Природа и человек: системный подход
Экологическая система - главный объект экологии. Экология по своей сущности системна и в теоретическом облике близка к общей теории систем. Согласно общей теории систем система - это реальная или мыслимая совокупность частей, целостные свойства которой определяются взаимодействием между частями (элементами) системы. В реальной жизни, систему определяют как совокуность объектов, объединенных некоторой формой регулярного взаимодействий или взаимозависимости для выполнения заданной функции. В материальном существуют определенные иерархии-упорядоченные последовательности пространственно-временного соподчинения и усложнения систем. Все многообразия нашего мира представить в виде трех последовательно возникших иерархий. Это основная, природная, физико - химико - биологическая(Ф, Х,Б) иерархия и побочные две, возникшие на ее основе, социальная (С) и техническая (Т) иерархии. Существование последних по совокупности обратных связей определенным образом влияет на основную иерархию. Объединение систем из разных иерархий приводит к "смешанным" классам систем. Так, объединение систем из физико-химической части иерархии (Ф, X -- "среда") с живыми системами биологической части иерархии (Б -- "биота") приводит к смешанному классу систем, называемых экологическими. А объединение систем из иерархий С ("человек") и Т ("техника") приводит к классу хозяйственных, или технико-экономических, систем.
Биосистема постулат константность шателье
Иерархии материальных систем:Ф, X -- физико-химическая, Б -- биологическая, С -- социальная, Т -- техническая
Должно быть понятно, что отображенное на схеме воздействие человеческого общества на природу, опосредованное техникой и технологиями (техногенез), относится ко всей иерархии природных систем: нижняя ветвь -- к абиотической среде, верхняя -- к биоте биосферы. Ниже будет рассмотрена сопряженность экологических и технико-экономических сторон этого взаимодействия.
Всем системам присущи некоторые общие свойства:
- 1. Каждая система имеет определенную структуру, определяемую формой пространственно-временных связей или взаимодействий между элементами системы. Структурная упорядоченность сама по себе не определяет организацию системы. Систему можно назвать организованной, если ее существование либо необходимо для поддержания некоторой функциональной (выполняющей определенную работу) структуры, либо, напротив, зависит от деятельности такой структуры. 2. Согласно принципу необходимого разнообразия система не может состоять из идентичных элементов, лишенных индивидуальности. Нижний предел разнообразия -- не менее двух элементов (протон и электрон, белок и нуклеиновая кислота, "он" и "она"), верхний -- бесконечность. Разнообразие -- важнейшая информационная характеристика системы. Оно отличается от числа разновидностей элементов и может быть измерено.3.Свойства системы невозможно постичь лишь на основании свойств ее частей. Решающее значение имеет именно взаимодействие между элементами. По отдельным деталям машины перед сборкой нельзя судить о ее действии. Изучая по отдельности некоторые формы грибов и водорослей, нельзя предсказать существование их симбиоза в виде лишайника. Совместное действие двух или более различных факторов на организм почти всегда отличается от суммы их раздельных эффектов. Степень несводимости свойств системы к сумме свойств отдельных элементов, из которых она состоит, определяет эмерджентность системы. 3. Выделение системы делит ее мир на две части -- саму систему и ее среду. В зависимости от наличия (отсутствия) обмена веществом, энергией и информацией со средой принципиально возможны: изолированные системы (никакой обмен невозможен); замкнутые системы (невозможен обмен веществом); открытые системы(возможен обмен веществом и энергией). Обмен энергии определяет обмен информацией. В живой природе существуют только открытые динамические системы, между внутренними элементами которых и элементами среды осуществляются переносы вещества, энергии и информации. Любая живая система -- от вируса до биосферы -- представляет собой открытую динамическую систему. 4. Преобладание внутренних взаимодействий в системе над внешними и лабильность системы по отношению к внешним воздействиям определяют ее способность к самосохранению благодаря качествам организованности, выносливости и устойчивости. Внешнее воздействие на систему, превосходящее силу и гибкость ее внутренних взаимодействий, приводит к необратимым изменениям и гибели системы. Устойчивость динамической системы поддерживается непрерывно выполняемой ею внешней циклической работой. Для этого необходимы поток и преобразование энергии в сие. теме. Вероятность достижения главной цели системы -- самосохранения (в том числе и путем самовоспроизведения) определяется кaк ее потенциальная эффективность. 5. Действие системы во времени называют ее поведением. Вызванное внешним фактором изменение поведения обозначают как реакцию системы, а изменение реакции системы, связанное с изменением структуры и направленное на стабилизацию поведения - как ее приспособление, или адаптацию. Закрепление адаптивных изменений структуры и связей системы во времени, при котором ее потенциальная эффективность увеличивается, рассматривается кaк развитие, или эволюция, системы. Возникновение и существование всех материальных систем в природе обусловлено эволюцией. Динамические системы эволюционируют в направлении от более вероятной к менее вероятной организации, т. е. развитие идет по пути усложнения организации и образования подсистем в структуре системы. В природе все формы поведения систем -- от элементарной реакции до глобальной эволюции -- существенно нелинейны. Важной особенностью эволюции сложных систем является неравномерность, отсутствие монотонности. Периоды постепенного накопления незначительных изменений иногда прерываются резкими качественными скачками, существенно меняющими свойства системы. Обычно они связаны с так называемыми точками бифуркации -- раздвоением, расщеплением прежнего пути эволюции. 0т выбора того или иного продолжения пути в точке бифуркации очень многое зависит, вплоть до появления и процветания нового мира частиц, веществ, организмов, социумов или, наоборот, гибели системы. Даже для решающих систем результат выбора часто непредсказуем, а сам выбор в точке бифуркации может быть обусловлен случайным импульсом. Любая реальная система может быть представлена в виде некоторого материального подобия или знакового образа, т. е. соответственно аналоговой или знаковой моделью системы. Моделирование неизбежно сопровождается некоторым упрощением и формализацией взаимосвязей в системе. Эта формализация может быть
Осуществлена в виде логических (причинно-следственных) и/или математических (функциональных) отношений. По мере возрастания сложности систем у них появляются новые эмерджентные качества. При этом сохраняются качества более простых систем. Поэтому общее разнообразие качеств системы возрастает по мере ее усложнения.
