Геоэкология
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Отраслевая и прикладная экология
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Автор:
Григорьева Ия Юрьевна
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 273
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-16-006314-0
ISBN-онлайн: 978-5-16-104846-7
Артикул: 408900.13.01
В учебном пособии освещены проблемы и история становления геоэкологии как науки; основные понятия и определения в системе геоэкологических знаний; теоретические положения по вопросам строения, динамики и взаимодействия геосфер Земли. Рассмотрены основные виды антропогенных воздействий и реакции на них экосистем Земли. Приведены формально-логические и теоретико-методические основы организации природных и природно-технических систем; уделено внимание экологическим последствиям функционирования природно-технических систем различных типов: городских, промышленных, сельскохозяйственных, энергетических и др. Дано представление об информационных основах и подходах в геоэкологии.
Для студентов и аспирантов, обучающихся по направлениям подготовки (специальностям) «Геология», «География», «Экология и природопользование». Может быть использовано специалистами, занимающимися решением проблем геоэкологии и рационального природопользования.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 05.03.01: Геология
- 05.03.02: География
- 05.03.06: Экология и природопользование
- ВО - Магистратура
- 05.04.01: Геология
- 05.04.02: География
- 05.04.06: Экология и природопользование
ГРНТИ:
Только для владельцев печатной версии книги: чтобы получить доступ к дополнительным материалам, пожалуйста, введите последнее слово на странице №136 Вашего печатного экземпляра.
Ввести кодовое слово
ошибка
-
Глава 12.pdf
-
Глава 13.pdf
-
Глава 14.pdf
-
Глава 15.pdf
-
Глава 16.pdf
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
ГЕОЭКОЛОГИЯ И.Ю. ГРИГОРЬЕВА 2-е издание, исправленное УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Рекомендовано Межрегиональным учебно-методическим советом профессионального образования в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки 05.03.01 «Геология», 05.03.02 «География», 05.03.06 «Экология и природопользование» (протокол № 8 от 29.04.2019) Москва ИНФРА-М 202
УДК 55(075.8) ББК 26.3я73 Г83 Григорьева И.Ю. Г83 Геоэкология : учебное пособие / И.Ю. Григорьева. — 2-е изд., испр. — Москва : ИНФРА-М, 2024. — 273 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс]. — (Высшее образование). — DOI 10.12737/1969527. ISBN 978-5-16-006314-0 (print) ISBN 978-5-16-104846-7 (online) В учебном пособии освещены проблемы и история становления гео экологии как науки; основные понятия и определения в системе геоэкологических знаний; теоретические положения по вопросам строения, динамики и взаимодействия геосфер Земли. Рассмотрены основные виды антропогенных воздействий и реакции на них экосистем Земли. Приведены формально-логические и теоретико-методологические основы организации природных и природно-технических систем; уделено внимание экологическим последствиям функционирования природно-технических систем различных типов: городских, промышленных, сельскохозяйственных, энергетических и др. Дано представление об информационных основах и подходах в геоэкологии. Для студентов и аспирантов, обучающихся по направлениям подго товки (специальностям) «Геология», «География», «Экология и природопользование». Может быть использовано специалистами, занимающимися решением проблем геоэкологии и рационального природопользования. УДК 55(075.8) ББК 26.3я73 Р е ц е н з е н т ы: Экзарьян В.Н., доктор геолого-минералогических наук, профессор, заведующий кафедрой экологии и природопользования Российского государственного геологоразведочного университета имени Серго Орджоникидзе, заслужненный эколог Российской Федерации; Галицкая И.В., доктор геолого-минералогических наук, главный на учный сотрудник, заведующий лабораторией гидрогеоэкологии Института геоэкологии имени Е.М. Сергеева Российской академии наук; Лаврусевич А.А., доктор геолого-минералогических наук, профес сор, заведующий кафедрой инженерных изысканий и геоэкологии Национального исследовательского Московского государственного строительного университета ISBN 978-5-16-006314-0 (print) ISBN 978-5-16-104846-7 (online) Материалы, отмеченные знаком , доступны в электронно-библиотечной системе Znanium © Григорьева И.Ю., 2013 © Григорьева И.Ю., 2023, с изменениями
