Навигация


Главная
УСЛУГИ
Гостевая книга
Правила пользования
Авторизация / Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Экологические знания - Добровольский ВВ
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая

64 Экологические законы

Научное обоснование пути к устойчивому развитию в решающей степени зависит от способности людей учитывать в своей деятельности законы природы Известно много законов, определяющих ход физических, химических мического или биологических процессов Относительно существования общих законов природы, согласно которым происходят глобальные и локальные комплексные процессы в биосфере и которыми описывается поведение биосферы, загальнов изнанои мнения нет В литературе по этому поводу случаются диаметрально противоположные мнения - от категорического отрицания существования таких законов к описанию около сотни экологических законенів.

Греческий философ Демокрит (460-370 pp до не) считал, что \"ничто не происходит случайно, все происходит по какой-то причине и необходимости\" Аристотель (384-322 pp до не) указывал на наличие в природе и какой-то устремленности в будущее, потому хаотическое движение материи превращается в направленную эволюцию от простого к сложному Китайский философ Чжан Цзай (1020-1078) придерживался мнения, что движение в природ и имеет не хаотичный характер, а определяется законами, которые не зависят от воли людиать від волі людей.

В более поздние времена Ш Монтескье (1689-1755 pp, Франция) развивал идею всеобщей закономерности, которой подчинены явления природы и человечества МВ Ломоносов (1711-1765 pp) пытался постичь \"общее согласие причин \"- единство законов природы Такого же взгляда придерживались Т Грабовский (1813-1855), М Черны сапожный (1828-1889), М Серно-Соловьевич (1834-1866) А их современник - английский философ Г Спенс ер (1820-1903) - твердил о \"непознаваемости\", а именно - о несостоятельности науки проникнуть в сущность вещей и выявлять закономерности речей і виявляти закономірності.

Выдающийся естествоиспытатель и мыслитель ЖБ Ламарк (1744-1829 pp) писал: \"Природа - это слово, которое так часто используется в том смысле, что речь идет об особом творения, - должна представляться как сукупнис во предметов, охватывающих: 1) все существующие физические тела, 2) общие и частные законы, управляющие изменениями состояния этих тел, 3) движение этих тел, который существует в разных формах и из которого вытекает странный порядок вещей, который эта совокупность предметов перед нами раскрываетзкриває".

На рубеже XIX и XX веков Е Геккель попытался на базе теории эволюции дать общие объяснения природных и социальных явлений А Роберт Бойль в те времена отрицал наличие законов, считая, что событие е идбуваеться не благодаря им, а лишь вследствие предыдущих событияій.

Большой реорганизатор естествознания А Эйнштейн показал глубокую взаимосвязь между пространством, временем и движением материи

Представители \"брюссельской школы\", организованной Нобелевским лауреатом ИР Пригожиным, придерживаются мнения, что \"универсальные законы\" действуют только в локальных областях реальности Случайность и необходимые ость выступают не как противоположности - в судьбе системы случайность и необходимость играют важную роль, дополняя друг друга Случайность имеет значение в самой точке бифуркации или в ее окрестностях, а в детерминированных процессах между бифуркации - необходимостьуркаціями - необхідність.

Большое внимание закономерностям уделял выдающийся эколог современности М Моисеев Он уверен в наличии общих законов для процессов, происходящих в косном материи, в живом веществе, в человеческом спильства частности, это зависимость современного и будущего от прошлого; неопределенность мира, наличие бифуркационных механизмов, которые кардинально перестраивают эволюционный процесс с непредсказуемыми нас следствий; непрерывный рост многообразия возможных форм организации и ее сложности, несмотря на существование и противоположных тенденций; принципы отбора существуют как объективно, так и субъективно в виде с вободы выборору.

В массовой прессе широкое распространение получили \"экологические законы Б Коммонера\": все связано со всем; все должно куда-то деваться; природа \"знает\" лучше; ничто не проходит зря (всего надо платит тыза все треба платити).

Здесь верно воспроизведена \"дух\" экологии, важно в процессе экологического воспитания, но мало дает для науки и практики

Известный эколог Н Реймерс предлагает экологические законы разделить на законы для больших систем (10 законов), и законы аутэкологии и популяционной экологии, куда вошли законы классической биологии В широк ко распространенном учебнике популярных украинских авторов (Г Белявский, М Падун, Р Фурдуй) рассматривается более двадцати законов экологамилогії.

