Мы не должны жить за счёт потомков - ОРГАНИЗМЫ В СРЕДЕ ИХ ОБИТАНИЯ

Постановка проблемы урока

Жюль Верн:Все проблемы человечества - из-за недостаточно совершенной техники.

Современный эколог:Наше общество называют постиндустриальным, но экологических проблем у нас не меньше, а больше. К сожалению, многие из них как раз следствие технического развития.

• На какое противоречие вы обратили внимание? Всемогуща ли техника?

• Решение какого вопроса даст нам возможность применить экологические знания во имя будущего?

Предложите свой вариант вопроса и сравните с вариантом авторов на с. 397.

Необходимые базовые знания

• Какие экологические проблемы стоят перед человечеством? (9 класс)

• Какие экологические проблемы существуют в вашем регионе? (жизненный опыт)

• Каковы причины устойчивости и смены экосистем? (§ 62-63)

• Что такое биосфера, круговорот веществ? (§ 64)

• Что такое присваивающее и производящее хозяйство? (история)

Решение проблемы

На пути “покорения природы”

• Вспомните основные вехи противостояния человека и природы.

Человек появился как один из видов всеядных приматов открытых пространств. Главной его особенностью оказались зачатки разума, позволяющие предвидеть ближайшие последствия своих действий. Впервые появилась потребность планировать свои шаги. Высокая способность к обучению приводила к быстрому накоплению опыта, созданию и совершенствованию орудий труда. Всё это вместе дало людям возможность, в отличие от животных, не столько приспосабливаться к окружающей среде, сколько приспосабливать среду к своим потребностям, делать её удобной для жизни.

Успехи на этом пути ослабили зависимость людей от среды обитания и увеличили их численность. Освоив использование огня, люди утроили потребление природной энергии на поддержание своей популяции. Изобретение метательных и составных орудий — бумеранга, копья, лука и стрел с каменным наконечником, топора — обеспечило новый прирост численности. За него природа заплатила вымиранием ряда крупных объектов охоты. Это был первый экологический кризис, вызванный деятельностью человека: люди начали подрывать собственную кормовую базу. Однако и здесь нашёлся выход: переход от присваивающего хозяйства к производящему — земледелию и скотоводству. Новая победа дала очередную прибавку населения.

Оказалось, что прогресс - не такая безобидная вещь: каждый крупный успех и связанный с ним рост населения увеличивал могущество и благосостояние людей, но в конечном счёте порождал очередной экологический кризис. Введение орошаемого земледелия на больших площадях вызвало эффект засоления почв и опустынивание земель. Развалины Вавилона и Ниневии (столицы Ассирии) стоят в пустыне, лишённой постоянного населения. В эпоху Ярослава Мудрого Киев был окружён лесами. Вырубка лесов была важной причиной разрушения города кочевниками. Численность населения Киева смогла восстановиться только через девять столетий. Из-за хозяйственной деятельности границы засушливых природных зон продолжают расширяться. Уже в наше время использование вод Сырдарьи и Амударьи для орошения вызвало гибель экосистемы Аральского моря. Если не принять срочных мер, скоро будут утрачены также крупнейшие на планете массивы тропических лесов.

Скорость потребления ресурсов

• В чём состоит непосредственный результат успешного освоения природных ресурсов человеком?

Ныне каждый житель Земли потребляет 3 • 10⁵кДж энергии каждые сутки! А вот что на практике означает эта большая, но безликая цифра. Но страшны не столько наши сегодняшние аппетиты, сколько их, увы, продолжающийся рост (табл. 1.).

Потребляемые ресурсы и производимые отходы в среднем на одну человеческую жизнь

Таблица 1. Антропогенные изменения в биосфере

Параметры	Изменение
Рост населения Земли	1,4 % в год
Рост энергопотребления человечества	2,0 % в год
Глобальное потепление климата	0,6 °С за столетие
Истощение озонового слоя	1,0 - 2,0 % в год
Уменьшение биоразнообразия	0,65 % в год
Увеличение площади пустынь	0,3 - 0,5 % в год
Деградация почв	0,4 % в год
Сведение лесов	0,9 % в год

Население увеличивается с каждым днем (рис. 65.1), а невозобновимые ресурсы убывают с возрастающей скоростью. В первую очередь это относится к запасам ископаемого топлива и руд металлов. Но и возобновимые ресурсы не компенсируют растущих потребностей. Достаточно сказать, что рост урожайности сельскохозяйственных культур не поспевает за ростом населения (рис. 65.2), а видовое разнообразие вредителей и доля уничтожаемого ими урожая ежегодно увеличиваются (рис. 65.3).