ПРЕДИСЛОВИЕ Настоящим фундаментом знаний должна стать наука о собственном доме, то есть фактически наука о новой нравственности. Она замечательна тем, что человек должен заниматься ею всю жизнь. Н.Н. Моисеев На рубеже XX и XXI веков великий русский ученый, относящий себя к специалистам в области естественных (в противовес гуманитарным) наук, Н.Н. Моисеев утверждал, что XXI век будет переломным в развитии человеческой цивилизации. В своей книге «Пути к созиданию», основной задачей которой было приглашение читателя к раздумьям о возможности коэволюции человека и окружающей среды, он очень ясно передал основные тенденции в истории существования и перспективах развития человечества на Земле. Никита Николаевич Моисеев (1917–2000). Советский и российский ученый в области общей механики и прикладной математики, академик Академии наук СССР (в последствии РАН), энциклопедист науки. Руководитель исследований по моделированию глобальных явлений динамики био сферы и ее стабильности при антропогенных воздействиях (в частности, модели так называемой ядерной зимы). Автор трудов по вопросам формирования мировоззрения современного рационализма как основы понимания взаимоотношений Природы и Общества. Его исследования были нацелены на проблемы взаимодействия человека и окружающей среды, проблемы будущего человеческой цивилизации. Человечество за свою историю пережило два крупнейших кризиса (Н.Н. Моисеев, в первую очередь как математик, назвал их бифуркациями): мезолитический и неолитический. В результате первого кризиса произошло затухание внутривидовой борьбы и естественного отбора, характер эволюционного процесса коренным образом изменился: чисто биологическая эволюция уступила место эволюции общественных форм. В результате второго (неолитического) кризиса возникла частная собственность и снова качественно изменился характер эволюции, но в таком случае эволюционного развития уже самого общества. Появились новые стимулы, стали иными сами об
щественные отношения. Итогом каждого из кризисов стало резкое ускорение всех процессов развития. И если до неолитического кризиса развитие общества происходило на основе совершенствования адаптационных механизмов и приспособления человека к природным условиям, то в дальнейшем все развитие определялось различиями людей в положении относительно собственности. Н.Н. Моисеев говорил о том, что история развития общества — это история борьбы классов. И надвигающийся новый экологический кризис, свидетелями которого довелось быть людям, живущим в XXI веке, носит глобальный характер. Он, так же как и неолитический, может снова качественно изменить характер противоречий и выдвинуть на первый план противоречия в развитии между человеком и природой. Вторая половина XX в. ознаменовалась экспоненциальным усилением антропогенной нагрузки на природную среду. Продолжающийся рост численности населения мира, неуклонное возрастание его потребностей, безудержное использование ресурсов Земли, расширение производства в энергетике, промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте, глубокое антропогенное преобразование природной среды, усложнение и расширение межгосударственных хозяйственных связей и многие другие факторы привели к усилению взаимодействия между средой и обществом. XXI век должен стать решающим: ситуация либо в корне изменится и станет обратимой, либо обернется негативными глобальными последствиями. На современном этапе человечество, хотя и медленно, но приходит к осознанию того, что все нарастающие социальные и природные аномалии есть следствие нашего неверного поведения, а также к пониманию ответственности за будущее планеты. Ментальность человечества обладает большой инертностью: чтобы сменить вековые традиции и психологические стереотипы человека должен пройти большой отрезок времени. Успех в достижении целей устойчивого развития зависит, прежде всего, от массового осознания необходимости перехода на новую парадигму развития. Ответом на сложившуюся ситуацию в научной среде стало появление нового междисциплинарного направления, получившего название «геоэкология». Объективное возникновение этого направления привело к необходимости открытия новой специальности в университетском образовании. Геоэкология — сравнительно новая отрасль знаний, одно из передовых междисциплинарных научных направлений в области природопользования. Зародившись в недрах естественных наук — географии и геологии, изучающих планетарные закономерности гео сфе р Земли, новое учение вобрало в себя в качестве фундаментальной основы экологию, изучающую всю живую природу в целом, разные уровни организации жизни на Земле. В настоящее время геоэкология уже
