5.1 Программная лекция 5.1 по модулю 5

"Основы неоэкологии" - Основные законы, закономерности, правила и принципы в экологии и неоэкологии.

Основная цель модуля - создание фундаментальной базы путем освоения основных законов, закономерностей, правил и принципов, существующих в экологии, для выявления и глубоко научного понимания современного функционирования и изменений в антропосфере под влиянием жизнедеятельности.

В связи с этим необходимо освоение следующих основных знаний которые обеспечат умение решать определенные типовые задачи и способность выполнять производственные функции в профессиональной деятельности:

1.Для чего необходимо знание законов, закономерностей и т.д.материального мира?

2.Какие отношения называют закономерностями?

3.Определение понятия "закон" по Н.И.Кондакову (1975).

4.Что отражают законы мышления?

5.Что значит познать закон?

6.Какие бывают законы?

7.Что представляют собой логические законы?

8.Знания логических законов Аристотеля и Лейбница.

9.Что будет, если в рассуждении будет не соблюден один из законов правильного построения мысли?

10.Определение понятия "законы природы" по М.Троицкому.

11.Почему возникает потребность прибегать к гипотезам, методу приблизительных обобщений, методу аналогий?

12.Определение понятия "гипотеза" по М.Троицкому.

13.Определение понятия "приблизительные обобщения".

14.Определение понятия "аналогии".

15.Основные черты "закономерности". Перечислить, охарактеризовать.

16.Почему закономерность исторична?

17.Может ли один закон отменять другой?

18.Может ли меняться местами причина и следствие?

19.Чем отличаются формулировки законов и закономерностей?

20.Определение понятия "принцип".

21.Принципы сообразуются с природой и обществом или наоборот?

22.Гипотеза Геи. Сущность.

23.Кем и когда создана и опубликована гипотеза Геи?

24.Что явилось толчком к созданию гипотезы Геи?

25.Чем можно объяснить уникальность атмосферы Земли и поддержание последней в таком состоянии?

26.Почему города являются паразитами в биосфере?

27.Сущность объяснения Ю.Одума (1986), что организмы играли основную роль в развитии и регуляции благоприятной геохимической среды.

28.Первый и второй законы термодинамики. Их определение и роль в формулировании гипотезы Геи. Энтропия. Чем достигается низкая энтропия?

29.Важнейшая термодинамическая характеристика организмов, экосистем и биосферы в целом.

30.За счет чего поддерживается упорядоченность?

31.Почему экосистемы являются термодинамическими системами?

32.Закон биогенной миграции (Вернадский). Сущность и значение.

33.Закон внутреннего динамического равновесия. Сущность, следствия его действия и значение.

34.Закон генетического разнообразия. Наиболее важная сфера применения.

35.Закон исторической необходимости. Сущность. Специфика.

36.Закон константности (по Вернадскому).

37.Закон корреляции (по Ж.Кювье).

38.Закон максимизации. Что означает "максимизация"?

39.Закон Вернадского-Бауэра (закон максимума биогенной энергии).

40.Закон минимума (закон Ю.Либиха).

41.Закон ограниченности природных ресурсов.

42.Закон однонаправленности потока энергии.

43.Закон оптимальности.

44.Закон Р.Линдемана (закон пирамиды энергий).

45.Закон равнозначности условий жизни.

46.Закон развития окружающей среды. Следствия закона.

47.Закон уменьшения энергоотдачи в природопользовании.

48.Закон совместного действия природных факторов (закон Митчерлиха - Тинемана - Бауле).

49.Закон толерантности (закон Шелфорда).

50.Закон почвоутомления (уменьшение плодородия).

51.Закон физико-химического единства (Вернадского).

52.Закон экологической корреляции.

53.Закон неограниченного прогресса. Существо его.

54.Законы Б.Коммонера. Соотношение их с другими законами.

55.Проведите самостоятельный анализ и определите законы традиционной экологии и законы неоэкологии.

56.Правило. Общая трактовка.

57.Эколого-термодинамическое правило, правило неизбежных цепных реакций, правило нелинейности внутренних взаимодействий, правило необратимых нарушений, правило постоянства эколого-экономического потенциала, правило 10% и правило 1%.

58.Принципы. Определение понятия.

59.Принципы:направленности эволюции, катастрофического толчка, сукцессионного замещения, Ле-Шателье-Брауна, обманчивого благополучия, принцип Реди и другие.

ЛИТЕРАТУРА

1.Некос В.Е. Основы общей экологии и неоэкологии. Учеб.пособие, часть 2..- Харьков, ХГУ. 1998.- 156 с.

2.Білявський Г.О.,Падун М.А.,Фурдуй Р.С. Основи загальної екології. Вид.друге зі змінами, -Київ: Либідь, 1995.- С.96-102.

