Круговорот азота также охватывает все области биосферы. Хотя его запасы в атмосфере практически неисчерпаемы, высшие растения могут использовать азот только после соединения его с водородом или кислородом. Важнейшую роль при этом играют азотфиксирующие бактерии.
Гомеостатическая функция биосферы осуществляется на глоб. уровне. В биосфере поддерживается отн. постоянство физ.-хим. условий (климат., радиационных, геохим., гидрохимических и тд.), пригодных для существования в ней живых систем. Предполагается, что свыше 3,8 млрд. лет жизнь на нашей планете не прерывается. Уже примерно 3 млрд. лет на большей части поверхности Земли поддерживается температура в пределах 0-60°С.
Гомеостат. функция биосферы осущ-ся всеми ее сферами и их взаимодействием, в к/м особое значение принадлежит живым системам. Озон. экран ограничивает проникновение на поверхность планеты губительного УФ излучения; значительная теплоемкость воды придает гидросфере свойство термостабилизатора, вода обеспечивает распределение хим. веществ и перенос тепла; из глубин литосферы поступают свежие порции вещества, вовлекаемого в круговорот. Населенные живыми системами сферы Земли являются средой их обитания и предоставляют разнообразные условия для жизнедеятельности. Живые системы преобразуют среду обитания, делая ее пригодной для других живых форм.
В соответствии с термодинамическим принципом АЛе-Шателье -К.Брауна биосфера способна восстанавливать равновесие, нарушенное воздействием внешних причин. В геолог. истории биосферы были разномасштабные катастрофы, погубивших значительную часть биосферы. Один из них - мел-палеогеновый, широко известный в связи с вымиранием динозавров, аммонитов и ряда др. групп организмов. Однако со временем биосфера восстанавливала свою целостность, частично обновлялась. Катастрофы и последующее восстановление биосферы представляли часть процесса эволюции живой природы и биосферы.
Энергетич. функция биосферы - утилизация и накопление энергии Солнца, формирование потоков энергии. Из 100% энергии Солнца, поступающей на поверхность Земли, отражается 30%, рассеивается в качестве тепловой ~ 46%; на испарение и осадки тратится 23%, на ветер, волны и течения - 0,2%, на фотосинтез тратится 0,8%.
Закон эколог. пирамид, согласно которому при переходе с одного троф. уровня на следующий большая часть энергии теряется. В таком же соответствии находятся биомассы: биомасса потребителя в десятки раз меньше, чем биомасса потребляемого уровня.
Ноосфера и техносфера, коадаптивное развитие.
Ноосфера (сфера разума), по мысли В. И. Вернадского, должна неизбежно возникнуть из биосферы в результате ее эволюции. В ноосфере человек становится крупнейшей геологической силой, он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни. Хаотичное саморазвитие, базирующееся на ест. саморегуляции, в ноосфере должно смениться разумной стратегией, на основе прогнозов и планов регулирующей ест. процессы развития.
Техносфера – техн. оболочка, исскуст. преобразованное пространство, планеты, под воздействием производительной деятельности чел. и её продуктов.
Учение о ноосфере, в разработке которого наряду с В. И. Вернадским участвовали известные философы Э. Леруа, П. А. Флоренский, с позиций сегодняшнего дня воспринимается как соц. утопия. Человек, опираясь на научно-технический прогресс, действительно стал геолог. по масштабам воздействия силой, но, силой разрушительной. Идеи переустройства мира на основе технического прогресса и социальной инженерии, весьма популярные во второй половине XIXи первой половине XXвв., при их практическом воплощении вылились в чудовищные эксперименты тоталитаризма и полностью дискредитировали себя. Идея ноосферы, возвышенная, но далекая от практической реализации, избежала этой судьбы и продолжает развиваться. По современному представлению в ноосфере люди научатся управлять не природой, а, прежде всего, сами собой. Такое новое прочтение идеи ноосферы содержит в себе концепция коэволюции (совместной эволюции) человека и биосферы Н. Н. Моисеева. Согласно этой концепции, для своего бескризисного состояния человечество должно потреблять не от 10 до 40% (по разным оценкам) первичной биологической продукции, а не более 1%. Это позволит человеку как биолог. виду вписаться в свою эколог. нишу и в ест. биогеохимические циклы. Для достижения этого человек должен перейти от изменения мира к совершенствованию себя, подобно тому, как при переходе от палеолита к неолиту на смену развитию физического типа человека пришло покорение им природы. Коэволюция рассматривается как согласование «стратегии разума» и «стратегии природы».
13. Принципы, законы, закономерности и правила природопользования и охраны ОС (по Н.Ф.Реймерсу)
1. Аксиома Эмерджентности. Целое больше суммы её частей.
2. Закон физ.-хим. единства живого в-ва. Разработал Вернадский – вся биосфера разделяется на различные комбинации однородного живого в-ва. В-ва, опасные для всех видов не могут быть различными для всех видов.
3. Закон внутреннего динамического равновесия. Реймерс. – вещества, энергия, дифформация отдельных пр. систем, взаимосвязаны настолько, что любое изменение показателя может привести к изменению экосистемы.
4. Принцип цепных реакций. Поскольку системы могут изменятся и они изменяются цепями.
5. Принцип снежного кома – по нарастающей.
6. Принцип бумеранга – любое действие возвернётся к чел по принципу снежного кома.
7. Принцип всё или ничего на.
8. Правило 1%. Изменение энергетики пр. сист. в пределах 1% выводит сист. из равновесия, а затем разрушает её (засухи, пожары).
9. Правило 10%. Закон пирамиды энергии. Переход энергии в троф. цепях с од. уровня на др. не превышает 10%.
10. Закон обязательного заполнения экологических ниш.
11. Принцип естественности или старый автомобиль.
12. Экологическая, социальная и экономическая эффективность технических систем со временем неуклонно снижается.
Рациональное природопользование и охрана природы должны основываться на следующих принципах: (Н.Ф.Реймерсу)
Закон ограниченности (исчерпаемости) природных ресурсов: все ПР конечны.
Закон соответствия между развитием производственных сил и ПРП общественного прогресса: кризисные ситуации возникают при дисбалансе в правой, но и в левой половине динамической системы:
ПРП ↔ производственные силы ↔ производственные отношения
Правило основного обмена: любая большая динамическая система в стационарном состоянии использует приход энергии, вещества и информации главным образом для своего самоподдержания.
Закон увеличения наукоёмкости общественного развития.
Правило интегрального ресурса: конкурирующие в сфере использования конкретных природных систем отрасли хозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу тем сильнее, чем значительнее они изменяют экосистему.
Закон падения ПРП;
Закон снижения энергетической эффективности природопользования. Здесь мы ещё раз возвращаемся к тому, что с ходом исторического времени при получении из природных систем полезной продукции на ее единицу затрачивается всё больше энергии, а энергетические расходы на жизнь одного человека всё время возрастают.
Правило меры природопользования природных систем (типа пугливости Аленой в тундре);
Правило (неизбежности) цепных реакций «жёсткого» управления природой: «жёсткое», как правило, техническое управление природными процессами чревато цепными реакциями.
Принцип естественности, или правило старого автомобиля: со временем эколого-социально-экономическая эффективность технического устройства снижается, а расходы увеличиваются.
Правило «мягкого управления природой;
Закон совокупного (совместного) действия природных факторов;
Закон максимальной (равновесной) урожайности;
Закон максимума;
Правило (закон) территориального экологического равновесия;
Правило (закон) компонентного экологического равновесия;
Закон предельной урожайности;
Закон убывающего плодородия;
Закон снижения природоёмкости готовой продукции;
Закон увеличения темпов оборота вовлекаемых природных ресурсов: в историческом процессе развития мирового хозяйства быстрота оборачиваемости вовлечённых природных ресурсов (вторичных, третичных…) непрерывно возрастает на фоне относительного уменьшения объёмов их вовлечения в общественное производство (относительно роста темпов самого производства).
14. Теоретические основы адаптивного управления. Управление биосферой и её подсистемами, роль мониторинга и прогнозирования. Незапланированные эффекты управления. Биосферная этика и этические критерии эколог. менеджмента
Управление биосферой включает в себя комплекс управляющих воздействий на всех уровнях ее организации - от популяционно-видового и биоценотического до собственно биосферного. Объектами управляющих воздействий могут быть популяции и виды, биоценозы и их подсистемы (трофические уровни и цепи, видовое богатство, хищники, паразиты и т.д.) экосистемы, биомы, биосфера в целом, среда обитания со всеми ее подразделениями - воздушной средой, почвой, литосферой и гидросферой.
Не менее важное значение имеет управление, всеми сферами деятельности человека, включая энергетику, градостроение, добычу п/и, сельское и лесное хоз., новые технологии (в том числе - ресурсосберегающие), космические исследования и т.д. Экологическая инженерия – нов.отрасль деятельности чел., направленная на улучшение среды обитания, воссоздание экосистем прошлого, оптимизацию ландшафтов и ликвидацию последствий эколог. катастроф. Человек создает на Земле совокупность систем, которые обычно определяются как техносфера, но в которых можно видеть нарождающуюся ноосферу, под которой понимается сфера разума.