Антропогенное воздействие и техносфера

1. Лекция 2 АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ И ТЕХНОСФЕРА

2.1 Антропогенное и техногенное воздействия
2.2 Ноосфера и техносфера
2.3 Основные процессы в техносфере
2.4 Законы, принципы и правила функционирования техносферы

2.

2.1 Антропогенное и техногенное
воздействия

3.

Антропогенное и техногенное воздействия
Преобразование человеком природы происходит с двумя основными целями:
- защита от опасностей, которые таит в себе окружающая среда;
- эксплуатация природных ресурсов для удовлетворения потребностей людей.
К факторам, проявляющимся в результате деятельности человека, относятся
антропогенное и техногенное воздействия на природную среду.
Антропогенное воздействие — любой вид хозяйственной деятельности
человека в его отношении к природе, техногенное — целенаправленный процесс
технической (в том числе геологической) деятельности человека в биосфере и
околоземном пространстве.

4.

АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
(от греч. anthropos - человек и
genes - рождающий) влияние на
природную среду деятельности
человека, прямо или косвенно
вызывающее ее изменение.
В настоящее время последствия
антропогенного воздействия на
биосферу можно свести к
изменениям структуры земной
поверхности, химического состава
биосферы, состава биоты,
теплового баланса планеты.

5.

6.

7.

Разрушительное воздействие приводит зачастую к необратимой утрате качеств
природной среды. Так, сведение дождевых тропических лесов под пастбища
становится причиной того, что лишенные защитного лесного полога почвы за 2-3 года
теряют плодородие, и перспектива создания продуктивного пастбища сходит на нет.
Неконтролируемая рекреация в лесопарках ведет к необратимой деградации лесного
сообщества.
Под стабилизирующим антропогенным воздействием понимается целенаправленное,
с просчетом возможных негативных последствий и продуманным планом их
предотвращения, воздействие на природные комплексы. Напр., функциональное
зонирование и обустройство особо охраняемых природных территорий с целью
сохранения природных экологически ценных ландшафтов; комплексное озеленение
городских новостроек с введением в состав зеленых насаждений древеснокустарниковых пород, устойчивых к атмосферному загрязнению и т. п.
Конструктивное антропогенное воздействие подразумевает целенаправленное
восстановление утраченных качеств окружающей среды: лесовосстановительные
работы, очистка водоемов, воссоздание разрушенных местообитаний редких видов
растений и животных и т. п.

8.

9.

10.

2.2 Ноосфера и техносфера

11.

• Техносфера — часть экосферы, которая содержит
искусственные технические сооружения, которые
изготавливаются и используются человеком;
• часть биосферы (по некоторым представлениям,
со временем вся биосфера), коренным образом
преобразованная
человеком
с
помощью
опосредованного
воздействия
технических
средств, а также технические и техногенные
объекты (здания, дороги, механизмы и т. д.) в
целях наилучшего соответствия социальноэкономическим потребностям человечества;
• сложная часть антропосферы, охватывающая
взаимодействие технических средств производства
с природно-ресурсным потенциалом территории
на основе научно-технического прогресса;
• практически замкнутая регионально-глобальная
будущая технологическая система утилизации и
реутилизации привлекаемых в хозяйственный
оборот природных ресурсов, рассчитанная на
изоляцию хозяйственно-производственных циклов
от природного обмена веществ и потока энергии.

12.

Техносфера, как целостная система, включает в себя:
• сами технические артефакты, то есть технику как объект и его социокультурное значение;
• специфическое техническое знание, умение, правила, теории, их культурную ценность;
инженерную, и связанную с повседневной жизнью техническую деятельность;
• специфическую техноментальность;
• систему отношений между человеком и природой, где техника выступает как некий
посредник.
Процессы в техносфере носят автокаталитический характер: совершая небольшое
воздействие на систему, мы можем породить цепную реакцию следствий, эффект которых
будет совершенно несоизмерим с первоначальным воздействием.
Техносферизация – это процесс расширения всего искусственного; это также процесс
сложной и непредсказуемой интеграции техносферы с социумом и биосферой. Среди
последствий техносферизации особое место занимают процессы трансформации
биосферных механизмов регуляции природной среды (то есть биогеохимического
круговорота веществ) и изменения биологии современного мира.