3.Кондаков Н.И. Логический словарь-справочник. Второе исправленное и дополненное издание.-М.: Наука, 1995.- 720 с..

4.Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. - М.: Мысль, 1990г., - 637 с.

5.Кормилицын В.И. Цицкишвили М.С. Яламов Ю.И. Основы экологии. Учеб. пособ.- М.: МГУ, 1991.- С.169-170.

5.2. ПРОБЛЕМНАЯ ЛЕКЦИЯ 5.1 ПО МОДУЛЮ 5

"ОСНОВЫ НЕОЭКОЛОГИИ"

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ, ЗАКОНОМЕРНОСТИ, ПРАВИЛА

И ПРИНЦИПЫ В ЭКОЛОГИИ

Основная проблема лекции состоит в поиске путей перехода от ре­зультатов конкретных наблюдений, эксперементов к законам, законо­мерностям м т.д. Многочисленность законов, закономерностей и т.д. обусловлено, кроме объективных причин, нередким их повторениям под другим названием. Такой анализ необходимо самостоятельно осуществить . Проблемность заключается также в заграничении частных и всеобщих закономерностей. От этого будет зависить точность приня­тия решения, осуществленный прогноз и т.д. Чрезвычайно важной явля­ется проблема обоюдного учета частных закономерностей.

Все системы проходят одинаковые стадии развития (возникновения,ста­новление, зрелость и преобразование); поэтому крайне необходимо знание законов дифференциации и интеграции пространственного расши­рения и количественного роста, стадийности, ритмичности развития и т.д. Это может позволить избежать нежелательных последствий, непредсказуемых действий и т.д. Особая проблема - действие законов, закономерностей, при создании человеком новых систем. Здесь важно понимать, что при этом неизбежно изменяются существующие системы и значение этих изменений может быть непредсказуемо. И наконец - ни­какие законы, закономерности не являются абсолютными. Приведенные законы, закономерности и т.д. не исчерпывают всего разнообразия ре­альности, отсюда конструктивный поиск, обогащение новыми открытиями,новыми представлениями.

Открытие законов и закономерностей материального мира - важнейшая задача не только экологии и неоэкологии, но и науки в целом. Это одна из ступеней познания человеком единства и связи, взаимозависимости и цельности мирового процесса, в том числе биосферы и антропосферы.

В категории отношений эти понятия относятся к особой группе отношений, которые определяют развитие и функционирование объективного материального мира. Эти необходимые, устойчивые и существенные отношения называют закономерностями. Иногда это же именуют законами, началами, правилами.

Частных законов существует множество. Для того, чтобы разобраться с этим, необходимо дать опрелеление данного понятия.

По Н.И.Кондакову (1975), ЗАКОН - это внутренняя и необходимая, всеобщая и существенная связь предметов и явлений объективной действительности: прочное, остающееся, повторяющееся, не так часто меняющееся, идентичное в явлении.

Законы мышления отражают законы материального бытия. Познать закон - это значит раскрыть ту или иную сторону сущности исследуемого предмета, явления.

Законы бывают всеобщие и частные. Всеобщие законы развития, движения, присущие природе, обществу и мышлению, изучаются диалектическим матерализмом; частные, специфические законы - частными науками.

Без понимания всеобщих законов трудно понять специальные законы. Поэтому очень кратко, на уровне информации и создания базовой основы остановимся на логических законах.

Логические законы представляют собой отображение в человеческом мозгу объективной закономерности, существующей вне и независимо от сознания природы. Логические законы - вторичны, производны.

Науке известны 4 логических закона. Аристотель открыл три из них: закон тождества, закон противоречия, закон исключения третьего. Спустя несколько веков Лейбниц открыл четвертый закон - закон достаточного основания.

Если в том или ином рассуждении не соблюден один из этих законов, то отсутствует возможность правильного построения мыслей, прийти к верному выводу в результате рассуждения невозможно.

Теперь необходимо обратиться к законам природы. Относительно определения понятия "законы природы" обратимся к учебнику логики М.Троицкого (1866). Согласно этому автору - это общие реальные предложения, в которых выражены установленные постоянства отношений или связи между фактами. Но индуктивное знание законов природы, т.е.переход от частных наблюдений, экспериментов к общему, несмотря на успехи наук, сохраняет ограниченность. Чтобы преодолеть эту ограниченность, приходится прибегать к помощи других методов, а именно, к помощи гипотезы, метода приблизительных обобщений и методу аналогий.

Вспомним, что такое гипотеза.

ГИПОТЕЗОЙ в книге упомянутого выше автора называется предложение, сделанное по недостатку знаний законов природы с целью дедукции из него следствий, согласных с реальными фактами, способными служить ему доказательством.

