Лекция 9 КОНЦЕПЦИЯ БИОСФЕРЫ И ЭКОЛОГИЯ

В 1875 году Эдуард Зюсс – известный австрийский геолог, впервые применил термин «биосфера», который был использован автором и другими учеными только в специальной (геологической и географической) литературе, ввиду того, что данный термин не имел определения. В 1926 году в Ленинграде вышла книга выдающегося русского ученого В.И.Вернадского «Биосфера», в которой дано представление о биосфере Земли как о планетарной оболочке, наполненной, преобразованной и постоянно меняющейся за счет жизнедеятельности организмов, обитающих на планете.

1. Биосфера, ее структура и функции. Под биосферой понимается совокупность всех живых организмов вместе со средой их обитания, в которую входят: вода (гидросфера), нижняя часть атмосферы и верхняя часть земной коры, населенная микроорганизмами (литосфера). Живые организмы и среда их обитания непрерывно взаимодействуют между собой и находятся в тесном, органическом единстве, образуя целостную динамическую систему. Биосфера представляет собой глобальную природную суперсистему, которая в свою очередь состоит из множества подсистем. Эволюция биосферы обусловлена тремя группами факторов: развитием нашей планеты, биологической эволюцией живых организмов и развитием человеческого общества.

Одним из первых учение о биосфере стал создавать и разрабатывать русский ученый В.И.Вернадский. По мнению Вернадского кроме самого живого вещества в состав биосферы входят все продукты его жизнедеятельности, выработанные за время существования последнего. Живое вещество выполняет ведущие функции в формировании земной коры, то есть оно служит основным системообразующим фактором и связывает биосферу в единое целое. Живые организмы в пределах биосферы распределены неравномерно. На большой высоте и в глубинах гидросферы и литосферы организмы встречаются редко. Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности земли, в почве и поверхностном слое Мирового океана. В.И.Вернадский выделил две формы концентрации живого вещества: жизненные пленки и сгущения жизни.

Жизненные пленки существуют в океане (планктонная и придонная) и на суше (наземная и почвенная). Планктонная пленка лежит на границе атмосферы и гидросферы, а донная – на границе гидросферы и литосферы. Верхняя пленка на суше (наземная) расположена на границе атмосферы и литосферы, а почвенная – в литосфере.

Сгущения жизни в океане различают трех типов: прибрежные, саргассовые и рифовые. Сгущения жизни на суше представлены береговыми, пойменными и тропическими формами.

Вся остальная часть биосферы является зоной разряжения живого вещества. Масса живого вещества очень мала по сравнению с массой неживого вещества и составляет 0,01-0,02% от косного вещества биосферы. В то же время живое вещество играет главенствующую роль в геохимических процессах.

Живое вещество в биосфере выполняет следующие важные функции:

Энергетическую функцию – поглощение солнечной энергии и энергии при хемосинтезе, дальнейшая передача энергии по пищевой цепи.

Концентрационную функцию – избирательное накопление определенных химических веществ.

Средообразующую функцию – преобразование физико-химических параметров среды.

Транспортную функцию – перенос веществ в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Деструктивную функцию – минерализация необиогенного вещества, разложение неживого неорганического вещества.

Живые организмы осуществляют миграцию химических элементов в биосфере в процессе дыхания, питания, обмена веществ и энергии.

Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов, который выражается в циркуляции веществ между атмосферой, литосферой, гидросферой и живыми организмами. Динамическая гармония биосферы достигается уравновешиванием ее подсистем, которые постоянно взаимодействуют друг с другом, путем взаимного приспособления. Коэволюция, или взаимное приспособление, обеспечивает условия взаимного сосуществования и повышения устойчивости живой системы. Идея коэволюции является новой перспективной идеей естественных и социальных наук. Ведь в приспособлении друг к другу (как в природе, так и в обществе) решающую роль играет не борьба за существование, а взаимопомощь, согласованность и сотрудничество.

2. Человек и биосфера. Современная биосфера сложилась в результате длительного эволюционного процесса живого и косного вещества нашей планеты. Роль человека в развитии биосферы определяется его биосоциальной природой. Существование человека как гетеротрофного организма зависит от наличия органической пищи, воздуха, воды и т.д. В то же время человек обладает разумом, способностью к труду, творческой деятельностью, производственными отношениями. На ранних этапах существования человека его деятельность не нарушала равновесия в биосфере. Постепенно деятельность человека стала не просто приспособлением к условиям среды, но приобрела разумный целенаправленный характер, изменяя окружающую природу. Деятельность человека стала мощным экологическим фактором, нарушающим равновесие в биосфере. В результате этой деятельности происходят изменения климата, ландшафтов, состава атмосферы, видового и численного состава живых существ. То есть человек создает техносферу, которая не составляет целостную систему с биосферой. Деятельность человека представляет угрозу для экологического равновесия, для существования биосферы. Выходом из экологического кризиса должно стать создание на Земле ноосферы. Ноосфера – это высшая стадия развития биосферы, когда преобразующая деятельность человека основывается на научном понимании естественных и социальных процессов с учетом общих законов развития природы. Термин «ноосфера» переводится буквально как сфера разума. Впервые его ввел в научный оборот Э.Леруа в 1927 году. Вместе с П.Тейяром де Шарденом он рассматривал ноосферу как некое идеальное образование, внебиосферную оболочку мысли, окружающую Землю. Учение о ноосфере было разработано В.И.Вернадским. Важным в учении В.И.вернадского о ноосфере было то, что он впервые осознал и попытался осуществить синтез естественных и общественных наук при изучении проблем глобальной деятельности человека, активно перестраивающего окружающую среду. Стержнем учения Вернадского о ноосфере была мысль о том, что человек несет прямую ответственность за эволюцию планеты.

В настоящее время под ноосферой понимается сфера взаимодействия человека и природы, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным определяющим фактором развития. В структуре ноосферы можно выделить в качестве составляющих: человечество, общественные системы, совокупность научных знаний, сумму техники и технологий в единстве с биосферой. Гармоничная взаимосвязь всех этих составляющих есть основа устойчивого существования и развития ноосферы.

Идеи В.И.Вернадского нашли отражение в современной концепции устойчивого развития. Устойчивое развитие предполагает установление баланса между потреблением и воспроизводством природных ресурсов, обеспечение устойчивого роста благосостояния, социальной защищенности и возможности гармоничного развития личности. Устойчивое развитие – это поступательное движение темпов экономического роста, при котором давление на окружающую среду компенсируется восстановлением ее свойств.