Основные понятия и законы экологии. Мониторинг окружающей среды

Основные понятия и законы экологии В зависимости от специфики решаемых задач в экологии сущ-ют направления: информационная, строительная и т.д. Экология изучает организацию функ-ния систем, более сложных, чем организм. Надорганизменные системы наз. экосистемы Экосистема – безразмерная устойчивая сис-ма живых и неживых компонентов, в которой осущ-ся внутренний и внешний круговорот вещества, энергии и информации. Самая крупная экосистема – биосфера Биосфера – активная оболочка Земли, включающая все живые ор-мы, находящиеся во взаимодействии с неживой природой, с к-рой они образуют единое целое. Она растет и размножается вопреки энтропийной смерти. Биосфера может существовать без человека. Все остальные организмы внутри биосферы наз. ее подсистемами. Важные следствия иерархической орг. состоят в том, что по мере объединения компонентов более крупной функциональной единицы на новых ступенях иерархич лестницы скачком возникают новые свойства, отсутств на предыдущих Принцип эмерджентности (св-ва не сводятся к сумме св-в его частей) Деятельность живых организмов ( в силу эгоизма) приспосабливает силы окр среды под себя. Тот факт, что химический состав атмосферы и физ параметры на почве Земли отличаются от др планет позволил сформулировать гипотезы Геи. Согласно этой гипотезе живые организмы создали и поддерживают на Земле условия. Грубое док-во: состав атмосферы 1 табл image2 Последняя колонка позволяет сделать вывод, что живые орг-мы создали атмосферу с такими параметрами. В состав экосистемы входят: 1. неорганич вещ-ва: С, О2 , Н2О, СО2, P, S, N 2. органические вещ-ва: белки, углеводы, липиды, связывающие биотические (живые) и абиотические компоненты 3. воздушные, водные и субстратные 4. продуценты – автотрофные (самопитающиеся) орг-мы, которые используя энергию солнеч света синтезируют орган вещ-ва из Н2О и СО2 5. консументы 1-го порядка (растительноядные животные) и консументы 2-го порядка (хищники) 6. редуценты или деструкторы – бактерии и грибы живущие за счет разложения тканей умерших орг-мов Ежегодно продуцентами создается примерно 100 млрд тонн органики, что сост-ет глобальную продукцию биосферы. За год примерно такое же число органики (живого вещ-ва ) окисляясь превращается в СО2 за счет дыхания – глобальный распад. Этот баланс сущ-вал не всегда. Примерно млрд лет назад часть образуемого продуцентами вещества не расходовалась на дыхание и не разлагалась т.к было мало консументов. В рез-те вещ-ва накапливались. Преобладание синтеза над органикой привело к увелич. О2 . Примерно 300 млн лет назад особенно большой избыток органики привел к обр горючих ископаемых, за счет к-рых человек совершил промышленную революцию. 60 млн лет назад выработалось колеблющееся стационарное равновесие. Однако за последние полвека в рез-те хоз деятельности человка (сжигание горючих ископаемых) концентрация СО2 увеличилась а О2 уменшилась. Ветры стали дуть по-другому. Следующей важнейшей характеристикой экосистем явл кибернетическое поведение. Оно опред-ся тем что они обладают развитыми информац сетями, включ хим, физ и биол сигналы. Отличие экосисеты от комп-ров в том, что упр функ-ей экосистемы сосредот внутри нее и диффузны ( распылены по всей сис-ме) Однако при сравнении комп-ров и экосистем можно найти и общее: управление основании на исп обратоной связи . Энергии обратной связи мало по сравнению с инициированной энергией. «Устройство» осущест обратную связь в живых сис-мах наз гомеостатическим механизмом. Степень стабильности экосистем не зависит от жесткости окруж среды, так и от эффективности внутренних упр из орг 2 типа устойчивости: 1. резистентная – способность оставаться устойчивым при нагрузках. Например, лес секвои устойчив к пожарам 2. упругая устойчивость – способность быстро восстанавливаться Помимо систем обратной связи стабильность обеспечивается избыточностью. Мозг предоставляет собой «устройство» с низкими энергетическими характеристиками огромными способностями к управлению. Так как при относительно малой затрате энергии ,он способен продуцировать мощные идеи. Использование в экосистеме различных источников энергии позволило выделить 4 фундаментальных вида экосистем по энерге-кому признаку : 1) Движимые солнцем , несубседируемые – природные экосистемы , зависящие от солнца. Эти экосистемы получают мало энергии с единицы площади и имеют малую удельную продуктивность , но они занимают большие территории , поэтому это основной модуль жизнеобеспечения биосферы. В них очищается воздух и.т.