ПРИБЛИЗИТЕЛЬНЫЕ ОБОБЩЕНИЯ - это предложения, содержащие утверждения или отрицания относительно большинства случаев известного класса.

АНАЛОГИЕЙ называется заключение к какому-нибудь свойству вещи, по сходству ее в нескольких свойствах с другой вещью, когда между тем с этими свойствами неизвестна никакая связь, ни причинности, ни существования.

Основные черты закономерности (равно как и закона) следующие:

1.Объективность( отношения проявляются независимо от воли и сознания людей).

2.Необходимость (наличие причинно-следственных связей, детерминирование одних явлений другими. В результате причина и следствие часто меняются местами).

3.Обязательность проявления закономерности, если сохраняются необходимые для нее условия. Это значит, что закономерности историчны.Исчезают условия - исчезает закономерность.

4.Некоторые закономерности, отвечающие качеству существенности (важности для науки или практики!) именуют ЗАКОНАМИ.

5.Автономность законов и закономерностей, т.е. относительная независимость их друг от друга. Ни один закон не отменяет другой.

Важно помнить о необходимости точного формулирования содержания закона. Эта операция аналогична операции определения понятия. Борьба за точность и конструктивность формулировок законов является весьма актуальной.

Исследователи отмечают точность, "фундаментальность" формулировок законов и расплывчатость формулировок закономерностей.

На основе познания закономерностей разрабатываются принципы. Каждый из принципов должен отражать объективные стороны. Ф.Энгельс отмечал:"Принцип - не исходный пункт исследования, а его заключительный результат... не природа и человечество сообразуются с принципами, а наоборот, принципы верны лишь постольку, поскольку они соответствуют природе и истории".

Вероятно, формулировка принципа должна включать и конструктивную часть - указывать путь его реализации.

И в заключение приведем определение "принципа" по логическому словарю-справочнику Н.Кондакова (1995).

Принцип (лат.principium) - основополагающее первоначало, основное положение, исходный пункт, предпосылка какой-либо теории, концепции.

ГИПОТЕЗЫ, ТЕОРИИ ЭКОЛОГИИ

ГИПОТЕЗА ГЕИ. В основе гипотезы Геи заложено широко известное в традиционной экологии положение о том, что организмы контролируются абиотической средой (физическими факторами), в свою очередь, организмы влияют на абсолютную среду и контролируют ее самыми разнообразными способами. Таким образом, существует биологический контроль на глобальном уровне. Это и явилось основой гипотезы Геи (древнегреческая богиня Земли). Создана гипотеза Джейсом Лавлоком (James Lovelok) - физиком, изобретателем, инженером, а также Линном Маргулисом (Jynn Margulis) - микробиологом и опубликованная в ряде статей и книг в 1973-1979 г.г. Толчком к созданию гипотезы Геи послужил тот факт, что химия атмосферы и сильно забуференная физическая среда Земли резко отличается от условий на любой другой планете Солнечной системы. Объяснить то, что атмосфера Земли с ее уникально высоким содержанием кислорода и низким содержанием двуокиси углерода, а также с умеренными температурными условиями и условиями кислотности на поверхности Земли можно только если учесть (предположить), что основную роль здесь сыграла буферная активность ранних форм жизни. В дальнейшем она продолжалась координироваться активностью растений и микроорганизмов, сглаживающей колебания физических факторов, которые проявлялись бы в отсутствии хорошо организованных живых систем. Например, аммиак, выделяемый организмами, поддерживает в почвах и донных осадках рН, благоприятную для жизнедеятельности самых разнообразных организмов. Без этого продукта жизнедеятельности организмов рН в почве могло бы стать таким низким, что лишь очень немногие виды организмов оказались бы способными выжить в таких условиях.

Одум Ю. (1986) приводит таблицу сравнительного состава атмосферы и температурных условий на Марсе, Венере, Земле, доказывающая, что вероятнее всего именно организмы играли основную роль в развитии и регуляции геохимической среды, благоприятной для них. Регулирующая система ("Гея") делает Землю сложной, но единой кибернетической системой. Все это весьма гипотетично, к тому же пока не найдена реальная сеть системы контроля, хотя большинство признают сильное биологическое влияние на атмосферу. Человек интенсивнее, чем другие организмы пытается изменить физические условия среды для удовлетворения своих нужд, не замечая, что "рубит сук, на котором сидит". Огромные города - всего лишь паразиты в биосфере, если рассматривать их, исходя из потребностей человека в ресурсах жизнеобеспечения, т.е. в воздухе, воде, горючем и пище. Чем крупнее и благоустроеннее становятся города, тем больше им ресурсов требуется и тем больший вред они наносят своему "хозяину" - природной среде.

