Контрольная работа №1.
Вариант 1.
Содержание.
1. Рост народонаселения, научно-технический прогресс и природа в современную эпоху.
2. Введение термина “Экология” Э. Геккелем для обозначения науки о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой. Современные задачи экологии.
3. Задача.
Литература.
Рост народонаселения, научно-техниче-ский прогресс и природа
В современную эпоху.
Человечество является частью биосферы, продуктом её эволюции. Однако взаимоотношения человека и природных сообществ никогда не были безоблачными. Антропогенный период, т.е. период, в котором возник человек, является революционным в истории Земли. Человечество проявляет себя как величайшая геологическая сила по масштабам своей деятельности на нашей планете.
Развитие технологий и достижение индустриализации цивилизации создало стойкий миф о господстве человека над силами природы. Технические возможности человека изменять природную среду стремительно возрастали, достигнув своей высшей точки в эпоху научно-технической революции. Ныне он способен осуществить такие проекты преобразования природной среды, о которых ещё сравнительно недавно не смел и мечтать.
Казалось бы, человек становится всё менее зависим от природы, подчиняя её своему влиянию, преображая в соответствии со своими целями. Однако всё чаще слышатся слова “охрана природы”, “экологический кризис” и т.п. Выяснилось, что рост могущества человека ведёт к увеличению отрицательных для природы и в конечном счёте опасных для существования человека последствий его деятельности, значение которых только сейчас начинает осознаваться.
За последние сто лет произошли два важных сдвига. Во-первых, резко увеличилась численность населения Земли. Во-вторых, ещё более резко выросло промышленное производство, производство энергии и продуктов сельского хозяйства. Человечество стало оказывать заметное воздействие на функционирование всей биосферы.
Рост народонаселения.
Отклонением от закономерностей равновесия в живой природе стал ускоряющийся рост народонаселения Земли. Число особей какого-либо вида, по биологическим законам, зависит от потенциала размножения, продолжительности жизни, широты приспособительных возможностей и регулируется естественным отбором – совокупностью экологических факторов.
Численность вида животных в природе ограничивается ёмкостью среды и на протяжении длительной эпохи мало меняется, колеблясь около некоторого относительно постоянного уровня. Как правило, виды мелких животных имеют большую численность и больший размах её колебаний по сравнению с видами крупных животных. Для видов млекопитающих существует достаточно выраженная отрицательная корреляция между массой тела и числом особей. Рангу массы тела от 10 до 100 кг, к которому относится человек, соответствует максимальный размах значений видовой численности в пределах от 104 до 106.
На протяжении большей части человеческой истории рост численности народонаселения был почти неощутимым. В настоящее время представляется обоснованной точка зрения, согласно которой плотность заселения Земли приближается к критической. Население земного шара растёт по экспоненте, о чём предупреждал ещё Мальтус.
Согласно экспертным оценкам популяции первых людей, одновременно проживавших на Земле 1 млн. лет назад, насчитывали 100 тыс. индивидов; ко времени появления Homo sapiens – около 500 тыс.; 30-20 тыс. лет назад – примерно 5 млн. На протяжении многих тысячелетий народонаселение мира росло чрезвычайно медленно. К началу 4-го тысячелетия до н.э. оно составляло 300 млн., а к 1500 г. увеличилось до 425 млн. Такие темпы соответствуют годовому приросту максимум до 0,7 %, т.е. до 7 чел. на 10 000 за год. Начиная с эпохи географических открытий рост народонаселения становится экспоненциальным. Приблизительно до начала XVIII века человечество увеличивалось медленно, со средней скоростью около 1% за столетие, что соответствует удвоению численности за тысячу лет. К началу XIXв. население планеты достигло 1млрд. медленно оно набирало силу на протяжении XIXв. и чрезвычайно резко увеличивалось после второй мировой войны.
Нарастание числа людей на Земле, прослежено уже на основании достаточно достоверных исторических данных, приобрело ещё более необычайный характер, стало гиперболическим.
