Нагревательный элемент увеличит КПД солнечных панелей

Нагревательный элемент увеличит КПД солнечных панелей

В Массачусетском технологическом институте был придуман способ повышения КПД обычных солнечных...

Комбинированные солнечные коллекторы с тепловыми трубками.

Комбинированные солнечные коллекторы с тепловыми трубками.

Солнечную энергию используют для получения горячей воды (теплого воздуха) и выработки...

Это интересно

Основные законы и принципы общей и социальной экологии

Свобода воли состоит в способности принимать решения со знанием дела. Не в воображаемой независимости от законов природы, а в деятельности, сообразующейся с ее законами, заключается свобода человека.

Наука, как специализированная область деятельности, направленная на получение объективных знаний с целью оптимизации практики, достигает развитой стадии только на том этапе, когда она переходит от собирания и описания фактов к формулировке законов функционирования и развития той или иной области реальности. Исследование закономерностей связано с выявлением условий принципиальной осуществимости явлений в той или иной сфере, объяснением механизмов их развития и является условием разработки эффективных технологий, прогнозирования процессов и управления ими.

Высшим выражением экологизации науки, проявляющимся прежде всего в возникновении и развитии частных, комплексных и интегративных экологических наук, направленных на оптимизацию деятельности человека в природе, является переход этих наук к исследованию, формулировке и систематизации законов развития экосистем разного уровня и законов развития системы "общество-природа".

Законы - важнейшая цель, результат и структурный элемент научной теории. Законы это устойчивые, повторяющиеся существенные связи, определяющие функционирование и развитие системы. Принципы - это руководящие идеи теоретической и практической деятельности, направленные на ее оптимизацию и формулируемые на основе познанных закономерностей. Принципы выступают прежде всего как регулятивы прикладной экологии.

Хотя процесс исследования экологических законов нельзя признать завершенным, сам переход к их формулировке и систематизации следует

145

 

признать значимым интеллектуальным событием, ответом научного сообщества на глобальный исторический вызов человечеству.

Разными авторами предлагается разные количество, формулировки и классификации законов, принципов, правил, которые порой четко не различаются. С разных позиций их исследовали таки авторы как В.А. Анучин, Э.В. Гирусов, В.П. Горюнов, Г.С. Гудожник, В.Д. Комаров, Н.М. Мамедов, А.С. Мамзин, Ю.М. Манин, И. Б. Новик, Ю. Одум, Н.Ф. Реймерс, Ю.П. Трусов, А.Д. Урсул, С.С. Шварц, К.И. Шилин и др. Так, Ю.Одум в книге "Основы экологии" перечисляет 66 основных принципов и концепций. И.И. Дедю в своем словаре приводит 50 научных законов, 38 правил и 36 принципов.

Наиболее полное изложение всей совокупности экологических законов, принципов, правил (около 250) предложено Н.Ф. Реймерсом в его работе "Экология. Теории, законы, правила, принципы и гипотезы" (50.С.41-173), которые он объединяет следующие группы:

  • общесистемные законы (образования, развития, иерархии, термодинамики систем, связи системы со средой);
  • физико-химические и молекулярно-биологические законы существования живого;
  • эколого-организменные законы;
  • законы функционирования системы "организм - среда" (общие и частные);
  • популяционные законы;
  • биогеографические законы;
  • законы функционирования биоценозов и сообществ;
  • экосистемные законы;
  • общие закономерности организации экосферы и биосферы;
  • законы системы "человек - природа";

146

 

  • законы социальной экологии;
  • законы природопользования;
  • законы и принципы охраны среды жизни.

На наш взгляд, все эти группы законов и принципов могут быть сведены в три основных блока.

1. Общесистемные законы.

2. Законы существования живого на разных его уровнях, развития биосистем, экосистем и биосферы в целом.

3. Законы социальной экологии (включая законы экологии человека, законы природопользования и охраны среды жизни человека и общества).

Что касается общесистемных законов, то они являются абстракциями высокого уровня, продуктом обобщения системного развития разных форм объективной реальности. Действуя на всех уровнях и во всех формах реальности они всегда проявляют себя в специфической форме, сообразно субстанциональному и субстратному своеобразию тех или иных систем, в связи с чем они должны быть "прочитаны" и переформулированы с учетом этой специфики. Это позволяет нам обобщить указанные группы законов и принципов в два основных блока.

Законы общей экологии - законы взаимосвязи всего живого вещества и его различных форм (от организма и биосистем до биосферы в целом) со средой обитания.

Законы социальной экологии - законы взаимосвязи человека и общества с окружающей средой.

Систему законов и принципов общей экологии нельзя считать завершенной и окончательно отработанной ни в количественном, ни в качественном отношении. Отсутствует четкое различение и соотношение законов, правил, принципов. Без основательной проработки данных вопросов невозможны

147

 

развитие социально-экологической теории во всей ее конкретности, рационализация природопользования, оптимизация отношений человека с природой. Производственная деятельность человека в современных условиях может считаться разумной в том случае, если учитывает закономерности развития биосистем, экосистем и биосферы в целом. В контексте становления и развития социальной экологии, предмет которой охватывает и природу (прежде всего биосферу), и общество в их глобальном измерении именно последние (законы экосистем и биосферы в целом) приобретают особо важное значение.

