Закон закономерность растущего плодородия урожайности

Закон растущего плодородия (закономерность растущей урожайности полей)

— агротехнические и другие прогрессивные приемы ведения сельского хозяйства, появляющиеся в практике земледелия, ведут к увеличению урожайности полей. При любых ограничениях в энергетике, вещественном составе и информации природных систем рост урожайности в рамках существующих технологий прекращается, и человечество переходит к новым агроприемам, вновь снимающим ограничения и дающим возможность для дальнейшего увеличения урожайности. При этом резко возрастает количество используемой энергии.

Закон снижения энергетической эффективности природопользования —с ходом исторического времени при получении из природных систем полезной продукции на ее единицу в среднем затрачивается все больше энергии. Увеличиваются и энергетические расходы на одного человека. Расход энергии на одного человека (в ккал/сутки) в каменном веке был порядка 4 тыс., в аграрном обществе — 12 тыс., в развитых индустриальных странах конца ХХ в. — 250 тыс. В течение ХХ века количество энергии, затрачиваемое на одну единицу с.-х. продукции, в развитых странах мира возросло в 8-10 раз, на одну единицу промышленной продукции — в 10-12 раз. Общая энергетическая эффективность с.-х. производства (соотношение вкладываемой и получаемой с готовой продукцией энергии) в промышленно развитых странах примерно в 30 раз ниже, чем при примитивном земледелии. Рост энергетических затрат не может продолжаться бесконечно. Вследствие чего неизбежен переход на новые, энергосберегающие технологии промышленного и с.-х. производства, избежав тем самым термодинамического (теплового) и экологического кризисов.

Закон (закономерность) снижения природоемкости готовой продукции— удельное содержание природного вещества в усредненной единице общественного продукта исторически неуклонно снижается (филос). Это не означает, что вовлекается

меньше природного вещества в процесс производства. Наоборот, его количество увеличивается — выбрасывается до 95-98% потребляемого в производстве природного вещества. Данная закономерность объясняется миниатюризацией изделий, заменой естественных метериалов и продуктов синтетическими, сменой вещественных отношений информационными и другими явлениями.

Закон соответствия между уровнем развития производительных сил и природно-ресурсным потенциалом —развитие производительных сил происходит относительно постепенно до момента резкого истощения соответствующего природно-ресурсного потенциала, который характеризуется как экологический кризис. Кризис разрешается через революционное изменение производительных сил (техническая, промышленная революция).

Закон (закономерность) увеличения оборота вовлекаемых природных ресурсов —в историческом процессе развития мирового хозяйства быстрота оборачиваемости вовлеченных природных ресурсов (вторичных, третичных и т.п.) непрерывно возрастает на фоне относительного уменьшения объемов их вовлечения в общественное производство (относительно темпов роста самого производства).

Закон указывает на увеличение интенсификации цикличности производства. В этом процессе требуется все больше энергии для ускорения оборачиваемости вовлеченных природных ресурсов, что служит одной из предпосылок действия закона падения энергетической эффективности природопользования.

Правило демографического насыщения— в глобальной совокупности количество народонаселения всегда соответствует максимальной возможности поддержания его жизнедеятельности, включая все аспекты сложившихся потребностей человека (анатомо-физиологические или биологические, материальные, индивидуальные, этнические, информационные, социальные, общественные, эстетические, духовные и др.). По этой причине эколого-социальное давление на природу несколько иного рода чем «давление жизни» иных видов (правило максимального «давления жизни»), где организмы размножаются с интенсивностью, обеспечивающей максимально возможное их число.

По Дж. Уайнеру оптимальная плотность населения — это плотность, которая гарантирует уровень жизни, соответствующий технологии и ресурсам данного сообщества. Когда количество затрачиваемого труда таково, что и уменьшение и увеличение его ведет к снижению прибыли. Вопросы оптимальной численности населения очень дискуссионны и, можно сказать, совсем еще не проработаны. По данным антропологов до развития земледелия и скотоводства на планете проживало 4 — 8 млн. людей. Причем в период предшествующий неолитической революции население сократилось от 2-х до 10-ти раз (Бирабен, Моисеев). На рубеже эр население планеты составляло около 500 млн. человек. Считается, что именно такое количество способны прокормить естественные экосистемы. Сто лет назад на земле проживало 1,6 млрд., сейчас 6,1 млрд. человек. Среди ученых нет однозначного мнения об оптимальной численности населения на планете, оно варьирует от 0,5 до 40,0 млрд. человек. Наиболее часто предлагаются биосферная модель будущего земли — 1-2 млрд. (Горшков, Лосев, Кондратьев и др.) и ресурсная модель — 8,2 млрд. человек (Медоуз и др.).