д. 2) Экосистемы движимые солнцем . но субсидируемы другими естественными источниками энергии 3) Экосистемы движимые солнцем, субсидируемы человеком. 4) Экосистемы движимые топливом – индустриально-городская экосистема, в которой энергия топлива заменяет энергию солнца. Экологические факторы и проблемы . На состояние окруж-ей среды сказывают сильное влияние эколог-ие факторы – это любое условие среды. Способное воздействовать прямо или косвенно на живые организмы. Экологические факторы: 1. Абиотические : гравитация, магнитное поле. 2. Биотические : совершающие влияние жизнедеятельности одних на других. 3. Антропогенные – факторы человеческой деятельности. Они обяханы своим происхождением техногенной деятельности человека. ??? Присопособительные реакция орг. Опр. их переодичностью. К первичным периодическим факторам относятся явления. Связанные с вращением Земли , вращением Луны вокруг Земли. Эти факторы действовали задолго до появления жизни , а живые организмы приспособились. 6.9 Абиотические факторы наземной среды. Поступающая от солнца энергия распределяется спектрам след-им образом: 1.На видимую часть спектра: λ = C/f 400 – 775 нм 48% Наибольшую роль для фотосинтеза играют оранжево – красные лучи: 45% 2.инфракрасные лучи : λ > 750 нм – для большинства организмов невидимый. 3.Ультрафиолет: λ < 400нм  7%. 4.Ионизирующее : выбиваемое Из атомов , при этом образуются положительные или отриц. ионы. 2 источника : радиоактивные вещ-ва космические лучи. Для людей ввели : 1 бэр  0,01 Дж/кг (эквивалент рентгена). ????????таблица имидж 4 Источник излучения Доза Фон Допуск ЭЛТ(электронно-лучевые трубки) Рентген зубов Рентген желудка Лучевая болезнь(легкая) Тяжелая лучевая болезнь Допустимое аварийное облучение населения 100 мб 500 мб 500 мб 3 б 25 б 100 б 450 б 10 б Температура На поверхности определяется температурным режимом атмосферы и солнечной радиации Для большинства наземных животных и растений температурный оптимум : 15 – 30оС Сине-зелёные водоросли и бактерии : 70 – 90оС Глубокое охлаждение вызывает у некоторых насекомых и пресмыкающихся- анабиоз. Лимитирующие факторы. Законы мин. И толерантности. Закон min для растений : развитие растений лимитируется не теми элементами питания . которых в почве много , а теми которых мало. Любому живому организму и сообществу необходимы не вообще еда, температура и влажность , а их режим, т е границы допустимых колебаний этих факторов . Давление человека на биосферу началось задолго до промышленной революции , ибо целые цивилизации погибли до н.э. , например Средиземноморская , цивил-ия Майа , но катастрофические экологические изменения в прошлом были связаны не с загрязнением окруж-ей среды , а с её трансформацией , например , деградация почвы , эрозия , засоление и др. А сейчас из-за антропогенной нагрузки возникли новые эколог-ие проблемы : - потепление климата , из-за парникового эффекта (СО2 растет) видимый свет поглащается ,а внутри задерживается. 2 источника : процессы сжигания горючих ископаемых ; из-за нарушения деятельности организмов Тундры. Они «едят» СО2 (40%) - ускорился процесс подъема мирового океана. За 100 лет поднялся на 10-12см , но сейчас этот процесс десятикратно ускорился. - истощение озонового слоя , который задерживает ультрафиолетовые лучи. - опустынивание и обезлесение планеты . В Азии и Африке 6 млн. га/год. Главная причина вытаптывание травы крупным рогатым скотом. - интенсивное загрязнение мирового океана. Поступление О2 в атмосферу : 240-300 млрд.тонн. организмы расходуют на дыхание 90% , а 24-30млрд.тонн – промышленности. Химические и радиационные загрязнения природы , уменьшение озонового слоя подавляют иммунитет. За 3 млрд лет существования биосферы выработался механизм экологического механизма естественными экосистемами. Человеческое общество как подсистема биосферы зависит от всей системы. Глобальное нарушение эколог-го равновесия ,переход биосферы в другое качество означало бы для человечества катастрофу. В настоящее время сохранение эколог-го равновесия трактуется как достижение устойчивого развития . при этом экономический рост должен быть не более 2% в год. Мониторинг окружающей среды Всесторонний анализ окруж-ей среды предусматривает оценку её экологического состояния и влияние на неё естественных и антропогенных факторов. Состояние биосферы , непрерывно меняющееся под влиянием естественных факторов , обычно возвращается к первоначальному. Существуют в мире экологические службы (гидро- , метео- , сейсмическая и др.) Производят контроль изменения . Состояние биосферы из-за антропогенных факторов происходит в более короткие сроки. С целью измерения и оценки антропогенных изменений созданы информационная система экологического мониторинга?????? Основные задачи мониторинга антропогенных воздействий : 1.