Не имея возможности и не считая целесообразным в контексте социальной экологии приводить всю совокупность открытых закономерностей экосистем и биосферы в целом, назовем в качестве примера некоторые из них.

1. Закон эмерджентности - целое больше простой суммы частей и обладает качествами, отсутствующими у частей.

2. Закон необходимого разнообразия и полноты составляющих - никакая система не может сформироваться из абсолютно идентичных элементов, подсистем. Число функциональных составляющих должно быть таким, которое обеспечивает воспроизводство системы как целого.

3. Закон усложнения системной организации - историческое развитие системы, повышение уровня ее адаптивности в условиях изменяющейся среды осуществляется за счет дифференциации функций и органов (подсистем) системы.

4. Закон системного сепаратизма - разнокачественные составляющие системы при их функциональной связи и даже взаимопроникновении элементов структурно независимы.

5. Закон разновременности развития подсистем в больших системах -в то время как одни из подсистем достигли более высокого уровня развития, другие, как правило, остаются определенное время в менее развитом состоянии.

148

 

6. Закон увеличения степени идеальности, согласования строения и ритмики (функций) частей или синхронизации и гармонизации системных составляющих в процессе развития ее.

7. Закон оптимальной компонентной, структурно-функциональной и системно-динамической комплиментарности (дополнительности) и конгруэнтности (соответствия) . Никакая функциональная часть экосистемы не может существовать без функционально дополняющих частей. Экосистема не может длительное время существовать при значительном избытке или недостатке экологических компонентов. Функционально дополняющие части системы взаимно приспособлены друг к другу и абиотической среде. Любая саморазвивающаяся система включает в себя функциональные подсистемы, ответственные как за сохранения системы, так и за ее развитие, обновление в соответствие с изменяющимися условиями среды. Сохранение и развитие системы предполагает оптимальное сочетание этих функций в конкретных ситуациях.

8. Закон оптимальности - с наибольшей эффективностью система функционирует лишь в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах.

9. Закон развития системы за счет окружающей среды, использования ее социально-энергетических и информационных возможностей, отрицательной энтропии. Существование системы возможно лишь в том случае, если упорядоченность системы выше окружающей среды и она отдает в среду больше неупорядоченности, чем получает. В противном случае действует закон растворения системы в чуждой среде.

10. Закон внутреннего динамического равновесия экосистем.

11. Принцип преломления действующего фактора среды в иерархии системы - фактор, действующий на систему, преломляется через всю иерархию ее подсистем, либо ослабляясь, либо усиливаясь и проявляет свое воздействие

149

 

нелинейно, неравномерно во времени. В связи с этим темпы реакции и прохождения фаз то убыстряются (усиливаются), то замедляются (ослабляются), что отражается в законе функционально-системной неравномерности и принципе скользящих средне-максимальных случайного статистического ряда.

12. Принцип Ле Шателье-Брауна - при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении ослабления эффекта внешнего воздействия.

13. Правило затухания процессов - с увеличением степени равновесности с окружающей средой или внутреннего гомеостаза (в случае изолированности системы) динамические процессы в системе затухают постепенно или лавинообразно.

14. Закон минимума Ю. Либиха и сходный с ним закон лимитирующих факторов Ф. Блэкмана, дополняемые законом толерантности В. Шелфорда. В соответствии с первым законом жизненные возможности биосистемы и экосистемы лимитируются экологическими факторами, количество и качество которых близко к необходимому организму минимуму. В соответствии со вторым законом возможности развития экосистемы определяются не только недостатком, но и избытком основных факторов развития (тепла, света, воды).

15. Закон пирамиды энергий Р. Линдемана - с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой около 10% поступивший на предыдущий уровень энергии. Значительное превышение этой величины гибельно для экосистемы. В такой же пропорции происходит накопление токсических и радиоактивных веществ.

16. Динамика экосистем характеризуется законами сукцессивного замещения, последовательного прохождения фаз развития, суксцессивного замедления, максимума энергии поддержания зрелой системы, минимизации

150

 

видового состава климакса, увеличения замкнутости биогеохимического круговорота вещества в ходе сукцессии.

17. Закон преломления космических воздействий подсистемами биосферы.

18. Закон биогенной миграции атомов.

19. Закон гетерогенезиса живого вещества.

20. Закон константности количества живого вещества и числа видов в биосфере в рамках значительных геологических отрезков времени и стационарной эволюции биосферы.

21. Правило автоматического поддержания глобальной среды обитания.

22. Принцип прерывности и непрерывности в развитии биосферы.

23. Закон порога возрастания энтропии в биосфере.

24. Правило 1 и 10 %, отражающих критические маркеры существования и развития жизни на Земле. Аэробная жизнь стала возможной с того момента, когда концентрация кислорода в атмосфере достигла 1%, а распространение жизни на суше - при достижении 10% -го уровня концентрации от современного, необходимого для формирования озоносферы.