Формулируя кратко сущность гипотезы Геи можно сказать, что это биологическая регуляция геохимической среды. Но осознать это можно при условии знаний первого и второго законов термодинамики.

Первый закон термодинамики, или закон сохранения энергии гласит, что энергия может переходить из одной формы в другую, но она не исчезает и не создается заново.

Второй закон термодинамики, или закон энтропии, формулируется по-разному, в частности, таким образом: процессы, связанные с превращением энергии, могут происходить самопроизвольно только при условии, что энергия переходит из концентрированной формы в рассеянную (деградирует). Например, тепло горячего предмета самопроизвольно стремится рассеяться в более холодной среде. Второй закон термодинамики можно сформулировать и так: "поскольку некоторая часть энергии всегда рассеивается в виде недоступной для использования тепловой энергии, эффективность самопроизвольного превращения кинетической энергии (например, света) в потенциальную (например, энергию химических соединений протоплазмы) всегда меньше 100%. Энтропия - (от греч. entropie) - поворот, превращение) - мера количества связанной энергии, которая становится недоступной для использования. Этот термин используется как мера измерения упорядоченности, которая происходит при деградации энергии.

Важнейшая термодинамическая характеристика организмов, экосистем и биосферы в целом - способность создавать и поддерживать высокую степень внутренней упорядоченности, т.е. состояние с низкой энтропией. Низкая энтропия достигается постоянным и эффективным рассеянием легко используемой энергии ( например, энергии света или пищи) и превращением ее в энергию, используемую с трудом (например, в тепловую). Упорядоченность поддерживается за счет дыхания всего сообщества, которое постоянно откачивает из сообщества неупорядоченность. Поэтому экосистемы - термодинамические системы, постоянно обменивающиеся с окружающей средой энергией и веществом, уменьшая этим энтропию внутри себя, но увеличивая энтропию во вне, в согласии с законами термодинамики.

ОСНОВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ

Экологические законы, изложенные во многих литературных источниках, и ознакомиться с ними не составляет большого труда. Для простоты и удобства мы здесь излагаем их по Г.А.Билявскому и др.(1993). Основные законы приводятся в алфавитном порядке.

1.ЗАКОН БИОГЕННОЙ МИГРАЦИИ АТОМОВ (или закон Вернадского). Основой миграции является преобладающее влияние живого вещества организмов. Живое вещество либо принимает участие в биохимических процессах непосредственно, либо создает соответствующую, обогащенную кислородом, углекислым газом, водородом, азотом, фосфором и другими веществами среду. Закон имеет большое теоретическое и практическое значение. Понимание всех химических процессов невозможно без учета действия биогенных факторов, в частности, - эволюционных. Сейчас человек влияет на функционирование всего. Негативное влияние его становится глобальным, неуправляемым (опустынивание, деградация, вымирание).

Этот закон позволяет "сознательно и активно упреждать развитие негативных явлений, управлять биохимическими процессами, используя мягкие экологические методы".

2.ЗАКОН ВНУТРЕННЕГО ДИНАМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ..

Вещество, энергия, информация тесно связаны между собой. Изменение одного вызывает изменение всех, но при этом сохраняются общие качества системы: вещественно-энергетические, информационные и динамические.

Следствия действия закона - после любых изменений обязательно развиваются цепные реакции, которые стремятся нейтрализовать эти изменения. Необходимо помнить, что незначительное изменение одного показателя может вызвать сильное отклонение у других и во всей экосистеме. Они могут быть необратимыми, перейти в глобальные. Изменения вызывают ответные реакции, которые обуславливают относительное постоянство эколого-экономического потенциала? Искусственный рост эколого-экономического потенциала ограничен термодинамической устойчивостью природных систем. Это ответ на вопрос конечен ли рост эколого-экономического потенциала. Это один из самых главных законов в природопользовании. Он показывает, что работает свойство саморегулирования, свойство восстанавливаться, но при "соблюдении" закона экологического императива. Превышение требований экологического императива влечет за собой непредвиденные изменения на локальном, региональном и глобальном уровнях.

3.ЗАКОН ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ.

Все живое генетически разное и имеет устойчивую тенденцию к увеличению биологического разнообразия. Это важно в сфере биотехнологии (генная инженерия, биопрепараты) потому, что, благодаря этому закону, всегда можно предвидеть результат нововведений во время выращивания новых микрокультур через возникающие мутации, либо распространения действия на те виды организмов, на которые они были рассчитаны.

4.ЗАКОН ИСТОРИЧЕСКОЙ НЕОБХОДИМОСТИ.