наблюдение за источниками антропогенных воздействий. 2.наблюдение за факторами. 3.наблюдение за состоянием природной среды. 4.оценка физического состояния природной среды. 5.моделирование изиенения состояния природной среды. Классификация мониторинга . Объектом мониторинга явл-ся все эколог-ие факторы. - пространственный - временной По характеру информации : 1.глобальный – слежение за общемировыми процессами в биосфере ; предупреждение об экстренных ситуациях. 2.базовый (фоновый) 3.национальный. 4.региональный. 5.локальный. 6.??????импактный – мониторинг в особо опасных зонах и местах. Классификация систем мониторинга может основыватся и на методах наблюдения (мониторинг по физико-химич. и биологическим показателям , дистанционный мониторинг). Дистанционный мониторинг в основном авиационно-космический , оснащенных радиометрической аппаратурой. Информационная экология Общая и специальная информ-ая экология Человек может потерять здоровье не только в результате химических и физических загрязнений, но и в результате получения недостоверной , вредной , ложной информации. Проблему защиты от вредной информации можно решить в рамках информ-ой безопасности. Задача спец-ой инфорсационной экологии – защита от вредной информации. В общем случае экосистемы представляют собой открытую функциональную структуру , включающую сообщество живых организмов , человека и окруж-ую среду , между которыми постоянно происходит взаимодействие (обмен) : 1.веществом 2.энергией. 3.информацией. Наиболее изучен 1-ый вид обмена , при нарушении которого происходят экологические кризисы : человек берет планетное вещество , но обмен вещ-ом осуществляется не на паритетных основах. Полезные ископаемые собирались землей в течении миллиардов лет и являются проводникаминеобходимых энергии?????? (аккумуляторами). С этой точки зрения добыча является противоэволюционным и ведет к гибели планеты. Следующие два вида обмены энергией и информацией почти ??????не исследуются. Вся эволюция жизни основана на энерго - информационном обмене. Результаты этого обмена в виде ДНК и РНК.В настоящий период крайнего истощения энергоресурсов планеты возникает необходимость перехода к новым энергиям , которые могут быть основаны людьми лишь при условии их высокого сознания , соблюдения паритета(?) во взаимоотношении с природой и соответствующим этическим поведением. Поэтому сейчас ученными предложена новая энергетическая концепция мироздания , согласно которой Вселенная, Земля и человек – сложная единая энергетическая структура , между частями которой происходит постоянный энергообмен , создавая возможность их эволюционного продвижения. С точки зрения информационной экологии , жизнь – это энергоинформационный обмен. Это может быть обмен по пространству планеты , так и взаимосвязи с космическими энергиями и энергиями других измерений. Вся эволюция человечества продвигается обменом энергии : сначала была освоена механическая энергия ; электрическая ; затем химическая ; биологическая, и термоядерная. Энергоинформационное воздействие окруж-ей среды и космоса , а также влияние информ-ых потоков на исторические процессы были показаны Чижевским в своих работах. В настоящее время известно обратное инфор-ое воздействие человека на окруж-ую среду (антропогенное). Таким образом , для получения реальной картины состояния биосферы и её устойчивого развития необходимо знание общей информ-ой экологии – области науки . начало которой было заложено В.И. Вернадским (1863 – 1943г.г.) и которые применяются для исследования любых экологических проблем. С помощью ОИЭ становится возможным всесторонне – комплексный анализ обмена энергии и информации и дать конкретные рекомендации как по оздоровлению среды обитания , так и по выработке принципов поведения человека в конкретных регионах, включая духовно-нравственные , соц.-политические , культурные и др. – все это называется социальным фактором. Общая инф-ая экология основывается на последних достижениях науки в области квантовой механики (торсионные поля) , физики . математики . биологии (новые данные расшифровки ДНК), био- и психокибернетики (энергоинформационная составляющая живых систем и человек - как космическое явление). Ноосфера – единая информационная среда. Разрушение ноосферы грозит не менее , а может и более страшными последствиями, чем экологический кризис. Можно выделить следующие негативные последствия разрушения информ-ой среды : 1.