Динамика численности населения как биологического вида

Пущинский Экологический Лицей.

РЕФЕРАТ

Для выпускного экзамена

по экологии на тему:

« Динамика численности населения как биологического вида »

Выполнил:

Ученик 11 класса ПЭЛ

Мишаков Андрей

Преподаватель:

Асланиди Георгий Владимирович

Пущино, 2001

Введение.

Не то, что мните вы, природа:

Не слепок, не бездушный лик –

В ней есть душа, в ней есть свобода,

В ней есть любовь, в ней есть язык…

Фёдор Тютчев

Мы не должны ждать милостей от Природы...

после того, что мы с ней сделали.

М. Жванецкий.

Природа является местом обитания человека и источником всех благ, необходимых ему для жизни и производственной деятельности. Человек част природы, ее порождение, он может производить, только используя ее ресурсы и жить только в тех природных условиях, к которым он генетически приспособлен. Много лет стремясь покорить природу и господствовать над ней, человек неожиданно для себя оказался на грани экологического кризиса. Нехватка чистой воды и продуктов питания, сырьевые и энергетические кризисы, изменение химического состава атмосферы, нарушение теплового баланса Земли, уменьшение видового разнообразия - все эти проблемы встали перед человеком, грозя гибелью и требуя немедленного решения. Главное, однако, не в полноте списка этих проблем, а в осмыслении причин их возникновения, характера и, что самое важное, в выявлении эффективных путей и способов их решения. Едва ли можно назвать в наши дни более важную глобальную проблему, чем рациональной использование природных ресурсов и охрана окружающей среды. Современный кризис требует принятия самых срочных мер, иначе уже к середине следующего века он перейдет в экологическую катастрофу, при которой разрушительные процессы выйдут из-под контроля человека и примут необратимый характер. Только при взаимосвязанном развитии естественных и гуманитарных наук, техники и экологической культуры возможно построение новых отношений человека и биосферы, достижение безопасных пределов антропогенного давления на окружающую среду, переход к устойчивому развитию. Необходим переход от цивилизации, ориентированной на покорение природы, где прогресс отождествляется только с экономическим ростом, к цивилизации, где прогрессивным будет считаться только развитие, обеспечивающее принцип коэволюции общества и природы. Переход к осознанию единства развития человечества и природы, разумному их существованию - ноосфере. Тимофеев - Ресовский всегда говорил: “ биосфера и человек, а не человек и биосфера”. У всех живых организмов существуют приделы роста, и человечество не является исключением. До сих пор в последнюю очередь вспоминают об экологической емкости территорий, в результате чего экосистема планеты находится в критическом состоянии. Чистота почвы, воздуха и воды, обеспечиваемая в результате биогенных процессов, легко может быть нарушена. Проблемы экологии волнуют все большее число людей, но им не хватает знаний о биосфере и последствиях принятых решений.

Мне бы хотелось показать, какими законами регламентируются взаимоотношения общества и природы, возможные пути преодоления экологического кризиса, какова роль научного знания в процессе устойчивого развития биосферы.

Демографические процессы и окружающая среда.

Последние 150 лет население Земли росло и продолжает расти феноменальными, взрывными темпами. С древнейших исторических эпох до начала прошлого века численность народонаселения колебалась около нескольких сотен миллионов человек, то медленно возрастая, то снижаясь из-за эпидемий, войн и волн голода. Население перешло от состояния медленного роста, перемежающегося со спадами, к эпохе взрывообразного увеличения. Однако в течении двух последних десятилетий темпы прироста начали снижаться. Современные статистические данные говорят, что естественный прирост населения в мире 1,8 %, причем в развитых странах он равен 0,6% в год, а развивающихся 2,1%.

Популяции любых видов, попав в благоприятные условия, увеличивают свою численность по экспоненте взрывным образом. Рост численности быстро переходит значение, соответствующее биологической емкости среды обитания вида, т.е. обеспечения ресурсами каждой особи, и продолжается еще некоторое время. Из-за своей чрезмерной плотности вид обедняет и разрушает среду обитания. Наступает экологический кризис, в течение которого численность популяции резко снижается, коллапсирует, иногда до уровня более низкого, чем предыдущий. За время коллапса среда постепенно восстанавливается, а вслед за этим растет и популяция. Она входит в фазу стабилизации, когда ее численность колеблется на уровне, задаваемом емкостью среды. Человеческие популяции унаследовали эту биологическую особенность. В настоящее время многие популяции людей находятся в фазе экспоненциального роста.