превратилась в мощное научное направление с самостоятельным междисциплинарным подходом к исследованию природных си стем Земли как в естественном режиме развития, так и в условиях антропогенных нагрузок. Подведены итоги саммита по устойчивому развитию «Рио+20», проходившего в июне 2012 г. в Рио-де-Жанейро. Представители стран встретились, чтобы обсудить проблемы «зеленой» экономики, устойчивого развития и искоренения бедности. Итогом мероприятия стал до кумен т с названием «Будущее, которое мы хотим» (The Future We Want). Данная декларация определяет принципы перехода к устойчивому, стабильному развитию, к социальному и экономическому прогрессу при условии сохранения окружающей среды. Этот до кумен т демонстрирует строгую взаимосвязь экологических и социальных вопросов: вопросов истощения природных ресурсов, изменения климата, вырубки лесов, истощения почв и загрязнения океанов с вопросами продовольственной безопасности, бедности, справедливости. Вместе с тем это мероприятие в целом явно продемонстрировало кризис текущей глобальной политической и экономической си стемы, функционирующей, прежде всего, для сохранения текущего положения, при котором небольшой процент населения получает экономические блага, в то время как оставшаяся большая часть получает на свою долю «экологические» и «социальные» затраты. В сентябре 2015 года состоялось юбилейное заседание Генеральной Ассамблеи ООН, где была уточнена «Повестка дня на XXI век» в краткосрочной перспективе до 2030 года и были выдвинуты 17 основных целей (Sustainable Development Goals). Выход из создавшейся ситуации видится в передаче рычагов мирового развития в руки ученых, которым должно хватить благоразумия, чтобы двигать эти рычаги только в рамках объективных законов развития природы, человека и общества. Именно познанию истинных законов природы и последующему переходу на путь коэволюции человека и природы призвана способствовать новая отрасль знаний — геоэкология. Прошла пора бесконечной дифференциации наук. Сегодня только интегрированное знание способно изменить парадигму развития человечества. И геоэкология ждет своих Ломоносовых, Вернадских, Моисеевых и Львовых. Курс «Геоэкология» входит в Федеральный компонент общепрофессиональных дисциплин по направлениям «Геология», «География», «Экология и природопользование». Предлагаемое пособие содержит сведения по основным проблемам междисциплинарного направления наук о Земле. Знакомство с предметом способствует формированию у студентов си стемного мировоззрения, основанного на комплексном подходе к решению отраслевых, региональных, национальных и глобальных проблем в области природопользования. Целью дан
ного учебного пособия, написанного в соответствии с образовательным стандартом, является формирование у студентов представления о Земле как сложной экологической си стеме; выработка способности междисциплинарного подхода к изучению природных и природнотехнических си стем и проведению геоэкологических исследований. Пособие состоит из 19 глав, объединенных в 5 смысловых частей. Рассмотрение каждой из глав завершается контрольными вопросами, позволяющими закрепить прочитанный материал. В помощь обучающимся и преподавателю приведены примерный перечень тем рефератов и курсовых работ, а также достаточно подробная база экзаменационных вопросов по всему курсу. Автору посчастливилось начиная с 1990-х годов неоднократно слушать в рамках образовательных проектов Открытого экологического университета, различного ранга совещаний и конференций экологической направленности как лекции, так и выступления видных деятелей науки, представителей общественных и политических организаций, принимать непосредственное участие в дискуссиях. Неизгладимые впечатления оставили лекции и выступления Н.Н. Моисеева, Н.Ф. Реймерса, Г.Н. Голубева, Б. Коммонера, Д. Медоуза, Д.С. Львова, В.И. Данилова-Данильяна, В.