Учебное пособие Издательство Томского политехнического университета Томск 2006

Вид материала

Учебное пособие

Содержание Принцип Ле-Шателъе–Брауна Принцип удаленности событий Принцип внезапного усиления патогенности Принцип разумной достаточности и допустимости риска Правила взаимоприспособленности Правило интегрального ресурса Принцип меры преобразования природных систем Принцип соответствия условий среды генетической предопределенности организма Принцип цепных реакций «жесткого» управления природой Сфера окружающей среды

Подобный материал:

• Учебное пособие Издательство Томского политехнического университета Томск 2007, 1320kb.
• Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета Издательство, 1434.78kb.
• Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета Издательство, 3189.24kb.
• Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета Издательство, 2424.52kb.
• Учебное пособие Издательство Томского политехнического университета 2009, 1079.58kb.
• Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета Издательство, 2585.19kb.
• Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета Издательство, 1488.99kb.
• Учебное пособие подготовлено на кафедре философии Томского политехнического университета, 1526.78kb.
• М. В. Иванова Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2008. 177, 2610.26kb.
• Учебное пособие Рекомендовано в качестве учебного пособия Редакционно-издательским, 2331.42kb.

информационная среда, которую можно считать фильтратом внешних впечатлений, поступающих в мозг, которые зависят от видовых особен­ностей рецепторов, т.е. органов чувств. Для человека понятие инфор­мационной среды усложняется, по сравнению с животными, на несколь­ко порядков в связи с наличием большого количества видео- и словесной информации, т.е. того, что мы называем культурной средой.

Другой вид среды  это минимальная среда, то есть наличие тех необходимых ресурсов, без которых невозможна сама жизнь.

Третье понятие  это физиологическая среда жизни, то есть мини­маль­ная среда плюс обеспечение некоторых более сложных потребностей, которое человек, как и любой другой живой организм, получает из среды. Это, например, не просто питание, а полноценное питание или обеспе­че­ние потребности в движении и многое подобное.

И наконец, самое широкое понятие окружающей среды  это экологическая среда, или непосредственная среда жизни (среда обитания каждого человека или группы людей), зависящая от многообразных экологи­ческих связей с окружающими организмами, как непосредственно обеспечивающими потребности людей, так и с другими организмами Земли.

В свою очередь, среда жизни каждого отдельного человека, окружающая его как в природных экосистемах, так и в условиях городского или сельского существования, также подразделяется на несколько видов.

Во-первых, это собственно природная среда, т.е. те природные экосистемы, в которых живет данная группа людей. Человек ощущает энерге­ти­чес­кое состояние природной среды, т.е. наличие опре­деленных климатических условий, электромагнитных полей, атмосферные условия, водную компо­нен­ту среды, ландшафт, облик и состав биологического окружения. Кроме того, он находится под властью биологических ритмов, так или иначе связанных не только с общебиосферными, но и с космическими циклами.

Во-вторых, это агротехническая среда: сельскохозяйственные угодья, культурные ландшафты, бульвары, сады и т.п. Этот вид среды требует усилий человека по её поддержанию, ибо это полуискусственные агроэкосистемы.

В-третьих, это социальная среда, в которой живет человек, его культурно-психологическое окружение, социум и та часть информа­ци­он­ной среды, которая по своему происхождению связана с культурой, а не с природой. Социальная среда вырастает из биологической среды – из сообщества, этноса, семьи, но не может быть сведена к ней. Социальная среда жизни человека  это следующий уровень организации живой материи.

Насколько все эти виды сред, окружающие человека, способны удовлетворить его биологически обоснованные потребности, определяет качество его жизни. Человек включен в баланс природных ресурсов и черпает из них энергию и пищу – через природные пищевые цепи и агроэкосистемы. После смерти человек так же, как и все другие живые существа, попадает в природные трофические цепи разложения, и элементы, слагавшие его тело, продолжают движение в общебиосферном круговороте вещества.