Очень быстрое увеличение численности человечества во второй половине XXв. называют демографическим взрывом. За 50 лет (1949-1999) народонаселение мира увеличилось почти в 2,5 раза, с 2463 до 6010 млн. человека; а на прирост за последние 100 лет приходится три четверти современного числа людей на Земле. Во второй половине XX века с каждым десятилетием среднегодовой прирост увеличивался приблизительно на 10 млн; в 50-х годах он составлял 53,3 млн; в 60-х – 66,7 млн; в 70-х -70,3 млн; в 80-х - 83,4 млн; в 90-х – 84,8 млн. человек. Относительный прирост в середине 60-х годов достиг высшей отметки 2,2% в год. Если для увеличения народонаселения от 1 до 2 млрд. человек понадобилось 107 лет (с 1820 по 1927 г.), то для 3-го миллиарда - 32 года (1959), для 4-го – 15 лет (1974), для 5-го 13лет (1987), для 6-го – 12 лет (1999). Для последнего удвоения численности понадобилось всего 38 лет. Ничего подобного у высших млекопитающих никогда не наблюдалось.
В современном мировом народонаселении доля женщин равна 49,7% с колебаниями в разных странах от 48 до 53%. Средняя продолжительность жизни людей – 63,8 года; в том числе мужчин – 61,8 (от 41 до 79 лет в разных странах), женщины – 65,9 (от 42 до 82 лет). В возрастной структуре населения мира 32% занимают дети (0-14 лет), 61%- люди в возрасте от 15 до 64 лет и 6% - люди старше 65 лет. Усреднённая по полу и возрасту масса тела современного человека составляет 52,8кг. Продолжительность жизни людей в среднем в 2-2,5 раза превышает естественную продолжительность жизни млекопитающих животных с такой же массой тела.
Кроме особых факторов эволюции и истории человечества, в принципе допустивших неуклонный рост численности, значительное ускорение роста вызвано в основном снижением смертности от эпидемий и голода. В XXв. к этим факторам добавилось резкое снижение детской смертности в развивающихся странах, связанное с улучшением гигиенических условий и успехами медицины. Демографический взрыв обусловлен тем, что начиная с середины столетия снижение смертности значительно опередило снижение рождаемости во многих странах мира, причём наиболее резко в развивающихся странах.
В 1990-1995г.г. общий коэффициент рождаемости в мире снизился до 24,6%, общий коэффициент смертности составляет 9,8%, коэффициент естественного прироста – 14,8%. Примерно такие же параметры воспроизводства населения сохраняются и в настоящее время. Это означает, что в среднем каждую минуту на Земле появляются 270 младенцев, умирают 110 человек разного возраста, население мира увеличивается на 160 человек. Каждые сутки в тесном орбитальном космическом корабле под названием планета Земля число пассажиров возрастает на 230тысяч.
Тенденция увеличения населения Земли, по всей видимости, будет наблюдаться и в первой половине XXI столетия. По разным оценкам, к 2025 году на Земле будет от 7,6 до 9,4 млрд. человек. Основная доля прироста населения приходится, и будет приходиться в будущем на развивающиеся страны.
Нынешние темпы роста таковы, что для обеспечения даже тех условий существования, каковы на Земле сейчас, каждое вновь появляющееся поколение обязано построить (и, стало быть, потребить соответствующее количество ресурсов биосферы) новую техноструктуру, равную той, которая в настоящий момент существует на Земле. Задачи беспрецедентные. Насколько они выполнимы? Тревога, которую испытывают в связи с этим, вполне обоснована, если, скажем, рациональный предел расширения земледелия оценить в 2,7 млрд. га. Встречаются весьма оптимистические заявления о том, что Земля может прокормить до 700 млрд. человек. Но большинство учёных считают, что оптимальное количество жителей планеты недолжно превышать 12-20 млрд. Некоторые же демографы полагают, что на Земле живёт уже сейчас больше оптимального «золотого миллиарда».
Проблема небывалого увеличения давления на биосферу растущего населения планеты становится всё более острой. Особенно сложна и печальна картина на уровне отдельных регионов и стран, в которых ежегодно умирают с голоду миллионы человек. Подъём жизненного уровня населения этих районов, для которых зачастую характерны самые высокие темпы прироста населения, составляет одну из основных задач человечества, трудность выполнения которой объясняется хотя бы тем, что даже при сохранении нынешней численности населения планеты для равного обеспечения всех на уровне высокоразвитых регионов необходимо стократное увеличение получаемых материальных благ и многократное увеличение производства продуктов питания.