Закономерности изменений свойств иерархий систем с повышением их уровня (по Флейшману, 1982): 1 -- разнообразие, 2 -- устойчивость, 3 -- эмерджентность, 4 -- сложность, 5 -- неидентичность, 6 -- распространенность
В порядке возрастания активности по отношению к внешним воздействиям качества системы могут быть упорядочены в следующей последовательности: 1 -- устойчивость, 2 -- надежность, обусловленная информированностью о среде (помехоустойчивость), 3 -- управляемость, 4 -- самоорганизация. В этом ряду каждое последующее качество имеет смысл при наличии предыдущего.
Сложность структуры системы определяется числом п ее элементов и числом т связей между ними. Если в какой-либо системе исследуется число частных дискретных состояний, то сложность системы С определяется логарифмом числа связей:
C=lgm.
Системы условно классифицируются по сложности следующим образом: 1) системы, имеющие до тысячи состояний (О <С < 3), относятся к простым; 2) системы, имеющие до миллиона состояний (3 < С < 6), являют собой сложные системы; 3) системы с числом состояний свыше миллиона (С > 6) идентифицируются как очень сложные.
Все реальные природные биосистемы очень сложны. Даже в структуре единичного вируса число биологически значимых молекулярных состояний превышает последнее значение.
Список литературы
Экология человека. Кeлинa Н. Ю., Бeзpyчкo H. B.
Экология, окружающая среда и человек. Новиков Ю. В
Экологический мониторинг: шаг за шагом. Веницианов Е. В. и др.
Похожие статьи
-
Экология и человек - Определение взаимодействия человека и природы
Атмосферный антропогенный загрязняющий Здоровье человека, целых групп населения зависит от воздействия различных подсистем природной и социальной среды....
-
Взаимосвязь природы и общества - Биосфера и человек
Элементарной структурной единицей биосферного уровня организации жизни на Земле является биогеоценоз. Биогеоценоз - это участок земной поверхности...
-
Экологические проблемы - Определение взаимодействия человека и природы
А. Загрязнения среды. В настоящие время человек не преднамеренно вызывает изменения климата локальных и, в некоторой степени, региональных масштабах....
-
Ущерб, наносимый гидросфере от антропогенного воздействия. Химическое загрязнение вод Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней...
-
Понятие антропогенного воздействия Современный человек сформировался около 30-40 тыс. лет назад. С этого времени в эволюции биосферы стал действовать...
-
Современное состояние биосферы. Взаимодействие человека и природы - Проблемы экологии биосферы
Биосфера - это своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном...
-
В этой главе рассмотрим последствия негативного влияния человека на окружающую среду: на атмосферу, гидросферу, почвы, растительный и животный мир....
-
Взаимоотношения человека и природы - Экологические проблемы современности
Проблема взаимоотношений человека и природы во всей ее целостности всегда была предметом глубокого философского интереса. К ней, так или иначе,...
-
Открытие и исследования Сибири русскими путешественниками. Роль сибирских ученых в современных исследованиях планеты. Объяснение географических следствий...
-
Луга и пастбища относятся к естественным кормовым угодьям. Термином "пастбище" называют кормовое угодье, которое используется для выпаса стад...
-
Понятия окружающей среды и причины ее загрязнения В Федеральном законе Российской Федерации от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ об охране окружающей среды дается...
-
Введение, Человек и природа - взаимосвязь - Кто определяет будущее: человек или природа
Кто определяет будущее: человек или природа? Что главнее человек или природа? Эти и подобные вопросы накапливались прежде годами. Размышления о будущем...