Казалось бы, довольно трудно допустить непосредственную связь функциональных и морфологических особенностей современного че­ловека с окружающей природной средой обитания, ведь воздействие климатоге­ографических факторов в значительной мере нейтрализуется факторами социальными. В регионах со значительными колебаниями температуры люди живут и работают в относительно комфортных условиях: в жилых и производственных помещениях ими искусст­венно создается регулируемая система жизнеобеспечения (отоп­ление, водопровод, освещение и т.д.). И все же, несмотря на «нейтрализацию» или смягчение влияния многих факторов окружа­ющей среды на организм, до сего времени связь человека со средой обитания существует, то есть морфофункциональные признаки, сформировавшиеся в начальный период существования человеческо­го рода, еще сохранились.

Наиболее наглядно действие факторов внешней среды на организм человека проявляется в морфофункциональных различиях жителей разных климатогеографических зон: массе, площади повер­хности тела, строении грудной клетки, пропорциях тела. За внешней стороной скрываются не менее выраженные различия в структуре белков, ферментов, структуре тканей, генетическом аппарате клетки. Особенности строения тела, протекание энер­гетических процессов определяются в основном температурным режимом среды, питанием, минеральный обмен – геохимической ситуацией. Особенно ярко это проявляется у коренных жителей регионов с экстремальными условиями.

Так, у коренных жителей Севера (якутов, чукчей, эскимосов) основной обмен, по сравнению с приезжими, повышен на 13—16 %. Высокий уровень жиров в пище, повышенное их содержание в сыворотке крови при относительно вы­сокой способности к утилизации являются одним из условий, обес­печивающих усиление энергетического обмена в холодном климате. Увеличение теплопродукции – одна из основных адаптивных реакций к холоду.

У коренных жителей высокогорья выше легочная вентиляция, кислородная емкость крови, уровень ге­моглобина и миоглобина, периферический ток крови, число и величина капилляров, снижено артериальное давление.

Для населения тропических широт характерны удлинение формы тела и повышение относительной поверхности испарения, увеличение количества потовых желез, а следовательно интенсивности потоотделения, специфичная регуляция водно-солевого обмена, повышение артериального давления, понижение уровня мета­болизма, достигаемое уменьшением массы тела.

Все эти особенности характеризуют специфику черт, присущих населению конкретных экологических ниш. Причем подчинение географического распределения размеров климатическим правилам наблюдается даже в группе людей сравнительно недавно заселивших определенную территорию.

Интересные исследования по изучению характера изменения антропологических признаков у потомков переселенцев из Европы в Америку еще в 1911 году провел известный американский антрополог Ф. Боас. Он исследовал около 1000 сицилийцев и евреев, родившихся в Америке. Для этих исследований евреи являются благодатным объектом, так как они рассеяны по всему свету среди чуждых им рас. И вот оказалось, что физический тип евреев всюду приближается к типу окружающего их коренного населения.

Результаты проведенных исследований показали, что восточноевропейские евреи имеют череп округлый, брахицефалический, головной указатель у них в среднем 83. Дети переселенцев — их потомки, родившиеся в Америке, — сделались более длинноголовыми: у них средний головной указатель уменьшился на две единицы и стал равным в среднем 81.

Еще более удивительны сравнительные данные, полученные от сицилийцев. У себя на родине сицилийцы длинноголовы, их головной указатель 78, тогда как их потомки в Америке делаются круг­логоловыми, приобретая указатель 80. В одном случае головной ука­затель уменьшается на две единицы, в другом, наоборот, увеличивается на ту же величину, и хотя форма черепа изменяется в противоположном направлении, величина указателя в той и дру­гой группе сближается и выравнивается. Следовательно, под влиянием американского географического ландшафта потомки евреев и сицилийцев приближаются к некоторому однообразному типу. По мнению Л. С. Берга, явление это чрезвычайно напоминает мимикрию.

Показано, что влияние новых условий на потомков переселенцев растет пропорционально времени, которое протекало между пересе­лением родителей в Америку и рождением ребенка: чем больше родители прожили в Америке до рождения ребенка, тем ребенок бо­лее отличается от европейского типа. Обнаруженные у потомков переселенцев изменения касаются не только головного указателя. У евреев, родившихся в Америке, рост, вес, длина головы увеличиваются, ширина головы и лица уменьша­ются. У сицилийцев, напротив, рост, длина головы и ширина лица уменьшаются, а ширина головы увеличивается.