Развитие биосферы и человечества как целого не происходит от более поздних фаз к начальным, общий процесс развития однонаправленный. Повторяются лишь отдельные элементы социальных отношений (рабство) или типы хозяйствования. Этот закон вероятнее всего социальный, а не экологический. Целесообразно проанализировать действия с действиями этого закона в природе.

5.ЗАКОН КОНСТАНТНОСТИ: (сформулированный В.Вернадским).

Количество живого вещества биосферы (за определенное биологическое время) является величиной постоянной. Этот закон тесно связан с законом внутреннего равновесия. По закону константности любое изменение количества живого вещества в одном из регионов биосферы неизбежно приводит к таким же по объему изменениям вещества в другом регионе, но с противоположным знаком. Следствием действия закона есть правило обязательного заполнения экологических ниш.

6.ЗАКОН КОРРЕЛЯЦИИ (сформулированный Ж.Кювье).

В организме, как в целостной системе все части соответствуют друг другу как по строению, так и по функциям. Изменения одной части неизбежно вызывают изменения в других.

7.ЗАКОН МАКСИМИЗАЦИИ ЭНЕРГИИ (сформулированный Г.Ю.Одумом и дополнен Н.Реймерсом).

В конкуренции с другими системами сохраняется та из них, которая больше всего способствует поступлению энергии и информации и использует максимальное их количество и наиболее эффективно. Максимизация - это повышение шансов на выживание. По этому закону система создает хранилище (накопители) высококачественной энергии, которая должна обеспечить: а)поступление новой энергии; б) нормальный круговорот; в) создает механизм регулирования, поддержания; г) устойчивость системы и ее способность приспосабливаться к изменениям; д) налаживание обмена с другими системами.

8.ЗАКОН МАКСИМУМА БИОГЕННОЙ ЭНЕРГИИ (закон Вернадского-Бауэра).

Любая биологическая и "бионесовершенная" система с биотой, которая пребывает в состоянии "устойчивого неравновесия" (динамически подвижного равновесия с окружающей средой), увеличивает, развиваясь, свое влияние на среду. По Вернадскому выживают те, которые увеличивают биогенную геохимическую энергию. По мнению Бауэра все живые системы никогда не бывают в состоянии равновесия и выполняют за счет своей свободной энергии полезную работу против равновесия, которого требуют законы физики и химии при существующих внешних условиях. Этот закон является основой для разработки стратегии природопользования.

9.ЗАКОН МИНИМУМА (сформулированный Ю.Либихом).

Устойчивость организма определяется наиболее слабым звеном в цепи его экологических потребностей. При удовлетворении минимума количества и качества экологических факторов организм выживает, если минимума нет, то система разрушается. Поэтому всегда нужно искать наиболее слабое звено.

10.ЗАКОН ОГРАНИЧЕННОСТИ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ.

Все ресурсы исчерпаемы. Планета является природно-ограниченным телом и на ней не могут существовать бесконечные составные части.

11.ЗАКОН ОДНОНАПРАВЛЕННОСТИ ПОТОКА ЭНЕРГИИ.

Энергия, которую получает экосистема и которая усваивается продуцентами, рассеивается либо с биомассой необратимо передвигается консументам I, II и III порядков, а затем редуцентами. На каждом трофическом уровне происходят большие потери (не более 0,25% начальной энергии возвращается в обратную сторону). Именно поэтому, термин "круговорот энергии" является достаточно условным.

12.ЗАКОН ОПТИМАЛЬНОСТИ.

Ни одна система не может сужаться или расширяться до бесконечности. Ни одни организм не может превышать определенные размеры, которые обеспечивают поддерживание его энергетики. Размеры зависят от условий питания и факторов существования. В природопользовании - это размеры участков полей, выращиваемых животных, растений. Несоблюдение закона приводит к неестественному однообразию на больших территориях (монокультурность), вызывает нарушения функционирования экосистем, экологические кризисы.

13.ЗАКОН ПИРАМИДЫ ЭНЕРГИИ (сформулирован Р.Линдеманом).

С одного трофического уровня экологической пирамиды на другой переходит в основном не более 10% энергии. Этот закон - основа планирования обеспечения населения продовольственными и другими ресурсами.

14.ЗАКОН РАВНОЗНАЧНОСТИ УСЛОВИЙ ЖИЗНИ.

Все природные условия среды необходимые для жизни играют равнозначные роли. Из этого следует другой закон - закон совместного действия экологических факторов, который часто игнорируется.

15.ЗАКОН РАЗВИТИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

Любая природная система развивается лишь за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей среды.

Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно - это вывод из закона термодинамики. Следствие закона:а)абсолютно безотходное производство невозможно; б)более высокоорганизованная биотическая система является постоянной угрозой для менее организованных, поэтому в биосфере не возможно повторное зарождение жизни - оно будет уничтожено уже существующими организмами; в)биосфера Земли как система развивается за счет внутренних и космических ресурсов.

16.ЗАКОН УМЕНЬШЕНИЯ ЭНЕРГООТДАЧИ В ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИИ.

В процессе получения от природной системы полезной продукции со временем (в историческом аспекте на ее изготовление в среднем затрачивается все больше энергии) увеличиваются энергетические затраты на одного человека. Сейчас в 60 раз больше расходы энергии за сутки, чем во времени на ших далеких предков, т.е. несколько тысяч лет назад. Бесконечно ли это? Это можно и следует рассчитывать, планируя свои отношения с природой в целях их гармонизации.

17.ЗАКОН СОВМЕСТНОГО ДЕЙСТВИЯ ПРИРОДНЫХ ФАКТОРОВ (закон Митчерлиха - Тинемана - Бауле).

Объем урожая зависит не от отдельного, пусть даже лимитирующего фактора, а от всей совокупности экологических факторов одновременно. Закон имеет силу при определенных условиях - когда влияние монотонно и максимально проявляется каждый фактор при неизменности других в той совокупности, которая рассматривается.

18.ЗАКОН ТОЛЕРАНТНОСТИ (закон Шелфорда).

Лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень устойчивости (толерантности) организма к данному фактору. По этому закону любое чрезмерное количество вещества или энергии в экосистеме становится ее врагом, загрязнителем.

19.ЗАКОН ПОЧВОУТОМЛЕНИЯ. (уменьшения плодородия): постепенное снижение природного плодородия почв происходит из-за длительного их использования и нарушения природных процессов почвообразования, а также длительного выращивания монокультур (это накопление токсичных веществ, выделяемых растениями, остатки пестицидов и минеральных удобрений).

20.ЗАКОН ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО ЕДИНСТВА ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА (сформулированный В.Вернадским). Все живое вещество Земли имеет единую физико-химическую природу. Это означает, что вредное для одного живого вещества является вредным и для другого, но в различной степени. Здесь есть лишь устойчивость видов к действию того или иного агента. Устойчивость к физико-химическому воздействию, скорость отбора по устойчивости популяции к вредному агенту прямо пропорциональна вредности размножения организма и чередования поколений. Это означает, что длительное употребление пестицидов нецелесообразно, поскольку вредители быстро приспосабливаются и возникает необходимость увеличивать количество внесения пестицидов.

21.ЗАКОН ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КОРРЕЛЯЦИИ: в экосистеме, как и в любой другой все виды живого вещества и абиотические экологические компоненты функционально соответствуют друг другу. Выпадение одной части системы (вида) неизбежно приводит к исключению другой части и к функциональным изменениям.

22.ЗАКОН НЕОГРАНИЧЕННОСТИ ПРОГРЕССА. Он определяется неограниченным развитием от простого к сложному в пределах биологической формы движения материи. Суть закона состоит в том, что все живое в своем вечном непрерывном и абсолютном движении стремится к относительной независимости от условий среды существования. Но при этом понятно, что ничто не может освободиться от среды жизни.

Американский ученый Б.Коммонер дал определение 4 известным законам экологии:1) все связано со всем; 2)все должно куда-нибудь деваться; 3)природа лучше "знает"; 4)ни что не происходит бесследно (за все нужно платить).

Н.Реймерс указывает, что первый закон Коммонера близок по сути к закону внутреннего динамического равновесия; второй - к этому же закону и к закону развития природной системы за счет окружающей среды; третий - предостерегает нас от самоуверенности; четвертый - эту проблему рассматривает закон внутреннего динамического равновесия, законы константности и развития природной системы. По четвертому закону Коммонера мы должны возвращать природе то, что берем от нее, иначе катастрофа неизбежна.

Таким образом, за последние тридцать-сорок лет экология стала многогранной комплексной наукой, главной целью которой является разработка научных основ спасения человечества и среды его существования - биосферы планеты, рациональное природопользование и охрана природы. Поэтому сейчас, когда экологическим воспитанием охвачены все массы населения на планете, знание экологических законов поможет человечеству найти правильные пути к выходу из экологического кризиса. Знание экологических законов позволит взвешенно, обдуманно предвидеть далекую перспективу.

Все выше приведенное свидетельствует о том, что одна часть приведенных выше законов является типичными для традиционной (геккелевской) экологии и служит фундаментальной базой для неоэкологии, другая - несомненно является неоэкологической, и, наконец, третья часть являются актуальной и для традиционной экологии и для неоэкологии.

Правила в общем виде можно трактовать как эмпирические следствия из различных экологических законов.

