Экология .Учебн.пособие.Серия "Высшее образование".Гриф МОиН РФ
В учебном пособии "Экология" излагаются главные положения современной экологии, строение и эволюция биосферы, роль живого вещества в биосфере, дается концепция ноосферы. Автор делает попытку показать связь процессов и явлений, происходящих как на уровне локальных экологических систем, так и глобальн
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 6
ГЛАВА 1. Предмет и задачи экологии 9
1.1. Возникновение и развитие науки "экология" 10
1.2. Превращение экологии в междисциплинарную науку 14
1.3. Предмет экологии 17
1.4. Задачи экологии 19
1.5. Структура экологии 20
ГЛАВА 2. Учение о биосфере 27
2.1. Понятие "биосфера" 29
2.2. Строение биосферы 30
2.3. Вещество биосферы 38
2.4. Живое вещество: видовой состав и масса 39
2.5. Состав живых организмов 45
2.6. Основные свойства и функции живого вещества 48
2.7. Круговорот веществ в биосфере 54
2.7.1. Круговорот углерода 56
2.7.2. Круговорот азота 57
2.7.3. Круговорот кислорода 58
2.7.4. Круговорот серы 59
2.7.5. Круговорот фосфора 60
2.8. Эволюция биосферы 60
2.9. Энергетический баланс биосферы 63
2.10. Биосфера как целостная система 64
2.11. Человек и биосфера 67
2.12. Ноосфера как ступень развития биосферы 70
2.13. Эксперимент "Биосфера-2" 71
ГЛАВА 3. Экосистемный уровень организации биосферы 76
3.1. Понятие "экосистема" 77
3.2. Свойства и функции экосистемы 79
3.3. Компоненты экосистемы 83
3.4. Биотические компоненты экосистемы 86
3.5. Абиотические компоненты экосистемы 106
3.6. Динамика и развитие экосистем 124
3.7. Продуктивность экосистем 125
3.8. Зональность макроэкосистем 126
3.9. Разрушение естественных экосистем 130
3.10. Потеря биоразнообразия природных экосистем 132
ГЛАВА 4 . Экологические факторы и законы экологии 136
4.1. Классификация экологических факторов 137
4.2. Абиотические факторы 138
4.3. Биотические факторы 145
4.4. Основные законы экологии 151
ГЛАВА 5. Экологические принципы функционирования экосистем 159
ГЛАВА 6. Природные ресурсы биосферы и загрязнение среды 169
6.1. Классификация природных ресурсов 170
6.2. Использование ресурсов и проблемы загрязнения среды 172
ГЛАВА 7. Рост населения и емкость биосферы 177
7.1. Основные демографические показатели 178
7.2. Концепция демографического перехода 180
7.3. Закономерности размещения населения 194
7.4. Прогнозы на будущее 198
7.5. Емкость биосферы и численность населения 198
ГЛАВА 8. Воздушные ресурсы биосферы и глобальные экологические проблемы 206
8.1. Воздушные ресурсы биосферы 206
8.2. Загрязнение атмосферы и экологические последствия 207
ГЛАВА 9. Водные ресурсы биосферы и глобальные экологические проблемы 216
9.1. Водные ресурсы биосферы 217
9.2. Использование водных ресурсов 220
9.3. Загрязнение водных ресурсов и экологические последствия 225
ГЛАВА 10. Земельные ресурсы биосферы и глобальные экологические проблемы 232
10.1. Земельные ресурсы биосферы 232
10.2. Использование земельных ресурсов 237
10.3. Земельные ресурсы и продукты питания 238
10.4. Деградация земельных ресурсов и экологические последствия 243
ГЛАВА 11. Энергетические ресурсы биосферы и глобальные экологические проблемы 251
11.1. Использование топливно-энергетических ресурсов биосферы 252
11.2. Альтернативные виды топлива 260
ГЛАВА 12. Концепция устойчивого развития 265
12.1. История становления концепции устойчивого развития 268
12.2. Становление концепции устойчивого развития 273
12.3. Переход к практике устойчивого развития 279
Литература 285
Введение 6
ГЛАВА 1. Предмет и задачи экологии 9
1.1. Возникновение и развитие науки "экология" 10
