Основные составляющие природных процессов

Природная среда и ее составляющие

Природная среда в своем естественном состоянии является сбалансированной системой. Экологически сбалансированное состояние природной среды – это такое состояние, при котором группы организмов биосферы взаимодействуют между собой без нарушений круговорота веществ и потоков энергии. Параметры состояния природной среды:

— энергетический – энергия Солнца и Земли,

— биохимический – полезные ископаемые и отходы,

Окружающая среда – та часть природы, на которую распространяется влияние человека.

Благоприятная окружающая среда – гармоническое существование природы и общества, экологически безопасное существование, при котором не нарушается природные основы воспроизведения жизни.

Экологическая безопасность – состояние защищенности жизненно важных экологических интересов человека, его прав на чистую, здоровую для жизни окружающую среду. Это система мероприятий, направленных на предупреждение чрезвычайных ситуаций.

Природоохранная деятельность включает три элемента:

— выбор методов их реализации,

— учет особенностей на различных уровнях реализации деятельности.

Цель: защита природной среды с учетом интересов общества.

Методы реализации

— нормативно – правовые (законы, стандарты )

— экономические (налоги, бюджетные ассигнования и т.д.)

— информационные (средства массовой информации, интернет, выставки и т.д.)

— социально – психологические (образование, культура и т.д.)

Учет особенностей по уровням :

Конституция рб об охране окружающей среды.

Ст.55. Охрана окружающей среды – долг каждого.

Ст. 46 . Каждый имеет право на благоприятную окружающую среду и возмещение вреда, причиненного нарушением этого права. Государство осуществляет контроль за рациональным использованием природных ресурсов в целях защиты и улучшения условий жизни, а также охраны и восстановления окружающей среды.

Ст.45 Право граждан РБ на охрану здоровья обеспечивается мерами по оздоровлению окружающей среды.

Направления государственной политики рб в области охраны окружающей среды и энергосбережения.

1. Более эффективное производство, передача и распределение энергии.
2. Уменьшение энергоемкости в производстве продукции, оказание услуг.
3. Внедрение энергоэффективного оборудования, систем отопления, освещения.
4. Использование возобновляемых источников энергии, местных видов топлива, биомассы.
5. Развитие малой гидроэнергетики.
6. Комплексная переработка отходов.
7. Проведение эколого-энергетического аудита и экспертизы проектов предприятиях.
8. Преодоление последствий аварии на Чернобыльской атомной станции.
9. Территориальное природоохранное прогнозирование и планирование.

1. Сформулируйте понятие «круговорот веществ».
2. Раскройте процессы превращения энергии в биосфере.
3. Объясните, что такое «большой» и «малый» круговороты?
4. Проанализируйте условия формирования ноосферы.
5. Изложите положения основных статей Конституции РБ об охране окружающей среды и здоровья граждан
6. Назовите, какие мероприятия по охране окружающей среды проводятся по Вашему месту жительства?

Источник

Структура и свойства природных систем

Природные системы — это сложные пространственно-времен­ные образования. Они включают природные компоненты и со­подчиненные комплексы более низкого ранга, характеризующи­еся тесными взаимосвязями между компонентами и комплексами системы. Совокупность наиболее устойчивых связей между компонентами и соподчиненными комплексами системы полу­чила название структуры. Различают пространственную и вре­менную структуры. Первая рассматривается как порядок распо­ложения составных частей природной системы, их соотношение и характер взаимосвязей между ними по горизонтали и вертика­ли. Временная структура проявляется в виде сезонных ритмов и многолетней перестройки связей. Изучение структуры позволяет определить инвариантные (т.е. самые устойчивые) свойства при­родных систем и оценить их нарушенность в результате антропо­генного воздействия.

С понятием «структура» связаны современные представления о целостности, устойчивости и изменчивости природных систем.

Целостность — это внутреннее единство системы, обусловленное тесными взаимосвязями между ее составными частями. Благодаря взаимосвязям изменение одних компонентов природы неизбеж­но ведет к изменению других, что в конечном итоге может при­вести к перестройке всей структуры. У геосистем целостность про­является в свойствах, не присущих их отдельным компонентам (например, способность продуцировать биомассу), в относитель­ной автономности, наличии объективных естественных границ, в более тесных внутренних связях по сравнению с внешними (А. Г. Исаченко, 1991).

Устойчивость чаще всего рассматривается, как свойство при­родных систем сохранять или восстанавливать свою структуру и функции при воздействии внешних (в том числе антропогенных) факторов. Она характеризует способность систем нормально функ­ционировать в определенном диапазоне физико-географических условий и техногенных нагрузок. В общем плане устойчивость за­висит от инвариантных свойств гео- и экокомплексов, их ранга, а также от интенсивности и продолжительности действия внешне­го фактора.

Известно, что разные ландшафты в зависимости от своих свойств по-разному реагируют на одно и то же воздействие: одни изменяются в большей степени, другие — в меньшей. В то же са­мое время один и тот же комплекс неодинаково реагирует на раз­ные воздействия: он может мало измениться под влиянием одних факторов и очень сильно — под влиянием других. Поэтому устой­чивость систем приходится рассматривать по отношению к каж­дому фактору отдельно, так что число возможных ситуаций ока­зывается весьма значительным. В каждой конкретной ситуации механизмы устойчивости и ее порог имеют свои особенности и в каждом случае следует искать как «слабое звено», так и рычаги ее стабилизации.

Представление об устойчивости тесно связано с понятием «со­стояние природных систем».

Состояние системы может опреде­лить характеристику ее важнейших свойств за определенный более или менее длительный промежуток времени (сезон, год, многолетний период). Используя это понятие, М.Д. Гродзинский (1987) выделил три формы проявления устойчивости геосистем:

а) инертность — способность геосистемы сохранять свое исход­ное (или близкое к нему) состояние в течение заданного времен­ного интервала;

б) восстанавливаемость — способность геосистем за определенный промежуток времени возвращаться в исходное (или близкое к нему) состояние после выхода из него в результа­те действия внешнего фактора;

в) пластичность — наличие у гео­систем нескольких устойчивых состояний и их способность при внешнем воздействии переходить из одного состояния в другое, сохраняя свои инвариантные свойства.

Устойчивость природных систем. Устойчивым считается состояние системы, к которому она самопроизвольно возвращается, если ранее была выведена из него внешними силами. В ес­тественных условиях оно поддерживается за счет механизма са­морегулирования. Однако в настоящее время, когда антропогенные нагрузки на природу часто превышают порог устойчивости, этот механизм уже не срабатывает и природные системы перехо­дят в неустойчивое, а нередко и в критическое состояние. В этом случае происходит качественная перестройка систем, которая приводит к смене структуры и изменению реакции на внеш­нее воздействие.

Изменчивость природных систем. Изменчивость рас­сматривается как способность под действием внешних и внутрен­них сил переходить из одного состояния в другое. Среди компо­нентов природы наиболее подвержены изменению атмосферный воздух и воды, а наиболее устойчивы горные породы и рельеф, промежуточное положение занимают биота и почвы. Изменения могут быть обратимыми и необратимыми. Если природный ком­плекс после какого-либо внешнего воздействия изменился, но затем за некоторый промежуток времени (приблизительно рав­ный одному-двум поколениям жизни людей) возвратился в ис­ходное (или близкое к нему) состояние, говорят об обратимых изменениях. Такие изменения обычно связаны с нарушением так на­зываемых «вторичных» компонентов ландшафта — биоты, почв, водного режима. Если после вмешательства извне прежнее со­стояние не восстанавливается, то говорят о необратимых измене­ниях. Необратимые изменения чаще всего проявляются при на­рушении «первичных» компонентов ландшафта, особенно ли-тогенной основы (например, при образовании карьеров или оврагов).

По глубине трансформации природных систем различают: функ­ционирование, динамику и развитие (эволюцию).

Функционирование — это совокупность процессов передачи и превращения вещества и энергии в системе, поддерживающих ее в определенном состоянии. В результате этих процессов происхо­дят небольшие количественные изменения компонентов приро­ды, которые обычно имеют ритмический (суточный, сезонный, межгодовой) характер.

Под динамикой понимают направленные изменения природ­ной системы, которые совершаются в рамках ее структуры и но­сят обратимый характер. К ним можно отнести сукцессии экоси­стем (последовательные смены их биоценозов), восстановитель­ные смены их состояний (например, восстановление биогеоценозов после вырубок, пожаров, выпаса скота). В процессе динамики на­блюдаются более глубокие изменения, чем при функционирова­нии, но они не ведут к качественной перестройке структуры, а лишь подготавливают ее.

Развитие (эволюция) — это есть необратимые направленные изменения природной системы, приводящие к ко­ренной перестройке ее структуры. Развитие выражается в каче­ственном преобразовании компонентов природы и формировании новых геосистем (ландшафтов), что связано как с внешними воз­действиями (природные или антропогенные), так и с внутренни­ми причинами (саморазвитие). В естественных условиях смена струк­туры идет постепенно (например, зарастание озер, заболачива­ние лесных биогеоценозов и др.), однако при интенсивном антропогенном воздействии она может ускоряться и нередко при­водит к полной деградации исходных ландшафтов.

Изменения природных систем обычно начинаются с измене­ния одного-двух компонентов, остальные трансформируются бла­годаря вертикальным и горизонтальным связям, т.е. однажды воз­никшие нарушения служат началом «цепной» реакции в природе. Вертикальные связи выражаются в обмене веществом и энергией между компонентами геосистемы (воздух, вода, почвы, расти­тельность и др.). Их анализ необходим для прогноза изменений слабоизученных компонентов на основе хорошо изученных, а также для управления воздействием на один компонент в целях получе­ния положительного эффекта от других. Горизонтальные связи проявляются в обмене веществом и энергией между соседними геосистемами (более низкого и равного рангов). Их изучение по­зволяет:

а) определить ареал влияния инженерных сооружений на природу, что очень важно для выявления зоны возможного загрязнения окружающей среды;

б) проанализировать возможность антропогенного воздействия на один ландшафт для благоприят­ного изменения другого.

Связи могут быть прямыми (воздействие передается с выхода одной системы на вход другой) и обратными (воздействие пере­дается «назад» по цепочке связей с выхода системы на ее вход).

Обратные связи подразделяют на положительные и отрицатель­ные. При положительной обратной связи выходной импульс уси­ливает воздействие на входе, что часто нарушает равновесие в системе (например, при образовании лавин). При отрицательной обратной связи выходной импульс ослабляет действие входного сигнала и обычно ведет к стабилизации системы (например, умень­шение стока в озеро сокращает площадь его зеркала, а тем самым и величину испарения, что восстанавливает его водный баланс). Отрицательные обратные связи выступают в качестве «рычага» саморегулирования природных систем и, следовательно, опреде­ляют их устойчивость и структуру.

Саморегулирование рассматривается, как способность систем без вмешательства извне поддерживать свое состояние, несмотря на изменение внешних факторов (например, сохранение биогео­ценозом одного уровня продуктивности в разные по погодным условиям годы). Саморегулирование осуществляется до тех пор, пока процессы, протекающие в природной системе, способны нейтрализовать нежелательные воздействия. Если защитные меха­низмы истощаются, она либо разрушается, либо должна изменить структуру. Способность системы к изменению структуры пу­тем перестройки ее внутренних связей получила название само­организации (А. Д. Арманд, 1988).

Благодаря саморегулированию и самоорганизации природные системы могут поддерживать экологическое равновесие — сба­лансированное соотношение между приходом и расходом веще­ства и энергии. В этом случае нарушения, связанные с внешним воздействием, как бы компенсируются процессами саморегули­рования и самоорганизации. В результате формируются относи­тельно устойчивые системы, способные поддерживать состояние динамического равновесия с окружающей природной средой. На­рушение равновесия нередко ведет к подрыву природно-ресурс­ного потенциала (например, падению биологической продуктив­ности), поэтому поддержание или восстановление равновесного состояния систем — одна из предпосылок рационального исполь­зования и охраны природных ресурсов.

Источник