13.

14.

Человек
как единство
потребления и
производства

15.

Ноосфера — сфера взаимодействия природы и
общества,
в
пределах
которой
разумная
деятельность человека становится определяющим
фактором; системное образование современности,
обладающее внутренним единством и логикой
развития.
Техносфера – это синоним ноосферы, то есть
нового эволюционного состояния биосферы, где
решающий фактор развития – деятельность
человека. Понятия человек и техносфера тесно
взаимосвязаны. После возникновения на Земле
людей они стали приспосабливаться к окружающей
среде и оказывать на нее определенное влияние.

16.

Основные признаки ноосферы
■Массовое создание новых веществ не свойственных биосфере.
■Появление
новых трансурановых хим.элементов, связанных с развитием
ядерных технологий и ядерной энергетики.
■Выход ноосферы за пределы биосферы, в связи с выходом в околоземное
пространство, освоение Солнечной системы.
■Переход планеты в новое качественное состояние в связи с образованием
ноосферы.
Биосфера - сфера Земли, ноосфера - сфера Солнечной системы.

17.

Выделяют 3 этапа развития техносферы.
В первый включается время от зарождения жизни на планете до
промышленной революции при котором вмешательство было
минимальным.
Второй продолжается до настоящего времени.
Этот этап характеризуется активным вмешательством
в биосферу. Развитие техносферы в ХХ в. имело
исключительно высокие темпы по сравнению с
предыдущими столетиями.
Третий этап – будущее состояние, при котором
воздействие будет контролироваться людьми.

18. Счёт от планеты: люди использовали все возобновляемые ресурсы Земли за год

2 августа 2017 года — День
экологического долга.
Этот день наступает тогда, когда
количество использованных
человечеством ресурсов
(экологический след) превышает тот
объем, который Земля способна
восстановить за год (биоемкость).
Дату Дня экологического долга каждый год
подсчитывает научно-исследовательская
организация Глобальная сеть
экологического следа (GFN).

19.

2.3 Основные процессы в
техносфере

20.  Содержание биохимических и технохимических агентов в биосфере

Содержание биохимических и технохимических агентов в биосфере
Агенты
Значение
агента
Биогеохимические
Агенты
Значение
агента
Технохимические
Биомасса суши, т
3 · 1012 1 · 1013
Минеральные удобрения, т/год
3 · 108
Фотосинтез на суше, т/год
1010 - 1011
Пыль индустриальная, т/год
0,25 ·109
Оборот зольных ограногенов на
суше, т/год
108 - 109
Мусор, отходы, отбросы, т/год
20 · 109
Растворенные в воде вещества,
т/год
3 · 109
Выемка рудных пород, т/год
5 · 109
Взвешенные в воде вещества,
т/год
(16) 1010
Индустриальные и городские
сбросы воды, м3/год
До 55 ·1011
Аэрозоли и газовые выбросы,
м3/год
До 109

21.

Сравнение биосферы и техносферы
Сравниваемые показатели
Биосфера
Техносфера
Сферообразующее число биологических видов
107
1
Число контролируемых видов
все 107
104
Масса сферы, Гт *
5·104
2·104
в том числе активное вещество, Гт
104
15
неактивное, произведенное вещество, Гт
4·104
2·104
Кратность обновления активного вещества, год
0,10
0,10
Годовая нетто-продукция, Гт
625
1,5
Годовой расход органического вещества, Гт
212
24
Годовой расход энергии, ЭДж**
12 000
450
Годовой расход воды, км3
3·104
5·103
Степень замкнутости круговорота веществ, %
99,9
< 10
Запас генетической информации, Гбит***
106
7
Запас сигнальной информации, Гбит
—
8
Скорость переработки информации, бит/с
1036
Информационная скорость эволюции, бит/с
0,1
107
* Гт — гигатонна = 109т
** ЭДж — эксаджоуль = 1018 Дж
*** 1 Гбит = 109 бит