В то же время в других районах Земли, характеризующихся высоким уровнем давления на биосферу, беспокойство вызывает слишком незначительный прирост численности населения или даже его сокращения.
В нашей стране, несмотря на её огромные размеры и природные богатства, население сокращается на 1 млн. в год, а продолжительность жизни мужчин уменьшилась до 61 года, что в целом свидетельствует о начале процесса депопуляции. В некоторых же других странах проводятся целенаправленные работы по планированию семьи с целью снижения темпов роста населения.
К ощущению современным человеком временной ограниченности жизни прибавилось осознание пространственной ограниченности нашей среды обитания, хотя последствия человеческой деятельности и в пространственном, и во временном отношении с каждым годом становится всё более продолжительными и внушительными.
Рост народонаселения требует увеличения производства продуктов питания, создания новых рабочих мест и расширения промышленного производства. Ежедневно требуется всем людям Земли около 2 млн.т. пищи, 10млн.м3. воды, 2млрд. м3 кислорода. Всеми отраслями человеческого хозяйства ежедневно добывается 300млн.т. веществ и материалов, сжигается около 30млн.т. топлива, используется 2млрд. м3 воды, 65млрд. м3 кислорода.
Характерной особенностью нашего времени являются интенсификация и глобализация воздействия человека на окружающую его природную среду, что сопровождается небывалыми ранее интенсификацией и глобализацией негативных последствий этого воздействия. И если раньше человечество испытывало локальные и региональные экологические кризисы, которые могли привести к гибели какой-либо цивилизации, но не препятствовали дальнейшему прогрессу человеческого рода в целом, то теперешняя экологическая ситуация чревата глобальным экологическим коллажом, поскольку современный человек разрушает механизмы целостного функционирования биосферы в планетарном масштабе. Кризисных точек как в проблемном, так и в пространственном смысле становится всё больше, и они оказываются тесно связанными между собой, образуя своего рода сеть, становящуюся всё более частой. Именно это обстоятельство и позволяет говорить о наличии глобального экологического кризиса и угрозе экологической катастрофы.
Научно-технический прогресс и природа в современную эпоху.
Современные процессы, связанные с увеличением интенсивности воздействия человека на природную среду, рост многообразия форм её преобразования не только ставят на повестку дня исследование необходимых гармоничных связей внутри системы “общество – природа”, но выдвигают как наиболее актуальную проблему сохранения естественного мира. Неоправданный, излишний оптимизм, с которым не только практики, но и теоретики подходят к формированию среды обитания человека без учёта всей её сложности, приводит к неизвестным ранее коренным изменениям природы, отрицательно сказывающимся как на её ценности вообще, так и на эстетических значениях.
Общество, являясь частью глобальной системы, оказывает существенное воздействие на качественную сторону системы в целом. Сегодня важно сознавать неразрывную связь природы и общества, которое носит взаимный характер. Здесь уместно вспомнить слова А.И. Герцена о том, что “природа не может перечить человеку, если человек не перечит её законам”. С одной стороны, природная среда, географические и климатические особенности оказывают значительное воздействие на общественное развитие. Эти факторы могут ускорять или замедлять темп развития стран и народов, влиять на общественное развитие труда.
С другой стороны общество влияет на естественную среду обитания человека. История человечества свидетельствует как о благотворном влиянии деятельности людей на естественную среду обитания, так и пагубных её последствиях.
Рост масштабов хозяйственной деятельности человека, бурное развитие научно-технической революции усилили отрицательное воздействие на природу, привели к нарушению экологического равновесия на планете.
Промышленное производство является основой экономического развития, а следовательно, и подъёма социально-экономического уровня жизни общества. Однако промышленное развитие во всём мире шло без должного учёта исчерпаемости многих видов невозобновляемых ресурсов и понимания того обстоятельства, что восстановительные средообразующие способности природы не беспредельны. Не так много времени прошло, которое отделяет нас от первых пятилеток (30-е годы) и послевоенного восстановления хозяйства (50-е годы), когда в общественном сознании господствовало упоение индустриализацией. Клубы густого чёрного дыма над заводскими трубами или валящий деревья трактор воспринимались символами технического и социального прогресса.
