Презентация к уроку по биологии на тему "Проблемы предсказуемого развития биосферы".

• 1 слайд

  Проблемы предсказуемого развития биосферы.
  Ведущим мотивом многих исследователей планетарной системы является желание сохранить такие специфические аспекты глобальной природы, как потенциал биосферы в обеспечении ресурсами и услугами. Обычно имеется в виду сохранение биосферы в виде, удобном для существования человека.
  
  Эти желания находятся в противоречии с ростом народонаселения и потребления. Такое сохранение (консервация), которое обеспечило бы сегодня существование биосферы в том виде, в котором она была 100 лет тому назад, или чтобы через 50 лет она оставалась такой же, как сегодня - просто невозможно.
  Политики выдвинули лозунг sustainable development (устойчивое развитие). То, что можно успешно реализовать при социально-экономическом развитии региона, невозможно для всей биосферы.
  Это противоречило бы эволюционным процессам в биосфере.
  Понимая это, некоторые сторонники "устойчивого развития" и финансирующие их "фонды" говорят о нем в том плане, что человеческое общество должно развиваться так, чтобы не происходило серьезных экологических потрясений.
  По вполне понятным причинам все ограничивается политическими декларациями.
  

• 2 слайд

  Некоторые слои и сектора общества могут считать, что для них лучше была бы не консервация, а такие методы управления природной средой, при которых потребности человека в пище удовлетворялись бы более эффективно, причем именно сейчас, а не через несколько поколений.
  
  Это касается как этических, так и практических проблем. Например,
  должно ли человечество играть роль управляющего в поддержании естественных экосистем?
  Имеет ли право человечество как целое вытеснять естественные экосистемы для целей роста народонаселения или для возрастающего потребления ресурсов обществом?
  Найти ответ на подобные вопросы крайне сложно. Последний из них не может быть адресован научному сообществу и просто пока игнорируется.
  

• 3 слайд

  Для того чтобы начать исследовать эту проблему, должен быть как минимум установлен продуктивный диалог между специалистами в области наук о Земле и исследователями в области социологии, этики и философии.
  Другое возможное решение, к сожалению, более простое и опасное, заключается в навязывании воли и интересов одной группы стран другой.
  
  Известно, что в ходе исторического развития в последние сотни лет странами ― "победителями" выходили те, которые наиболее интенсивно истощали природные ресурсы и потребляют сегодня на душу населения в 50-70 раз больше природных ресурсов, чем это имеет место в бедных странах.
  Концепция "устойчивого развития" и призвана, в нашем понимании, законсервировать деление стран на богатых "победителей", потребляющих огромное количество ресурсов биосферы на душу населения, и на бедных, не имеющих возможности по тем или иным причинам это делать.
  В понимании экологических проблем нет общепринятого в естественных науках определения того, что такое устойчивость.
  Очевидно, что любое определение здесь должно содержать количественные ограничения на географические, временные и концептуальные пределы системы, о чьей устойчивости идет речь. От географии вполне естественно ожидать результатов исследований этой проблемы.
  

• 4 слайд

  Сложный вопрос - определение временных границ устойчивости.
  Концептуальные пределы устойчивой системы определяются и природой других систем, с которыми она взаимодействует. Следовательно, критерии для идентификации потенциального устойчивого будущего зависят от географической и временной границ интересующей нас системы.
  
  Устойчивой системой будем считать такую, которая может существовать в ее современном виде в состоянии равновесия с другими системами, с которыми она взаимодействует в течение времени, характерного для временной шкалы естественной изменчивости.
  
  Обмен энергией и веществом должен быть на таком количественном уровне, который не приводит к значительным изменениям в любом из резервуаров энергии или веществ в поддерживающей системе, а сама система должна иметь возможность эволюционировать во временных интервалах, значительных по сравнению со скоростью обмена между системами.
  В этом плане большинство сегментов нашего общества неустойчиво, и при современном темпе потребления ресурсов общество придет к катастрофе через время, короткое по отношению к временной шкале естественной изменчивости.
  

• 5 слайд

  Устойчивость также определяется социальными системами.
  