Эколого-термодинамическое правило Г.Одума, сформулировано автором в 1967 году, он опирался на концепции А.Лотки (1925) и Э.Шредингера (1945) относительно взаимоотношений между термодинамикой и экологией - в любой сложной системе реально существующего мира первостепенную важность имеет поддержание процессов, идущих против температурного градиента (по Дедю, 1990, стр.364).

Правило неизбежности цепных реакций (следствие из закона внутреннего динамического равновесия).

Правило нелинейности внутренних взаимодействий (второе следствие из закона внутреннего динамического равновесия).

Правило необратимости нарушений (третье следствие из закона внутреннего динамического равновесия).

Правило постоянства эколого-экономического потенциала (четвертое следствие из закона внутреннего динамического равновесия).

Правило 10% процентов (см.закон Линдемана или закон пирамиды энергий).

Правило "мягкого" управления. Мягкое, значит - опосредованное, направляющее, восстанавливающее природный баланс, а жесткое - это технологическое. Его можно назвать правилом целесообразного преобразования природы. Это восстановление бывшей естественной продуктивности или ее повышения на основе объективных законов.

Правило 1% процента - изменение энергетики природных систем в пределах 1% выводит природные системы из равновесного (квазистационарного) состояния. Когда происходит переход величины суммарной энергии за 1% от энергии солнечного излучения, это приводит к существенным аномалиям - резким климатическим аномалиям (мощным циклонам, извержениям вулканов и т.д.), переменам в характере растительности, крупным пожарам и т.д.

Принципы направленности эволюции (Л.Онсагера) или закон минимальной диссипации (рассеивания) энергии и другие эволюционные теоремы экологии. Эволюция всегда направлена на снижение рассеивания энергии, на ее неравномерное распределение. Этот принцип среди других принципов экологии и природопользования служит для расшифровки закона оптимальности.

Принцип катастрофического толчка - резкие изменения среды сначала ведут к снижению разнообразия, а затем к взрыву формообразования.

Принцип сукцессионного замещения - биотические сообщества формируют закономерный ряд ЭС, ведущий к наиболее устойчивой в данных условиях природной системе. Это следствие из систематического закона.

Принцип Ле Шателье-Брауна - при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект воздействия ослабляется. Он, в числе других в значительной мере объясняет причины действия закона снижения энергетической эффективности природопользования - чем больше отклонение от состояния экологического равновесия, тем значительнее должны быть энергетические затраты для ослабления противодействия природных систем этому отклонению.

Принцип обманчивого благополучия - первые успехи (или неудачи) в природопользовании по преобразованию природы или управлению ею объективно оцениваются лишь после выявления хода и результатов природных цепных реакций (10-30 лет) в пределах естественного природного цикла (молодой лес сначала может иссушать землю, а затем ведет к повышенному увлажнению территории).

Принцип Реди - живое происходит только от живого, между живым и не живым веществом существует непроходимая граница. Принцип был заново сформулирован В.И.Вернадским в 1924 году.

Модуль 6 "Основы неоэкологии" - Глобальные проблемы жизни.

6.1. Программная лекция 6.1. по модулю 6 "Основы неоэкологии: - Глобальные проблемы неоэкологии"

Основная цель раздела - актуализировать и расширить знания глобальных проблем, изложенных в первой части курса, изучить основные неоэкологические глобальные проблемы, освещенные на международной конференции в Рио-Де-Жанейро, рассмотреть отдельные неоэкологические проблемы характерные в этом аспекте для Украины.

В связи с поставленной целью, в результате освоения данного раздела модуля студенты должны сформировать достаточные умения обеспечивающие способность решать типовые задачи, выполнять производственные функции в своей профессиональной деятельности:

1.Перечень проблем согласно материалам исполнительного директора ООН по охране природы М. К .Толби.

2.Проблемы народонаселения и здоровья.

3.Проблемы воды.

4.Проблемы воздуха.

5.Проблемы землепользования и лесов.

6.Проблемы промышленности, энергетики и отходы.

7.Проблемы транспорта и туризма.

8.Проблемы наводнений, ураганов, засух, антропогенных аварий.

9.Проблемы войны и мира.

10.Проблемы озона и изменения климата. Механизм образования парникового эффекта.

11.Кислотные дожди - наиболее тяжелая форма загрязнения окружающей среды.

11.1.Природные и антропогенные источники кислотных дождей.

11.2.Загрязнение атмосферы различными соединениями.

11.3.Воздействие кислотных дождей на живую и неживую материю.

11.4.Профилактические способы защиты (альтернативные источники энергии;удаление серы из топлива; рациональное сжигание топлива; очистка топочных газов; озеленение; другие способы защиты от кислотного загрязнения).

12.Проблемы атмосферного озона и озоновых "дыр".

12.1. Общие сведения об озоне.

12.2.Содержание зона в атмосфере.

12.3.Вертикальное распределение озона.

12.4. Широтные и временные колебания озона.

12.5. Стратосферный озон.

12.6.Влияние на озон (загрязнение) различных химических веществ.

12.7.Механизм проникновения загрязнений в стратосферу.

12.8.Модели и прогнозы.

12.9.Стратосферный озон и климат планеты.

12.10.Тропосферный озон и его загрязнение. Смоги.

12.11.Влияние озона на жизнь растений.

12.12.Тенденции увеличения тропосферного озона.

12.13.Озонирование воды.

12.14.Озоновые "дыры" над Антарктидой и над Европой.

12.15.Меры по регулированию содержания озона в тропосфере и стратосфере.

ЛИТЕРАТУРА

1.Некос В.Е. Основы экологии неоэкологии. Часть 2. Учеб. пособ.- Харьков.

1998.- 156 с.

2.Толби М.К. Глобальная экологическая сводка.// Химия и жизнь, 1993.- №5..

3.Ховат Л. Кислотный дождь. - М: Стройиздат, 1990. - 81 с.

4.Заиков Г.Е. Маслов С. А., Рубайло В.Л. Кислотные дожди и окружающая среда.- М.: Химия, 1991. - 140 с.

5.Грин Н., Стаут У., Тейлор Д, Биология. В 3-х томах/ Под ред. Р.Сопера -М.: Мир, 1990. - 107 с.

6.Химия окружающей среды./ Под ред. Дж. О. М .Бокриса.- М: Химия, 1992. - 671 с.

7.Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник.- М.:Мысль,1990.- 230 с.

8.Браун Л. Флевин К., Постел С. Рисуя картину устойчивого общества. Энергия.- М.: Наука, 1992.- № 7.- С.45-48.

9.Кыоркоран З. Очистка угля. В мире науки.- М: Наука, 1991- №7.- С.67-79.

10.Национальный доклад Украины на конференции ООН "Окружающая среда и развитие." Бразилия. 1992.- Киев: Час, 1992. - 44 с.

11.Кароль И.Л. Розанов В.В. Тимофеев Ю.А. Газовые примеси в атмосфере -Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 192 с.

12.Химическая энциклопедия. т.3.-М.: Большая Российская энцикл.-С.656-658.

13.Александров З. Л., Кароль И.Л. и др. Атмосферный озон и изменение глобального климата :- Л. Гидрометеоиздат., 1982. - 167 с.

14.Губский Ю.И. Долго-Сабурев В. Д., Храпак В.В. Химическая катастрофа и

экология.- Киев: Здоровье, 1993. -223 с.

15.Орлов В.А. Озонирование воды.- М: Стройиздат, 1984. - 89 с.

16.Одум Б. Тун, Ричард П, Турко. Полярные стратосферные облака и разрушение озонового слоя. В мире науки., 1991.- №8.- С.38-41.

17.ЮНЕП. Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. Заключительный акт., 1987. - 26 с.

6.1. ПРОБЛЕМНАЯ ЛЕКЦИЯ 6.1. ПО МОДУЛЮ 6 "ОСНОВЫ НЕОЭКОЛОГИИ" - ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ НЕОЭКОЛОГИИ.

В дополнение и развитие изложенных в первой части учебного курса глобальных проблем в настоящем разделе основное внимание сосредоточено на материалах, подготовленных исполнительным директором Программы ООН по окружающей среде М. К. Толби к международной конференции в Рио-де-Жанейро. Поскольку экологические глобальные проблемы неразрывно связаны с неоэкологическими, неотвратимым является их некоторое повторение, но не по содержанию, а по смыслу. Поэтому некоторые разделы здесь будут перекликаться с ранее изложенными, тем не менее насыщение их материалами, как правило, новое. Среди наиболее важных и первоочередных проблем ООН выделила следующие: проблему народонаселения и здоровья; проблему жизни и питания; проблему воды; проблему воздуха; проблему землепользования и лесов; проблему промышленности, энергетики и отходов; проблемы транспорта и туризма; проблемы наводнений, ураганов, засух, антропогенных аварий; проблемы войны и мира; проблемы озона и изменения климата; проблемы кислотных дождей и другие.

Как видим практически все проблемы, выдвинутые ООН, не являются проблемами традиционной экологии, а являются проблемами неоэкологии. Это не означает, что относительно чисто экологические проблемы не затронуты в повестке дня ООН. Они есть, например, сохранение биологического разнообразия и другие, но здесь на них мы акцентировать внимание не будем. И так, рассмотрим кратко затронутые проблемы.