Обобщая отмеченные и другие данные с учетом сферы действия экологии как науки рассмотрим как основные такие экологические законы:

Закон Геи: Планета Земля - это динамическая гиперскладна саморегулирующаяся система, все составляющие которой постоянно взаимосвязано изменяются в сторону совершенствования

Ранее было рассмотрено, как почти пять миллиардов лет изменений неживая (косного) природа планеты и как пи изменения влияют на эволюцию биосферы и как, наоборот, биосфера влияет на состояние атмосфер ры, гидросферы, литосферы Указанные изменения происходят настолько медленно, что заметны лишь в историческом (геологическом) времени По человеческий возраст эти изменения несущественны, и нам представляется, что мы живем на окончательного но сложившейся планететі.

Странным и пока необъяснимым явлением является саморегулирования этого эволюционного процесса Это саморегулирования проявляется многими явлениями Например, развитие гидросферы постоянно шел в направлении создания условий в, наиболее благоприятных для жизни Это происходило при самом активном участии самого живого веществини.

Энергетическое саморегулирования происходит благодаря фотосинтезу, который вопреки всем природным и искусственным процессам использования вы-сокопотенцийнои энергии с переводом в низкопотенциального производит состав дни, богатые высокопотенциального энергией органические веществ.

Авторы \"Гея-гипотезы\" английский химик Д Лавлок и американский биолог Л Маргулис считают, что поддержание постоянного (оптимального с точки зрения безопасности жизни) уровня кислорода в атмосфере является следствием киб бернетичнои взаимодействия между живым (анаэробная микрофлора, которая производит метан) и косного (окисление метана влияет на количество кислорода в атмосферев атмосфері).

ВГ Горшков предложил концепцию биологической регуляции окружающей среды, основой которой является следующее С момента возникновения биота не только адаптировалась к окружающей среде, но и мощно ВПЧ ливала на него Под действием биоты формировалось регулируемое окружающую среду с одновременным развитием соответствующего регулирующего механизма самой биоты Поэтому современная биота имеет соответствующую внутреннюю структуру, которая характеризуется распределением общей биомассы, потоками энергии и биогенов по группам организмов Свойства этих характеристик ВГ Горшков назвал законами надежности (устойчивости) биосферы Одной из у языков надежности является биологическим разнообразиемноманіття.

Закон окружающей среды: Все тесно связано, и изменения в одном влияют на другое (т.е. \"все связано со всем\") Любое действие, всякий процесс, происходящих в определенном месте и в определенное время, изменяя состояние локально ой системы, вызывают цепь реакций системы как из-за внутренних, так и через внешние связи \"Автор\" действия наблюдает реакцию локальной системы только через внутренние связи Он может и не догадываться ь, что его действие через внешние связи перешла в системы более высокого уровня и вызвала там ответные реакции - непредвиденные по времени, месту и силаа часом, місцем і силою.

Небольшое колебание почвы от взрыва или землетрясения может разрушить в другом месте гору или сооружение вследствие резонанса в случае со-падения частот колебаний

Когда инженеры вместе с химиками для повышения экономичности двигателя внутреннего сгорания начали добавлять в бензин антидетонационную присадку на свинцовой основе, они не знали, что много десятков в лет человечество будет искать средства защитить себя от вредного воздействия свинца, который сегодня присутствует везде - в воде, растениях, животных, почву.

Закон константности (сохранение): Ничто не исчезает, а лишь меняет вид (\"все должно куда-то деваться\") \"Из ничего даже волей богов ничего не создастся\" (Лукреций)

Широко известные физические законы сохранения энергии и массы являются частными случаями закона константности

Наиболее яркими проявлениями закона являются природные круговороты энергии, вещества и химических элементов Это доказательство единства материального мира, связей между живой и косного вещества

Закон константности широко используется в человеческой практике посредством методов расчета материального и энергетического балансов

Энергия является характеристикой интенсивности движения и взаимодействия всех форм материи Она бывает механической (кинетическая, потенциальная), химической, тепловой, электрической и т.д.

Для биологического объекта или технической сооружения закон константности запишется так:

где Е-количество энергии, полученной снаружи или произведенной в себе вследствие реакций;

Закон экстремума (оптимальности, оптимума): Никакая система, фактор системы, не может превышать или быть меньше критические величины

Очевидно рациональное соотношение формы и размеров биологической особи с ее массой, которые сложились в результате многовековой эволюции в определенных условиях окружающей среды Всякое отклонение какого-то показателя а в сторону превышения или уменьшения от нормального вследствие каких-то причин (мутация, селекция) смертельное.