Попадая в новые условия жизни и работы, организм человека не­посредственно сталкивается с ранее ему неизвестными видами на­грузок: психоэмоциональным напряжением, перемещением через временные пояса за относительно короткий период, разнообразием климатогеографических зон в различных регионах, нарастанием общего уровня гипокинезии, контактом с ранее не существовавшими видами химических соединений, видами энергий, употреблением в питании искусственных продуктов, приемом значительных количеств лекарственных соединений, отсутствием гравитационных воздействий в условиях космических полетов, спецификой необы­чайного воздействия на организм подводного плавания, использо­ванием для дыхания новых видов газовых смесей.

В ответ на эти новые для биологии человека условия в организме возникают адаптивные перестройки, выбор которых во многом опре­деляется типом конституции человека. Ранее существовавший среднепопуляционный взгляд ут­ратил свое значение. В основе правильного понимания разнообразия конституционального строения и организации человека, входящего в ту или иную популяцию, лежит понятие неоднородности популяции. Конституциональная гетерогенность популяции является важным приобретением эволюционного развития человечества, так как она формирует конституциональный профиль индивидов, входящих в конкретную людскую популяцию, наиболее полно соответствующий климатогеографическим и социальным условиям их жизни. Но, несмотря на то что социальные, и миграционные процессы отрывают человека от естественной среды обитания, биологическая сущность индивидуума и популяции в целом, сформировавшаяся в процессе длительной эволюции, сохраняется в до­вольно устойчивом виде. Тысячелетиями шло приспособление населения различных географических регионов к условиям существования в определенных экологических нишах, пока их морфофункциональные признаки не стали адекватными среде обитания, пока не вырабо­тались генетически устойчивые механизмы адаптации к конкретно­му набору факторов. И сегодня для каждого человека существует оптимальная экологическая среда обитания со свойственными ей климатическими, геохимическими, биохимическими и социальными условиями, при которых он проявляет оптимальную биологическую и трудовую активность.

С этой точки зрения заслуживает внимания понятие «эко­логический портрет» человека. Экопортрет человека — это совокупность генетически обусловленных свойств и структурно-функциональных особенностей индивидуума, харак­теризующих специфическую адаптацию к конкретному набору осо­бых факторов среды обитания. При отборе людей для жизни и работы в новых природно-климатических условиях необходимо учитывать и экологический портрет каждого человека. Это станет залогом формирования устойчивых работоспособных коллективов в зонах нового хозяйственного освоения. Ведь благодаря научно-техническому прогрессу человек значительно расширил сферу своей производственной деятельности. Она стала охватывать не только хорошо освоенные регионы, но и зоны с экстремальными и даже крайне экстремальными условиями: высокогорье, Крайний Се­вер, пустыни, Арктику, Антарктиду, дно морей и океанов, ближний космос. Сегодня человечество представляет собой панойкуменный вид, то есть чело­веком заняты все доступные экологические ниши планеты.

3.5. Характеристика человеческих экосистем


Обычно под экосистемой понимают природный феномен, в котором живые организмы взаимодействуют с неживой средой по определенным законам. Эти законы могут иметь экологическую, физическую или хими­ческую природу, они присущи самой системе и не могут быть изменены людьми. В то же время общество и окружающая среда настолько взаи­мосвязаны, что очень часто их трудно отделить друг от друга.

Экосистемы, в состав которых входит человек, называются человеческими экосистема­ми. При этом человеческая экосистема отражает ценности и цели человеческого обще­ства, и основные движущие силы в этих системах имеют социальную природу. Однако необходимо осознавать, что законы, присущие природ­ным системам, не теряют свою силу и для человеческих экосистем, по­этому общее их поведение зависит от взаимодействия всех ее элементов, включая как живые организмы, так и неживую природу. Было бы непра­вильным полагать, что функционирование человеческих экосистем мо­жет быть каким-либо образом понято без учета влияния этих законов. Но не меньшим заблуждением была бы и попытка рассмотрения экосистем человека без понимания ценностей, потребностей и отношений челове­ческого общества, управляющего этой экосистемой.