Всякий раз, когда человек увеличивал емкость среды - осваивая новые приемы охоты, переходя к земледелию и скотоводству, осваивая новые территории, численность людей возрастала. Численность человечества, строго следовала за изменением количества пищи, главного показателя биологической емкости среды. Емкость среды человек увеличивал самостоятельно - распахивая новые земли, выводя более урожайные сорта, применяя удобрения и ядохимикаты. Но с каждым годом повышать суммарный урожай на планете становиться все труднее. Производство пищи сейчас растет на 2% в год. Чтобы получить такой прирост, приходиться увеличивать потребление энергии на 5%, забор воды на орошение на 7%, Производство удобрений тоже на 7%, а ядохимикатов на 10%. Эти титанические усилия истощают ресурсы, разрушают среду и все более ее загрязняют. Такой прирост производства возможен только потому, что человек интенсивно использует запасы органического топлива и минерального сырья, накопленные за всю предшествующую историю биосферы. Запасы эти конечны и практически невозобновимы, поэтому нынешняя почти безграничная мощь человечества конечна во времени.

Как уже говорилось, численность человечества до начала прошлого века колебалась около нескольких сотен миллионов человек. Только в начале 19в. она достигла 1 млрд. В течение следующих 100 лет, численность народонаселения превысила 2 млрд., через 30 лет - 3млрд., еще через 15 лет 4млрд. В 1993 году численность населения достигла 5,5 миллиарда человек, то есть удвоилась по сравнению с 1950 годом, а в 2000 году перевалила за шестимиллиардную отметку. Даже при современных темпах снижения прироста, если не произойдет никаких существенных перемен, численность человеческой популяции к концу следующего века перевалит 10-ти млрд. отметку. Этот прогноз основан на простой экстраполяции графиков, построенных по накопленным данным. Но они не учитывают углубляющиеся экологические проблемы, ставящие под сомнение существование такого количества людей на планете. Поскольку в ней вот-вот произойдут серьезные климатические сдвиги, ресурсы быстро истощаются и деградируют под давлением уже проживающего населения, сомнительно, что она выдержит его дальнейшее увеличение, а тем более обеспечит им устойчивые условия жизни, если не произойдут серьезные изменения в уровне экологического сознания и образе жизни всего человечества. Чтобы продолжать устойчиво развиваться, требуется дальнейшее снижение темпов прироста населения и распространение среди него экологического сознания. На сколько человек рассчитана Земля? Дело в том, что в устройстве биосферы соблюден простой закон, связывающий размеры тела потребляющих органическую пищу видов с их численностью. На долю всех крупных потребителей приходится 1% продукции биосферы. Если подсчитать потребление людей, домашних животных, изъятие леса и т. д. то, оказывается, это составляет 7% продукцию биосферы, следовательно, человечество далеко вышло за пределы того, что в биосфере отведено для всей группы крупных потребителей. Но биосфера - саморегулирующаяся система, она пытается вернуть число людей к дозволенному уровню: вымирание нужных человеку животных и растений, падение продуктивности самых ценных для нас экосистем, не включение в биосферные круговороты производимых нами загрязнений, болезни, вызванные чрезмерной плотностью и неизбежностью контактов между людьми по всему миру (например, СПИД) - все это результат обратной связи, действие биосферного механизма, стремящегося ограничить рост потребностей людей. Пока человек вооружен ископаемыми источниками энергии, он способен противостоять давлению биосферы, если же в его распоряжении останется лишь энергия солнца, человечеству придется использовать лишь 1% мощности биосферы. Приведенные выше факторы относятся к так называемым первичным, или ультимативным. Действие первичных факторов прямое и беспощадное, обычно приводящее к коллапсу разросшейся популяции, например популяции бактерий в колбе с питательной средой. Кроме ультимативных факторов существует группа вторичных, или сигнальных факторов, косвенно указывающих виду на его избыточную численность. Если вид имеет программы слежения за изменением сигнальных факторов, заблаговременно сообщающих о снижении биологической емкости среды обитания, он имеет возможность заблаговременно, до удара ультимативными факторами, стабилизировать свою численность или начать ее сокращать. В то время как контроль первичными факторами неизбежен для любого вида, предупреждающим сигналом вторичных факторов могут воспользоваться только те виды, у которых в процессе эволюции выработались специальные механизмы реагирования