К законам социальной экологии, наиболее обстоятельно представленными в работах В.Д. Комарова, Э.В. Гирусова, Н.Ф. Реймерса можно отнести следующие.

Закон определяющей роли способа производства по отношению к типу и форме природопользования. Производство является родовой жизнедеятельностью человека, специфическим способом связи человека с природой. Производство всегда выступает в конкретно- исторической форме и характеризуется определенным, конкретно-историческим единством материального, социального и духовного производства. С точки зрения К. Маркса, из определенной формы материального производства вытекает определенное отношение людей к

151

 

природе и определенная структура общества, которыми определяется государственный строй и духовный уклад, характер духовного производства.

Закон оптимального соответствия состояния природной среды характеру и темпам развития общества. В иной интерпретации этот закон может быть перефразирован как закон адекватности производительных сил, средств производства (в субстратном, энергетическом, структурном и функциональном плане) естественным условиям производства и закономерностям развития природной среды.

Закон неизбежной исчерпаемости естественных условий производства на каждом конкретно-историческом этапе освоения природы и скачкообразного перехода в результате технологической революции из пределов одной исчерпаемой среды в другую, более широкую.

Закон неустранимости отходов или побочных воздействий производства.

Закон повышения производительности экосистем за счет их суксцессивного омоложения.

Закон убывающей отдачи и снижения эффективности природопользования на каждом конкретно-историческом этапе освоения природы. К этому закону близок закон предельной урожайности (К. Пратта) и убывающего (естественного) плодородия.

Закон увеличения темпов и объемов вовлекаемых природных ресурсов и нарастания опосредствующих звеньев во взаимодействии общества, усложнения структуры социоприродного взаимодействия, уменьшающих возможность оперативной ее перестройки.

Закон усиления взаимной детерминации природы и общества, все более глубокой и всесторонней связи человека посредством техники со всеми видами и формами движения материи, приближения производственных процессов к природным на основе последовательного возникновения и разрешения

152

 

противоречий между человеком и природой и моделирования в этих процессах законов и принципов развития экосистем.

Закон постоянного перехода от пассивного потребления средств жизни и труда к их активному воспроизводству, от экстенсивного использования природных ресурсов к интенсивному; закон последовательного нарастания воспроизводства естественных условий жизни общества.

Правило меры преобразования природных систем. В ходе эксплуатации природных систем нельзя переходить пределы, позволяющие этим система сохранять свойства самовоспроизводства и саморегуляции.

Закон незаменимости биосферы как среды обитания человека

Закон волнообразного развития ноосферы и нарастания управляющей разумной деятельности человека в воспроизводстве биосферы.

Принципы социальной экологии, формулируемые на основе законов и представляющие собой руководящие идеи практической деятельности:

1) принцип оптимизации и гармонизации отношений человека с природой, обеспечения устойчивого развития на основе экологизации общественного производства;

2) принцип облагораживающего отношения к природе, принцип коэволюционного развития общества и природы;

3) принцип ведущей роли биосферы в воспроизводстве естественных условий жизни и деятельности человека.

4) принцип структурного и функционального моделирования в производственном процессе законов функционирования экосистемы;

5) принцип экологической чистоты человеческой деятельности;

6) принцип геоэквивалентности обмена в сфере природопользования.

На основе учета установленных законов и принципов общей и социальной экологи, а также эмпирических обобщений опыта и тенденций взаимодействия

153

 

человека со средой формулируются и даже закрепляются в законодательном порядке принципы устойчивого развития, обозначенные, в частности, в Декларации по окружающей среде и развитию и документе под названием "Повестка дня для XXI века", принятых конференцией ООН в 1992 г. в Рио-де-Жанейро. К этим принципам относятся: сочетание в процессе природопользования интересов современного человечества и благополучия последующих поколений; сохранение ключевых физических констант, генофонда и основных экосистем в их первозданном виде; сохранение биологического разнообразия; выработка новых показателей развития; защита окружающей среды как неотъемлемой части процесса развития; интернализация экологических издержек; ограничение и ликвидация нежизнеспособных моделей производства, потребления, демографического развития; отражение нехватки и стоимости ресурсов в цене товара; снижение темпов урбанизации и централизации производства; общая, но различная ответственность государств, в зависимости от роли в ухудшении состояния глобальной окружающей среды; разностороннее сотрудничество в обеспечении экологической безопасности и др.

Законы и принципы общей и социальной экологи нашли также отражение в принципах экологической политики, охраны окружающей среды, в принципах экологического права Федерального закона РФ "Об окружающей среде" 2001 г. (научно обоснованного сочетания экологических, экономических и социальных интересов человека в целях устойчивого развития; приоритетного сохранения естественных экосистем; сохранения биологического разнообразия; запрещения деятельности, непредсказуемой для окружающей среды; презумпции экологической опасности планируемой хозяйственной и иной деятельности; стимулирования рационального природопользования и контроля за ним; максимального вовлечения граждан в процесс охраны природы и регулирования природопользования; охраны, воспроизводства и рационального использования природных ресурсов как условий устойчивого развития и экологической безопасности и др.).

Дизайн :