Экологические аспекты устойчивого развития урбоэкосистем

Давайте зададим себе вопрос: Почему мы изучаем экологию и, в частности урбоэкологию как экологию урбанизированных систем и территорий?

Задание 1. Студенты предлагают свои ответы на поставленный вопрос. Варианты ответов записывают на доске или на экране монитора, или экране медиа проектора, через компьютер.

 

Причин «заняться» экологией у нас с вами, как, впрочем, и у всего населения Земли, достаточно много.

По мнению одного из основоположников современной теоретической экологии Юджина Одума (1975), «…человек интересовался экологией с практической точки зрения с самых ранних периодов своей истории». Даже в примитивном (на наш взгляд) обществе человек (каждый индивидуум) для того, чтобы выжить должен был иметь определенные сведения об окружающей среде, о силах природы, о растениях и животных, которые его окружали и могли быть использованы им для тех или иных целях в той или иной форме. Фактически (это следует из представлений ведущих специалистов), цивилизация возникла, когда человек научился использовать огонь (в самой простой форме) и другие средства, позволившие ему изменять по своей воле среду своего обитания. Это можно рассматривать как как овладение возможностью использовать энергетические ресурсы.

…сейчас эту форму использования сил природы («покорение огня») человек развил до уровня использования управляемой (в той или иной степени) ядерной и термоядерной энергии.

…энергетический потенциал современного общества принципиально возрос и расширился в контексте форм, средств и методов её использования. Способность просто греться на солнце трансформировалась возможности применения солнечных батарей для получения электроэнергии. Человек научился использовать энергию ветра сначала для движения парусных судов, а сейчас для получения сравнительно чистой в экологическом плане энергии, преобразуемой в электрическую.

...энергия текущей в реках воды для водяных мельниц и средств поднятия воды, таких как водяное колесо в древнем мире или водяные насосы в средневековой Голландии… в настоящее время используется для выработки электроэнергии на гидроэлектростанциях колоссальной мощности (Красноярская ГЭС, Бурейская ГЭС, Чебоксарская ГЭС и др.).

 

Все это (необходимость взаимодействия с окружающей средой) требовало от людей объективных знаний об окружающей их среде, о закономерностях её устройства, о законах, подчиняясь которым, существует то, что мы, люди, называем ПРИРОДОЙ.

И теперь, если человечество хочет сохранить свою цивилизацию, оно более, чем когда-либо нуждается в предельно объективных и достаточно полных знаниях об окружающей среде, поскольку основные «законы природы» действуют по-прежнему. Рост населения Земного шара и расширение возможностей воздействия на среду лишь изменили их относительное и усложнили зависимость человека от них.

 

Масштабы влияния человека на окружающую среду по своим последствиям сопоставимы с эффектом воздействия геологических факторов. Это создаваемые его руками реки (каналы) и озера – «моря» (водохранилища), уничтожение «морей» (Аральское море), осушение огромных площадей болот и уничтожение их экосистем, заболачивание территорий в зонах подтопления при строительстве водохранилищ, изменения ландшафтов (горы терриконов шахт и изменения горных массивов - плотина в урочище Медеу, котлованы карьерной добычи полезных ископаемых – Коунрадское (Балхашское) месторождение меди, Соколовско-Сарбайский угольный разрез), распашка целинных земель, создание новых лесных массивов и облесение степных территорий и мн. др. Далеко не всегда такие изменения в природе происходили без последствий для неё и оказывались безвредными для человека (трагедия Арала, Семипалатинский ядерный полигон).

Ежегодно из недр Земли извлекается около 100 млрд. т горных пород, при этом значительная их часть добывается открытым способом. В России, например, треть каменного угля и значительное количество железной руды добывается таким способом, и в перспективе объемы вскрышных работ еще более возрастут. Открытые разработки полезных ископаемых нарушают не только почвенный покров. Поскольку карьеры достигают значительной глубины (до 0,8-1,0 км), нарушаются и гидрогеологические условия, возникают так называемые "лунные ландшафты". Вы и сами можете предоставить немало подобных примеров.