65.1. Рост народонаселения земного шара за последние 400 лет

65.2. Повышение урожайности зерновых в мире

65.3. Рост числа видов вредителей, устойчивых к пестицидам

Обратная сторона медали

• Каковы побочные результаты технического прогресса?

Использование природных ресурсов не только приводит к их истощению, но и имеет ряд косвенных последствий.

Сжигание природного топлива (древесины, угля, нефти, газа, горючих сланцев) повышает содержание углекислого газа в атмосфере, усиливая парниковый эффект и вызывая потепление климата. От жесткого космического излучения нас защищают магнитное поле Земли и озоновый экран. Но люди страдают от радиоактивных выбросов Чернобыльской АЭС и других подобных техногенных катастроф. Промышленные, городские, транспортные и прочие загрязнения опасны не только для жизни людей, но и для природных экосистем. Выходит, мы даже при дефиците ресурсов сокращаем естественные источники их восстановления на нашей планете.

Новейший пример потенциального источника опасности — энергосберегающие лампочки, содержащие ртуть. Их массовое производство уже налажено, и они поступили в продажу, но системы массовой утилизации пока не создано. Так же рассуждали при захоронении в море боевых отравляющих веществ, не использованных во Второй мировой войне. Коррозия боеприпасов достигла критического уровня, а удовлетворительное решение по утилизации так и не найдено.

Все беды, вызванные хозяйственной деятельностью, в конечном счёте имеют одну главную причину: нарушение природного равновесия и биогеохимического круговорота. Даже страшная угроза ядерной войны наиболее опасна именно своими экологическими последствиями. Таким образом, среди проблем, стоящих перед человечеством, экологические проблемы — самые острые. Их отличие от других в том, что, не решив их сегодня, мы получим десятикратные проблемы в будущем. Выражаясь образно, можно подытожить: наше судно тонет. Уже мало просто отчерпывать воду - надо срочно заделывать брешь.

Как выходить из положения

• Какими способами можно снова замкнуть глобальный круговорот веществ?

До сих пор мы “поручали” борьбу с отходами наших производств и жизнедеятельности биосфере с её биогеохимическим круговоротом. Но эта нагрузка давно превысила возможности биосферы. Если причина — в нарушении замкнутости круговорота, то надо направить все силы на создание возможно более безотходного производства, состоящего из замкнутых производственных циклов. Один из путей в этом направлении — переработка вторичного сырья. Изделия, изготовленные из него, получают специальную маркировку (из трёх стрелок по кругу). Пользуясь такими изделиями вместо обычных, вы принимаете посильное участие в решении главной проблемы человечества.

65.4. Знак вторичной переработки

Особенно велик антропогенный разрыв круговорота углекислого газа и тепла. Их излишки в огромных количествах поступают в атмосферу при сжигании топлива. Они стали одной из причин глобального потепления климата. Катастрофическое размножение саранчи на юге, разрушение построенных на мерзлоте зданий и линий электропередачи на севере лишь первые последствия потепления.

Печально, что до сих пор основной метод борьбы с мусором — это его сжигание. Единственное спасение в этом плане — создание низкотемпературных производств. Такая технология позволяет с небольшими затратами энергии превращать, например, органические отходы в нефтеподобные продукты. Пока использование этой технологии сдерживается её высокой себестоимостью. В будущем главную роль в низкотемпературных технологиях должны сыграть химия катализа и биохимия ферментов. Но это, увы, перспектива не завтрашнего дня.

Однако способы получения искусственного топлива развиваются и будут продолжать развиваться. Так, например, в Бразилии уже значительная часть автомобилей ездит на спирте, получаемом из растительного сырья. Пока это тоже дорого, но, учитывая обострение проблемы в будущем, экономить на экологичном топливе — всё равно что экономить на собственных детях.

Многие другие перспективы экологичного производства часто разбиваются о пристрастия общества потребления: проще купить новое, чем ремонтировать старое. В результате биосфера и мы вместе с ней рискуем утонуть в наших собственных отходах.

Международная координация

• По каким направлениям развитие человечества будет устойчивым?

Таблица 2. Основные экологические проблемы человечества и их решение на пути к устойчивому развитию

Экологические проблемы	Пути их решения
Перенаселение	Ограничение рождаемости
Исчерпание природных ресурсов	Изменение структуры потребления природных ресурсов
Концентрация населения и ухудшение его здоровья в крупных городах	Решение проблемы роста городов за счёт повышения качества жизни в малых городах
Рост заболеваемости людей в связи с загрязнением	Защита и улучшение здоровья населения
Загрязнение атмосферы и нарушение её газового состава	Защита атмосферы (ограничение сжигания топлива и др.)
Деградация почвенного покрова и потеря почвенного плодородия	Рациональное использование земель
Опустынивание, засуха, засоление	Борьба с опустыниванием и засухой
Сокращение площади лесов (вырубка, пожары)	Высадка леса, борьба с уничтожением лесов
Загрязнение вод	Охрана и рациональное использование пресной воды, утилизация твёрдых отходов и очистка сточных вод
Загрязнение океана	Защита и рациональное использование океана
Химическое загрязнение окружающей среды	Повышение безопасности использования химических веществ
Радиоактивное загрязнение	Удаление радиоактивных отходов
Дефицит экологической грамотности и общей культуры населения	Усиление роли науки и образования в целях устойчивого развития