  Если экологические устойчивое, с позиций науки о планетарной системе, будущее окажется политически или социально неприемлемо, то оно не будет поддерживаться и окажется, таким образом, политически или социально неустойчивым, но возможно и обратное.
  Хорошим примером является теория биотической регуляции, которая предполагает радикальную депопуляцию населения Земли, что вряд ли может быть политически или социально приемлемо.
  
  Горшков В.Г. Физические и биологические основы устой­чивости жизни / Ред. К.С. Лосев, М.: 1995 г. "...необходимо лишь преодолеть ненаучный консерватизм отрицательного отношения к депопуляции, в основном в среде профессиональных политиков, демографов и экономистов и обслуживающих их средств информации".
  

• 6 слайд

  В контексте науки о единой планетарной системе для идентификации устойчивого будущего необходимо следующее.
  Определить географические пределы системы, будущее которой мы прогнозируем.
  Определить временные границы ее устойчивости.
  Изучить природу взаимодействий между системами, представляющими интерес, и взаимодействия с поддерживающими их системами.
  Идентифицировать поддерживающие системы (например, ресурсы питьевой воды или топлива, плодородие почвы и т.д.) с тем, чтобы при современном темпе их использования определить, которая из них первой окажет значительное влияние на изменение (потерю) устойчивости.
  Определить пределы, в которых существующие социальные и политические институты способны поддерживать устойчивость данного общества или региона.
  Определить пределы, в которых образование может изменять поведение человека в отношении потребления продуктов экосистем, эмиссии поллютантов, использования земель и пр.
  

• 7 слайд

  С проблемой "устойчивого развития" тесно связано понятие уязвимости. Географический аспект проблемы здесь также чрезвычайно важен.
  Территории всех регионов уязвимы, но степень их уязвимости неодинаковая из-за природных различий, нагрузок на экосистемы, характера использования ресурсов и социально-политических условий.
  
  Последнее включает в себя способность администрации обеспечивать адаптивный ответ в результате приемлемых отчислений ресурсов и соответствующей политики.
  Однако это практически всегда делается за счет других регионов.
  

• 8 слайд

  Геоинженерия и генная инженерия.
  Человечество все острее реагирует на изменения окружающей среды.
  Иногда оно стремится адаптироваться к ним, иногда смягчить их последствия, иногда - перенести неблагоприятные процессы и явления в регионы, отстоящие подальше от дома.
  
  Если проблема изменений среды надумана, то меры по адаптации или смягчению могут, в свою очередь, оказывать дестабилизирующее воздействие на природу.
  Если проблема является реальной, то из-за сложности и многообразия связей, имеющихся в природе, совсем не обязательно, что деятельность человека, имеющего самые благие намерения смягчить последствия своей активности, будут приводить к позитивным результатам, а не наоборот.
  
  Мероприятия подобного рода удобно разделить на две категории.
  Одну образуют меры по смягчению негативного эффекта, которые направлены на уменьшение воздействия человека на планетарную систему. Вторую - составляют меры по адаптации, которые направлены на уменьшение воздействия возмущающих факторов на общество. Задачей географии становится поиск оптимального сочетания мер по адаптации и смягчению реакции на глобальные изменения.
  

• 9 слайд

  Обе категории особенно ярко проявляются в дискуссиях о возможных изменениях климата. Какой тип климата более удобен и выгоден человечеству?
  Очевидно, что универсального ответа на такой вопрос нет. Что же касается географического аспекта проблемы, то очевидно, что для населения России потепление было бы положительным явлением.
  В научной литературе уделяется значительное внимание изучению изменчивости климата и адаптации к воздействию изменений климата на природу, хозяйство и население. Авторы делают попытку с помощью подходов, подобных принципу предосторожности, оценить относительную ценность и смягчения, и адаптации.
  Продемонстрируем все сказанное выше на двух примерах.
  Во-первых, потенциально возможные глубокие изменения климата могут быть также потенциально предотвращены преднамеренным изменением, например, радиационного баланса Земли. Сегодня технические возможности позво-ляют осуществить работы по такой модификации климата. Очевидно, что создание подобных систем было бы опрометчивым вмешательством человека в функционирование планетарной системы и внесло бы в нее новые возмущения и непредсказуемые последствия.
  