1.2. Превращение экологии в междисциплинарную науку 14
1.3. Предмет экологии 17
1.4. Задачи экологии 19
1.5. Структура экологии 20
ГЛАВА 2. Учение о биосфере 27
2.1. Понятие "биосфера" 29
2.2. Строение биосферы 30
2.3. Вещество биосферы 38
2.4. Живое вещество: видовой состав и масса 39
2.5. Состав живых организмов 45
2.6. Основные свойства и функции живого вещества 48
2.7. Круговорот веществ в биосфере 54
2.7.1. Круговорот углерода 56
2.7.2. Круговорот азота 57
2.7.3. Круговорот кислорода 58
2.7.4. Круговорот серы 59
2.7.5. Круговорот фосфора 60
2.8. Эволюция биосферы 60
2.9. Энергетический баланс биосферы 63
2.10. Биосфера как целостная система 64
2.11. Человек и биосфера 67
2.12. Ноосфера как ступень развития биосферы 70
2.13. Эксперимент "Биосфера-2" 71
ГЛАВА 3. Экосистемный уровень организации биосферы 76
3.1. Понятие "экосистема" 77
3.2. Свойства и функции экосистемы 79
3.3. Компоненты экосистемы 83
3.4. Биотические компоненты экосистемы 86
3.5. Абиотические компоненты экосистемы 106
3.6. Динамика и развитие экосистем 124
3.7. Продуктивность экосистем 125
3.8. Зональность макроэкосистем 126
3.9. Разрушение естественных экосистем 130
3.10. Потеря биоразнообразия природных экосистем 132
ГЛАВА 4 . Экологические факторы и законы экологии 136
4.1. Классификация экологических факторов 137
4.2. Абиотические факторы 138
4.3. Биотические факторы 145
4.4. Основные законы экологии 151
ГЛАВА 5. Экологические принципы функционирования экосистем 159
ГЛАВА 6. Природные ресурсы биосферы и загрязнение среды 169
6.1. Классификация природных ресурсов 170
6.2. Использование ресурсов и проблемы загрязнения среды 172
ГЛАВА 7. Рост населения и емкость биосферы 177
7.1. Основные демографические показатели 178
7.2. Концепция демографического перехода 180
7.3. Закономерности размещения населения 194
7.4. Прогнозы на будущее 198
7.5. Емкость биосферы и численность населения 198
ГЛАВА 8. Воздушные ресурсы биосферы и глобальные экологические проблемы 206
8.1. Воздушные ресурсы биосферы 206
8.2. Загрязнение атмосферы и экологические последствия 207
ГЛАВА 9. Водные ресурсы биосферы и глобальные экологические проблемы 216
9.1. Водные ресурсы биосферы 217
9.2. Использование водных ресурсов 220
9.3. Загрязнение водных ресурсов и экологические последствия 225
ГЛАВА 10. Земельные ресурсы биосферы и глобальные экологические проблемы 232
10.1. Земельные ресурсы биосферы 232
10.2. Использование земельных ресурсов 237
10.3. Земельные ресурсы и продукты питания 238
10.4. Деградация земельных ресурсов и экологические последствия 243
ГЛАВА 11. Энергетические ресурсы биосферы и глобальные экологические проблемы 251
11.1. Использование топливно-энергетических ресурсов биосферы 252
11.2. Альтернативные виды топлива 260
ГЛАВА 12. Концепция устойчивого развития 265
12.1. История становления концепции устойчивого развития 268
12.2. Становление концепции устойчивого развития 273
12.3. Переход к практике устойчивого развития 279
Литература 285
ВВЕДЕНИЕ
Предоставленные сами себе,события имеют тенденциюразвиваться от плохого к худшему.Закон Мерфи
ХХ в. сильно "спрессовал" как время, так и пространство. Еще совсем недавно Земля представлялась огромной. Поездка из Москвы в Санкт-Петербург в начале ХVIII в. занимала летом до 2-3 недель. Благодаря научно-техническим достижениям, обусловленным доступностью природных ресурсов Земли, мы в течение суток оказываемся в любом уголке планеты. Планета стала маленькой… А мусорные свалки высоко в горах и на удаленных океанических островах лишний раз убеждают в степени преобразования современной цивилизацией лика Земли.