Понятие «экосистема» прежде всего ассоциирует­ся с природой. Люди, равно как и растения и животные, являются неотъем­лемой частью той экосистемы, в которой они обитают, но при этом человеческие экосистемы обладают не­сколькими принципиальными отличиями от собственно природных эко­систем. Человеческие экосистемы детерминированы деятельностью челове­ка. Выражаясь языком экологии, человек является доминантным видом в человеческих экосистемах. Но имеется существенное отличие в доми­нантности человека от доминантности волков в экосистеме тайги (или же доминантности любого другого биологического вида на его территории). Человеческая деятельность определяется социальными системами и на­правлена на реализацию целей, имеющих социальное, а не биологичес­кое основание. Мы не можем адекватно воспринимать современный мир без понимания деятельности людей, которую, в свою очередь, невозмож­но оценить без рассмотрения общественных целей, направляющих эту деятельность.

Из всех биологических видов только человек обладает способностью к разумному целеполаганию. Человек изобрел множество способов взаимодействия с окружающей средой. Как правило, человеческое общество изменяет свою и природные экосистемы в соответствии со своими желаниями. Более того, оно может создавать и поддерживать существование искусственных систем. Однако, несмотря на то, что общество может создавать и поддержи­вать определенные типы экосистем в соответствии со своими потребнос­тями, оно не может изменить базовые законы их функционирования. Все существующее на Земле подчиняется экологическим законам. Поведе­ние любой экосистемы зависит от ее организации: ее видового состава, характеристик абиотической среды, истории развития. Некоторые из этих компонентов поддаются непосредственному контролю человека, другие – только косвенному, третьи, например климатические условия или ге­нетические особенности большинства популяций, вообще недоступны для вмешательства человека, четвертые могут быть просто неизвестны, что обусловлено огромной сложностью экосистем.

В то же время человеческие экосистемы, как и все самоорганизую­щиеся системы, подчиняются следующим законам.

Принцип Ле-Шателъе–Брауна: при внешнем воздействии, выводя­щем систему из состояния устойчивого равновесия, равновесие смеща­ется в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ос­лабляется.

Принцип удаленности событий: явление, удаленное по времени и в простран­стве, кажется менее существенным. В природопользовании этот принцип особенно часто становится основой неверных практических действий.

Принцип внезапного усиления патогенности: неожиданное усиление патогенности возникает при мутации болезнетворного организма, при внедрении нового болезнетворного организма в экосистему, где нет механизмов регуляции численности, при очень резком изменении среды жизни для экосистемы.

Принцип разумной достаточности и допустимости риска: расширение лю­бых действий человека не должно приводить к социально-экономичес­ким и экологическим катастрофам.

Правила взаимоприспособленности: виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сооб­щество составляет внутренне противоречивое, но единое и взаимно увя­занное системное целое.

Правило интегрального ресурса: конкурирующие в сфере использования кон­кретных природных систем отрасли хозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу тем сильнее, чем значительнее они изменяют совместно экс­плуатируемый экологический компонент или всю экосистему в целом.

Принцип меры преобразования природных систем: в ходе эксплуатации при­родных систем нельзя переходить некоторые пределы, позволяющие этим пределам сохранять свойство самоподдержания (самоорганизации и са­морегуляции).

Принцип соответствия условий среды генетической предопределенности организма: вид организма может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его природная среда соответствует генетичес­ким возможностям приспособления этого вида к его колебаниям и изме­нениям.

Принцип цепных реакций «жесткого» управления природой: «жесткое», как правило, техническое управление природными процессами чревато цеп­ными реакциями, значительная часть которых оказывается экологически, социально и экономически неприемлемыми.

Для рассмотрения таких сложных понятий, какими являются челове­ческие экосистемы, целесообразно разделить их на более мелкие состав­ляющие, доступные для понимания. Экосистему человека можно пред­ставить в виде нескольких сфер: сфера окружающей среды, сфера инди­видуального управления и сфера политического планирования (табл. 3.1) .