 

Задание 2. Приведите известные вам примеры масштабного воздействия человека на окружающую среду: в Нижегородской области, в Российской Федерации, в других странах. Запишите эти примеры в рабочем файле по данной теме. Составьте реестр объектов и территорий с признаками нарушения окружающей среды. Ранжируйте список по степени нарушенности экологического равновесия.

 

Обучающиеся приводят и формулируют основные характеристики известных им примеров масштабных изменений окружающей среды, возникших под действием антропогенного фактора. Для детализации примеров целесообразно использовать доступные обучающимся ресурсы сети Интернет и опубликованные на данный момент факты. На этом этапе осуществляется индивидуальная работа обучающихся.

Предложенные каждым обучающимся индивидуальные примеры обсуждаются обучающимися в форме свободной дискуссии (работа обучающихся в команде). При этом выявляются их (примеров) сильные и слабые стороны, даются предложения по детализации, повышению информативности и усовершенствованию каждого из предложенных примеров (местоположение и адрес объекта, форма хозяйственной деятельности в результате которой возникли изменения среды, перечень негативных последствий, потенциал развития и возможности их локализации и т.п.).

На следующем этапе работы обучающихся в команде по результатам дискуссии в форме круглого стола составляется реестр объектов и территорий с признаками нарушения окружающей среды, а также выполняется ранжирование объектов в этом списке. Текст реестра объектов вносится в портфолио и записывается в индивидуальном файле на рабочем месте каждого из обучающихся.

Ежегодно в атмосферу выбрасывается до 20 млрд. т углекислого газа техногенного происхождения. Зеленый покров планеты не в состоянии использовать это количество CO₂ в процессе фотосинтеза, и за последние несколько десятилетий его содержание в атмосфере увеличилось на 12%. При дальнейшем увеличении масштабов сжигания минерального топлива через 150-200 лет дальнейшее увеличение концентрации CO₂ в воздухе может привести к так называемому эффекту парника, т.е. дополнительному разогреву зеленой поверхности на 3-5° в результате того, что углекислый газ влияет на поглощение длинноволнового излучения. Это может привести к резкому потеплению климата на Земле, таянию полярных льдов и повышению уровня мирового океана на 70 м. Правда, существует мнение и о том, что увеличивающаяся запыленность атмосферы сможет ''уравновесить" парниковый эффект за счет значительного помутнения верхних слоев тропосферы, что затруднит проникновение части длинноволнового излучения к поверхности Земли.

Также следует помнить о том, что с повышением концентрации в воздушном слое углекислого газа неизбежно должна возрасти эффективность фотосинтеза и общая продуктивность растений. В России в атмосферу ежегодно поступает не менее 3 млрд. углекислого газа и более 50-60 млн. т других загрязняющих веществ. В воздухе более чем 60 городов (с обшим населением, превышающим 40 млн. чел.) содержание окислов азота, серы, углеводородов, пыли и других вредных для здоровья человека веществ превышает предельно допустимые нормы в несколько раз. Особо неблагоприятная ситуация в этом отношении сложилась в Ангарске, Норильске, Братске, Волгограде, Омске, Нижнем Новгороде, Челябинске, Кемерове, Нижнем Тагиле, Стерлитамаке и других городах.

При современном уровне развития техники и технологии полностью избежать поступления в атмосферу загрязняющих веществ практически н~

возможно. Поэтому состояние воздушного бассейна оценивается уровнем концентрации этих веществ, т.е. содержанием их в единице объема или массы. Соответственно этому разработаны специальные нормы – п р е д е л ь н о   д о п у с т и м ы е   к о н ц е н т р а ц и и (ПДК) в воздушном бассейне окиси углерода, соединений серы, окислов азота, углеводородов, соединений хлора, других загрязнений.

 

По мнению еще одного из числа ведущих специалистов-экологов Арнольда Ньюмена (Ньюмен, 1989), повышенный интерес человека к экологии и его внимание к экологическим проблемам, обусловлено в первую очередь ощутимыми проблемами (наконец-то человек ощутил их в полной мере) нарушения экологического равновесия на нашей планете. Эти нарушения накапливались постепенно и нередко незаметно (переход количества в качество). Они воспринимались человечеством как неизбежное следствие, казалось бы, необходимых и экономически оправданных хозяйственных акций или действий человека. Однако на современном этапе стало понятным, что уже в недалеком будущем экологические проблемы грозят нам катастрофой, по своим масштабам и глубине последствий сопоставимой с последствиями развязывания атомной войны. Это в буквальном смысле слова глобальные проблемы.

Объективным базисом возникновения и нарастания указанных проблем выступает то, что человек не может жить без всевозрастающего воздействия на окружающую его природную среду. Прогресс цивилизации, к сожалению, неразрывно связан с прогрессирующим антропогенным воздействием на природу Земли. Такое воздействие имеет объективные причины возникновения и преследует вполне конкретные цели: получение пищи, природного сырья (в широком смысле слова), энергетических ресурсов. Нельзя забывать, что пока еще многомиллионное население огромных территорий хронически голодает, и в ряде стран пока еще не удалось преодолеть «голодную смерть». Для этих стран неотложной задачей сегодняшнего дня выступает необходимость накормить, одеть, обеспечить работой, дать образование своему населению, а это миллионы человек. С этими задачами нельзя не считаться, но отсюда – варварская эксплуатация природных ресурсов. Отсюда – нарушение экологических законов, определяющих устойчивое функционирование всех элементов и составляющих частей биосферы, отсюда – перевод проблем сохранения биосферы в категорию второстепенных задач, не дающих сиюминутного и непосредственного экономического эффекта. Отсюда же и разрушительные воздействия на природу вследствие подсечной системы земледелия, вырубки лесов на топливо или в целях получения деловой древесины, перевыпас скота, несбалансированный экспорт ценной древесины и другого природного сырья. Как неизбежный финал перечисленных действий – исчезновение важнейших экологических формаций, способных при правильном потреблении их ресурсов и при разумной эксплуатации бесконечно долго кормить все увеличивающееся население планеты. Увы, уничтожение таких формаций происходит для удовлетворения потребностей текущего дня. Однако жизнь человека на Земле не ограничена только сегодняшним днем, и в случае, если он будет продолжать безудержно и бездумно эксплуатировать природные ресурсы, у него ничего не останется на завтрашний день, не будет того, что есть сейчас. Ситуация еще более сложна, и проблемы отдельных стран могут стать проблемами всего человечества, могут привести к трагедии и даже гибели всей человеческой общности. Это обусловлено тем, что биосфера едина и не может существовать в виде отдельных независимых территориальных комплексов. Разрушение любого из этих комплексов приведет к неизбежности разрушения самой биосферы в целом, притом, что человек сам является её компонентом.

 

Рассмотрим наиболее часто используемое определение понятия «экология».

Экология – это наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой.

 

Этот термин ввел и первым предложил использовать немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 г., опубликовав его в своей книге «Общая морфология организмов» («Generelle Morphologie der Organismen»).

Generelle morphologie der organismen. Allgemeine grundzüge der organischen formen-wissenschaft, mechanisch begründet durch die von Charles Darwin reformirte descendenztheorie.

by Haeckel, Ernst Heinrich Philipp August,

Publication date: 1866

Topics: Morphology, Evolution

Publisher: Berlin, G. Reimer

DOI: https://doi.org/10.5962/bhl.title.3953

https://archive.org/details/generellemorphol01haec/page/n10 (03.03.2019)

 

Термин Экология (русское дореформенное – ойкологія) происходит от древнегреческого – οἶκος – обиталище, жилище, дом, имущество и λόγος – понятие, учение, наука).

 

Как самостоятельная наука «экология» сформировалась лишь к 1900 году. Однако лишь в последние десятилетия это слово приобрело особую популярность. В наши дни каждый остро осознает важность наук о среде для поддержания и повышения уровня современной цивилизации. Экология стремительно становится отраслью науки, которая теснейшим образом связана с повседневной жизнью каждого человека, будь то мужчина или женщина, взрослый человек или ребенок.

 

Современная трактовка понятия экология намного шире, чем в первые десятилетия развития этой науки. В настоящее время чаще всего под экологическими вопросами не вполне корректно понимаются, прежде всего, вопросы охраны окружающей среды. Во многом такое смещение смысла произошло благодаря всё более ощутимым последствиям влияния человека на окружающую среду, однако необходимо разделять понятия ecological («относящееся к науке экологии») и environmental («относящееся к окружающей среде»). Всеобщее внимание к экологии повлекло за собой расширение первоначально довольно чётко обозначенной Эрнстом Геккелем области знаний (исключительно биологических) на другие естественные, а также гуманитарные науки.

 

Образное описание экологии представлено в следующем определении:

Экология – это наука, изучающая взаимоотношения живой и неживой природы.

 

Другое определение, на мой взгляд, абсолютно корректное, дано на 5-м Международном экологическом конгрессе (1990) с целью противодействия размыванию понятия экологии, наблюдаемому в настоящее время. Звучит оно так:

 

Экология – это биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции, сообщества, экосистемы) в пространстве и времени в естественных и изменённых человеком условиях.

 

По мнению ряда специалистов, таких как: Ф.Ф. Исхаков, А.А. Кулагин, Г.А. Зайцев (Исхаков и др., 2015) это определение «…полностью исключает из компетенции экологии как науки аутэкологию…» (см. ниже), что, как они считают, в корне неверно. Однако – это не так. Аутэкология как органическая часть экологии вполне вписывается в рамки биологических наук.

 

Аутэкология (др.-греч. αὐτός — «сам») – раздел экологии, изучающий взаимоотношения организма с окружающей средой.

 

В отличие от демэкологии и синэкологии, сосредоточенных на изучении взаимоотношений со средой популяций и экосистем, состоящих из множества организмов, аутэкология исследует индивидуальные организмы на стыке с физиологией. Вместе с тем Ю. Одум (Odum, 1959) небезосновательно считает данный термин устаревшим в контексте современных представлений, а предмет раздела полагает неотличимым от такового демэкологии. Это связано с тем, что уровнем организации живого, на котором возможно изучение взаимодействия с косной средой, считают популяцию организмов определенного вида.

 

Демэкология – это экология популяций или раздел общей экологии как науки, предметом изучения которого выступает динамика численности популяций, внутрипопуляционные группировки и их взаимоотношения.

 

Термин «демэкология» происходит от древнегреческого слова демос (δῆμος) –народ. В рамках демэкологии выясняются условия, при которых формируются, развиваются и существуют популяции.

…

 

Вот некоторые возможные определения науки «экология»:

 

Экология – познание природы, исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами окружающей среды.

Экология – это наука, изучающая все сложные взаимосвязи в природе.

Экология – биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции, сообщества, экосистемы), в естественных и изменённых человеком условиях.

 

Вообще-то, подобных определений, каждое из которых корректно и имеет свою специфику, можно обнаружить немало в базах данных всемирной сети Интернет и в специальной литературе или учебниках. Используя эти информационные ресурсы вы сможете самостоятельно сформулировать определение понятия «экология».

 

Задание 3. Сформулируйте собственное определение понятия «Экология». Дайте расширенную трактовку этого понятия.

 

Обучающиеся разрабатывают несколько версий (редакций) собственного определения понятия «Экология», используя доступные им ресурсы сети Интернет и существующие на данный момент определения. На этом этапе осуществляется индивидуальная работа обучающихся.

Предложенные индивидуальные версии (редакционные формы) определений обсуждаются обучающимися (работа обучающихся в команде) в ходе дискуссии в форме круглого стола. При этом выявляются их (определений) сильные и слабые стороны, даются предложения по усовершенствованию каждого из предложенных определений отдельно (каждое определение «имеет право на жизнь»).

На следующем этапе работы обучающихся в команде проводится мозговой штурм и вырабатывается единое (общее для всех) определение понятия «экология». Текст определения вносится в портфолио и записывается на доске или экране.