в области экологии: а) разрушение естественных механизмов регуляции экосистем б) отчуждение человеческой цивилизации от естественной среды обитания. Формирование агрессивного потребительского отношения 2.социально-психологические : а) манипулирование через СМИ (активизация животных инстинктов). б) возникновение новых технологий манипулирования массовым сознанием, сращивание древних магических техник с современными инфор-ми технологиями. в) возникновение манипулятивных религий и сатанических сект. 3.геополитические: а) повышение вероятности тоталитарных полит.режимов б) возможность возникновения 1 или 2 сверх империй, контролирующих планету и коллапс цивилизации. 13.09 Важно отметить, что информ-ые аспекты занимали важное место в др. цивилизациях нашей планеты. Если посмотреть с современ. точки зрения на обряды, жертвоприношения, то это все инфор-ое возмездие как на биосферу, так и на коллективы. Более того известны «приборы», которые по понятиям древних очищали инф. среду. Наша материалистическая наука считает это религиозным предрассудком, но современные открытия в физике позволяют взглянуть на эти мантры с иных позиций. Исследование торсионных полей, возникающих вокруг вращающихся тел, они обладают выраженным биологическим эффектом. Показано, что это совершенно новый вид полей, связанных с спиновой поляризацией . С этой точки зрения, множество мантр в Тибете и Непале делают важную работу: гармонизируют и очищают окруж-ую инфор-ую среду.Мантры – своеобразный экологический прибор (энтропийный хаос ), уменьшающий хаос инфо-ой среды. Другой пример лревнего сооружения, играющего … роль, явл-ся каменные круги. Мегалит – система вертикальных камней. В современных спинторсионных генераторах давно не используются металлические цилиндры и конусы. В научных работах показано, что помимо энергии, которую любое существо получает из воздуха, пищи и солнца, оно потребляет из окруж-ей среды информацию (как особый вид энергии), и вокруг живых существ образуется в пространстве биоэнергоинформационное поле- оболочка из нескольких слоев. Человек обладает, как индивидуальным так и коллективным сознанием. Эта особенность человеческого сознания позволила создать концепцию морфогенетической синергизации, которая связала воедино последние достижения физики, синергетики, теории инфор-ии, теории больших систем, кибернетики, биологии, медицины. Негативные эффекты информатизации. Большая часть негативных явлений информатизации стало основанием для создания СИЭ, явл-ся часть ОИЭ. Некоторые из негативных проявлений инф-ии становятся усугубляющимися противоречиями, особенно в демокр-их странах, где разрешено циркулирование почти любой инфор-ии. Ученые подсчитали что информационная эпоха человека продлится 135 лет. Мы прожили 1/3 этого периода. Жизнь усложняется по экспоненте. Правовые вопросы СИЭ В соответствии с системным подходом: ОИЭ | СИЭ | ИБ  технические и программные средства обеспечения ИБ Ст 2 ФЗ: ИБ – состояние защищенности жизненно важных интересов личности, общества и гос-ва в инфосфере от внешних и внутренних угроз. Жизненно важными интересами в инф сфере явл: 1) для личности - соблюдение конституционных свобод и прав граждан на получение, передачу и пр-во объективной информации. - реализация права граждан на неприкосновение в частной жизни. - обеспечение права гарждан на защиту своего здоровья от неосозноваемой человеком вредной инф 2) для общества: - построение информационного общ-ва - защита национ духовных ценностей, пропаганда нац культурного наслендия, норм морали и общ нравст-ти - предотвращение манипулированием массовым сознанием - приоритетное развитие соврем телеком-ых технологий при сохранении и развитии отечественного научного и произ-нного потенциала. 3) для гос-ва - защита интересов личности и общ-ва - формирование институтов общест-нного контроля для наблюдения за орг власти. - формирование сис-мы подготовки в орг-ны гос-ной власти, обеспечение баланса интересов - защита гос-нных инф систем Основные угрозы жизненно важным интересам личности, общ-ва, гос-ва в инфосфере 1. Внутренние угрозы: - отставание России по уровню информатизации - ослабление русского языка - размывание единого правового пространства страны из-за принятия субъектами РФ противопротиворечащих Коституции РФ. - разрушение единого информ и духовного пространства, активизация религиозных сект, несущих опастность - отсутствие четко сформулированной информ политики, отвечающей информ интересами. 2) Внешнее - целенаправленное вмешательсво в деят-сть и развитие информ сис-м РФ - стремление сократить использ русского языка как средства общения за рубежем. - попытка недопустить Россию в участие на равноправной основе - подготовка к информ войнам и использ информ оружия. Правовая охрана СИЭ Кто владеет информацией – правит миром. Ключевые области работы с инф включает 3 направления 1. получение инф-ции 2. использование инф-ции 3. распределение инф-ции Чтобы обеспечить юр и полит защиту СИЭ необходимо 1. доработать законодат базу 2. усовершенствовать науку, методологию и образование Для более гибкого по сравнению с закон запретами воздействия на практику массового распределения инфор-ции, считается целесообразным использовать: сочетание криминалог экспертизы в сообщении с приминением связи с общест-стью. 16.09 СИЭ и информационное оружие Основной тезис информ-нного оружия состоит в том, что войну надо вести гуманно и цивилизованно. Вместо того, чтобы вводить в стан противника танки можно ослабить его более эффективно и жестоко, аккуратно нарушая складывающийся у него информ механизмы управления, скрывая финансовые коммуникации, направляя в желательное для нападающего русло развития информ среды путем внедрения устаревших информ технологий. Информ оружие – это арсенал средств несанкционированного доступа к информ при параллельном выведении из строя электросистем управления. Информ атака выводит из строя все электр сис-мы управления страной. При этом разрушается транспортная, энергетич (атомная) сис-мы. Поэтому использование такого оружия по своим последствиям сопоставимо с приминением массового оружия. C переходом от индуст-го общества к инфор-му и развитием инфор технологий значительное внимание стало уделяться новейшим видам «гумманого» оружия. К такому оружию относятся информационное, психотропное, экономическое, концептуальное.???????? В США создали информационные войска. В дерективах Мин Обороны США подробно излагается порядок подготовки проведения информ войн. Спектр действия информ оружия простирается от нанесения вреда психическому здоровью до внесения вирусов в сети и уничтожение сети. Атакующим инф оружием сегодня наз-ся : 1) комп вирусы , способные размножаться итд. 2) Логические бомбы – прогаммы и закладные устройства, которые внедряются, чтобы в установленное время или по команде привести их в действие. 3) Средства подавления инфор обмена., фальсификация инфор-ии 4) Средства нейтрализации тестовых прогамм 5) Ошибки различного рода, сознательно вводимые противником в программы. Универсальность, скрытость, многовариантность делает инфор оружие очень опасным. Оно легко маскируется под средства защиты и позволяет вести наступательные действия анонимно. В настоящее время жизнедеятельность целиком опред-ся уровнем и качеством функционирования безопасности информ среды. Инфор-ое оружие отличается от всех др средств ведения войны и с помощью него часто ведутся необъявленные войны. Сложность нац инфор-ой структуры не позволяет защититься полностью от воздействия инф оружия. Считается, для нейтрализации последствий применения инф оружия необходимо принять след меры : 1)защита материально – технических объектов, составляющих физическую основу инор ресурсов 2)обеспечение нормального и безперебойного функ-ния баз данных. 3)защита инфор от несанкционированного доступа. 4)сохранение качества инф-ции. Мероприятия для предотвращения (по защите от инф оружия) : 1)организация мониторинга и прогнозирования потребностей userов в различных видах инф обмена; создание специализированной структуры для контроля заграничного обмена; координация мер гос и не гос ведомостей по предотв-нию угроз для безопасности инф; организация междунар-го сотрудничества. 2)организация системы комплексной подготовки и повышение квалификации пользователей. 3)Разработка законод-ва; установление перечня инф, не пренадлежащее для передачи по открытым сетям. Консциентальная???? Война : Сегодня мир вступил в новый этап войны – конкуренция форм организации сознаний (мировозрения), где объектом поражения явл-ся опред сознание.В результате КВ определенные типы сознаний будут уничтожены гуманными способами, а носители сознаний могут быть сохранены, если они добровольно откажутся от старого сознания. 5 способов : 1) поражение мозга, снижающее уровень функционирования сознания. Может происходить на основе действий : -химич веществ -длительного травления воздуха -отравление пищи -направленых радиационных воздействий 2) понижение уровня организации инф- коммуникативной среды на основе её дезинтеграции. 3) аккультное воздействие на организацию сознания.