22. Рост техносферы и потери биосферы в  20-том веке

Рост техносферы и потери биосферы в 20-том веке
Показатель
Начало века
Конец века
60
25000
Энергетическая мощность техносферы, ТБт
1
14
Численность населения, млрд человек
1,6
6,0
Потребление пресной воды, км/год
360
5000
Потребление первичной продукции биоты, %
1
40
Площадь лесопокрытых территорий, млн кв км
57,5
50,0
Рост площади пустынь, млн кв км
-
1,7
Сокращение числа видов, %
-
- 20
Площадь суши, занятая техносферой, %
20
60
Валовой мировой продукт, млрд долл./год

23.

Природно-ресурсный
потенциал территории совокупность
природных ресурсов
территории, которые
могут быть
использованы в
хозяйстве с учетом
достижений научнотехнического прогресса.

24.

25.

• Во взаимоотношении с человеческой деятельностью природа
выполняет ресурсную и ассимиляционную функции.
• Ресурсную функцию называют пассивной, она обеспечивает
исходную вещественно – энергетическую базу для деятельности
людей.
• Ассимиляционная функция называется активной и обеспечивает
усвоение, переработку продуктов и последствий производственной
деятельности человека.

26.

Негативное отличие антропогенного круговорота заключается:
Во-первых, в его низкой энергетической эффективности.
Во-вторых, выход отходов определяет невысокий коэффициент обмена
веществами.
В-третьих,
без
участия
человека
невозможно
разложить
некоторые
антропогенные отходы до простых минеральных соединений.
В-четвертых,
накапливаемые
отходы
становятся
самостоятельным
экологическим фактором, негативно влияющим на окружающую среду.

27. Ресурсный цикл

• – это совокупность превращений и пространственных перемещений
определенного вещества или группы веществ, происходящих на всех
этапах использования его человеком. Ресурсные круговороты это более
или менее удачное копирование природных круговоротов,
обеспечивающих бесконечное использование ресурсов при конечном
их количестве.
Незамкнутость антропогенных циклов обусловливает огромную массу
техногенных отходов и выбросов.

28.

29.

2.4 Законы, принципы и правила
функционирования техносферы

30.

а) законы:
минимума (Ю.Либих, 1840) – здоровье человека определяется в том числе специфическими веществами,
которые присутствуют в организме в ничтожных количествах (витамины, микроэлементы);
толерантности (В.Шелфорд, 1910) – диапазон между экологическим минимумом и экологическим
максимумом определяет пределы устойчивости, т.е. толерантности данной биосистемы;
неравномерности техносферы – показатели качества техносферного региона всегда зонированы в
соответствии с его структурой, в благоприятном техносферном регионе показатели качества изменяются
от оптимальных до допустимых;
предельности воздействий на техносферу – устойчивое развитие техносферы возможно при соблюдении
предельных антропогенных воздействий (включая допустимую плотность населения);
незаменимости биосферы в техносфере – обеспечение допустимого качества среды обитания в
техносфере невозможно без сохранения в ней исторически сложившейся совокупности растений и
животных, объединенных областью распространения, т.е. естественной биоты;

31.

б) аксиома:
техногенные опасности существуют, если повседневные потоки вещества, энергии и информации в
техносфере превышают пороговые значения; действуют в пространстве и во времени; ухудшают
здоровье людей, приводят к травмам, материальным потерям и деградации природной среды; требуют
компетентности людей в мире опасностей и способах защиты от них;
в) принципы:
управления показателями техносферы: управлять показателями техносферы можно за счет изменения
ее структуры, влияния на состояние ее элементов и применения экобезопасной техники;
превентивности анализа качества техносферы: качество и негативные воздействия в техносфере
необходимо идентифицировать на стадии превентивного анализа ее структуры;
г) правило:
системы экобиозащиты на технических объектах должны иметь приоритет ввода в эксплуатацию и
средства контроля режимов работы.