И. Осипова, В.Т. Трофимова, К.С. Лосева, С.П. Горшкова и очень многих других. Во многом под влиянием и при анализе высказанных мнений и идей этих ученых формировалось мировосприятие и научное видение современных экологических проблем и автором настоящего учебного пособия. Данный курс читается автором с 2012 года для студентов геологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, обучающихся по направлению «Экологическая геология». Кроме того, материалы, представленные в пособии, используются при чтении курсов лекций по основам экологической геологии для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Геология и полезные ископаемые», «Геофизика», «Геология и геохимия горючих ископаемых» геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова. В результате освоения дисциплины студент будет: • знать основные черты современного экологического кризиса и характер его проявления на различных иерархических уровнях; строение и состав гео сфе рных оболочек Земли; основные виды антропогенных воздействий и их влияния на экоси стемы различных иерархических уровней; методы и методологию геоэкологических исследований; • уметь использовать знания о частных и общих законах функционирования природных и природно-технических си стем Земли для решения управленческих, научно-исследовательских и контрольно-экспертных задач в области экологии и рационального при
родопользования; разрабатывать и формулировать практические рекомендации по снижению отрицательных воздействий на геосфе ры Земли при планировании и осуществлении различных видов хозяйственной деятельности; • владеть навыками сбора, обобщения информации о гео сфе рах Земли и особенностях их взаимодействия; сведениями об основных природных и природно-технических си стемах, особенностях их функционирования и влияния на гео сфе рные оболочки планеты. Критические замечания, пожелания и отзывы просьба направлять по адресу: 119 991, г. Москва, ГСП-1, Ленинские горы, д. 1, МГУ, геологический факультет, кафедра инженерной и экологической геологии. Автор глубоко признателен рецензентам – заведующему кафедрой экологии и природопользования РГГРУ (МГРИ) В.Н. Экзарьяну, заведующему лабораторией гидрогеоэкологии ИГЭ РАН И.В. Галицкой, заведующему кафедрой инженерных изысканий и геоэкологии НПУ МГСУ А.А. Лаврусевичу за полезные советы, сделанные после знакомства с рукописью настоящего учебного пособия.
Раздел I ГЕОЭКОЛОГИЯ КАК НАУКА Глава 1 ГЕОЭКОЛОГИЯ КАК МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОЕ НАУЧНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ 1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И СОДЕРЖАНИЕ ГЕОЭКОЛОГИИ КАК НАУКИ Термин «геоэкология» вот уже около 100 лет используется в экологии, географии, геологии для обозначения области междисциплинарных знаний. Однако его универсальное, общепризнанное определение до сих пор отсутствует. Пристальный интерес к этой науке со стороны исследователей разных научных направлений, широкий охват проблем предопределяют некоторые разногласия в понимании содержания этого научного направления. Обратимся к этимологии термина «геоэкология», которая, на наш взгляд, достаточно подробно рассмотрена в учебнике Г.Н. Голубева (2006). Слово «геоэкология» состоит из трех корней греческого происхождения. Корень «гео» происходит от греческого «Γαία», имени греческой богини Земли Геи, традиционно охватывает науки о Земле, подчеркивая их единство и взаимозависимость, и при этом ставит на первое ме сто Землю в целом, обусловливая необходимость понимания, прежде всего, общеземных, глобальных процессов, а затем уже, на этой базе, явлений более низкого иерархического уровня, относящихся к от дельным регионам и местностям. Корень «эко» происходит от греческого «οικος» (ойкос), т.е. «дом». И означает, что в рамках геоэкологии Земля рассматривается как дом для живых существ разных уровней: видов, их комбинаций, складывающихся в экоси стемы, биомов как крупных пространствен ных биологических си стем и всей совокупности живого вещества Земли. Отсюда вытекает определение основной задачи геоэкологии: исследование Земли как си стемы, с первоочередным вниманием к глобальным (общемировым) вопросам. И в такой постановке неизбежным оказывается пересечение в рамках геоэкологии сфер интересов как естественных, так и общественных наук.
