к 15 ТВт, что в 20 раз больше энергетической оценки предела.

В настоящее время установлена ведущая роль водного фактора в возникновении различных кишечных инфекций, поэтому водоснабжение является не только гигиенической, но и важной эпидемиологической проблемой. Особые трудности возникают при обеспечении водой небольших коллективов, когда строительство крупных водопроводных станций нецелесообразно. В этих случаях более перспективными и наиболее выгодными следует считать безреагентные методы обработки воды, не требующие доставки реагентов, устройств и емкостей для их хранения и приготовления, а также капитальных очистных сооружений и больших производственных площадей. К таким методам, в частности, относится электрохимическая коагуляция, которая позволяет улучшить с экологической точки зрения характеристики в широком диапазоне концентраций дисперсной фазы жидких систем.

Аксиомы БЖ

1. Аксиома о воздействии среды обитания на человека: «воздействие среды обита­ния на человека может быть позитивным или негативным, характер воздействия определяют параметры потоков веществ, энергий и информаций».

2. Аксиома об одновременном воздействии опасностей утверждает: «Потоки вещества, энергии и информации, генерируемые их источ­никами, не обладают избирательностью по отношению к объектам за­щиты и одновременно воздействуют на человека, природную среду и техносферу, находящихся в зоне их влияния».

Аксиома о совокупном воздействии опасностей: «На любой объект защиты одновременно воздействуют все потоки, поступающие извне в зону его пребывания».

Эволюция среды обитания, переход к техносфере.

Среда обитания создается благодаря действию следующих факторов: антропогенного (сформированного человеком), абиотического( сформированного неживой природой) и биотического(сформированного живой природой).

В XX в. на Земле возникли зоны повышенного антропогенного и техногенного влияния на природную среду, что привело к частичной, а в ряде случаев и к полной ее региональной деградации. Этим изменениям во многом способствовали:

— высокие темпы роста численности населения на Земле (демографический взрыв) и его урбанизация;

— рост потребления и концентрация энергетических ресурсов;

— интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства;

— массовое использование средств транспорта;

— рост затрат на военные цели и ряд других процессов.

В результате активной техногенной деятельности человека во многих регионах нашей планеты разрушена биосфера и создан новый тип среды обитания — техносфера.

Биосфера —область распространения жизни на Земле, включающая нижний слой атмосферы, гидросферу и верхний слой литосферы, не испытавших техногенного воздействия

Техносфера —регион биосферы в прошлом, преобразованный людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия своим материальным и социально-экономическим потребностям (город ,промзона и т.д)

Характеристика городской среды.

Городская среда обитания (проживания) —совокупность конкретных условий, созданных человеком и природой в границах населенного пункта, которые оказывают влияние на уровень и качество жизнедеятельности человека. Городская территория резко отличается от естественных экосистем. Она характеризуется высокой плотностью населения, сильным загрязнением: химическим, бактериальным, шумовым, электромагнитным, информационным.

5.Характеристика бытовой и природной среды.

Природная среда (Биосфера)—область распространения жизни на Земле, не испытавшая техногенного воздействия (атмосфера, гидросфера, верхняя часть литосферы).

Жилая (бытовая) среда —это совокупность условий и факторов, позволяющих человеку на территории населен­ных мест осуществлять свою непроизводственнуюдеятель­ность.

Большое значение в формировании условий жизнедеятельности человека имеют физические факторы жилой среды (Освещенность,, шум, вибрация, влияние загазованности воздуха и электромагнитных полей))

ПРИРОДНАЯ СРЕДА

Природная среда

совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов. 1). Окружение, совокупность природных условий существования человеческого общества, животных, растительных и других организмов, на которую прямо или косвенно воздействует человечество и с которой связана его хозяйственная деятельность. Понятие «окружающая среда» и природная среда не совпадают по объему, и не только из-за включения в первую социальной среды, но и потому, что из понятия «природная среда» исключается та часть биосферы, которая коренным образом преобразована человеком в объекты хозяйственной деятельности (здания, дороги, механизмы, пахотные и иные хозяйственные угодья, промышленные отвалы, зеленые насаждения и т. п.), т. е. в техносферу. Термином «природная среда» (природа) чаще всего обозначают совокупность объектов и систем материального мира в их естественном состоянии, не являющемся продуктом трудовой деятельности человека. 2). Источник важнейших природных ресурсов, таких как биопродуктивная почва, вода, минералы и руды, носители тепла и энергии (нефть, газ, уголь, уран, торф), обеспечивающие существование и развитие биосферы.

Оцените определение: Отличное определение — Неполное определение ↓

Источник: Аграрная экономика термины и понятия. Энциклопедический справочник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *