Экологические системы. Космический корабль как искусственная экосистема Что получают экосистемы из космоса откуда они

Итак, в экосистеме мы видим взаимодействие жизненного сообщества, состоящего из множества организмов, с характерными факторами среды, действующими на это сообщество. Экосистемы классифицируют обычно по наиболее важным факторам среды. Так, говорят о морских, наземных или сухопутных, береговых или литоральных, озерных или лимнических экосистемах и так далее. Как построена экосистема?

Обычно она состоит из четырех основных элементов:

1. Неживая (абиотическая) среда. Это вода, минеральные вещества, газы, а также неживые органические вещества и гумус.

2. Продуценты (производители). К ним относятся живые существа, способные из неорганических материалов среды строить органические вещества. Такую работу выполняют главным образом зеленые растения, производящие с помощью солнечной энергии из двуокиси углерода, воды и минеральных веществ органические соединения. Этот процесс называют фотосинтезом. При нем высвобождается кислород (О 2) . Органические вещества, производимые растениями, идут в пищу животным и человеку, кислород используется для дыхания.

3. Консументы (потребители). Они используют растительную продукцию. Организмы, питающиеся только растениями, называют консументами первого порядка. Животные, питающиеся только (или преимущественно) мясом, называются консументами второго порядка.

4. Редуценты (деструкторы, разлагатели). Эта группа организмов разлагает остатки отмерших существ, например растительные остатки или трупы животных, превращая их снова в исходное сырье - воду, минеральные вещества, СО 2 , которое пригодно для продуцентов, превращающих это в составные части снова в органические вещества.

Редуценты - это многие черви, личинки насекомых и другие мелкие почвенные организмы. Бактерии, грибы и другие микроорганизмы, превращающие живое вещество в минеральное, называются минерализаторами.

Экосистема может быть и искусственной. Пример искусственной экосистемы, крайне упрощенной и неполной по сравнению с естественными, - космический корабль. Его пилоту приходится жить долгое время в замкнутом пространстве корабля, обходясь ограниченными запасами пищи, кислорода и энергии. При этом желательно по возможности восстанавливать и вторично использовать израсходованные запасы вещества и отходы. Для этого в космическом корабле предусмотрены специальные установки регенерации, а в последнее время ведутся опыты и с живыми организмами (растениями и животными), которые должны участвовать в переработке отходов жизнедеятельности космонавта, используя энергию солнечного света.

Сравним искусственную экосистему космического корабля с какой-либо естественной, например экосистемой пруда. Наблюдения показывают, что количество организмов о этом биотопе остается - с некоторыми сезонными колебаниями - в основном постоянным. Такую экосистему называют стабильной. Равновесие сохраняется, пока не изменятся внешние факторы. Основные из них - приток и отток воды, поступление различных питательных веществ, солнечное излучение.

В экосистеме пруда живут различные организмы. Так, после создания искусственного водохранилища оно постепенно заселяется бактериями, планктоном, затем рыбами, высшими растениями. Когда развитие достигло определенной вершины и внешние воздействия остаются долгое время неизменными (приток воды, веществ, излучения, с одной стороны, и отток или испарение, вынос веществ и отток энергии - с другой), экосистема пруда стабилизируется. Между живыми существами устанавливается равновесие.

Как и упрощенная искусственная экосистема космического корабля, экосистема пруда способна к самоподдержанию. Неограниченному росту препятствуют взаимодействия между растениями-продуцентами, с одной стороны, и животными и растениями консументами и редуцентами - с другой.

Консументы могут размножаться лишь до тех пор, пока не перерасходуют запас имеющихся питательных веществ. Если они размножатся чрезмерно, увеличение их численности прекратится само по себе, так как им не хватит пищи. Продуцентам в свою очередь требуется постоянное поступление минеральных веществ. Редуценты, или деструкторы, разлагают органические вещества и этим увеличивают запас минеральных веществ. Они же снова пускают в оборот отходы жизнедеятельности. И круговорот начинается снова: растения (продуценты) поглощают эти минеральные вещества и с помощью солнечной энергии снова производят из них богатые энергией питательные вещества.

Природа действует в высшей степени экономно. Созданная организмами биомасса (вещество их тел) и содержащаяся в ней энергия передаются остальным членам экосистемы: животные поедают растения, другие животные поедают первых, человек поедает и растения и животных. Этот процесс называют пищевой цепью. Примеры пищевых цепей: растения - растительноядное животное - хищник; злак - полевая мышь - лиса; кормовые растения - корова - человек. Как правило, каждый вид питается не одним-единственным видом. Поэтому пищевые цепи переплетаются, образуя пищевую сеть. Чем сильнее организмы связаны между собой пищевыми сетями и другими взаимодействиями, тем устойчивее сообщество против возможных нарушений. Естественные, ненарушенные экосистемы стремятся к равновесию. Состояние равновесия основано на взаимодействии биотических и абиотических факторов среды.

Поддержание замкнутых круговоротов в естественных экосистемах возможно благодаря двум факторам: наличию разложителей (редуцентов), которые используют все отходы и остатки, и постоянному поступлению солнечной энергии. В городских и искусственных экосистемах мало или совсем нет редуцентов, и отходы - жидкие, твердые и газообразные - накапливаются, загрязняя окружающую среду. Способствовать быстрейшему разложению и вторичному использованию таких отходов можно, поощряя развитие редуцентов, например, путем компостирования. Так человек учится у природы.

В отношении поступления энергии природные и антропогенные (созданные человеком) экосистемы сходны. И природным, и искусственным экосистемам - домам, городам, системам транспорта - требуется подвод энергии извне. Но естественные экосистемы получают энергию от практически вечного источника - Солнца, которое к тому же, «производя» энергию, не загрязняет окружающую среду. Человек, напротив, питает процессы производства и потребления в основном за счет конечных источников энергии - угля и нефти, которые наряду с энергией дают пыль, газы, тепловые и другие отходы, вредящие окружающей среде и не поддающиеся переработке внутри самой искусственной экосистемы. Не забудем, что и при потреблении такой «чистой» энергии, как электроэнергия (если она произведена на тепловой электростанции), происходит загрязнение воздуха и тепловое загрязнение среды.

1935 г. А. Тенсли ввел понятие «экосистема» 1940 В.Н. Сукачев – «Биоценоз»

Экосистема смешенного леса

1 – растительность 2 – животные 3 – почвенные обитатели 4 – воздух 5 – сама почва

Экосистема – исторически сложившаяся на той или иной территории или акватории, открытая, но целостная устойчивая система живых и неживых компонентов.

Классификация экосистем по размерам Все экосистемы делятся на 4 категории

Микроэкосистемы

Мезоэкосистемы

Макроэкосистемы (огромные однородные пространства, протянувшиеся на сотни км. (тропические леса, океан))

Глобальная экосистема (биосфера)

Классификация по степени открытости Под открытым подразумевается способность обмениваться с окружающей средой энергией и информацией.

Изолированная

Закрытая

Открытая ∞

В основу классификации положен такой компонент, как растительность. Она характеризуется статичностью и физиологичностью.

Классификации по жизненной форме

Древесный = лесные

Травянистые = луговые и степные

Полукустарниковые = тундровые и пустынные

Классификация по продуктивности экосистем

Пустынные лесные

Строение экосистемы

Типы связей в экосистеме

Трофические (пищевые)

Тропические (энергетические)

Телеологические (информационные)

Пищевая цепь – это последовательность пищевых звеньев каждая из которых живой организм.