• 10 слайд

  Во-вторых, ставшая модной в последние десятилетия и действительно добившаяся успехов в своей области генная инженерия не могла бы выступить и здесь в качестве фактора, имеющего достаточный потенциал для влияния на глобальную биоту, а через нее и на функционирование планетарной системы.
  Естественно, что первые и очень "наглядные" проекты оказались также связанными с проблемами возможного изменения климата. Сюда относятся проекты создания пород, способных формировать древостой с высокой отражательной способностью и фитопланктон, который будет в открытом океане эффективно связывать углерод и захоранивать его на морском дне. Основная проблема, естественно, состоит в том, а не смогут ли такие модифицированные организмы необратимо изменить биосферу.
  Дальнейший прогресс в оценке относительной роли адаптации и смягчения требует исследований того, какие специфические географические факторы определяют смягчающую емкость, а какие адаптационную емкость.
  Анализ этих факторов показывает, что лучшей политикой в области управления климатом в обозримом будущем бы­ло бы воздержаться от попыток направленного воздействия.
  

• 11 слайд

  Все рассматриваемые в научной литературе геоинженерные схемы вызывают одни и те же вопросы. Прежде всего,
  что будут представлять собой неумышленные (непреднамеренные) последствия их применения?
  К каким последствиям приведут неудачи в такой деятельности?
  Каково политическое и этическое значение исследований, развития и развертывания таких систем?
  Будет ли данная схема постоянным решением или просто задержит наступление нежелательных событий?
  
  Во всей этой проблематике политические, социальные и этические вопросы наиболее трудные.
  Что будет, если несколько стран претворят в жизнь геоинженерные схемы, несмотря на возражения других стран?
  Не может ли это стать сферой деятельности террористов?
  Как оценить риски, связанные с неопределенностями последствий таких проектов?
  И, наконец, этично ли исследование таких систем, или такая деятельность противоречит моральным и этическим нормам?
  Разработка этих и других подобных проблем будет всегда находиться в сфере интересов географии.
  

• 12 слайд

  Заключение.
  Основную парадигму исследований в области наук о Земле до 1960-1970-х гг. хорошо отражали известные высказывания В.И. Вернадского: ".. .человек на наших глазах становится могучей геологической силой" и человек "...может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше".
  Теперь пришло понимание того, что эта способность людей - "покорителей природы" значительно изменять окружающую среду и иные формы жизни с тем, чтобы получить краткосроч­ные выгоды, губительна для них самих.
  
  Основной задачей географии стало научное обеспечение новой парадигмы, суть которой сводится к тому, что биосфера - это самоорганизующаяся система, стабилизация которой обеспечивается первичными продуцентами и буферной способностью атмосферы и океанов. На практике это часто выражается в призыве минимизировать воздействие.
  
  Преодолеть опасную для человечества ограниченность размеров нашей планеты должно помочь понимание особенностей ее функционирования как единого целого.
  На решение этой задачи не были первично нацелены ни география, ни геология, ни другие науки о Земле. Поэтому на повестке дня стоит задача осуществить интеграцию знаний с целью формирования науки о единой планетарной системе.
  

• 13 слайд

  На протяжении сотен миллионов лет существования биосферы принципиальным было то, что поддержание имеющегося в ней уровня упорядоченности или дальнейшее упорядочение происходило за счет внешнего по отношению к Земле источника энергии - Солнца.
  
  Энтропия планетарной системы постоянно уменьшалась, кроме редких случаев, когда импульсно она возрастала вдруг в результате глобальных катастроф.
  Затем наступил перелом, когда часть преобразований биосферы стала происходить за счет ее внутренних резервов - невозобновляемых источников энергии. В таких условиях энтропия планетарной системы может только возрастать.
  По большому счету именно этот перелом в изменении скорости энтропии с отрицательной величины на положительную и обозначил переход к новой эре в истории Земли.
  

• 14 слайд

  Человечество, не осознавая пока этого достаточно полно и восторгаясь такими проявлениями антропогенной упорядоченности, как городские поселения или современные технологические процессы, оказалось перед угрозой необратимых изменений в планетарной системе, перед опасностью уничтожения естественных условий для существования будущих поколений. Наука о единой планетарной системе призвана создать научные основы развития человечества в новых условиях.
  