Канули в прошлое идеалистические представления о неисчерпаемости и бесплатности даров природной кладовой: ресурсы Земли стремительно сокращаются. Взрывообразный рост населения и увеличение темпов потребления в ХХ в. привели к тому, что разрушение природной среды достигло планетарных масштабов - человечество преобразовало более половины всех природных экосистем Земли, биосфера перестала справляться с переработкой потоков загрязнения. Экологические проблемы, которые еще в начале прошлого века носили локальный характер, за столетие стремительно превратились в глобальные проблемы современности: нехватка пресной воды, исчезновение биологических видов, недостаток пахотных земель, опустынивание и эрозии, критическое количество отходов, качество воздуха, загрязнение водоемов и т.д. Все это может привести в ближайшие десятилетия к болезненному экологическому кризису, к коллапсу природных систем, обеспечивающих и поддерживающих жизнь на Земле.
Блага, которые нам дает природа, зависят от степени сохранности всех деталей отлаженного механизма ее функционирования. Потеря или преобразование нескольких, даже на первый взгляд и не самых значимых, элементов природной системы может привести к "сбоям" многообразных связей, пронизывающих окружающую среду. Так, системы жизнеобеспечения во многом зависят от мельчайших существ планеты - бактерий, размер которых измеряется микронами. Но поскольку до сих пор их большая часть неизвестна, то и прогнозы изменения природных систем планеты априори приблизительны: мы можем лишь предполагать, как поведут они себя при условии увеличения нагрузок на природную среду. Поэтому будущее человечества зависит от полноты знаний о сложном переплетении процессов в локальных и глобальных экологических системах. Но для этого необходимы достаточная осведомленность о существующих невероятно сложных связях в природе, о состоянии природных систем планеты, четкий "бухгалтерский" подсчет прихода и расхода природного баланса, а главное - и
готовность всех людей к изменению привычного стиля жизни. Решение многих актуальных экологических проблем невозможно без моделирования многокомпонентных и многоуровневых природных систем, анализа временных и пространственных взаимосвязей.
Экологи-оптимисты предполагают, что еще существует "окно", благодаря которому можно исправить сложившуюся ситуацию. Многие экологи-пессимисты сравнивают набранный темп беспечного и потребительского отношения к природе с обгоняющим время поездом, без остановок мчащимся в один конец - к краю пропасти. Задача же экологов-прагматиков - найти правильный алгоритм взаимодействия существования современного и последующих поколений человечества в гармонии с окружающей средой.
Директор Института политических и социальных исследований Деннис Медоуз построил в университетском парке штата Нью- Хемпшир (США) своеобразную "полосу препятствий" для студентов и специалистов из других стран, приезжающих на стажировку по устойчивому развитию. В парке на высоте 6 м протянуты между вековыми соснами стальные канаты, к реке спускаются "тарзанки", между деревьев построены крутые лестницы, ведущие к вершинам деревьев. Основная задача мастеркласса - формирование интернациональной команды, каждый участник которой должен пройти, преодолевая страх, эту полосу препятствий. Важным условием преодоления является ровно один момент - страховочные канаты находятся в руках у членов команды из других стран. Таким образом, эта почти детская игра лишний раз заставляет задуматься, что мир един и многие решения и действия одних людей так или иначе "канатами" связаны с жизнью людей из других уголков планеты. И спрятать голову от назойливых экологических проблем даже отдельным государствам не удастся. Поэтому непрем
енным условием перехода к устойчивому развитию общества является продвижение к этой цели не за счет других стран, а совместно с ними, т.е. приоритетность глобальных интересов. Таким образом, сохранение природных экологических систем и может стать глобальной идеей, объединяющей различные культуры и народы.