Таблица 3.1

Сферы человеческих экосистем

	Сфера окружающей среды	Сфера индивидуального управления	Сфера политического планирования
Характерные представители (в том числе природные феномены)	Животные. Растения. Почва. Вода	Фермеры. Рыбаки. Промышленные производства. Экологические организации	Правительства. Международные организации
Характерные процессы	Рост. Взаимодействие между популяциями. Подчиненные формации. Атмосферные, водные, химические процессы	Решения по использованию земли. Распределения капитала. Маркетинговые решения. Управление популяциями животных и растений	Налогообложение. Денежные субсидии. Согласование различных секторов общества. Уставы и своды правил. Образование
Особенности	Все явления подчиняются законам природной экосистемы	Решения определяются внутренними мотивами и направляют собственные действия	Решения определяются внешними мотивами и направляют действия других

Сфера окружающей среды объединяет те структурные особенности системы, которые функционируют в соответствии с законами природной экосистемы. Сюда входят геобиологические феномены роста и развития животных и растений, динамика популяций и сообществ, обмен пита­тельных веществ и энергии в цепях питания.

Сфера индивидуального управления описывает поведение отдельных людей или организаций, которые находятся в непосредственном контакте с окружающей при­родной средой и воздействуют на нее, вне зависимости от того, являет­ся ли это воздействие целенаправленным и обдуманным или непредна­меренным. Поведение отдельных людей предопределяет способы вос­производства населения, миграционные потоки, формирование эконо­мических явлений.

Сфера политического планирования объединяет все механизмы, с по­мощью которых общество вырабатывает политические или экономичес­кие сигналы, направляющие развитие отдельных секторов общества в определенное русло.

Такое разделение позволяет выявить различные типы характерных представителей каждой сферы, которые играют определенную роль в формировании человеческой среды в целом, поскольку люди, организации и процессы, описанные в таблице 3.1, оказывают различное по значимости влияние на формирование челове­ческой экосистемы.

Как правило, окружающая среда воспринимается как нечто отдель­ное от общества. Под окружающей средой понимается и нетронутая ди­кая природа, сельские пейзажи, города, загрязненные воздух и вода, но очень редко, то что является основой жизни людей. На самом деле такой подход является необоснованно ограниченным. Основная особенность челове­ческих экосистем заключается как раз в том, что в них имеет место двух­стороннее взаимодействие между обществом и той окружающей сре­дой, которая поддерживает жизнь данного общества. Среда включает в себя ресурсную базу для большинства наиболее важных для общества видов деятельности, и люди используют их для удовлетворения собствен­ных потребностей.

В то же время было бы неверным считать, что управляемая экосисте­ма полностью зависит от управляющего общества. Здесь имеет место двухстороннее взаимодействие с обратной связью от окружающей сре­ды к обществу. Поведение среды влияет на поведение человека, управ­ляющего ею, и наоборот. Действительно, с одной стороны, проблемы, связанные с окружающей средой, могут привести к изменениям в поли­тике, а с другой – политическая деятельность отдельных групп людей и правительств в конечном счете в определенной степени оказывает опре­деленное влияние на жизнеспособность и устойчивость окружающей среды. Рассмотренные сферы настолько тесно взаимосвязаны между собой, что их невозможно полностью разделить. Они являются состав­ляющими сложной системы, полнота значения которых раскрывается только во взаимосвязи.

Для каждой из рассмотренных сфер характерны свои субъек­ты и способы связи между отдельными компонентами. Так субъекты сферы индивидуального управления (хозяйственники раз­личного уровня) определенными способами воздействуют на отдельные аспекты окружающей среды. Ответной реакцией, как правило, является некий геобиологический феномен.

Однако, хозяйственники отвечают не только на появление геобиологи­ческого феномена, но и на политические и экономические сигналы со стороны правительства и других организаций (субъектов сферы полити­ческого планирования). С другой стороны, на выбор политических и эко­номических стратегий в сфере политического планирования влияют не только результаты деятельности хозяйственников. Возможно непосред­ственное воздействие на политику через сферу окружающей сре­ды. Примером таких изменений являются природные и техногенные ка­таклизмы, для устранения последствий которых необходимо принятие государственных решений. Однако, непосредственное управляющее воз­действие от сферы политического планирования на сферу окружающей среды невозможно (именно этим объясняется отсутствие замкнутого кон­тура обратной связи между этими двумя сферами), поскольку управляю­щие воздействия всегда опосредованы деятельностью субъектов сферы индивидуального управления.