  География должна внести существенный вклад в смягчение конфликта между деятельностью человека и процессами самоорганизации, поддерживающими существование биосферы.
  

• 15 слайд

  Отметим те области, где единая наука о планетарной системе должна наиболее ярко проявить себя в XXI в.
  1. Мы вправе ожидать фундаментальные открытия в области эволюция континентов и процессов, связанных с движением плит. Построение общей теории эволюции Земли и последовательное описание всех эндогенных процессов, происходящих в основных геосферах Земли. В выводах теоретических работ в этой области конкретным смыслом наполняются общие рассуждения о явлении самоорганизации.
  

• 16 слайд

  2. Выделение основных элементов единой планетарной системы и определение их место в ее функционировании.
  Обнаружение всех тех элементов системы, которые обеспечивают ее нелинейность: пороговых величин, узких мест и переключающих элементов. Знание таких элементов позволит исследовать чувствительность системы к критическим возмущениям, которые могут вызывать или определенную цикличность в ее поведении, или даже появление новых режимов ее функционирования, что вызывает особую озабоченность.
  Создание таких методов исследований, которые позволили бы прямо принять или опровергнуть подлинность гипотез о последствиях возмущений. Это особенно важно для принятия решений особенно в терминах упреждающей адаптации.
  

• 17 слайд

  3. Модернизация системы мониторинга.
  4. В географии, геологии и геоэкологии в отличии от физики и химии мы, как правило, не имеем достаточно полной числовой информации об анализируемых объектах или процессах. Новое поколение программ будет направлено на преодоление «интуитивных предпочтений» и на предварительную апробацию программ путем сравнения результатов моделирования с известными палеоданными. Работы по созданию баз данных будут стандартизованными, они станут общедоступными и к расчетам по сложным программам будут на добровольной основе привлекаться тысячи энтузиастов, имеющих дома хорошие компьютеры.
  

• 18 слайд

  5. Очевидным «вызовом времени» XXI в. является поддержание биосферы в приемлемом для человека виде. Более актуальными станут работы по «ремонту биосферы» и здесь имеется широкое поле деятельности для географов.
  
  Волей или неволей придется принять участие в совершенно новой деятельности — геоинженерии. Такой деятельностью охотно хотели бы заняться люди, умеющие решать технические вопросы и не имеющие представления о сложности планетарной системы. Терроризм.
  

• 19 слайд

  6. Мультидисциплинарность. Анализ того, как все функционирует вместе, требует изменения подхода к организации и проведению междисциплинарных исследований. Способностях наук к взаимообогаще-нию приобретает в таких условиях особую актуаль-ность. Результаты исследований, оптимальные с позиции специалистов блока естественных наук, не будут приняты и претворены в жизнь, если они одновременно не являются приемлемыми в социальном, экономическом, политическом, юридическом и нравственном отношениях.
  Эта сторона вопроса исторически наиболее подготовлена в том комплексе наук, который сегодня является основой географии. Может быть, на этом пути удастся в научно-техническом плане ответить на вопросы: что такое «устойчивое развитие» и какова «несущая способность» биосферы.
  

Краткое описание документа:

Ведущим мотивом многих исследователей планетарной системы является желание сохранить такие специфические аспекты глобальной природы, как потенциал биосферы в обеспечении ресурсами и услугами. Обычно имеется в виду сохранение биосферы в виде, удобном для существования человека.   Эти желания находятся в противоречии с ростом народонаселения и потребления. Такое сохранение (консервация), которое обеспечило бы сегодня существование биосферы в том виде, в котором она была 100 лет тому назад, или чтобы через 50 лет она оставалась такой же, как сегодня - просто невозможно. Политики выдвинули лозунг sustainable development (устойчивое развитие). То, что можно успешно реализовать при социально-экономическом развитии региона, невозможно для всей биосферы. Это противоречило бы эволюционным процессам в биосфере. Понимая это, некоторые сторонники "устойчивого развития" и финансирующие их "фонды" говорят о нем в том плане, что человеческое общество должно развиваться так, чтобы не происходило серьезных экологических потрясений. По вполне понятным причинам все ограничивается политическими декларациями.