-
Причины возникновения и роль кислотных дождей в природе - Экология человека
Облака (и тучи) это мельчайшие капли воды или кристаллики льда, которые образуются при конденсации водяного пара. Если в воздухе, в котором происходит...
-
Ранее нами было рассмотрено (глава 4.1), что каждую минуту на 1 см2 верхнего слоя земной атмосферы поступает 2 калории солнечной энергии -- так...
-
Отношения человека с природой можно разделить на: Природоведение - познание объективных законов возникновения, развития, функционирования отдельных...
-
Итак, по результатам написания реферата видно, насколько огромно антропогенное влияние человека на окружающую среду. Причем оно достигло таких объемов,...
-
Воздействия человека на живую природу складываются из прямого влияния и косвенного изменения природной среды. Одна из форм прямого воздействия на...
-
Масштабы влияния хозяйственной деятельности человека на природу
Масштабы влияния хозяйственной деятельности человека на природу. С появлением и развитием человечества процесс эволюции заметно видоизменился. На ранних...
-
Рациональное природопользование, по Н. Ф. Реймерсу, -- это система деятельности, призванная обеспечить экономную эксплуатацию природных ресурсов и...
-
Человек против природы - Экология и экономика природопользования
Трудовая деятельность человека развивалась в постоянном преодолении сопротивления природных объектов его усилиям. Это способствовало выработке у человека...
-
Противоречие в системе: природа - биосфера - человек - Экология и здоровье
Взаимоотношения природы общества нельзя рассматривать вне противоречий, неизбежно возникающих и существующих между ними. История совместного...
-
Экология гидросферы значение воды в природе и жизни человека - Основы экологии
Вода -- ценнейший природный ресурс. Она играет исключительно важную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода...
-
Взаимоотношение человека и природы - Последствия взаимодействия человека с окружающей средой
Отношения человека с природой можно разделить на: Природоведение - познание объективных законов возникновения, развития, функционирования отдельных...
-
Заключение - Кто определяет будущее: человек или природа
Человек и природа составляют единое звено, природа без человека и наоборот невозможно себе представить. Природа окружает нас, она создала нас. Леса,...
-
Этапам развития общества в его отношении с природой, о которых говорилось выше, соответствуют этапы развития культуры: мифологический этап целостной...
-
Литература - Воздействие сельскохозяйственной деятельности человека на природу
Криксунов Е. А., Пасечник В. В., Сидорин А. П. Экология. -- М.: Дрофа, 1995. -- 240 с. Крючков В. В. Север: природа и человек. -- М.: Наука, 1979. -- 128...
-
На стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, вмешательство человека...
-
Альтернативное земледелие - Воздействие сельскохозяйственной деятельности человека на природу
Отрицательные последствия интенсификации земледелия способствовали развитию с начала 60-х гг. XX в. за рубежом, а в дальнейшем и нашей стране,...
-
4 Человек и природа "Счастье - это быть с природой, видеть ее, говорить с ней" - так писал более ста лет назад Лев Николаевич Толстой. Вот только природа...
-
Продуктивность сельскохозяйственных культур зависит от многих факторов. Часть из них, таких, как температурный режим, солнечная радиация, не регулируются...
-
Известно, что естественные экосистемы проявляют значительное однообразие в общей реакции на случайные природные стрессы (действие низких температур,...
-
В конце XX в. наиболее широкое распространение получило следующее определение ландшафта. Ландшафт -- это имеющий естественные границы участок зеленой...
-
Составными частями агроэкосистемы являются сельскохозяйственные угодья, на которых выращиваются зерновые, пропашные, кормовые и технические культуры, а...
-
В настоящее время человек вовлек в сферу своей деятельности преобладающую часть имеющихся природных ресурсов. Из земных недр извлекается все больше...
-
Биосферный подход - Последствия взаимодействия человека с окружающей средой
Биосфера - родина человечества, дом, в котором оно живет, среда обитания, без которой оно существовать не может. Между тем, человек в течение всей своей...
-
В течение многих веков человеку, созерцающему сельский пейзаж, казалось, что он приобщается к чему-то незыблемому, вечному. Это приносило ощущение...
-
Ресурсосберегающая политика - Кто определяет будущее: человек или природа
Ресурсосберегающая политика - основная задача страны, основа рационального использования природных ресурсов, залог сохранения их для будущих поколений...
-
Планирование можно рассматривать как традиционную меру регулирования природопользования и охраны окружающей среды. В общей форме требования к...
-
Человек в сельскохозяйственной деятельности, используя земельные, водные, растительные, животные и энергетические ресурсы, обеспечивает себя в первую...
-
Значение леса в природе и жизни человека - Антропогенное воздействие на биотические сообщества
Главенствующее значение в природе и в жизни человека имеют леса. Россия богата лесом. Более 1,2 млрд га, или 75% от площади земельных угодий, занимают...
Природа и человек: системный подход