Проблеми екології та шляхи їх вирішення
Информация - Экология
Другие материалы по предмету Экология
?о формулюють за допомогою поняття ентропії, в екології воліють виражати за допомогою твердження про перетворення концентрованої енергії в розсіяну. Процес концентрації розсіяної сонячної енергії відбувається, як уже говорилося вище, у різних живих системах і охоплює тривалий період часу. Отримана концентрована енергія може бути надалі використана в екосистемах у вигляді їжі, а в техніці - як паливо. В обох випадках буде відбуватися перетворення концентрованої енергії в розсіяну. Яку енергію можна вважати концентрованої?
З екологічної точки зору, енергія по способу свого одержання буде тим більше концентрованої, чим далі відстоїть джерело її одержання, наприклад їжа, від початку перетворення розсіяної сонячної енергії, тобто від автотрофних організмів, а саме зелених рослин і мікроорганізмів.
У фізичних термінах концентровану енергію можна визначити як таку, яка володіє низьким ступенем ентропії, тобто характерна меншим ступенем безладдя. Адже в результаті концентрації енергії відбувається виведення безладу із системи в зовнішнє середовище. Тому якщо безлад в системі зменшується, то в зовнішнім середовищі він збільшується.
На відміну від концентрації розсіювання енергії супроводжується зростанням безладдя в системі. Тому якщо система залишиться закритої, то вона виявиться повністю дезорганізованої, тобто прийде в стан максимального безладдя, що відповідає встановленню теплової рівноваги в системі.
Таким чином, з енергетичної точки зору системи можуть описуватися не тільки кількісно, але і якісно, причому високоякісними будуть уважатися найбільш концентровані форми енергії, які можуть мати більше високий робочий потенціал, тобто можливістю зробити відповідну роботу. Так, наприклад, викопне паливо має більший робочий потенціал, чим неуважна сонячна енергія. Аналогічно цьому тваринна їжа є більше якісної, чим рослинна. Опосередковано якість використовуваної енергії визначається хімічною структурою її джерела.
Всі наведені вище міркування показують, що при енергетичному підході завдання екології по суті справи зводиться до вивчення звязку між неуважним сонячним випромінюванням і екосистемами, а також процесами послідовного перетворення менш концентрованих форм енергії в більше концентровані.
Оскільки матеріальне виробництво суспільства істотно залежить від використання енергії, остільки представляється доцільним провести класифікацію екосистем з погляду застосування їхньої енергії в інтересах розвитку суспільства й насамперед його продуктивних сил. На цій основі можна виділити чотири фундаментальних типи екосистем.
1. Природні системи, що повністю залежать від енергії сонячного випромінювання, які можна назвати системами, спонукуваними Сонцем. Незважаючи на те що такі системи не в змозі підтримувати достатню щільність населення, вони проте важливі для збереження необхідних екологічних умов на планеті. Слід також зазначити, що такі природні системи займають величезну площу на земній поверхні. Адже тільки одні океани покривають 70% цієї поверхні.
2. Природні системи, спонукувані Сонцем, а також одержують енергію з інших природних джерел, до яких ставляться прибережні ділянки морів і океанів, більші озера, тропічні ліси й деякі інші екосистеми. Крім сонячної енергії, такі системи функціонують і ростуть за рахунок енергії, наприклад, морських прибоїв, припливів, глибоководних плинів, рік, дощів, вітру й тому подібних джерел.
3. Природні системи, спонукувані Сонцем і такі, які получають енергією від викопного палива (нафта, вугілля, деревина й ін.). Історично такі змішані природні й штучні екосистеми вперше виникли в сільському господарстві для оброблення культурних рослин і поліпшення порід свійських тварина. Спочатку там застосовувалася мязова сила людини й тварин, а згодом і енергія машин, що працюють на викопному паливі.
4. Сучасні міські, індустріально-міські системи, що використовують головним чином енергію викопних горючих, переважно нафти, вугілля, газу, а також радіоактивних речовин для одержання атомної енергії. У цих системах виробляється основне багатство країни у вигляді різноманітних промислових товарів, а також переробка харчових продуктів для харчування більших мас сконцентрованого в містах і індустріальних центрах населення. Сировина для такої переробки вони одержують із сільськогосподарських екосистем. Енергетична залежність індустріальних центрів від Сонця мінімальна, тому що енергоносії вони одержують від добувної промисловості, а продукти харчування - від сільського господарства.
Інтенсивне зростання промисловості в розвинених країнах супроводжується всі зростаючим споживанням енергії й одночасно всі відходами, що збільшуються, виробництва. Забруднення атмосферного повітря, отруєння водних джерел, нагромадження радіоактивних відходів - неминучі супутники життя у великих індустріальних центрах. Хижацька експлуатація швидко, що скорочуються запасів, викопного палива, погоня за прибутком за всяку ціну й особливо за рахунок порушення екологічного балансу в навколишнім середовищі - все це з особливою гостротою висуває перед людством і насамперед перед промислово розвиненими країнами глобальну екологічну проблему збереження динамічної рівноваги біосфери й нормального життєзабезпечення людей. Оскільки зараз наша цивілізація перебуває в процесі переходу від біосфери до ноосфери, коли розум стає визначальною силою суспільства, те цілком природно задума