Казанский Институт Экономики, Управления и Права специальность 052400 Дизайн

Управления и Права
ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДИЗАЙНА СРЕДЫ
(СДФ.04-04)
Автор:
к.арх., доц. ФАХРУТДИНОВА Инесса

Алековна

_______________________________________________ 2010 г.

понятие о экосистемах
Экология и здоровье человека,
Экологические принципы природопользования,

Экозащитная техника и технология,
Экологические методы формирования городской и сельской среды.

1. Казанцев П.А. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ АРХИТЕКТУРЫ И ДИЗАЙНА. ВЛАДИВОСТОК: Изд-во ДВГТУ, 2008. - 118 с.
2. Маслов Н. В. ГРАДОСТРОИТЕЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ. М.: Высшая школа, 2003. -143 с.
3. Тетиор А.Н. СОЦИАЛЬНЫЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АРХИТЕКТУРНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ. М.:Академия, 2009, -240с.

В 1-ой пол. ХХ века выдающийся русский ученый академик В.И.

Вернадский разработал учение о  биосфере – оболочке Земли, населенной живыми организмами. В.И. Вернадский распространил понятие биосферы не только на организмы, но и на среду обитания. Он выявил геологическую роль живых организмов и показал, что их деятельность представляет собой важнейший фактор преобразования минеральных оболочек планеты.

«На земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а поэтому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом.» В.И. Вернадский

БИОСФЕРА * (от греч. βιος — жизнь И σφαῖρα — сфера, шар) — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.

* Термин «биосфера» был введён в биологии Жаном-Батистом Ламарком в начале XIX в., а в геологии предложен австрийским геологом Эдуардом Зюссом в 1875 году.

В составе Биосферы различают:
Живое вещество — вся совокупность тел живых

организмов, населяющих Землю.
Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4-3,6×1012 т (в сухом весе) и составляет менее 10−6 массы других оболочек Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живое вещество не просто населяет биосферу, а преобразует облик Земли. Живое вещество распределено в пределах биосферы очень неравномерно.
Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом (газы атмосферы, каменный уголь, известняк и др.).
На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь всю атмосферу, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.
Косное вещество — продукты, образующиеся без участия живых организмов (основные породы, лава вулканов, метеориты).
Биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других(почва, ил). Организмы в них играют ведущую роль.
Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.
Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.
Вещество космического происхождения.

Границы биосферы
Верхняя граница в атмосфере: 40-50 км. Она определяется озоновым

слоем, задерживающим коротковолновое УФ-излучение, губительное для живых организмов.
Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.
Граница между атмосферы и литосферы в гидросфере: 10—11 км. Она определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.

Живые организмы (живое вещество).
Хотя границы биосферы довольно узки, живые

организмы в их пределах распределены очень неравномерно. На большой высоте и глубинах гидросферы и литосферы организмы встречаются относительно редко. Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности земли, в почве и приповерхностном слое океана. В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается важная закономерность. Из общего числа видов 21 % приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99 %. Среди животных 96 % видов беспозвоночные и только 4% позвоночные, из которых только десятая часть – млекопитающие. Масса живого вещества составляет всего 0,01-0,02%  от косного вещества биосферы, одна она играет ведущую роль в геохимических процессах. Вещества и энергию, необходимую для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды. Огромные количества живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются. Ежегодно благодаря жизнедеятельности растений и животных воспроизводится около 10 % биомассы.

Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов, который выражается в циркуляции веществ между атмосферой, почвой, гидросферой и живыми организмами

НООСФЕРА (греч. νόος — «разум» и σφαῖρα — «шар») — сфера взаимодействия общества

и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «биосфера», «биогеосфера»).

Ноосфера — предположительно новая, высшая стадии эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы.

Согласно В.И. Вернадскому, «в биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного».

Ноосферу можно охарактеризовать как единство «природы» и «культуры».
Сам Вернадский

говорил о ней то как о реальности будущего, то как о действительности наших дней, что неудивительно, поскольку он мыслил масштабами геологического времени. «Биосфера не раз переходила в новое эволюционное состояние… — отмечает В. И. Вернадский. — Это переживаем мы и сейчас, за последние 10—20 тысяч лет, когда человек, выработав в социальной среде научную мысль, создаёт в биосфере новую геологическую силу, в ней не бывалую. Биосфера перешла или, вернее, переходит в новое эволюционное состояние — в ноосферу —
перерабатывается научной мыслью социального человека».