Научно-технический прогресс принёс много положительного в жизнь людей: разум человека открыл новые виды энергии, улучшились условия труда, и увеличилась его производительность в тяжелых и трудоёмких отраслях добывающей промышленности (горнодобывающей, лесной, океаническом рыболовстве и др.), возросли темпы строительства, повысилась продуктивность сельского хозяйства, изобретены высокоэффективные технологии, появились новые материалы, медицинские препараты, уменьшилась детская смертность и выросла продолжительность жизни, выросла скорость получения и переработки информации и многое другое.
Значительная часть принципиально новых технических и технологических решений последних десятилетий XX века родилась в ходе фантастической по масштабам гонки вооружений. Однако сегодня угроза выживания для большинства государств связана не с агрессией потенциального противника, а с состоянием окружающей среды, быстро деградирующей под натиском человеческой деятельности.
Несмотря на усилия и огромные затраты, направленные на предотвращение отрицательных последствий антропогенного воздействия на природу, общий тренд неблагоприятных изменений сохраняется.
То, что современный экологический кризис является обратной стороной научно-технической революции, подтверждает тот факт, что именно не достижения научно-технического прогресса, которые послужили отправной точкой объявления о наступлении НТР, привели и к самым мощным экологическим катастрофам на нашей планете.
К чему же привело бурное развитие экономики и человеческая деятельность? Загрязнение всего земного пространства, - океана, воздуха и воды, “парниковый эффект”, вырубка лесов, исчезновение многих видов растений и животных – вот лишь некоторые основные формы антропогенного воздействия на окружающую среду.
Только в течение последних 4-х десятилетий на Земле произвели столько же продукции, сколько за весь период существования цивилизации до 1950г.
В сфере материального производства возросло потребление природных ресурсов. За годы после второй мировой войны было использовано столько минерального сырья, сколько за всю предыдущую историю человечества.
Поскольку запасы угля, нефти, газа, железа и других полезных ископаемых не возобновляемы, они будут исчерпаны, по расчётам учёных, через несколько десятилетий. Но даже если и ресурсы, которые постоянно возобновляются, на деле быстро убывают. Вырубка леса в мировом масштабе в 18 раз превышает его прирост. Площадь лесов, дающих Земле кислород, уменьшается с каждым годом. Лесные пространства занимали в 1950 г. 15% суши, сейчас – 7%; ежегодно уничтожается более 11млн. гектаров леса. Каждый год сжигается 20кв. км влажных тропических лесов (половина Франции). Планета может лишиться своего главного источника кислорода уже в следующем десятилетии.
Деградирует жизненно важный для людей плодородный слой почвы – и это происходит повсюду на Земле. В то время как Земля накапливает один сантиметр чернозёма за 300 лет, а погибает один сантиметр почвы за 3 года. По данным Всемирной комиссии ООН по окружающей среде и развитию, в настоящее время ежегодно превращается в пустыню 6 млн. гектаров обрабатываемых земель, 20 млрд. теряет свою продуктивность. Кроме того, расширяются территории пустынь: Сахара ежегодно продвигается к югу на 30 миль (48 км).
Не меньшую опасность, чем безудержная эксплуатация ресурсов Земли, представляет собой возросшее за последние десятилетия загрязнение планеты – и мирового океана, и атмосферного воздуха. Мировой океан постоянно загрязняется в основном из-за расширения добычи нефти на морских промыслах. Огромные нефтяные пятна губительны для жизни океана. По данным ООН, ежегодно в мировой океан попадает 30 млрд. тонн нефтепродуктов, 50 000 тонн пестицидов, 5 000 тонн ртути. В океан сбрасываются также миллионы тонн фосфора, свинца, только США сбрасывают в океан до 50 млн. т. отходов. На каждый квадратный километр океанского пространства сейчас приходится 17 тонн различных вредных отбросов с суши.
Огромное количество воды используется в промышленности. На выплавку 1 тонны стали необходимо 200 м3 воды. На производство 1тонны бумаги требуется 100 м3, на изготовление 1тонны синтетического волокна – от 2500 до 5000 м3.