Предоставленные сами себе,события имеют тенденциюразвиваться от плохого к худшему.Закон Мерфи
ХХ в. сильно "спрессовал" как время, так и пространство. Еще совсем недавно Земля представлялась огромной. Поездка из Москвы в Санкт-Петербург в начале ХVIII в. занимала летом до 2-3 недель. Благодаря научно-техническим достижениям, обусловленным доступностью природных ресурсов Земли, мы в течение суток оказываемся в любом уголке планеты. Планета стала маленькой… А мусорные свалки высоко в горах и на удаленных океанических островах лишний раз убеждают в степени преобразования современной цивилизацией лика Земли.
Канули в прошлое идеалистические представления о неисчерпаемости и бесплатности даров природной кладовой: ресурсы Земли стремительно сокращаются. Взрывообразный рост населения и увеличение темпов потребления в ХХ в. привели к тому, что разрушение природной среды достигло планетарных масштабов - человечество преобразовало более половины всех природных экосистем Земли, биосфера перестала справляться с переработкой потоков загрязнения. Экологические проблемы, которые еще в начале прошлого века носили локальный характер, за столетие стремительно превратились в глобальные проблемы современности: нехватка пресной воды, исчезновение биологических видов, недостаток пахотных земель, опустынивание и эрозии, критическое количество отходов, качество воздуха, загрязнение водоемов и т.д. Все это может привести в ближайшие десятилетия к болезненному экологическому кризису, к коллапсу природных систем, обеспечивающих и поддерживающих жизнь на Земле.
Блага, которые нам дает природа, зависят от степени сохранности всех деталей отлаженного механизма ее функционирования. Потеря или преобразование нескольких, даже на первый взгляд и не самых значимых, элементов природной системы может привести к "сбоям" многообразных связей, пронизывающих окружающую среду. Так, системы жизнеобеспечения во многом зависят от мельчайших существ планеты - бактерий, размер которых измеряется микронами. Но поскольку до сих пор их большая часть неизвестна, то и прогнозы изменения природных систем планеты априори приблизительны: мы можем лишь предполагать, как поведут они себя при условии увеличения нагрузок на природную среду. Поэтому будущее человечества зависит от полноты знаний о сложном переплетении процессов в локальных и глобальных экологических системах. Но для этого необходимы достаточная осведомленность о существующих невероятно сложных связях в природе, о состоянии природных систем планеты, четкий "бухгалтерский" подсчет прихода и расхода природного баланса, а главное - и
готовность всех людей к изменению привычного стиля жизни. Решение многих актуальных экологических проблем невозможно без моделирования многокомпонентных и многоуровневых природных систем, анализа временных и пространственных взаимосвязей.
Экологи-оптимисты предполагают, что еще существует "окно", благодаря которому можно исправить сложившуюся ситуацию. Многие экологи-пессимисты сравнивают набранный темп беспечного и потребительского отношения к природе с обгоняющим время поездом, без остановок мчащимся в один конец - к краю пропасти. Задача же экологов-прагматиков - найти правильный алгоритм взаимодействия существования современного и последующих поколений человечества в гармонии с окружающей средой.
Директор Института политических и социальных исследований Деннис Медоуз построил в университетском парке штата Нью- Хемпшир (США) своеобразную "полосу препятствий" для студентов и специалистов из других стран, приезжающих на стажировку по устойчивому развитию. В парке на высоте 6 м протянуты между вековыми соснами стальные канаты, к реке спускаются "тарзанки", между деревьев построены крутые лестницы, ведущие к вершинам деревьев. Основная задача мастеркласса - формирование интернациональной команды, каждый участник которой должен пройти, преодолевая страх, эту полосу препятствий. Важным условием преодоления является ровно один момент - страховочные канаты находятся в руках у членов команды из других стран. Таким образом, эта почти детская игра лишний раз заставляет задуматься, что мир един и многие решения и действия одних людей так или иначе "канатами" связаны с жизнью людей из других уголков планеты. И спрятать голову от назойливых экологических проблем даже отдельным государствам не удастся. Поэтому непрем
енным условием перехода к устойчивому развитию общества является продвижение к этой цели не за счет других стран, а совместно с ними, т.е. приоритетность глобальных интересов. Таким образом, сохранение природных экологических систем и может стать глобальной идеей, объединяющей различные культуры и народы.