трава заяц волк

Трофический уровень – группа организмов, отнесенная к какой-либо ступени пищевой пирамиды.

лось ястреб

трава заяц волк

человек лиса

осуществление трофических связей действуют 3 функциональные группы организмов:

Автотрофы (растения организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических)

Гетеротрофы (организмы, которые не способны синтезировать органические вещества из неорганических путём фотосинтеза или хемосинтеза. Едят готовые вещества)

Редуценты (Деструкторы) (организмы (бактерии и грибы), разрушающие отмершие остатки живых существ, превращая их в неорганические и простейшие органические соединения.)

Малый (биологический) круговорот веществ в природе

Энергетические связи (тропические)

Подчиняются двум законам экологии

Закон экологической аккумуляческой энергии Это присущая многим экосистемам способность концертировать получаемую организмом энергии в сложных органические вещества и накапливать энергия в огромных количествах.

Закон биогенного потока

КПД (человека) =50% КПД (природы) = 10%

Информационные связи

В экосистемах информация может передаваться разными способами:

Поведение

(у растений до сих пор не известно)

Свойства экосистемы

Целостность – свойство экосистемы функционировать как единый организм

Устойчивость – способность экосистемы противостоять системе извне

Постоянство состава – способность экосистемы сохранять в относительно неизменном состоянии состав видов.

Саморегуляция – способность экосистемы через биологические органы автоматически регулировать численность видов.

Биосфера. Строение и функции

Биосфера - в 1875 г., австрийский биолог Зюсс.

Это нижняя часть атмосферы, вся гидросфера ее верхняя часть литосферы земли, населенная живыми организмами.

Теория возникновения жизни

Космологическая В основе этой гипотезы лежит представление о том, что жизнь была принесена из космоса

Теологическая

Теория А.И. Опарина

Опарин для своего опыта взял склянку с раствором сахаров

Коацерваты капли впитывали сахар. Появлялось подобие клеточной оболочки.

В 1924 г. Опарин издает монографию «Происхождение жизни» В 1926 г. «Биосфера» В.И. Вернадский. В монографии Вернадского выделяется 2 постулата

Планетарная биохимическая роль в природе принадлежит живым организмам.

Биосфера имеет сложную организацию.

Состав биосферы

В состав биосферы Вернадский выделяет 7 типов вещества:

Косное – вещество, которое существует в природе до появления первых живых организмов (вода, горные пароды, вулканическая лава)

Биокосное – вещество органического происхождения, обладающие свойствами неживого. Результат совместной деятельности живых организмов (вода, почва, кора выветривания, осадочные породы, глинистые материалы) и косных (абиогенных) процессов.

Биогенное – вещество органического происхождения, выделяется в окружающую среду в процессе их жизнедеятельности. (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф, известняк, мел, лесная подстилка, почвенный гумус и т.д.)

Радиоактивное

Рассеянные атомы – 50 км

Вещество космического происхождения

Живое вещество – все живые организмы, обитающие в природы

Свойства организмов

Всюдность жизни – способность живых организмов обитать повсеместно

Осуществление окислительно–восстановительных реакций

Способность осуществлять миграцию химических элементов

Способность осуществлять миграцию газов

Способность осуществлять малый круговорот веществ в природе

Способность накапливать в своих тканях и концертировать химических элементы

Доктор экономических наук Ю. ШИШКОВ

Мы видим бездонное голубое небо, зеленые леса и луга, слышим пение птиц, дышим воздухом, состоящим почти целиком из азота и кислорода, плаваем по рекам и морям, пьем воду или пользуемся ею, загораем в ласковых солнечных лучах - и все это воспринимаем как естественное и обыденное. Кажется, иначе и быть не может: так было всегда, так будет вечно! Но это глубокое заблуждение, порожденное повседневной привычкой и незнанием того, как и почему планета Земля стала такой, какой мы ее знаем. Планеты, устроенные иначе, чем наша, не только могут быть, но и реально существуют во Вселенной. Но есть ли где-нибудь в глубинах космоса планеты с экологическими условиями, более или менее близкими к земным? Такая возможность весьма гипотетич на и минимальна. Земля если не уникальное, то, во всяком случае, "штучное" произведение природы.

Основные экосистемы планеты. Горы, леса, пустыни, моря, океаны - пока еще относительно чистая природа - и мегаполисы - средоточие жизни и деятельности людей, способных превратить Землю в сплошную свалку.

Такой красивой видится из космоса Земля - уникальная планета, породившая жизнь.

Наука и жизнь // Иллюстрации

На рисунке представлены этапы эволюции планеты Земля и развития на ней жизни.

Вот только некоторые из негативных последствий, вызванных деятельностью человечества на Земле. Воды морей и океанов загрязняются нефтью, хотя существует не один способ ее сбора. Но воды засоряются и банальными бытовыми отходами.

Нет обитаемого континента, где не дымили бы фабрики и заводы, не к лучшему изменяя окружающую атмосферу.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Картина, типичная для любого крупного города Земли: бесконечные вереницы машин, от выхлопных газов которых болеют люди, гибнут деревья...

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Экологически чистые производства - единственное, что даст возможность если и не сделать планету более чистой, то хотя бы оставить ее такой, какой мы ее получили.

Долгое становление экосистемы Земли

Прежде всего напомним о том, как шла эволюция Солнечной системы. Примерно 4,6 миллиарда лет назад одно из множества вихревых газопылевых облаков в пределах нашей Галактики стало уплотняться и превращаться в Солнечную систему. Внутри облака сформировался основной шарообразный, тогда еще холодный вращающийся сгусток, состоящий из газа (водорода и гелия) и космической пыли (осколков атомов более тяжелых химических элементов от ранее взорвавшихся гигантских звезд), - будущее Солнце. Вокруг него под влиянием нараставшей гравитации стали обращаться более мелкие сгустки того же облака - будущие планеты, астероиды, кометы. Орбиты одних из них оказались ближе к Солнцу, других - дальше, одни строились из крупных сгустков межзвездной материи, другие - из меньших.

Поначалу это не имело особого значения. Но со временем силы гравитации все более уплотняли Солнце и планеты. А степень уплотнения зависит от их исходной массы. И чем сильнее сжимались эти сгустки материи, тем больше они разогревались изнутри. При этом тяжелые химические элементы (прежде всего - железо, силикаты) плавились и опускались к центру, а легкие (водород, гелий, углерод, азот, кислород) оставались на поверхности. Соединяясь с водородом, углерод превращался в метан, азот - в аммиак, кислород - в воду. На поверхности планет тогда царил космический холод, поэтому все соединения находились в виде льда. Над твердой частью располагался газообразный слой водорода и гелия.

Однако массы даже таких крупных планет, как Юпитер и Сатурн, оказалось недостаточно для того, чтобы давление и температура в их центрах достигли той точки, когда начинается термоядерная реакция, а внутри Солнца такая реакция началась. Оно раскалилось и около четырех миллиардов лет назад превратилось в звезду, посылающую в пространство не только волновое излучение - свет, тепло, рентгеновские и гамма-лучи, но и так называемый солнечный ветер - потоки заряженных частиц материи (протонов и электронов).

Для формирующихся планет начались испытания. На них обрушились потоки тепловой энергии Солнца и солнечный ветер. Холодная поверхность протопланет разогрелась, облака водорода и гелия поднялись над ними, а ледяные массивы воды, метана и аммиака растаяли и стали испаряться. Гонимые солнечным ветром, эти газы уносились в космос. Степень такого "раздевания" первичных планет определяло расстояние их орбит от Солнца: ближние к нему испарялись и обдувались солнечным ветром наиболее интенсивно. По мере того как планеты "худели", их гравитационные поля ослабевали, а испарение и выдувание усиливались, пока самые близкие к Солнцу планеты полностью не развеялись в космосе.

Меркурий - ближайшая к Солнцу из сохранившихся планет - сравнительно небольшое, очень плотное небесное тело с металлическим ядром, но едва заметным магнитным полем. Он практически лишен атмосферы, а его поверхность покрыта спекшимися каменистыми породами, которые в дневное время раскаляются Солнцем до 420-430 о С, а потому жидкой воды здесь быть не может. Более удаленная от Солнца Венера по размерам и плотности очень похожа на нашу планету. У нее почти такое же большое железное ядро, но из-за медленного вращения вокруг своей оси (в 243 раза медленнее Земли) она лишена магнитного поля, которое могло бы защитить ее от солнечного ветра, губительного для всего живого. Венера, правда, сохранила довольно мощную атмосферу, на 97% состоящую из углекислого газа (СО 2) и менее чем на 2% из азота. Такой газовый состав создает мощный парниковый эффект: СО 2 мешает солнечному излучению, отраженному венерианской поверхностью, уходить в космос, из-за чего поверхность планеты и нижние слои ее атмосферы раскалены до 470°С. В таком пекле о жидкой воде, а следовательно, о живых организмах не может быть и речи.

Другой наш сосед, Марс, почти вдвое меньше Земли. И хотя он имеет металлическое ядро и вращается вокруг своей оси почти с той же скоростью, что и Земля, у него нет магнитного поля. Почему? Его металлическое ядро весьма невелико, а главное - оно не расплавлено и потому не индуцирует такое поле. В результате поверхность Марса постоянно бомбардиру ют заряженные осколки ядер водорода и других элементов, которые непрерывно выбрасывает Солнце. Атмосфера Марса похожа по составу на венерианскую: 95% СО 2 и 3% азота. Но из-за слабой гравитации этой планеты и солнечного ветра ее атмосфера крайне разрежена: давление на поверхности Марса в 167 раз ниже, чем на Земле. При таком давлении там тоже не может быть жидкой воды. Впрочем, ее на Марсе нет и из-за низкой температуры (днем в среднем минус 33 о С). Летом на экваторе она повышается максимум до плюс 17°С, а зимой в высоких широтах опускается до минус 125°С, когда в лед превращается и атмосферный углекислый газ - этим и объясняются сезонные увеличения белых полярных шапок Марса.

Большие планеты, Юпитер и Сатурн, вообще не имеют твердой поверхности - верхние их слои состоят из жидкого водорода и гелия, а нижние - из расплавленных тяжелых элементов. Уран представляет собой жидкий шар с ядром из расплавленных силикатов, над ядром лежит горячий водяной океан глубиной около 8 тысяч километров, а над всем этим - водородно-гелиевая атмосфера толщиной в 11 тысяч километров. Столь же непригодны для зарождения биологической жизни и самые дальние планеты - Нептун и Плутон.

Повезло лишь Земле. Случайное стечение обстоятельств (главные среди них - исходная масса на стадии протопланеты, расстояние от Солнца, скорость вращения вокруг своей оси и наличие полужидкого железного ядра, дающего ей сильное магнитное поле, защищающее от солнечного ветра) позволило планете со временем стать такой, какой мы привыкли ее видеть. Долгая геологическая эволюция Земли привела к появлению жизни только на ней.

Прежде всего, изменился газовый состав земной атмосферы. Первоначально она, по-видимому, состояла из водорода, аммиака, метана и водяного пара. Потом, взаимодействуя с водородом, метан превратился в СО 2 , а аммиак - в азот. Кислорода в первичной атмосфере Земли не было. По мере того как она охлаждалась, водяной пар конденсировался в жидкую воду и образовывал океаны и моря, покрывшие три четверти земной поверхности. В атмосфере уменьшилось количество двуокиси углерода: она растворялась в воде. Во время беспрерывных извержений вулканов, характерных для ранних этапов истории Земли, часть СО 2 связывалась в карбонатных соединениях. Уменьшение в атмосфере двуокиси углерода ослабило создаваемый им парниковый эффект: температура на поверхности Земли снизилась и стала кардинально отличаться от той, какая существовала и существует на Меркурии и Венере.

Моря и океаны сыграли решающую роль в биологической эволюции Земли. Атомы разнообразных химических элементов, растворенных в воде, взаимодействуя, образовывали новые, более сложные неорганические соединения. Из них под действием электрических разрядов молний, радиоактивного излучения металлов, извержений подводных вулканов в морской воде возникали простейшие органические соединения - аминокислоты, те исходные "кирпичики", из которых складываются белки - основа живых организмов. Большинство таких простейших аминокислот распадалось, но какая-то их часть, усложняясь, становилась первичными одноклеточными организмами типа бактерий, способных приспосабливаться к среде обитания и размножаться.

Так около 3,5 миллиарда лет назад в геологической истории Земли наступил качественно новый этап. Химическую ее эволюцию дополнила (а вернее - отодвинула на второй план) эволюция биологическая. Такого не знала никакая другая планета Солнечной системы.

Прошло еще примерно полтора миллиарда лет, прежде чем в клетках некоторых бактерий появились хлорофилл и другие пигменты, способные под действием солнечного света осуществлять фотосинтез - превращать молекулы двуокиси углерода (СО 2) и воды (Н 2 О) в органические соединения и свободный кислород (О 2). Теперь световое излучение Солнца стало служить бесконечному наращиванию биомассы, развитие органической жизни пошло значительно быстрее.

И еще. Под действием фотосинтеза, поглощающего двуокись углерода и высвобождающего несвязанный кислород, менялся газовый состав земной атмосферы: доля СО 2 сокращалась, а доля О 2 нарастала. Леса, покрывшие сушу, ускорили этот процесс. И около 500 миллионов лет назад появились простейшие водоплавающие позвоночные животные. Еще примерно через 100 миллионов лет количество кислорода достигло такого уровня, который позволил некоторым позвоночным выйти на сушу. Не только потому, что все сухопутные животные дышат кислородом, но и благодаря тому, что в верхних слоях атмосферы на высоте 25-30 километров появился защитный слой озона (О 3), поглощающий значительную часть ультрафиолетового и рентгеновского излучений Солнца, губительных для сухопутных животных.

Состав земной атмосферы приобрел к этому времени исключительно благоприятные свойства для дальнейшего развития жизни: 78% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона и совсем немного (0,03%) углекислого газа, водорода и других газов. При такой атмосфере Земля, получая достаточно много тепловой энергии Солнца, около 40% ее, в отличие от Венеры, отражает в космос, и земная поверхность не перегревается. Но и это еще не все. Тепловая солнечная энергия, почти беспрепятственно поступающая на Землю в виде коротковолнового излучения, отражается в космос уже как длинноволновое инфракрасное излучение. Оно частично задерживается содержащимися в атмосфере водяным паром, углекислым газом, метаном, окисью азота и другими газами, создающими природный парниковый эффект. Благодаря ему в нижних слоях атмосферы и на поверхности Земли поддерживается более или менее устойчивая умеренная температура, которая примерно на 33 о С выше, чем она могла быть, если бы не существовало природного парникового эффекта.

Так шаг за шагом на Земле складывалась уникальная экологическая система, пригодная для жизни. Крупное, наполовину расплавленное железное ядро и быстрое вращение Земли вокруг своей оси создают достаточно сильное магнитное поле, которое заставляет потоки солнечных протонов и электронов обтекать нашу планету, не причиняя ей существенного вреда даже в периоды повышенной радиации Солнца (будь это ядро поменьше и потверже, а вращение Земли - помедленнее, она осталась бы беззащитной перед солнечным ветром). А благодаря своему магнитному полю и значительной собственной массе Земля сохранила достаточно мощный слой атмосферы (толщиной около 1000 км), создающий комфортный тепловой режим на поверхности планеты и обилие жидкой воды - непременное условие зарождения и эволюции жизни.

На протяжении двух миллиардов лет число различных видов растений и животных на планете достигло примерно 10 миллионов. Из них 21% приходится на растения, почти 76% - на беспозвоночные животные и чуть больше 3% - на позвоночные, из которых лишь десятая часть - млекопитающие. В каждой природно-климатической зоне они взаимодополняют друг друга в качестве звеньев трофической, то есть пищевой, цепи, образуя относительно устойчивый биоценоз.

Возникшая на Земле биосфера постепенно вписалась в экосистему и стала неотъемлемым ее компонентом, участвующим в геологическом круговороте энергии и вещества.

Живые организмы - активные составляющие многих биогеохимических циклов, в которых участвуют вода, углерод, кислород, азот, водород, сера, железо, калий, кальций и другие химические элементы. Из неорганической фазы они переходят в органическую, а затем в виде отходов жизнедеятельности растений и животных или же их останков вновь возвращаются в неорганическую фазу. Подсчитано, например, что через органическую фазу ежегодно проходит седьмая часть всего углекислого газа и 1/4500 часть кислорода. Если бы процесс фотосинтеза на Земле по каким-то причинам прекратился, то свободный кислород исчез бы из атмосферы в течение приблизительно двух тысяч лет. А заодно исчезли бы все зеленые растения и все животные, за исключением простейших анаэробных организмов (некоторых видов бактерий, дрожжей и червей).

Экосистема Земли самоподдерживается и благодаря другим кругооборотам веществ, не связанным с функционированием биосферы, - напомним известный со школьной скамьи круговорот воды в природе. Вся совокупность тесно взаимосвязанных биологических и небиологических циклов образует сложную саморегулирующуюся экологическую систему, находящуюся в относительном равновесии. Однако ее устойчивость весьма хрупка и уязвима. Доказательство тому - неоднократные планетарные катастрофы, причиной которых становились или падение на Землю крупных космических тел, или мощные извержения вулканов, из-за чего поступление солнечного света к земной поверхности надолго уменьшалось. Всякий раз такие катастрофы уносили от 50 до 96% земной биоты. Но жизнь возрождалась вновь и продолжала развиваться.

Агрессивный Homo sapiens

Появление фотосинтезирующих растений, как уже говорилось, ознаменовало новый этап в развитии Земли. Столь кардинальный геологический сдвиг был порожден сравнительно простыми живыми организмами, не обладающими разумом. От человека же - организма высокоорганизованного, наделенного мощным интеллектом - закономерно ожидать гораздо более ощутимого воздействия на экосистему Земли. Дальние предки такого существа - гоминиды - появились, по разным оценкам, примерно от 3 до 1,8 миллиона лет назад, неандертальцы - примерно 200-100 тысяч, а современный Homo sapiens sapiens - лишь 40 тысяч лет назад. В геологии даже три миллиона лет укладываются в рамки хронологической погрешности, а 40 тысяч - лишь одна миллионная возраста Земли. Но даже за этот геологический миг люди успели основательно расшатать баланс ее экосистемы.

Прежде всего, рост популяции Homo sapiens впервые в истории не был сбалансирован природными ограничителями: ни недостатком пищи, ни пожирающими людей хищниками. С развитием орудий труда (особенно после промышленной революции) люди практически выпали из обычной трофической цепи и получили возможность размножаться почти беспредельно. Еще две тысячи лет назад их было около 300 миллионов, а к 2003 году численность земного населения возросла в 21 раз, до 6,3 миллиарда.

Второе. В отличие от всех других биологических видов, имеющих более или менее ограниченную среду обитания, люди расселились по всей земной поверхности, невзирая на почвенно-климатические, геологические, биологические и прочие условия. Уже поэтому степень их влияния на природу не сопоставима с влиянием любых других существ. И, наконец, благодаря своему интеллекту люди не столько приспосабливаются к природной среде, сколько приспосабливают эту среду к своим потребностям. И такое приспособление (еще недавно с гордостью говорили: "покорение природы") приобретает все более наступательный, даже агрессивный характер.

В течение многих тысячелетий люди почти не ощущали ограничений со стороны окружающей среды. А если и видели, что в ближайшей округе уменьшилось количество истребляемой ими дичи, истощились обрабатываемые почвы или луга для выпаса скота, то перекочевывали на новое место. И все повторялось. Природные ресурсы казались неисчерпаемыми. Лишь иногда такой сугубо потребитель ский подход к окружающей среде заканчивался плачевно. Более девяти тысяч лет назад шумеры для того, чтобы прокормить растущее население Месопотамии, стали развивать поливное земледелие. Однако созданные ими ирригационные системы со временем привели к заболачиванию и засолению почв, что и послужило основной причиной гибели шумерской цивилизации. Другой пример. Цивилизация майя, процветавшая на территории современных Гватемалы, Гондураса и юго-востока Мексики, потерпела крах около 900 лет назад главным образом из-за эрозии почвы и заиливания рек. Такие же причины вызвали падение древних земледельческих цивилизаций Междуречья в Южной Америке. Приведенные случаи лишь исключения из правила, которое гласило: черпай из бездонного колодца природы столько, сколько можешь. И люди черпали из него, не оглядываясь на состояние экосистемы.

К настоящему времени человек приспособил для своих надобностей около половины земной суши: 26% - под пастбища, по 11% - под пашни и лесоводство, остальные 2-3% - для строительства жилья, промышленных объектов, транспорта и сферы услуг. В результате вырубки лесов сельскохозяйственные угодья увеличились с 1700 года в шесть раз. Из доступных источников свежей пресной воды человечество использует больше половины. При этом почти половина рек планеты существенно обмелела или загрязнена, а около 60% из 277 крупнейших водных артерий перегорожены плотинами и прочими инженерными сооружениями, что привело к созданию искусственных озер, изменению экологии водоемов и устьев рек.

Люди ухудшили либо уничтожили места обитания множества представителей флоры и фауны. Только с 1600 года на Земле исчезли 484 вида животных и 654 вида растений. Более восьмой части из 1183 видов птиц и четвертой - из 1130 видов млекопитающих сегодня грозит исчезновение с лица Земли.

Мировой океан пострадал от человека меньше. Люди используют лишь восемь процентов его исходной продуктивности. Но и здесь он оставил свой недобрый "след", выловив до предела две трети морских животных и нарушив экологию многих других обитателей моря. Только на протяжении XX века была уничтожена почти половина всех прибрежных мангровых лесов и безвозвратно разрушена десятая часть коралловых рифов.

И, наконец, еще одно неприятное последствие быстро растущего человечества - его производственные и бытовые отходы. Из общей массы добытого природного сырья в конечный продукт потребления превращается не более десятой части, остальное идет на свалки. Отходов же органического происхождения человечество, по некоторым подсчетам, производит в 2000 раз больше, чем вся остальная биосфера. Сегодня экологический "след" Homo sapiens перевешивает негативное влияние на окружающую среду всех прочих живых существ, вместе взятых. Человечество вплотную подошло к экологическому тупику, вернее сказать - к краю обрыва. Со второй половины XX века нарастает кризис всей экологической системы планеты. Он порожден многими причинами. Рассмотрим лишь важнейшую из них - загрязнение земной атмосферы.

Технический прогресс создал множество способов ее загрязнения. Это различные стационарные установки, преобразующие твердое и жидкое топливо в тепловую или электрическую энергию. Это транспортные средства (автомобили и самолеты, бесспорно, лидируют) и сельское хозяйство с его гниющими отходами земледелия и животноводства. Это промышленные процессы в металлургии, химическом производстве и т. п. Это муниципальные отходы и, наконец, добыча ископаемого топлива (вспомним хотя бы постоянно дымящие факелы на нефте- и газопромыслах или терриконы отвалов возле угольных шахт).

Воздух отравляют не только первичные газы, но и вторичные, которые образуются в атмосфере в ходе реакции первых с углеводородами под воздействием солнечного света. Двуокись серы и разные соединения азота окисляют капли воды, собирающиеся в облаках. Такая подкисленная вода, выпадая в виде дождя, тумана или снега, отравляет почву, водоемы, губит леса. В Западной Европе вокруг крупных промышленных центров вымирает озерная рыба, а леса превращаются в кладбища мертвых, оголенных деревьев. Лесные животные в таких местах практически полностью гибнут.

Эти катастрофы, вызванные антропогенным загрязнением атмосферы, хоть и носят всеобщий характер, но все же пространственно более или менее локализованы: они охватывают лишь отдельные области планеты. Однако некоторые виды загрязнения приобретают планетарный масштаб. Речь идет о выбросах в атмосферу углекислого газа, метана и окиси азота, которые усиливают природный парниковый эффект. Выбросы в атмосферу двуокиси углерода создают около 60% дополнительного парникового эффекта, метана - примерно 20%, другие соединения углерода - еще 14%, остальные 6-7% вносит окись азота.

В естественных условиях содержание в атмосфере СО 2 на протяжении последних нескольких сотен миллионов лет составляет около 750 миллиардов тонн (примерно 0,3% общего веса воздуха в приземных слоях) и поддерживается на этом уровне благодаря тому, что избыточная его масса растворяется в воде и поглощается растениями в процессе фотосинтеза. Даже относительно небольшое нарушение этого баланса грозит существенными подвижками в экосистеме с трудно предсказуемы ми последствиями и для климата, и для приспособившихся к нему растений и животных.

За последние два столетия человечество внесло весомый "вклад" в нарушение такого равновесия. Еще в 1750 году оно выбрасывало в атмосферу только 11 миллионов тонн СО 2 . Спустя столетие объем выбросов возрос в 18 раз, достигнув 198 миллионов тонн, а еще через сто лет увеличился в 30 раз и составил 6 миллиардов тонн. К 1995 году эта цифра возросла вчетверо - до 24 миллиардов тонн. Содержание метана в атмосфере за истекшие два столетия повысилось примерно вдвое. А он по своей способности усиливать парниковый эффект в 20 раз превосходит СО 2 .

Последствия не замедлили сказаться: в XX веке средняя глобальная приземная температура повысилась на 0,6°С. Казалось бы - мелочь. Но и такого повышения температуры достаточно, чтобы XX век оказался самым теплым за последнее тысячелетие, а 90-е годы - самыми теплыми в прошлом столетии. Снежный покров земной поверхности с конца 1960-х годов сократился на 10%, а толщина льда в Северном Ледовитом океане за несколько минувших десятилетий уменьшилась более чем на метр. В результате уровень Мирового океана за последние сто лет повысился на 7-10 сантиметров.

Некоторые скептики относят антропогенное потепление климата к числу мифов. Дескать, существуют природные циклы колебания температуры, один из которых и наблюдается сейчас, а антропогенный фактор притянут за уши. Естественные циклы колебаний температуры околоземной атмосферы действительно существуют. Но они измеряются многими десятилетиями, некоторые - столетиями. Наблюдаемое же в последние два с лишним века потепление климата не только не вписывается в обычную природную цикличность, но и происходит неестественно быстро. Межправительственная комиссия по изменению климата, сотрудничающая с учеными из разных стран мира, сообщила в начале 2001 года, что антропогенные изменения становятся все более очевидными, что потепление ускоряется, а его последствия оказываются намного более тяжелыми, чем предполагалось раньше. Ожидается, в частности, что к 2100 году средняя температура земной поверхности в разных широтах может повыситься еще на 1,4-5,8°С со всеми вытекающими последствиями.

Потепление климата распределяется неравномерно: в северных широтах оно проявляется сильнее, чем в тропиках. Поэтому в нынешнем столетии наиболее ощутимо повысится зимняя температура на Аляске, в Северной Канаде, в Гренландии, в северной части Азии и на Тибете, а летняя - в Центральной Азии. Такое распределение потепления влечет за собой изменение динамики воздушных потоков, а потому и перераспределение осадков. А это в свою очередь порождает все больше природных катастроф - ураганов, наводнений, засух, лесных пожаров. В XX веке в таких катастрофах погибли около 10 миллионов человек. Причем число крупнейших катастроф и их разрушительные последствия нарастают. В 50-х годах имели место 20 крупномасштабных стихийных бедствий, в 70-х годах - 47, а в 90-х - 86. Причиненный природными катастрофами ущерб огромен (см. график).

Первые годы нынешнего столетия отмечены беспрецедентными наводнениями, ураганами, засухами и лесными пожарами.

И это только начало. Дальнейшее потепление климата в высоких широтах угрожает оттаиванием вечной мерзлоты в северной Сибири, на Кольском полуострове и в Приполярных областях Северной Америки. Это значит, что поплывут фундаменты под зданиями в Мурманске, Воркуте, Норильске, Магадане и десятках других городов и поселков, стоящих на мерзлом грунте (признаки приближения катастрофы уже отмечены в Норильске). Однако и это еще не все. Размораживается панцирь вечной мерзлоты, и открывается выход хранящимся под ним в течение тысячелетий огромным скоплениям метана - газа, вызывающего повышенный парниковый эффект. Уже зафиксировано, что метан во многих местах Сибири начинает просачиваться в атмосферу. Если климат здесь еще немного потеплеет, то выброс метана станет массовым. Итог - усиление парникового эффекта и еще большее потепление климата на всей планете.

Согласно пессимистическому сценарию из-за потепления климата к 2100 году уровень Мирового океана повысится почти на один метр. И тогда южное побережье Средиземного моря, западное побережье Африки, Южная Азия (Индия, Шри-Ланка, Бангладеш и Мальдивы), все прибрежные страны Юго-Восточной Азии и коралловые атоллы в Тихом и Индийском океанах станут ареной стихийного бедствия. В одном лишь Бангладеше море грозит затопить около трех миллионов гектаров земли и вынудить к переселению 15-20 миллионов человек. В Индонезии могут быть затоплены 3,4 миллиона гектаров и изгнаны из мест обитания не менее двух миллионов человек. Для Вьетнама эти цифры составили бы два миллиона гектаров и десять миллионов переселенцев. А общее число таких пострадавших по всему миру может достичь примерно миллиарда.

По оценкам экспертов ЮНЭП, издержки, вызываемые потеплением климата Земли, продолжат нарастать. Расходы на защитные сооружения от повышающегося уровня моря и высоких штормовых волн могут составить один миллиард долларов в год. Если концентрация СО 2 в атмосфере удвоится по сравнению с доиндустриальным уровнем, мировое сельское хозяйство и лесоводство вследствие засух, наводнений и пожаров будут ежегодно терять до 42 миллиардов долларов, а система водоснабжения уже к 2050 году столкнется с дополнительными издержками (около 47 миллиардов долларов).

Человек все более загоняет природу и самого себя в тупик, выбраться из которого все труднее. Выдающийся отечественный математик и эколог академик Н. Н. Моисеев предупреждал, что биосфера, как и всякая сложная нелинейная система, может утратить стабильность, в результате чего начнется ее необратимый переход в некое квазистабильное состояние. Более чем вероятно, что в этом новом состоянии параметры биосферы окажутся неподходящими для жизни людей. Поэтому не будет ошибкой сказать, что человечество балансирует на острие бритвы. Как долго оно сможет так балансировать? В 1992 году две самые авторитетные научные организации в мире - Британское королевское общество и Американская национальная академия наук совместно заявили: "Будущее нашей планеты висит на волоске. Устойчивого развития можно добиться, но только в том случае, если вовремя остановить необратимую деградацию планеты. Следующие 30 лет станут решающими". В свою очередь Н. Н. Моисеев писал, что "такая катастрофа может случиться не в каком-то неопределенном будущем, а, может быть, уже в середине наступающего XXI века".

Если эти прогнозы верны, то времени для поиска выхода остается, по историческим меркам, совсем немного - от трех до пяти десятилетий.

Как выбраться из тупика?

Многие сотни лет люди были абсолютно убеждены: человек создан Творцом в качестве венца природы, ее повелителя и преобразо вателя. Подобное самолюбование до сих пор поддерживается основными мировыми религиями. Более того, такую гомоцентрическую идеологию поддержал выдающийся отечественный геолог и геохимик В. И. Вернадский, сформулировавший в 20-х годах прошлого века идею перехода биосферы в ноосферу (от греческого nоos - разум), в своеобразный интеллектуальный "пласт" биосферы. "Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого", - писал он. Более того, "[человек] может и должен перестраивать трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше" (выделено мною. - Ю. Ш. ).

На самом деле, как уже говорилось, мы имеем не переход биосферы в ноосферу, а переход ее от естественной эволюции к неестественной, навязанной ей агрессивным вмешательством человечества. Это деструктивное вмешательство относится не только к биосфере, но и к атмосфере, гидросфере и отчасти к литосфере. Какое уж там царство разума, если человечество, даже осознав многие (хотя и не все) аспекты порожденной им деградации природной среды, не в состоянии остановиться и продолжает усугублять экологический кризис. Оно ведет себя в природной среде обитания, как слон в посудной лавке.

Настало горькое похмелье - острая необходимость найти выход. Его поиск затруднен, поскольку современное человечество весьма неоднородно - и по уровню технико-экономического и культурного развития, и по ментальности. Кто-то просто безразличен к дальнейшим судьбам мирового социума, а кто-то придерживается дедовской логики: выходили и не из таких передряг, выберемся и на этот раз. Надежды на "авось" вполне могут оказаться роковым просчетом.

Другая часть человечества понимает серьезность нависшей опасности, но вместо того, чтобы участвовать в коллективных поисках выхода, всю свою энергию направляет на разоблачение виновников сложившейся ситуации. Эти люди считают ответственными за кризис то либеральную глобализацию, то эгоистичные промышленно развитые страны, а то и просто "главного врага всего человечества" - США. Изливают собственный гнев на страницах газет и журналов, организуют массовые акции протеста, участвуют в уличных беспорядках и с наслаждением бьют витрины в городах, где проходят форумы международных организаций. Надо ли говорить, что подобные разоблачения и демонстрации не продвигают ни на шаг решение общечеловеческой проблемы, а скорее мешают этому?

Наконец, третья, весьма небольшая часть мирового сообщества не только понимает степень угрозы, но и концентрирует свои интеллектуальные и материальные ресурсы на поиске путей выхода из создавшегося положения. Она стремится разглядеть в тумане будущего перспективу и нащупать оптимальный путь, чтобы не оступиться и не сорваться в пропасть.

Взвесив реальные опасности и ресурсы, которыми располагает человечество в начале XXI века, можно сказать, что пока еще есть некоторые шансы выбраться из сложившегося тупика. Но требуется беспрецедентная мобилизация здравого рассудка и воли всего мирового сообщества, чтобы решить множество проблем в трех стратегических направлениях.

Первое из них - психологическая переориентация мирового социума, кардинальная смена стереотипов его поведения. "Чтобы выбраться из кризисов, порожденных техногенной цивилизацией, обществу придется пройти сложный этап духовной революции, как в эпоху Ренессанса, - считает академик B. C. Степин. - Придется вырабатывать новые ценности... Надо менять отношение к природе: нельзя рассматривать ее как бездонную кладовую, как поле для переделки и перепахивания". Такой психологический переворот невозможен без значительного усложнения логического мышления каждого индивида и перехода на новую модель поведения большинства человечества. Но, с другой стороны, он невозможен и без кардинальных изменений отношений внутри общества - без новых норм морали, без новой организации микро- и макросоциума, без новых взаимоотношений между разными социумами.

Такая психологическая переориентация человечества очень трудна. Придется ломать стереотипы мышления и поведения, сложившиеся на протяжении тысячелетий. И прежде всего нужен коренной пересмотр самооценки человека как венца природы, ее преобразователя и повелителя. Эта гомоцентрическая парадигма, на протяжении тысячелетий проповедуемая многими мировыми религиями, подкрепленная в XX веке еще и учением о ноосфере, должна быть отправлена на идеологическую свалку истории.

В наше время необходима иная система ценностей. Отношение людей к живой и неживой природе должно строиться не на противопоставлении - "мы" и "все остальное", а на понимании того, что и "мы", и "все остальное" суть равноправные пассажиры космического корабля под именем "Земля". Такой психологический переворот кажется маловероятным. Но вспомним, что в эпоху перехода от феодализма к капитализму переворот именно такого рода, хотя и меньших масштабов, произошел в сознании аристократии, которая традиционно делила общество на "мы" (люди голубой крови) и "они" (простолюдины и просто чернь). В современном демократическом мире такие представления стали аморальными. В индивидуальном и общественном сознании вполне могут и должны появиться и закрепиться многочисленные "табу" в отношении природы - своеобразный экологический императив, требующий соразмерения потребностей мирового социума и каждого человека с возможностями экосферы. Морали предстоит выйти за пределы межличностных или международных отношений и включить в себя нормы поведения в отношении живой и неживой природы.

Второе стратегическое направление - форсирование и глобализация научно-технического прогресса. "Поскольку назревающий экологический кризис, грозящий перерасти в глобальную катастрофу, вызван развитием производительных сил, достижениями науки и техники, то и выход из него немыслим без дальнейшего развития этих составляющих процесса цивилизации, - писал Н. Н. Моисеев. - Для того чтобы найти выход, потребуется предельное напряжение творческого гения человечества, бесчисленное количество изобретений и открытий. Поэтому необходимо как можно скорее максимально раскрепостить личность, создать возможности для раскрытия своего творческого потенциала любому способному к этому человеку".

Действительно, человечеству предстоит кардинально изменить сложившуюся веками структуру производства, предельно уменьшив в ней удельный вес добывающей промышленности, загрязняющего почву и грунтовые воды сельского хозяйства; перейти от углеводородной энергетики к ядерной; заменить автомобильный и авиационный транспорт, работающий на жидком топливе, каким-то иным, экологически чистым; существенно перестроить всю химическую промышленность, чтобы минимизировать загрязнение ее продуктами и отходами атмосферы, воды и почвы...

Некоторые ученые видят будущее человечества в уходе от техногенной цивилизации XX века. Ю. В. Яковец, например, полагает, что в постиндустриальную эпоху, которая представляется ему как "гуманистическое общество", "будет преодолен техногенный характер позднеиндустриального общества". На самом деле для предотвращения экологической катастрофы требуется максимальная интенсификация научно-технических усилий, чтобы создать и внедрить природоохранные технологии во все сферы жизнедеятельности человека: в сельское хозяйство, энергетику, металлургию, химическую промышленность, строительство, быт и т. п. Поэтому постиндустриальное общество становится не посттехногенным, а, напротив, супертехногенным. Другое дело, что вектор его техногенности меняется с ресурсопоглощения на ресурсосбе режение, с экологически грязных технологий на природоохранные.

Важно при этом иметь в виду, что такие качественно новые технологии становятся все более опасными, поскольку могут использоваться как во благо человечеству и природе, так и во вред им. Поэтому здесь требуются неуклонно растущие осмотрительность и осторожность.

Третье стратегическое направление - преодоление или хотя бы существенное сокращение технико-экономического и социокультурного разрыва между постиндустриальным центром мирового сообщества и его периферией и полупериферией. Ведь кардинальные технологические сдвиги должны произойти не только в высокоразвитых странах, располагающих крупными финансовы ми и кадровыми ресурсами, но и во всем развивающемся мире, который стремительно индустриализируется главным образом на базе старых, экологически опасных технологий и не имеет ни финансовых, ни кадровых возможностей внедрять природоохранные технологии. Технологические новинки, создающиеся пока лишь в постиндустриальном центре мирового сообщества, должны внедряться и на его индустриальной или индустриализи рующейся периферии. В противном случае здесь в растущих масштабах будут использоваться устаревшие, экологически опасные технологии и деградация природной среды планеты еще более ускорится. Остановить процесс индустриализации развивающихся регионов мира невозможно. Значит, нужно помочь им делать это так, чтобы свести к минимуму ущерб для экологии. Такой подход - в интересах всего человечества, в том числе населения высокоразвитых стран.

Все три стратегические задачи, стоящие перед мировым сообществом, беспрецедентны как по своей трудности, так и по значимости для дальнейших судеб человечества. Они теснейшим образом взаимосвязаны и взаимообусловлены. Провал в решении одной из них не позволит решить остальные. По большому счету - это экзамен на зрелость вида Homo sapiens, которому довелось стать "самым умным" среди животных. Настало время доказать, что он действительно умен и способен спасти от деградации земную экосферу и себя в ней.

Тема: “ Человек и его место в природе”.

Цели.

Обучающие:

• продолжить системную работу по формированию элементарной целостной картины мира у младших школьников;
• познакомить с искусственными экосистемами города и села как местом жизни (обитания) человека;
• научить видеть разницу в хозяйствах древних людей и современного человека, понимать специфику искусственных экосистем;
• учить учащихся находить противоречия между хозяйством человека и природой и предлагать способы их устранения;
• сформировать понятие об экологическом типе хозяйства, гармонично сочетающимся с природой.

Развивающие:

• развивать умения познавать и понимать окружающий мир, осмысленно применять полученные знания для решения учебно-познавательных и жизненных задач;
• развивать речь, логическое мышление;

Воспитывающие:

• воспитывать бережное отношение к окружающей нас природе, экономное расходование природных ресурсов, заботливое отношение к миру.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Тип обучения: проблемное.

Основные этапы урока:

1. Введение новых знаний с опорой на предшествующий опыт.
2. Воспроизведение новых знаний.

Оборудование:

• видиозаписи для демонстрации экосистемы города и села;
• рабочая страничка;
• опорные схемы;
• иллюстрации разумного сочетания цивилизации и природы.

ХОД УРОКА

I. Активизация знаний и постановка проблемы.

1. Ребята, сегодня у нас первый урок последнего раздела нашего учебника и всего нашего курса “Мир и человек”. Название этого раздела, на мой взгляд, немного необычно. А в чём его необычность?

На доске запись: “Как нам жить?”

Оказывается, этот вопрос волнует многих людей нашей планеты, независимо от того в какой стране они живут и на каком языке общаются между собой. Но главное, что эти люди неравнодушные к судьбе нашей планеты, нашего общего дома.

Я убеждена, что и мы с вами не должны оставаться в стороне и попытаться поискать ответ на этот вопрос.

А знаете ли вы, что такое конференция ? И возможно ли наш урок назвать “урок-конференция ”?

Словарик: “Конференция – собрание, совещание разных, в том числе и учебных организаций, для обсуждения каких-нибудь особых вопросов”.

(Дети читают на рабочей страничке толкование слова “конференция” и обсуждают поставленный вопрос ).

А теперь я предлагаю, размышляя над нашим особым вопросом “Как нам жить?” и “Человек и его место в природе ”, вспомнить то, что мы знаем, изучили.

2. Блиц – викторина “Проверь свои знания”:

1. Уральские горы разделяют Европу и Азию;
2. Америку открыл Христофор Колумб;
3. Волга, Обь, Енисей, Лена, Амур – реки нашей страны;
4. Южнее Антарктиды есть другие материки;
5. Если бережно относиться к использованию воды, света, т.е. экономить электроэнергию, то природа сохраниться и людям будет жить легче;
6. Пустыня Сахара расположена в Южной Америке;
7. Путешественники ходили друг к другу в гости с острова на остров пешком;
8. Собирание съедобных растений и охота на диких животных – древнейшее занятие человека;
9. Экосистема – это такое содружество живой и неживой природы на земле, в котором все чувствуют себя как дома.
10. Экологическая система – это ячейка живой оболочки Земли.

(Дети прослушивают данные высказывания и в таблицу на рабочей странице выставляют “+”, если они с высказыванием согласны, и “-”, если они с высказыванием не согласны. После выполнения задания учитель вывешивает на доску контрольный лист, и учащиеся проводят самоконтроль и самопроверку выполненного задания ).

3. Решение кроссворда в паре.

1. Учёный, изучающий экосистемы.
2. Живые организмы, поедающие другие организмы.
3. Мельчайшие “мусорщики”.
4. Организмы, которыми питаются “едоки”.

4. Проблемный диалог.

Да это же наши знакомые Лена и Миша. Послушаем их…

Лена: Человек, развивая науку и технику, нарушает природные экосистемы. Значит, он может жить без них?

Миша: Нет, Лена, ты не права. Человек, как и любой другой организм, нуждается в других членах своей экосистемы, ведь он должен дышать, питаться, участвовать в круговороте веществ.