Самой уязвимой частью природы стала пресная вода. Сточные воды, пестициды, удобрения, ртуть, мышьяк, свинец и многое другое в огромных количествах попадают в реки и озёра. Сильно загрязнены Дунай, Волга, Рейн, Миссисипи, Великие Американские озёра. Запасы пресной воды на земном шаре велики, однако потребности в них промышленности, сельского и жилищно-коммунального хозяйства возрастают с огромной быстротой. В современных домах со всеми удобствами расход воды намного больше, чем в домах, необорудованных водопроводом. Интенсивная добыча воды приводит (особенно в больших городах, где плотная застройка препятствует естественному стоку и, следовательно, естественному пополнению самых ценных для человека верхних горизонтов подземных вод) к понижению уровня и постепенному истощению запасов. Дефицит подземных вод ощущается во многих районах земного шара, например в Бельгии, Германии, Швейцарии. Такая же ситуация в некоторых районах России и может распространиться на другие. По заключению специалистов, в некоторых районах Земли 80% всех болезней вызваны недоброкачественной водой, которую вынуждены потреблять люди.
Известно, что без пищи человек может жить пять недель, без воды – пять дней, без воздуха – пять минут. Между тем загрязнение атмосферного воздуха давно превзошло допустимые пределы. Запыленность, содержание углекислоты в атмосфере ряда крупных городов возросли в десятки раз по сравнению с началом XX века.
Значительно загрязняют атмосферу автомобильный транспорт, электростанции, предприятия чёрной и цветной металлургии, нефтегазоперерабатывающей, химической и лесной промышленности.
В результате сжигания различного топлива в атмосферу ежегодно выбрасывается около 20 млрд. тонн углекислого газа. Содержание углекислого газа в атмосфере постепенно возрастает и за последние 100 лет увеличилось более чем на 10%. Углекислый газ препятствует тепловому излучению в космическое пространство, создавая так называемый “парниковый эффект”, что приводит к потеплению климата. По прогнозам климатологов, оно составит к середине века 2-5 градусов.
Выбросы газа в атмосферу уже разрушили 9% озонового слоя, главного защитника земли от ультрафиолетовых лучей. “Озоновая дыра” занимает площадь, равную территории США.
Сжигание топлива при работе угольных ТЭЦ, промышленных предприятий сопровождается образованием диоксида серы и оксидов азота; реагируя с парами воды, они образуют серную и азотную кислоты. В результате в отдельных регионах выпадают осадки, кислотность которых в 10-1000 раз превышает нормальную. На территории России в 1996г. вместе с осадками выпало более 4 млн. тонн серы и 1,25 млн. тонн нитратного азота. Особенно тревожная ситуация сложилась в Центральном и Центрально-Чернозёмном районах, а также в Кемеровской области и Алтайском крае, в Норильске. В Москве и Санкт-Петербурге с кислотными дождями на землю в год выпадает до 1500 кг серы на 1 км2. Заметно меньше кислотность осадков в прибрежной зоне северных, западно- и восточносибирских морей. Самым благоприятным регионом в этом отношении признана Республика Саха (Якутия).
Кислотные осадки вызывают деградацию лесов. Попадая на листья и хвою деревьев, кислоты нарушают защитный восковой покров, делая растения более уязвимыми для насекомых, грибов и других патогенных организмов.
Всё больше ущерб кислотные дожди наносят сельскохозяйственным культурам: повреждаются покровные ткани растений, изменяется обмен веществ в клетках, растения замедляют рост и развитие, уменьшается их сопротивляемость к болезням и паразитам, падает урожайность.
Большое количество вредных веществ в атмосферу поступает с выхлопными газами автомобилей, причём их доля в загрязнении воздуха постоянно растёт; в России – более 30%, а в США – более 60% от общего выброса вредных веществ в атмосферу.
Серьёзной проблемой стал бытовой мусор: твёрдые отбросы, полиэтиленовые пакеты, синтетические моющие средства и т.п.
Исчезает вокруг городов напоённый ароматом растений чистый воздух, реки превращаются в сточные канавы. Груды консервных банок, битого стекла и иного мусора, свалки вдоль дорог, захламлённые территории, искалеченная природа – таков итог длительного господства индустриального мира.