Таким образом, понятие «ноосфера» предстаёт в двух аспектах:
- ноосфера в стадии становления, развивающаяся стихийно с момента появления человека;
- ноосфера развитая, сознательно формируемая совместными усилиями людей в интересах всестороннего развития всего человечества и каждого отдельного человека

БИОСФЕРА - уникальная глобальная экосистема, состоящее из вложенных одна в

другую экосистем. В ее рамках происходит обмен энергией и веществом между всеми живыми и неживыми составляющими в масштабах планеты.

ЭКОСИСТЕМОЙ называют совокупность продуцентов, консументов и детритофагов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени. 

Примерами природных экосистем являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера.  Как видно из примеров, более простые экосистемы входят в более сложно организованные.

Для естественной экосистемы характерны три признака:
1) экосистема обязательно представляет

собой совокупность живых и неживых компонентов 2) в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие; 3) экосистема сохраняет устойчивость в течение некоторого времени, что обеспечивается определенной структурой биотических и абиотических компонентов.

1) природные экосистемы существуют за счет не загрязняющей среду даровой солнечной энергии, количество которой избыточно и относительно постоянно;
2) перенос энергии и вещества через сообщество живых организмов в экосистеме происходит по пищевой цепи; все виды живого в экосистеме делятся по выполняемым ими функциям в этой цепи на продуцентов, консументов, детритофагов и редуцентов - это биотическая структура сообщества; количественное соотношение численности живых организмов между трофическими уровнями отражает трофическую структуру сообщества, которая определяет скорость прохождения энергии и вещества через сообщество, то есть продуктивность экосистемы;
3) природные экосистемы благодаря своей биотической структуре неопределенно долго поддерживают устойчивое состояние, не страдая от истощения ресурсов и загрязнения собственными отходами; получение ресурсов и избавление от отходов происходят в рамках круговорота всех элементов.

Естественные и искусственные экосистемы
В открытой системе (без регенерации) поток веществ

и энергии идет в одном направлении, и жизнь системы будет зависеть от запасов воды, пищи и кислорода. Использованные материалы и отходы хранятся на космическом корабле до возвращения на землю или выбрасываются в космос (!).
В замкнутой по всем параметрам (кроме энергии) системе происходит круговорот веществ, который так же, как и поток энергии, можно регулировать при помощи внешних механизмов. Сегодня практически во всех космических кораблях используется система открытого типа с разными степенями регенерации.

Современный экологический кризис характеризуется следующими проявлениями:
- постепенное изменение климата

планеты вследствие изменения баланса газов в атмосфере; - общее и местное (над полюсами, отдельными участками суши) разрушение биосферного озонового экрана; - загрязнение Мирового океана тяжелыми металлами, сложными органическими соединениями, нефтепродуктами, радиоактивными веществами, насыщение вод углекислым газом; - разрыв естественных экологических связей между океаном и водами суши в результате строительства плотин на реках, приводящий к изменению твердого стока, нерестовых путей и т.п.; - загрязнение атмосферы с образованием кислотных осадков, высокотоксичных веществ в результате химических и фотохимических реакций; - загрязнение вод суши, в том числе речных, служащих для питьевого водоснабжения, высокотоксичными веществами, включая диоксины, тяжелые металлы, фенолы; - опустынивание планеты; - деградация почвенного слоя, уменьшение площади плодородных земель, пригодных для сельского хозяйства; - радиоактивное загрязнение отдельных территорий в связи с захоронением радиоактивных отходов, техногенными авариями и т.п.; - накопление на поверхности суши бытового мусора и промышленных отходов, в особенности практически неразлагающихся пластмасс; - сокращение площадей тропических и северных лесов, ведущее к дисбалансу газов атмосферы, в том числе сокращению концентрации кислорода в атмосфере планеты; - загрязнение подземного пространства, включая подземные воды, что делает их непригодными для водоснабжения и угрожает пока еще мало изученной жизни в литосфере; - массовое и быстрое, лавинообразное исчезновение видов живого вещества; - ухудшение среды жизни в населенных местах, прежде всего урбанизированных территориях; - общее истощение и нехватка природных ресурсов для развития человечества; - изменение размера, энергетической и биогеохимической роли организмов, переформирование пищевых цепей, массовое размножение отдельных видов организмов; - нарушение иерархии экосистем, увеличение системного однообразия на планете.