И вновь вот уже в третий раз мы слышим одно и тоже слово. Кто из вас обратил на него внимание? Действительно, это слово “Экосистема”. (Вывешивается на доску ).

А что же такое экосистема?

(Дети справляются в словарике на рабочей страничке и дают разные определения.)

Какие бывают экосистемы?

– Естественные – природные;
– искусственные – это экосистемы, созданные руками человека.

Приведите пример естественных экосистем; искусственных экосистем.

5. Постановка проблемы.

Дети, как вы думаете, в какой из перечисленных вами экосистем есть место для человека, для нас с вами?

II. Совместное открытие знаний.

1. Рассмотрим на нашей конференции вопросы, которые нам предстоит изучить и обсудить:

• два хозяйства человека;
• где живёт человек;
• как сказываются на жизни людей достижения науки и техники, чем они полезны, чем вредны и какие опасности таятся в их использовании.

2. Самостоятельное знакомство с двумя видами хозяйства человека по страницам учебника.

3. Коллективная работа с классом посредством проблемной беседы с целью систематизации полученных знаний:

• Чем занимались древние люди?
• Отличались ли они от диких животных по способу добывания пищи?
• Если они присваивали готовые природные богатства, то, как могло называться их хозяйство? Образуйте слово от глагола “присваивать”, отвечающее на вопрос какое хозяйство? (Присваивающее).
• Почему позже люди научились разводить домашних животных и культурные растения?
• Где люди стали жить?
• Что стало их основным занятием?
• Если люди стали производить продукты питания и другие продукты, необходимые для жизни, то, как можно назвать их хозяйство? Образуйте слово от глагола “производить”, отвечающее на вопрос какое хозяйство? (Производящее)

4. Демонстрация двух экологических пирамид:

• Какая из них символизирует присваивающее хозяйство, а какая производящее хозяйство?
• Какую из них можно соотнести с естественной экосистемой, а какую с искусственной экосистемой?
• Как бы вы назвали эту экосистему?

(Экосистема поля, сада, скотного двора, птичника, животноводческой фермы – сельскохозяйственная экосистема)

Это первая искусственная экосистема, которую создали люди. Здесь живут крестьяне, занимающиеся сельскохозяйственным трудом.

Вторая искусственная экосистема, созданная людьми для собственной жизни – экосистема города.

Если поля, сады, скотные дворы напоминают природные экосистемы, то город поражает своим несоответствием с природным окружением. Вместо шороха листьев и пения птиц, мы слышим в городе шум моторов, скрип тормозов, стук трамвайных колёс о рельсы. На равнине взмываются каменные горы из многоэтажных зданий. В городе, к сожалению, мало зелёных растений. Именно из-за недостатка или отсутствия зелени люди – горожане в выходные дни стараются уехать из города на дачу, в лес, чтобы подышать свежим воздухом, отдохнуть от городских шумов. Иногда люди считают, что современный человек почти независим от природы. Это очень опасное заблуждение.

Помни! Человек в прошлом, настоящем и будущем множеством незримых нитей связан с природой. Береги её!

Но, несмотря ни на что, город – это экосистема, которую люди создали для жизни в ней.

5. Выполнение задания 2 на стр. 59.

• Какие возможности получил человек, создав искусственные экосистемы?
• В каком соотношении стали находиться естественные и искусственные экосистемы? Почему?
• В чём заключается сила человека?
• Всегда ли это шло на пользу человеку и окружающей природе?
• Круговорот в природе замкнут или нет?
• Что происходит под влиянием хозяйствования человека? (Загрязнение окружающей среды, исчезновение растений и животных, сокращение плодородия земли, нехватка топлива и т. п.)

6. Выполнение задания 3 на стр. 59.

• Какие возникли последствия от применения человеком силы, которой он обладает?
• К чему это приводит?
• Что необходимо исправить?
• Если круговорот станет замкнутым, то такой тип хозяйства можно назвать… (экологическим).
• Что надо делать? Можем ли мы помочь?

Вернёмся к понятию “экосистема”.

(На доску вывешивается определение )

Экосистема – это такая взаимосвязь (содружество) живой и неживой природы, при которой все её обитатели чувствуют себя как дома.

7. Работа над ключевыми словами:

• Содружество
• Живая природа
• Неживая природа
• Все? Кто все?
• А как дома?

III. Практикум по самостоятельному применению и использованию полученных знаний.

• Ответы на вопросы на стр.59.
• Выполнение 2–3 заданий по выбору (1, 4, 5, 7, 8).
• Заполни таблицу на рабочей страничке. Подсчитай сумму баллов, и ты узнаешь, хорошо ли ты заботишься о природе в экосистеме города.

13–16 баллов – ты большой молодец, защитник природы. Все могут брать с тебя пример.

9–12 баллов – ты умеешь дружить с природой.

Меньше 9 баллов – тебе есть о чём призадуматься. Постарайся бережнее относиться к окружающей тебя природе.

IV. Подведение итогов урока – конференции.

• Обмен мнениями по выполнению заданий;
• Что нового узнали на уроке?
• Почему могущество человека – большая угроза всему окружающему миру?

У человека два пути. Первый – всем людям вместе улететь в космос и расселиться на других планетах. Но если это и станет возможным, то ещё очень не скоро, может через сотни и сотни лет.

Второй путь – приспосабливаться к природе, учиться не разрушать её, не нарушать налаженного хозяйства, попытаться начать восстанавливать погубленное, испорченное. А к нынешней природе относиться бережно, охраняя то, что осталось. Пожалуй, этот путь – единственно возможный.

V. Домашнее задание.

Урок № 12, задание 6.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

РАБОЧАЯ СТРАНИЧКА

Ученика (цы)____________________________

План.

1. Два хозяйства человека.
2. Где живёт человек.
3. Как нам жить.

Задание 1. Блиц – викторина.

Задание 2. Кроссворд.

1. Учёный, изучающий экосистемы.
2. Живые организмы, поедающие другие организмы (растения и животных).
3. Газ, необходимый для дыхания всем живым организмам.
4. Что получает экосистема из космоса?
5. Мельчайшие “мусорщики”.
6. Организмы, перерабатывающие отходы и остатки живых организмов.
7. Орган растения, в котором происходит превращение веществ неживой природы в органический материал для всех организмов.
8. Подкормка для повышения урожая растений.
9. Организмы, которыми питаются едоки.
10. Верхний плодородный слой земли, из которого растение получает воду и питательные вещества.

Задание 3. Открытие новых понятий.

1.____________________

2.____________________

3.____________________

4.____________________

5.____________________

6.____________________

7.____________________

8.____________?_______

Задание 4. Таблица – тест.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

СЛОВАРИК.

КОНФЕРЕНЦИЯ – собрание, совещание разных, в том числе и учебных организаций, для обсуждения каких-нибудь особых вопросов.

ЭКОСИСТЕМА – совместно обитающие живые организмы и тот участок земли, на котором они чувствуют себя как дома.

ЭКОСИСТЕМА – маленькая часть биосферы. В этой системе можно найти многие элементы биосферы: воздух, почва, вода, горные породы.

ЭКОСИСТЕМА – единство живой и неживой природы, в котором живые организмы разных профессий способны совместными усилиями поддерживать круговорот веществ.

ЭКОСИСТЕМА – это сообщество живых организмов в единстве с местом, в котором они обитают.

ЭКОСИСТЕМА – это такая взаимосвязь живой и неживой природы, при которой все обитатели чувствуют себя как дома.