Закон всеобщей связи вещей и явлений в природе и обществе
И природа, и общество находятся в одной сети системных взаимодействий.
Закон цепных реакций
Любое частное изменение в системе неизбежно приводит к развитию цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации произведенного изменения или формирования новых взаимосвязей и новой системной иерархии.
Закон оптимальности
Любая система функционирует с наибольшей эффективностью в некоторых характерных для нее пространственно временных пределах, а каждый биологический вид адаптирован к строго определенной, специфичной для него совокупности условий существования, называемой экологической нишей.
Закон биосферы В.И.Вернадского
Биосфера неизбежно превратится в ноосферу, т.е. в сферу, где разум человека будет играть доминирующую роль в развитии системы человек-природа.
Закон критических величин фактора
Если один из экологических факторов выходит за пределы критических (пороговых или экстремальных) значений, то особям (организмам) грозит смерть, несмотря на оптимальное сочетание других факторов. …Поэтому в каждый конкретный момент из всех экологических факторов решающее значение для организмов и популяций имеет тот, значения которого приближаются к границам диапазона толерантности или выходят за его пределы.
Принцип Ле Шателье-Брауна
При любом внешнем воздействии, которое выводит экосистему из состояния равновесия, в системе усиливаются те процессы, которые ослабляют это воздействие, т.е. система стремится вернуться в состояние равновесия. При этом, чем больше отклонение от состояния экологического равновесия, тем значительнее должны быть энергетические затраты для ослабления противодействия экосистем этому отклонению.
В более общем виде: если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, произведено внешнее воздействие, то система стремится отреагировать таким образом, чтобы скомпенсировать произведенное воздействие (если это возможно).
Устойчивость экосистемы
Способность экосистемы возвращаться в исходное (или близкое к нему) состояние после воздействия каких-либо факторов, которые выводят её из равновесия.
Принцип эмерджентности
Принцип не сводимости свойств целого к сумме свойств его частей (Н.Ф. Реймерс, Ю. Одум).
Принцип неравновесной динамики Пригожина-Онсагера
Принцип, сутью которого является следующее: неравновесность есть то, что порождает «порядок из хаоса». Общий принцип для открытых систем.
Принцип Реди
Все живое происходит только от живого.
Биогеохимические принципы Вернадского
Первый принцип. «Биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению».
Второй принцип. «Эволюция в ходе геологического времени, приводящая к созданию форм жизни, устойчивых в биосфере, идет в направлении, увеличивающем биогенную миграцию атомов биосферы».
Третий принцип. «В течение всего геологического времени … заселение планеты должно было быть максимально возможное для всего живого вещества, которое тогда существовало».
Биогеохимические принципы Вернадского направлены на увеличение КПД биосферы в целом.
Правило биологического усиления
Накопление живыми организмами ряда химически стабильных веществ (пестициды, радионуклиды и др.) приводит к усилению их действия по мере прохождения в биологических циклах и пищевых (трофических) цепях.
Правило «трех третей»
Стратегическое соотношение условий для экологии человека (на глобальном, региональном и локальных уровнях): треть территории должна быть занята заповедной дикой природой, треть – ограниченное хозяйственное использование с сохранением естественного ландшафта, треть – подвергаться окультуриванию (дороги, города, агроэкосистемы и др.).
Правило 1%
Изменение энергии природной экосистемы в среднем на 1% (от 0,3 до 1%) выводит экосистему из состояния равновесия.
Вывод: относительно безопасный уровень потребления ресурсов биосферы не должен превышать 1%.
Пропорция (уравнение) Рэдфилда
Оптимальное соотношение атомов важнейших элементов в биосфере составляет C:N:P=100:15:1.
5. Оболочки планеты: состав, основные процессы.
Атмосфера
Атмосфера – газообразная (газовая) оболочка планет. Атмосфера Земли состоит из смеси газов, водяных паров и мелких частиц твердых веществ. Основа атмосферы – воздух, представляющий собой смесь газов, в первую очередь азота, кислорода, аргона и углекислого газа.
Атмосфера Земли уникальна по содержанию в ней различных газов, в том числе инертных. Главными составляющими частями верхних слоев атмосферы являются H2 и He, а также их ионы. Атмосфера Земли имеет массу ~ 5,15٠1015т. Содержание основных компонентов воздуха и малых добавок в нем приведено далее.
| Компоненты | Содержание, % | |
| Массовая доля | Объемная доля | |
| Азот | 75,52 | 78,09 |
| Кислород | 23,15 | 20,94 |
| Аргон | 1,28 | 0,93 |
| Диоксид углерода | 0,046 | 0,033 |
| Неон | 1,2•10-3 | 1,8•10-3 |
| Гелий | 7,2•10-5 | 5,2•10-4 |
| Криптон | 3,3•10-4 | 10-4 |
| Ксенон | 3,9•10-5 | 8•10-6 |
| Оксид азота | 2,5•10-3 | 2,5•10-4 |
| Водород | 3,5•10-6 | 5•10-5 |
| Метан | 0,8•10-4 | 1,5•10-4 |
| Диоксид азота | 8•10-5 | 1,5•10-4 |
| Озон | 10-5 – 10-6 | 2•10-6 |
| Диоксид серы | - | 2•10-8 |
| Оксид углерода | - | 10-5 |
| Аммиак | - | 10-6 |
По характеру изменений температуры с ростом высоты различают несколько сфер, разделенных узкими переходными зонами, называемыми паузами.
Тропосфера– нижний, примыкающий к Земле слой. Характеризуется средним вертикальным градиентом температуры 6 град/км.
Стратосфера – слой, следующий после тропосферы. Здесь температура остается примерно постоянной до высоты 25 км, а затем постепенно возрастает почти до0°С на нижней границе стратопаузы (около 55 км).
Мезосфера – слой, расположенный выше стратосферы. Характеризуется новым понижением температуры в среднем примерно до-100°С на высоте около80 км.
Термосфера – слой, находящийся выше мезосферы. В термосфере кинетическая температура постепенно возрастает с высотой.
Ионосфера – слой атмосферы от~60 до500 км.