Длярешения глобальных экологических проблем нужнамеждународная координацияусилий. Ни одна страна, даже такая большая, как наша, не способна решить все экологические проблемы без участия соседей. Достаточно вспомнить инциденты с загрязнением Амура через впадающие в него реки с китайской стороны. Глобальной координации требует проблема потепления климата. В 1992 году представители правительств 180 государств впервые признали, что развитие их стран зависит от глобального состояния окружающей среды. Была поставлена цель совместных усилий — устойчивое развитие человечества, при котором удовлетворение текущих потребностей достигалось бы не за счет будущих поколений. В таблице 2 даны важнейшие индикаторы приближения к этой цели.

Каждый из нас многое может

• Что каждый из нас может сделать для решения экологических проблем у себя дома, во дворе, в своей жизни?

Всё сказанное выше касалось всего человечества. Но главная проблема проходит через каждого из нас. Ведь это мы потребляем за жизнь по 98 280 т воды и производим по 126 т бытового мусора каждый.

65.5. Каждый из нас может многое

Совершенно ясно, что в лесу естественные отправления вашей собаки не могут повредить ни биосфере, ни человечеству. Но во дворе многоэтажных домов ситуация меняется. Если в парке вы бросили бумажку, это его не украсит. Правда, биосфера совладает с вашим отдельным проступком, так как разложением целлюлозы занимаются многие редуценты. Но полиэтиленовый пакет в природе утилизировать некому, и он, возможно, останется в почве на века. Ну а бросать мусор под ноги — это всё равно что выбрасывать деньги: ведь местные власти должны будут нанять больше дворников на наши же налоговые отчисления.

Мы должны научиться мыслить экологически. Никакой учебник, даже для 11-го класса, не может дать полной инструкции, как надлежит поступать, чтобы не отравлять жизнь (в буквальном смысле) себе и людям и не обездоливать собственных (будущих) детей. Давайте же держать глаза открытыми и действовать по обстановке, опираясь на понимание устройства биосферы и нашей исключительной роли в ней!

Обобщение новых знаний

Человек не столько приспосабливается к условиям жизни, сколько приспосабливает среду обитания к своим потребностям, выходя из-под контроля со стороны природы. Рост численности организмов ограничен дефицитом ресурсов (закон минимума). Рост населения людей до сих пор был связан с постоянным расширением ресурсной базы. Основная причина всех экологических проблем человечества - нарушение замкнутости биогеохимического круговорота. Природа не успевает восстанавливать ресурсы и не справляется с разложением отходов нашего производства и жизнедеятельности. Среди отходов значительную часть составляют факторы загрязнения, не имеющие природных аналогов и, следовательно, потребителей. Человечеству необходимо научиться регулировать численность населения, выстроить систему возможно более безотходного производства, ограничить потребности этически разумными рамками, научиться жить не за счёт будущих поколений.

Экологический кризис

Применение знаний

1. Какие экологические проблемы вынуждено решать человечество?

2. Какими способами люди их могут решить?

3. Что надо делать, чтобы создать безотходное производство в обществе потребления?

4. Приведите известные вам примеры глобальных экологических проблем. В чём их причина?

5. Какой путь преодоления экологического кризиса вы считаете более актуальным: а) сокращение производства, б) сокращение отходов или в) сокращение промышленного загрязнения?

6. Почему в городских квартирах теперь настоятельно рекомендуют устанавливать счётчики воды?

7. С какими экологическими проблемами вы встречались в вашем городе, области, селе, во дворе? Какие их решения можно предложить?

8. Как вы считаете, какие из школьных предметов надо считать самыми важными для

решения экологических проблем, стоящих перед людьми?

9. Поработайте в группе. Пусть одни из вас будут защищать идею, что современно ный человек с помощью науки и техники сможет решить все экологические проблемы, а другие будут оппонентами этой точки зрения. Важно при этом приводить нужные аргументы.

Мои биологические исследования

Влияние хозяйственной деятельности на местные экосистемы

Используя учебник, дополнительную литературу и собственные наблюдения, заполните таблицу.

Антропогенные изменения в экосистемах	Собственная деятельность по охране окружающей среды

Создайте презентацию вPowerPoint, на которой отразите свои результаты.