Такой же результат наблюдается в случае нарушения оптимального количества в популяции

Роковым для живого есть отклонения от определенных диапазонов таких факторов, как температура, давление и т.д.

не смертельно, но сильно влиятельным на эффективность системы управления является нарушение оптимального количества подчиненных у руководителя или количества подразделений

Экономически убыточным и экологически опасным оказалось сооружение гигантских искусственных технических систем - гидроэнергетических комплексов, централизованных систем энергообеспечения и другое

Закон Вернадского: Миграция химических элементов на Земле осуществляется главным образом под влиянием живого вещества

Несмотря на постоянную миграцию химических элементов вследствие естественного движения гидросферы, литосферы и атмосферы, которые перемещают огромные массы веществ, главной движущей силой являются живет Если реки вино осять за год в моря и океаны 2 * 10 10 тонн твердого вещества, то биомасса, которая перемещается сама и постоянно обновляется, составляет 10 25 тонн

Влияние живого вещества на миграцию химических элементов не ограничивается кругооборотом биомассы Часто растения и животные изменяют процессы разрушения поверхности литосферы (выветривание, эрозия, разлив и др.)

Закон экологической пирамиды: Полное использование или преобразования вещества, энергии или информации в системе без потерь невозможно

Этот закон широко известен у биологов как правило трофической (пищевой) пирамиды, а у инженеров - как второй закон термодинамики

Для поддержания жизни нужны энергия и питательное вещество их первоисточником является Солнце, энергия которого позволяет продуцента (растениям и простым) из углекислого газа и воды строить биомолекулы собственно ого тела (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты) по уравнению (7).

Для образования одного молю глюкозы, а это 180 г, необходимо 264 г углекислого газа, 108 г воды и 6,7 * 104 калории энергии Так образуется первая ступень (уровень) пирамиды - ее фундамент, представленный автотрофными организмами (растениями) - продуцентами

Второй уровень трофической пирамиды занимают растительноядные гетеротрофные организмы - животные (консументы-1), третий - хищники (консументы-2) и так далее, вплоть до редуцентов (микроорганизмов), которые превращают в органическое вещество в минеральную, замыкая кругооби.

На каждом уровне пирамиды питания поглощена пища, то есть вещество и энергия, усваивается не полностью, а согласно уравнению:

где Р - поглощенная еда, С - увеличение массы (энергии) консумента; Д - затраты энергии на \"дыхание\", т.е. на поддержание процессов в клетках и органах, В - выделение неиспользованной пищи в виде екскреме Энтискрементів.

Отношение

называют коэффициентом использования пищи, или (по аналогии с искусственными системами) КПД Эта величина мала, поскольку расходы на \"дыхание\" намного больше, чем величина 3

качестве примера в табл 62 приведены данные, характеризующие триланцюгову трофическую пирамиду

Таблица 62 Экологическая пирамида

В целом по биосфере считается, что экосистемы суши стабильные при таком соотношении использования растительной продукции: 0,90 - бактерии, грибы, у 0,10 - черви, моллюски, членистоногие; около 0,01 --позвоночные животных.

Искусственные человеческие творения (машины, механизмы, аппараты), как правило, имеют лучшую энергетическую эффективность, чем природные, их КПД 3095% Но в искусственных системах, которые характеризуются большим количеством ступеней в пирамиды, коэффициент использования природного ресурса (Квпр) тоже будет невеликиким.

Закон разнообразия и конкуренции: Наиболее известным законом биологии является положение учения Ч Дарвина Еще в древние времена греческие философы указывали на наличие в живой природе таких явлений, как отбор (Эм мпидокл) и борьба за существование (Лукреций) Ч Дарвину удалось обобщить материалы многовековых наблюдений большого количества ученых и научно обосновать теорию эволюции органического мира Ответст дно учению Дарвина основными факторами эволюции являются наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный эпохедобір.

Современные формы растений и животных берут начало от первоначальных простых организмов, постепенно претерпевали изменения, которые передавались из поколения в поколение В борьбе за существование в естественных условиях выживаю ют наиболее приспособленные Естественным отбором сохраняются любые жизненно важные признаки, которые действуют на пользу организму и вида, в результате чего образуются новые формы и виды Обязательным условием сут ору результате конкурентной борьбы является наличие многообразия видов и организмемів.

Значение конкуренции для развития анализировалось и в социальных науках Определяя решающую роль техники в развитии человечества, К Маркс писал: \"на место старых машин, инструментов, аппаратов должны прихо одиты новые - более эффективные и сравнительно с размерами своей работы более дешевые \"Соревнования между собой различных форм собственности, методов управления предприятиями, государствами, социальными образованиями и т.д., по литических программ и других человеческих институтов обеспечивают эволюцию Homo Sapienцію Homo Sapiens.