Корень «гео» отождествляет неживую природу, в то время как корень «эко» обозначает ее живую часть. В этом сочетании комбинация «геоэко» отражает единство неживой и живой природы. Корень «лог» происходит от греческого «λόγος» (логос) — слово, учение и является частью сложных слов, означающей науку, знание, учение. Этот корень используется достаточно широко для обозначения названия наук как ес тественного, так и общественного цикла, например геология, биология, филология, социология и т.п. Таким образом, исходя из этимологии термина, геоэкология — это наука о единстве живой и неживой природы или, иными словами, наука о доме под названием «Земля». Если рассматривать значение слов, входящих в состав рассматриваемого термина «геоэкология», то первоначально предложенный Эрнестом Геккелем в 1866 г. термин «экология» означал познание «экономики природы», одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами среды. Под экологией понималась наука, изучающая все сложные взаимосвязи в природе, рассматриваемые как условия борьбы видов за существование, а также представляющая собой раз дел биологии, исследующий взаимозависимости между живыми су ществами и их окружением. Современное же понимание экологии несколько шире. Первым ученым, употребившим собственно термин «геоэкология», был не мецкий географ К. Тролль, который понимал под ней одну из ветвей естествознания, объединяющую экологические и географические исследования в изучении экоси стем. По его мнению, термины «геоэкология» и «ландшафтная экология» как раздел географии являются синонимами. Карл Тролль — Carl Troll (1899–1975). Немецкий физикогеограф, с 1930 г. профессор колониальной и «заморской» географии Берлинского университета, с 1938 г. профессор географии и директор Географического института Боннского университета (в 1960–1961 гг. ректор университета). Президент Международного географического союза (1960– 1964 гг.). Участвовал (с 1926 г.) в экспедициях в горные районы Северной и Южной Америки, Африки, Центральной Азии. Основные труды по изучению рельефа, климата, растительности и их взаимосвязей, особенно в горных и тропических странах, а также по проблемам экологии ландшафтов. Основатель ландшафтной экологии (1939 г.), или геоэкологии (1968 г.), как учения о взаимодействии рельефа, климата, растительности и человеческого общества. В период экологического «алармизма», начавшегося с 1950-х гг., все проблемы взаимодействия технически вооруженного человечества с окружающей средой стали относить к области экологии. Однако
термином «экология», с одной стороны, стали обо значать научное направление, предложенное Э. Геккелем, а с другой — науку о взаимодействии общества и природы. В отно шении второй его функции было крайне неверно относить экологию к биологической области знаний, поскольку научные корни так называемой большой экологии преимущественно формировались за пределами биологии. В связи с этим назрела необходимость обозначения нового научного направления и определения его отличия собственно от экологии, как раздела биологии. Достаточно активно подобный процесс начал происходить в конце 60-х годов XX в., когда и началось активное употребление термина «геоэкология». В России широкое использование термина «геоэкология» началось с 1970-х гг., после упоминания его известным советским географом В.Б. Сочавой, который определил геоэко логию как науку о состоянии геологической среды и всех ее ком понентов, о происходящих в ней процессах, активизация которых может отражаться (в том числе и негативно) на состоянии других гео сфе р Земли. В таком понимании содержание геоэко логии принципиально отличалось от введенного К. Троллем и по существу представляло собой новую геологическую науку. Однако В.Б. Сочаве не суждено было в дальнейшем развить это научное направление. Виктор Борисович Сочава (1905–1978). Русский географ, геоботаник и ландшафтовед, академик АН СССР. Работал в Биологическом музее, Ботаническом институте АН СССР, Арктическом институте (г. Ленинград). В 1938–1958 гг. — преподаватель (с 1944 г. — профессор) ЛГУ, в 1959– 1976 гг. — директор Института географии Сибири и Дальнего Востока СО АН СССР (Иркутск), в 1976–1978 гг. — старший научный сотрудник-консультант этого института. Основоположник Сибирской географической школы, создатель нового направления в географической науке — учения о геоси стемах. Выделил топологический, региональный и планетарный масштабы геоси стем и создал их дробную иерархическую классификацию. Его имя носит институт географии Сибирского отделения РАН в г. Иркутске. И все же, учитывая насущную необходимость появления подобной науки и отчасти благодаря усилиям ученого-энциклопедиста Н.Ф. Реймерса, термин «геоэкология» стал утверждаться особенно быстро в 80–90-х годах прошлого века. Н.Ф. Реймерс предложил классическую экологию называть «биоэкологией», для того чтобы отличать ее от социальной экологии и геоэкологии. Геоэкология, по мнению Н.Ф. Реймерса, представляет собой раздел экологии, исследующий экоси стемы (геоси стемы) вы соких иерархических уровней — до биосферы включительно.