Экология

Экология (греч. oicos - дом и logos - наука) в буквальном смысле - наука о местообитании

• «Общая наука об отношениях организмов со средой обитания»

(Эрнст Геккель, 1866 г.)

• «Экология, или ойкология, - часть зоологии, обнимающая собой сведения касательно жилищ животных…»

(Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона, 1904 г.)

•первые работы по экологии:кто что или кого ест;

•как животные приспосабливаются к сезонным изменениям климата

Начало ХХ века• Эйфория от технических успехов и естественнонаучных

открытий: • покорение Мирового океана• переселение на Марс

30-е годы ХХ века «Мы не можем ждать милостей от природы, взять их у

нее - наша задача» (И. В. Мичурин)«Человек сказал Днепру: Я стеной тебя

запру. Ты с вершины будешь прыгать, ты машины будешь двигать!

- Нет, - ответила вода. Ни за что и никогда!

И вот в реке поставлена железная стена. И вот реке объявлена война, война, война! (…)

Где вчера качались лодки, - заработали лебедки.

Где шумел речной тростник, - разъезжает паровик.

Где вчера плескались рыбы, - динамит взрывает глыбы.

Дни и ночи, дни и ночи, бой с Днепром ведет рабочий».

(С.Маршак, «Война с Днепром», 1931г.)

40-е годы ХХ века • ЭВМ• искусственные

спутники• водохранилища и

гидроэлектростанции• синтетические

материалы• «дымящие» фабрики и

заводы• территории

обводняли, осушали, распахивали, орошали, застраивали, использовали под отходы…

50-е годы ХХ века

• устрашающие статьи о степени загрязнения природной среды:

• Лондонский смог • кислородные автоматы

в Токио • массовая гибель птиц

из-за пестицидов • кислотные дожди• новый тип загрязнения

ядерными отходами

Целинные земли Казахстана и Алтая (1954-1960 гг)

• массовая деградация почв• водно-ветровая эрозия• пыльные бури

• «болезнь Минамата»• Первые случаи заболевания -

1959 г., до 1968 г. завод Chisso Corporation продолжал сбрасывать в залив метилртуть

60-е годы ХХ века «всеобщая озабоченность проблемами окружающей

среды» ( Ю. Одум)• зарождение общественных

движений в защиту природы• первые международные

союзы• практика международного

законодательства и сотрудничества

• 1961 г. - сеть заповедников по всему миру (WWF)

• 1966 г. - Красная книга• первые учебники по экологии

• Римский клуб - 1968 г.• структура Римского клуба• не более 100 членов• собственный бюджет• транскультурный• неформальный• вне политики. • А. Печчеи: «Не всякий здесь

принадлежит к ним, не все, принадлежащие к ним, здесь».

70-е годы ХХ века

Стандартная модель мирового развития

1972 г.- доклад Римскому Клубу “Пределы роста” (население, капиталовложения, использование невозобновляемых ресурсов, загрязнения среды, производство продовольствия). Результаты: через 75 лет сырьевые ресурсы будут исчерпаны

• «Шоковая терапия»: поколебал концепции «постиндустриального» и «информационного» общества, экономического роста

• 1972 г. - 1 международная конференция по окружающей среде и развитию в Стокгольме

• человек - объект экологических исследований

80-е – начало 90-х гг. ХХ века• дискуссии не только в

научных кругах: загрязнение, кислотные дожди, разрушение озонового слоя, потепление климата, исчезновение биоразнооразия, истощение природных ресурсов, Чернобыльская катастрофа, пустыня Аралкум

• «Бразилия» - Терри Гиллиам, 1985 г.

Начало 21 века

• В начале XX века - антропогенные экосистемы - 20% суши

• к концу ХХ в. - 60 %.

Прошло 100 лет..Планета стала маленькой… ХХ в. сильно «спрессовал»

время и пространство: поездка из Москвы в Санкт-Петербург в начале 18 века занимала летом до 2-3 недель

И мусорные свалки высоко в горах и на удаленных океанических островах, лишний раз убеждают в степени преобразования лика Земли современной цивилизацией

Великий мусорный остров

• экологи-пессимисты сравнивают темп потребитель-ского отношения к природе с обгоняющим время поездом, мчащимся к краю пропасти

• экологи-оптимисты предполагают, что еще существует «окно» для исправления ситуации

• экологи-прагматики – ищут выход из сложившейся ситуации

Если рассмотреть проблему достаточно внимательно, то Вы увидите себя как часть этой проблемы.

Закон Мерфи.

Динамика численности населения мира

12000 л.н. - 4 млн., 5000 л.н. - 14 млн., начало нашей эры - 170 млн., 13 век – 360 млн., 1820 г.- 1 млрд., 1925 г. - 2 млрд., 2011 г. - 6,95 миллиардов

• Изменение средней продолжительности жизни: • в каменном веке - 19 л. • в бронзовом веке – 21,5 лет, • в конце средних веков – 27,5 лет, • в начале 20 века в Европе - 40,6 лет, • в 60-е годы 20 века – 71 год в Европе • ожидаемая продолжительность жизни в 21 веке – более

100 лет

• каждую минуту появляется 156 человек в мире• каждый день – город с населением свыше 220 000• каждый год - население крупной страны – около 80

миллионов человек• за 5 лет – крупный регион, как Западная Европа

• В 2050 году население Земли - 9 (8-12) млрд. человек • большинство будет проживать в крупных городах• спрос на продовольствие • чистую воду• исчерпание энергоресурсов• сильный прессинг на природную среду

Земля ночью: 2000 Земля ночью: 2070

• «зеленая революция»• механизация сельского хозяйства• ирригация• селекция и генная инженерия• применение пестицидов и минеральных

удобрений, химических средств защиты растений.

Рост мирового производства зерна во второй половине ХХ века

Рост мирового производства мяса во второй половине ХХ века

Рост мирового производства рыбы (улов + разведение) во второй половине ХХ века

Проблема голода остается…Площадь сельскохозяйственных угодий

• показатель обеспеченности сельскохозяйственными землями:

• по миру менее 0,7 га, • пахотных земель - 0,2 га на каждого жителя планеты (в

1970-х годах - 0,45 га.)

• на 17% орошаемых полей - около 40% продовольствия• площади орошаемые земель в двух самых населенных

стран мира Индии и Китая занимают более 40% пашни

• Наиболее высокий расход пресной воды:

• в регионах орошаемого земледелия

• в урбанизированных и промышленных центрах

• 1 тонна пшеницы - 1500 тонн воды, риса – 7000 тонн, 1 тонна говядины – от 15000 до 70000 тонн.

• Для ежедневных нужд - 20-50 литров воды в день, для производства продуктов питания - 3,5 тысяч литров пресной воды

• семья из четырех человек - вода по объемам сопоставимая с плавательным бассейном

Кризисы речных систем: Колорадо, Ганга, Инда, Иордана, Нила, Тигра, Евфрата, Хуанхэ и др.

понижение уровня грунтовых вод: фермеры Йемена (р. Сана), углубили свои колодцы на 50 метровВ Индии уровень грунтовых вод падает на 1 метр в год.

Загрязнение пресных вод• неочищенные сточные воды• смыв химикатов с полей • радиоактивные отходы• аварийные проливы нефти и

нефтепродуктов, • газодымовые выбросы

человечеству грозит убийственная жажда

• 80 стран мира - нехватка чистой воды (1,2 млрд)

• США - 600 л. в день, европеец –350 л., Африка, к пустыне Сахара - около 10 л. в день

• качество воды

Оборотная сторона зеленой революции...• освоение земель, широкая химизации и интенсификация

сельского хозяйства вызвала процессы эрозии, загрязнение поверхностных и грунтовых вод

• Во всем мире процессам деградации почв подвержено 15% пахотных угодий

эпицентр пояса голода - тропическая Африка - доля голодающих превышает 40%

СтранаКол-во голодающих (млн.человек)

Доля от общей численности населения страны

Индия 209,5 20%

Китай 153,7 12%

Бангладеш 44,0 30%

ДР Кого 39,0 74%

Эфиопия 32,7 46%

Пакистан 37,5 24%

Филиппины 14,6 18%Бразилия 13,1 7%

Танзания 16,4 44%

Вьетнам 13,0 16%

Индонезия 13,8 6%

Таиланд 13,8 22%

Нигерия 11,4 9%

Кения 9,9 31%

Мозамбик 8,3 44%

Судан 8,7 26%Северная Корея 7,6 33%

Йемен 7,6 38%

Мадагаскар 6,6 38%

Колумбия 5,9 13%

Зимбабве 6,0 47%

Мексика 5,3 5%

Замбия 5,0 46%

Всего в мире 850 13%

Энергетические ресурсы и экологические проблемы

• 19% мирового энергопотребления за счет возобновляемых энергоисточников, остальные

• «Мой отец ездил на верблюде, я вожу автомобиль, мой сын летает на реактивном самолете, а мои внуки будут ездить на верблюде»

Нефть – кровь индустриальной экономики.

• Что произойдет, если экономика вдруг лишится этой крови?

• Добыча начинается с нуля;• Добыча повышается к пику, который никогда не

может быть превзойден;• Как только пик пройден, наступает падение

добычи, пока ресурс не будет исчерпан.

И глобальные проблемы человечества…• темпы увеличения

народонаселения • проблема голода • нехватка чистой

питьевой воды• распашка почти всех

пригодных для сельского хозяйства площадей

• Нехватка невозобновимых ресурсов

• Социальные диспропорции

Напрямую связаны с глобальными экологическими проблемами…

• загрязнение пресной воды• нехватка ресурсов• опустынивание• обезлесение • кислотные дожди • загрязнение Мирового океана • уменьшение

биоразнообразия• отходы • изменение климата• ёмкость биосферы???

Ёмкость биосферы???

• Растущий интерес к экологическим проблемам • 1. касаются каждого жителя планеты

• 2. экологические ситуации динамичны

• 3. общественные и научные движения в защиту окружающей среды оказались достаточно действенными

Изменение фундаментальных основ экологии

• Экология вышла из рамок биологии, вбирая знания о свойствах неживой природы, о технологиях очистки, о предельных нормах загрязнения и т.д.

Классическое определение экологии: наука, изучающая взаимоотношения живой и

неживой природы

Сложности определения экологии

• Неопределённость границ дисциплины• Неустоявшиеся представления о структуре дисциплины. • Деление экологии на общую и прикладную

«Размытость» термина экология• под экологией понимается: • направление академических знаний, • состояние окружающей среды (экология города), • степень загрязнения (экологически чистый -

экологически грязный), • природоохранные мероприятия (борьба за экологию) • бытовая оценка загрязнения окружающей среды (плохая

экология) и т.д.

Экосистемы – объект изучения экологии

• экосистемы - основные природные единицы поверхности планеты c постоянно поддерживающимся круговоротом веществ между организмами и окружающей их средой (А.Тенсли, 1935 г.)

Экосистема

Совокупность популяций организмов разных видов (животных, растений, грибов, микроорганизмов) называется сообществом + абиотические условия среды

• на Земле существуют своеобразные системы, состоящие из живых организмов и неживого вещества

• Для них характерен высокий уровень организации, наличие прямых и обратных связей между компонентами

• Системы обладают способностью к поддержанию своего состояния при всевозможных возмущениях

Экосистемы арктических пустынь

Экосистемы тундры

Экосистемы тайги

Экосистемы лесостепи

Экосистемы полупустынь

Экосистемы пустынь

Экосистемы дождевых лесов

• Экосистемы• Природные• антропогенные