В обобщенном виде закон многообразия и конкуренции изложены так: прогресс (совершенствование) возможен лишь вследствие соревнования различных форм организации; в конкуренции побеждает система, самых пре льше накапливает и эффективно использует вещество, энергию и информации.

Закон эффективности использования: В конкуренции побеждает та система, которая больше накапливает и эффективно использует материю, энергию и информацию

Закон настолько очевиден как для естественных, так и искусственных систем, не требует пояснений Можно лишь обратить внимание на то, что, как следует из предыдущих законов, уменьшение количества уровней пирамиды и повышения КПД являются эффективными средствами повышения конкурентоспособности системи.

Закон эволюционно бифуркационного развития: Эволюционный процесс развития системы ограничено критическими параметрами, которые соответствуют состоянию бифуркации (неопределенности); дальнейший процесс развития непередбаче Ени.

ММ Моисеев, ссылаясь на Лоренца (США), описал явление \"странного аттрактора\" - когда дальнейшее развитие какого-то процесса практически перестает определяться прошлым состоянием, когда небольшое отклонение от имеющегося может иметь какие угодно значительные последствия

Ветка сгибается и возвращается в прежнее состояние под влиянием различных сил до какого-то предела Если сила перейдет эту грань - ветвь сломается, но и как - предсказать невозможно

Анализируя развитие биосферы, некоторые ученые утверждают, что новые организмы возникают не в результате эволюционного отбора, а в результате сиюминутных скачкоподибних изменений Большое значение в этом процессе е идиграе такое явление, как мутацийя.

Напряженный общественное положение государству удается компенсировать различными мероприятиями до определенного предела При переходе границы происходит бунт (революция, контрреволюция), последствия которого предсказать невозможно: кто принимать идет к власти и какой будет государство - оченьо.

Каждый новое направление НТП, наконец, исчерпывает свои возможности и сменяется другим Например, в энергетике паровая машина, несмотря на значительное улучшение показателей за вековую историю существования, в сере единственные XX ст была заменена турбинами и ДВС Сейчас совершенствования идет по пути создания комбинированных установок Об следующий шаг в энергетике сегодня можно только полемизироватьвати.

На рис 63 приведена иллюстрация закона

Еволюційно-біфуркаційні закономірності

Рис 63 Эволюционно-бифуркационные закономерности

Эволюционные зависимости у = f (x) в диапазоне 0 - Ха в естественном и искусственном среде имеют разнообразный характер Для примера на рис 63 рассмотрены два варианта: 1 - прямолинейная зависимость, характ терна для физических и химических процессов (увеличение напряжения вследствие возрастания силы, влияние скорости движения на сток воды и т.п.), и 2 - логистическое уравнение, согласно которому увеличивается численность ос обин популяции или вида, эффективность научно-технических решений тощщо.

При превышении критического значения Ха закономерность резко меняется и процесс может пойти любым путем частности, для биологических группировок численность особей может резко уменьшиться (линия 3), дейст нять регулируемо колебательный характер (кривая 4), повторить логистическую фазу на более высоком уровне (линия 5) Последнее возможно в случае получения популяцией дополнительных свойств или замены ее более прис тосованою условиям популяцииєю.

Закон эмерджентности Свойства целого (системы) невозможно свести к сумме свойств его частей В более крупных единиц (систем) возникают новые (эмерджентные) свойства, которых не было на прежнем уровне в подсисте эми Целое характеризуется совокупным и эмерджентными свойствами Например, стая волков должна, кроме таких свойств волка, как скорость, выносливость, сила и т.д., дополнительную способность коллективного п олювання, которая проявляется в окружении жертвы или отряде ее в подготовленную ловушкутку.

Действие этого закона в значительной степени проявляется в искусственных технических системах, где количество эмерджентных свойств, как правило, превышает количество совокупных свойств Например, для автомобиля до сук совокупного относятся масса и стоимость (цена) Большинство свойств автомобиля - скорость, экономичность, грузоподъемность, надежность и т.д. - является эмерджентностьми.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift Enter
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая
 
Дисциплины
загрузка...
Банковское дело
БЖД
Бухучет и Аудит
География
Документоведение
Экология
Экономика
Этика и Эстетика
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Естествознание
Психология
Религиоведение
Риторика
РПС
Социология
Статистика
Страховое дело
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы