Техногенез и динамика экосферы.

Раздел «Техносфера и ресурсы техносферы» Понятие техногинеза и его основные черты.Экосфера Человеческая цивилизация привела к появлению на планете новой глобальной материальной с-ме в виде многослойной насыщенной сферы искусственных созданных обьектов.Например, радиоволны, искусственные спутники, ракеты, преобразованные ландшафты,населенные пункты, дороги, комунальные, транспортные дороги,шахты, скважины, муссорит.д.Все выше перечисленное наз.техносферой(антросфера).Следовательно ТЕХНОСФЕРА – это планетарное пространство, находящее под влиянием технической деятельности людей и производства,занетое этой деятельностью.Техносфера возникла в процессе развития от первобытного костра до развития техники.ТЕХНОГЕНЕЗ- часть историии развития человечества.С эколог. точки зрения он является послед.этапом эволюции чел-ва, который нарушает равновесия биосферы и замкнутость биологического кркговорота.Столкновение между биосферой и техносферой привело к эколог. проблемам.Эти проблемы возникли в результате конкурентного вытеснения биосферы-техносферы и количественной экспансии чел.цивилизациии.Техносфера т биосферранаход.в постоянном взаимодействии, поэтому их вместе можно расматривать как единую систему –ЭКОСФЕРУ.Экосфера –это совокупность всего живого на Земле вместе с его окружением и ресурсами.Вернадскийписал,человечество как живое в-во связанно с энергетическими процессами гиобиологической оболочки земли с ее биосферой.Чел-во не может быть физически не зависимым не одной минуты.Рейменд указывал, что чел. не отделенотмат.производства и от созданной им тех.цивилизации вместе они образуют «критическую массу» экосферы на поверхности планеты.Поэтому он говорил,что современная экология становится учением об экосфере=совр. биосфера+техносфера. В табл.7.1представленны результаты деятельности одного вида-человека, создавшего техносферу и количественно сопоставленытехносфера и биосфера.Из табл. 7.1 видны осн. отличия и приведены показатели для техносферы и биосферы. Следует обратить особое внимание на обьем планеты и запаса инф., накопленной современной цивилизацией , они не уступают биотехнологическим,однако скорость биотической обработки выше чем в техносфере.По данным расходам энергии можно оценить процессы для биоты и для техносферы.Длябиоты =1039 бит\с, что на 20 превышает суммарную величину потоков в совр.цивилизации.Однако если сравнить инф.скорости эволюции, то результаты будут противоположны.Инф.скорость биолог эволюции, поэтому природное изменение несет эволюционный характер,а антропогенный – разрушительный.Сравнение приведенных характеристик показывают, что:1)чел. контролируют и использует неюольшую часть биолог.видов биосферы,2)наличие массы биоты биосферы, материала техносферы и скорости оборота активного вещества почти совпадают,3)нетто продукции техносферы на 3 порядка меньше продукции нетто биосферы,4)отношения расхода орг.в-в и продукции в биосфере в 1000 раз меньше, чем в техносфере,5)годовые расходы биосферы и техносферы различаются в 27 раз, но энергоемкость нетто техносферы в 100 раз больше, чем энергоемкость биосферной продукции,6)расход водывтехносфере в 100 раз больше, чем в биосфере,новодоемкость в 140раз больше,7)ситепеньзамкнутостикруговорота в-в в техносфере на порядок меньше, чем в биосфере,8)скорость прогресса цивилизации в 20 век на 8 порядков больше скорости биолог.эволюции,9)суммарная скорость переработки активной инф. в биосфере на 20 порядков больше, чем скорость обр.инф.цивилизациии,10)соотношение «в-во-энергея-информация» в биосфере и техносферерезкоразличны и сопоставимы их потоков примерно след:(кг):(вт):(бит\с). В биосфере 1:106:1028 .В техносфере 1:107:1010.Вывод:жиивая природа планеты не сравненно совершеннее и умнее человеческой цивилизациии, она более экономична, эфективнее.Она более сбалансированна, поток в-ва и энергии регулируют с высокой точностью.

Техногенез и динамика экосферы.