Одной из характерных человеческих экосистем является фермерское индивидуальное хозяйство. Крестьянина можно отнести к инди­видуальным управляющим, тогда как рассматриваемая в этом случае окружающая среда включает в себя поля (выращиваемые сельскохозяй­ственные культуры, вредители, сорняки, почвы) и установленные типы взаимодействий между ними. Связи между крестьянином и окружаю­щей средой весьма тесные. Большая часть действий человека, работаю­щего на земле, направлена на создание условий, наиболее благоприят­ных для выращиваемых сельскохозяйственных культур. Они постоянно наблюдают за ростом и развитием растений, за активностью вредителей и состоянием почвы, поскольку это обеспечивает необходимую информа­цию для адекватной организации их культивирующей деятельности, пла­нирования мероприятий по химической обработке, и, в конечном итоге, определяет прогнозы на урожай. При изменении перечисленных условий крестьяне могут соответствующим образом оптимизировать свою дея­тельность. С другой стороны, производители сельхозпродукции зависят и от политических решений правительства, ограничивающих площади земель, на которых можно возделывать ту или иную культуру, устанавли­вать цены или обеспечивать определенную поддержку и помощь в управлении хозяйством. Цель политических решений – оказание влияния или управление производством сельскохозяйственной продукции, поэтому правительство для эффективного управления вынуждено вести постоянный мониторинг деятельности субъектов сферы индивидуального управ­ления для выяснения, оказывают ли постановления должный эффект.

Таким образом, существует тесная обратная связь между производите­лем сельскохозяйственной продукции и средой, с одной стороны, и крес­тьянским хозяйством и правительством – с другой. Изменение поведения одного из элементов влияет на поведение двух других.

Для сравнения рассмотрим экосистему промышленного производства, перерабатывающего сточные воды. В качестве управляющих агентов здесь выступают, с одной стороны, промышленные предприятия и городские администрации, ответственные за сброс сточных вод в реки, а с другой представители природоохранных организаций, осуществляющих мони­торинг состояния водных потоков. В качестве последних могут высту­пать сотрудники промышленных предприятий, потребители воды (напри­мер, заводы по производству питьевой воды), различные общественные природоохранные организации или наблюдатели государственных струк­тур. Природные водоемы при этом рассматриваются как безразмерное вместилище отходов, производимых обществом. С точки зрения про­мышленных предприятий и администрации города, очистка воды не прино­сит непосредственной прибыли. Поэтому очистка сточных вод предприя­тиями направлена скорее не на приведение качества сточных вод в соот­ветствие с качеством воды природных водоемов, а на минимизацию штраф­ных санкций правительства и отрицательного общественного мнения. На первый взгляд здесь нет непосредственной обратной связи между сферой окружающей среды и сферой планирования. Степень загрязне­ния природных водоемов отслеживается специальными организациями, заключение которых попадает к правительству и только затем находит отражение в изменении законодательства, издании соответствующих ди­ректив или возбуждении судебных исков. Все эти воздействия направле­ны на руководителей, а не на изменение состояния окружающей среды. Действительное состояние последней зависит уже от действий руководи­телей, которые могут практически свести на нет эффективность обще­ственного мнения или законодательные усилия общества. Именно поэто­му процесс контроля за состоянием окружающей среды значительно упростится, если это будет непосредственно, а не косвенно касаться про­мышленных предприятий.

В рассмотренном примере связи между сфе­рами более слабые и удаленные, чем в примере с сельским хозяйством, но, тем не менее, сферы остаются взаимосвязанными, и поведение каж­дого элемента системы обусловлено наличием этой связи.

Российскими учеными для оценки человеческих экосистем разрабо­тан антропоэкономический подход, который позволяет выделить следую­щие 5 секторов и 5 функций общественного механизма.