Как указывалась выше техногенез – порождение техники,создание челом все больше совершенных способов, орудий и устройств для воздействия на ОС с целью получения благ.Главным слагаемым техногенезаявл. Технический прогресс и экономический рост.В 20 вектехногенез приобрел глобальный характер и новую форму –техносферогенеза,т.е. распредеоенииетехносферы по поверхности земли.Доминирующий фактор воздействий на ОС, обсловленный потребления людей, оответствующиму управлению их жизни.Эти факторы описываются так называемым основным уравнением. IPAT (2009) I=P*A*T,гдеI(воздействие)=P(численность населения)*A(изобилие)*T(техногенез)

P(численность населения) все время растет, A(изобилие)можно оценить по ВВП,кот.явл.мерой промышленной и экономической активности ВНП, включающую стоимость товаров и услуг,произведенных в стране в течении года.Экономический рост характеризуется увеличением производительности продукции и услуг для целей потребления и накопления на нац.основе.Представить оценки с помощью универсального денежного эквивавалентнаявл. Проблемотично в стлу их контрастности.В то же время известно,что достаточно ниверсальнымявл.расход энергии, кот.может точно контролировать экономику в связи с этим сущ.попытки оценить мощность экономики с помощью энергетических критерий(см табл.7.2) Используя энергетический критерий можно рассчитать мощность экономики.Энергетика кроме функции критерия может исполнять роль некого общего мирила анропогенного давления на ОС.Связь между эконом.ростам и развитием энергетики хорошо прослеживается по одинаковым темпам прироста ВМП (мирового валового) и энергопотребления. Обшая картина потребления энергии в мировой экономике начиная со второй половины 19 века показано рис.7.1. Общая картина потребления энергии сопоставима с ростом народонаселения, душевого энергопотроребления и ВМП.Все зависимости имеют экспоненциальный характер с учетом окружения энергопотребления удваивалось каждые 26 лет, а ВМП за 21 год.Самые крутые экспоненты относятся к росту ВМП и энергопотребления, а самая пологая к душевому потреблению энергиии. Из рис. 7.1 моно сделать след.

Выводы:1) экспоненциальный рост мировой экономике свидетельствует об экспоненциальном росте использования природных ресурсов и природной деградации;2)мировая энергетика росла в 2 быстрее чем численность населения. Кроме того по видимому экспоненциальному росту энергопотребления связан не только с экспоненциальным ростом населения и ВМП, но и с изменением технологии получения этого ВМП.(з-н проявления и з-н увеличения энергет. затрат на производство единицы продукции ).Как указывалось выше с помощью оценки потребления энергии экономикой страны можно попытаться оценить вклад каждой из них в техногенном воздействии на природу, дляего ориентировочной сравнительной оценки предлагается использовать индекс антропогенной нагрузки I_а для данной страны,отрожающей мощность его техногенное давление на природу иглоб.мощность давления.В качестве глобальных параметров техногенного давления используется след. параметры:Р_в– потребления биомассы в виде с\х продукции и древесины,но в единицах мощности;Р_е- мощность энергопотребления всеми отрослями хозяйства;S-площадь страны;или всей суши - S_о.Тогда индекс антропогенной нагрузки:I_a=[(P_В+Р_Е)\S]\[(^oР_В+^oР_Е)\S^о],где ^о –относится к биосфере.На основании индекса антропогенной нагрузки можно расчитать величину ренты,кот. должна была быть б платить каждая страна за пользование биосферой.Чем большую антропогенную нагрузку оказывает данная страна на природу, тем большеR. R=A_ik(Р_Б+Р_Е), где k_i-коэф. Пропорциональности-значение ренты за ед.мощности техногенного давления при техногенной нагрузке равной еденице.Если мощность нагрузки выразить ГВт, а ренту в у.е, то k будет иметь размерность k=млн.доллоров\ГВт. Ренту за пользование биосферой следует рассматривать как другую любую финансовую категорию.Всемирныйтехногенез 20века имеет след. характерные черты:1)резкое увеличение потребления энергии за последния 100 лет ее потребление возросло в 14 раз;2)изменилась структура топливного баланса большинства стран мира, а именно произошел переход на углеводное топливо, ядерную энергетику;3)значительно увеличилась добыча и переработка минеральных ресурсов;4)изменилась структура машиностроения в пользу станкостроения, автомобилестроения и наращивание единичной мощности агрегатов ,возросла роль военно пограничной комиссии;5)прошла интенсивная химизация всех отрослей промышленности;6)появились новы оружия массового поражения, для которых не существует пространственных ограничений, что создало угрозу выживания человечества;7)биосфера суши сократилась на 15%, а техносфераувеличилась в 2 раза на занимаемую площадь.Некоторые данные о росте техносфере представлены в табл. 7.3.Вывод:Смена основных типов технологии происходит со скоростью, которая превышает скорость смены технологий биотического круговорота и эволюции биосферы на 8 порядков, поэтому биологическая эволюция не может приспособить к техническому прогрессу, также содержит в себе потенциал самоуничтожения, однако эта угроза трудно осознается , так как она хорошомаскируется психологией людей, положительным результатом соц. прогресса.

Структкратехносферы. Техногенный материальный баланс.

Мировое хозяйство моно рассматривать как видовую пищу человечества. По многим пространственным и потоковым параметрам она совпадает с биосферой. Экологическая емкость ограничена, поэтому неизбежно конкурентные отношения между биосферой и техносферой.Эти отношения сложнее, чем межвидовые в природе.Техносфера планетарное пространство находится под воздействием производственной деятельности людей.Она включает всю совокупность орудий, обьектов, процессов и предметов общественного производства.Техносфера определяется преобразованную людьми с помощью прямых и косвенного воздействия технических и техногенныхтехобьектов в целях наилучшего соответсвиясоциальноэкономическим показателям человечества.Техносфера занимает значительное пространство , принодлежащее ранее биотебиосферы.Человек взял под контроль и посуществувкл.в состав техносферы часть растительного и животного мира, но значительная часть современной техносферы совершенно новое надприродное образование генетически не связанное с законами биосферы.Человек в 20 веке значительно раздвинул границы техносферы в ближайший космос, в глубь земной кооры, в субмолекулярныймакромир.В составе техносферы можно выделить «техническое вещество» - это активно функционирующая часть средств производства,т.е. совокупность станков, реакторов и т.д. Всю остальную часть атмосферы называют «техногенное вещество» к нему относится здание, сооружения, коммуникации и т.д.Общая масса техносферы оценивается в 10-20 Тт(Т=10¹²) это сопоставимо с биомассой живого в-ва биосферы. Масса техногенного в-ва в настоящее время достигло 8,5 Тт,что в 1,5 раза больше массы биотыбиосферы.Основную ее часть состовляет скопление горных пород, производственных отходов, зданий и сооружений.эта масса накопилась за всю историю человечества.Из этой массы техносферы человек использует лишь 150-200 Гт (Г=10⁹).Причем скорость обновления состовляет от 1-1,5 Гт в год.Техника воспроизводит сама себя вытесняя естественной.Внаст.время в техногенном круговороте в-в вовлекается до 120 Гт в год природных ресурсов (см рис. 7.2).Из них лишь около7,5% преобразуется в продукцию в процессе производства,а из этого количества более 80% возвращаются в основные фонды.Мааса потребления человечества велико , но она в целом не вызывает нарушения в глобальном кругговороте.Проблемысвязвны с потреблением биоресурсов, технической энергетики пром. производством.Человек ежегодно изымает боллее 7% продукции фотосинтеза на суши и с учетом снижения биопродуктивности за счет вырубки лесов, опустынивания и т.д. косвенно используется еще 20-30% первичной продукции биосферы на 12%, что является его главным вмешательством в природные процессы. Наибольшим серьезным является вмешательство техногенеза в биосферный обмен и круговорот О₂.Для крупных консументов допустимо изьятие не более 1% ежегодно продукции биосферы, но человек на порядок превышает этот норматив.Из техногенного баланса видно какое количество питьевой воды и кислорода потребляется,кокое количество выделяется углекислого газа и воды, сколько оброзуется отходов и выделяется тепловой энергии. Количество отходов техносферы и всего хозяйства человека оценивается в 140Гт в год.Из этого количества 25% выбрасывается в атмосферу,11%со сточной водой в водоемы и 64%попадает на поверхность земли. Среди отходов количество токсичных-1,5-1,8Гт в год(250-300 кг на 1 человека).Техносферой потребляется около 5 тыс.км³ в год воды, что состовляет 20% обьема влаги вводимой в планетарный круговорот, транслируйщей всех растений суши.Техносферныйгазооборот превышает 25% биосферный газообмент,почти такое же соотношение существует между выделением теплоты и энергии фотосинтеза. Всего к концу 20века человечество увеличило обмен в-в и энергии на планете.Техногенныймат.баланс свидетельствует о нерациональном использовании природных ресурсов человека.существует отличие от биоттическогокруговорота в-в явл, то что существенно разомкнут и в количественном и в качественном отношенни, поэтому его правильно называть не круговорот, а ресурсным циклом, т.к.техногенныймассообменсостовляет значительную часть глоб.куруговорота в-в своей разомкнутостью, он нарушает необходимую высокую степень замкунутость биотического круговорота, который выработан эволюциоонно и является важнейшим условием стабильности биосферы.Вывод:Современнаятехносфера не только вытесняет и замещает биосферу, но и нарушает средорегуляционную функцию биосферы, что еще опаснее.Это опасность усугубляется тем,чтотехносфера не может существовать без биосферы, т.к использует ее среду и ресурсы.

Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 1208; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!