Правило меры преобразования природных систем— в ходе эксплуатации природных систем нельзя переходить некоторые пределы, позволяющие этим системам сохранять свойство самоподдержания (самоорганизация и саморегуляция) и обычно ограниченные заметным изменением систем трех сопряженных уровней иерархии (подсистем, систем того же уровня и надсистем). Вытекающие выводы:

1. Единица ресурса может быть получена лишь в определенный промежуток времени;

2. Перешагнуть через фазу развития природной системы невозможно;

3. Проведение хозяйственных мероприятий рационально лишь в рамках некоторых оптимальных размеров, выход за которые в меньшую или большую стороны снижает их хозяйственную эффективность;

4. Преобразовательная деятельность не должна выводить природные системы из состояния равновесия;

5. Преобразование природы (если оно не восстановительное, не «мягкое») дает локальный или региональный выигрыш за счет ухудшения каких-то показателей в смежных местностях или биосфере в целом;

6. Хозяйственное воздействие затрагивает не только ту систему, на которую оно направлено, но и ее надсистемы, «стремящиеся» нивелировать производимые изменения;

7. Природные цепные реакции никогда не ограничиваются изменением вещества и энергии, но затрагивают и динамические качества систем природы;

8. Вторичное постепенно сложившееся экологическое равновесие, как правило, устойчивее, чем первичное, но потенциальный «запас преобразования» при этом сокращается;

9. Несоответствие «целей» естественно-системной регуляции и целей хозяйства может приводить к деструкции природного образования (т. е. силы природы и хозяйственных преобразований при большей величине последних могут в ходе противоборства сначала «гасить» друг друга, а затем разрушать природную составляющую);

10. Технические системы воздействия в конечном итоге (в длительном интервале времени) всегда менее хозяйственно эффективны, чем направляемые естественные;

11. Технические воздействия имеют тенденцию превращаться в перманентные и все более усиливающиеся, вплоть до полной замены саморегуляции природных систем техногенным регулированием, что в конечном итоге экономически разорительно.

Правило оптимальной компонентной дополнительности— никакая экосистема не может самостоятельно существовать при искусственно созданном значительном избытке или недостатке одного из экологических компонентов. «Нормой» экологического компонента следует считать ту, которая обеспечивает экологическое равновесие определенного типа, позволяющее функционировать именно той экосистеме, которая имеется и соответствует сложившемуся балансу в природной надсистеме (всей иерархии природных систем). Данное правило предупреждает о том, что длительное искусственное изменение одного из экологических компонентов неминуемо приведет к замене существующей экосистемы другой, не всегда хозяйственно желательной. При этом полезные для человека ресурсы экосистемы относительно быстро иссякнут. Правило дает объяснение причин гибели многих цивилизаций прошлого (начиная с цивилизаций Месопотамии и Древнего Египта), строивших свое благополучие на предельном экологическом дисбалансе и, как следствие, вынужденных вкладывать все большее количество энергии для получения единицы продукции. Исчерпание энергетических возможностей приводило цивилизации к краху.

Правило десяти процентов— среднемаксимальный переход с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой 10% (от 7 до 17%) энергии (или вещества в энергетическом выражении), как правило, не ведет к неблагоприятным для экосистемы (и теряющего энергию трофического уровня) последствиям. Правило десяти процентов вытекает из Закона пирамиды энергий (Р. Линдемана).

В стационарных популяциях (не подверженных в данный момент массовому размножению или катастрофическому падению численности) изъятие 10-30% особей также не ведет к выведению популяции из стационарного (вернее, квазистационарного)

состояния. В нестационарных популяциях при их росте возможно изъятие до 95% особей, что не предотвращает дальнейшего увеличения численности. В то же время из популяций, снижающих численность, изъятие особей в пределах Правила десяти процентов может привести к полному их исчезновению. Использование Правила десяти процентов позволяет определять возможный и безопасный объем промысла особей.

Правило обязательности заполнения экологических ниш— пустующая экологическая ниша всегда бывает естественно заполнена. Экологическая ниша как функциональное место вида в экосистеме позволяет форме, способной выработать приспособительные особенности, заполнить эту нишу, однако иногда это требует значительного времени. Нередко так называемые пустующие экологические ниши лишь обман зрения специалистов. На самом деле этих функциональных мест в экосистеме нет: они заполнены порой самым неожиданным образом. Например, в бамбучниках Южного Сахалина нет мелких хищников (эти зверьки тут приурочены к долинам многочисленных рек и на водоразделы практически не заходят). Их экологическая ниша заполнена живущими в природе серыми крысами — грызунами, обладающими хищными наклонностями.

В связи с возможностью существования псевдопустующих экологических ниш не следует торопиться с выводами о возможности заполнения этих ниш путем акклиматизации (интродукции) видов. Акклиматизационные и реакклиматизационные работы будут эффективны лишь при действительном наличии свободных экологических ниш, что бывает крайне редко. Количество безуспешных попыток интродуцировать виды огромно, немало и примеров просто вредных работ такого типа, принесших значительный социально-экономический ущерб.

Преобразование природы— антропогенное изменение сложившегося экологического равновесия для увеличения биологической продуктивности или хозяйственной производительности природных комплексов. Общее историческое направление преобразования природы — от климаксовых к максимально омоложенным экосистемам (от коренных естественной растительности и животного мира к пашне и стойлу).

Принципы преобразования природы(или управления ею), — это основные правила, которыми необходимо руководствоваться при проведении этих мероприятий. Критерием служат экологические основы управления дикой природой. (Под основным критерием понятия «дикая природа» подразумеваются «жизнеподдерживающие системы биосферы, их информационные структуры, являющиеся предметом научного и духовного познания»). К дикой природе относятся и окультуренные, облагороженные человеком экосистемы, механизм саморегуляции которых не нарушен.

Источник

Тема: Законы природопользования

Цель: изучить основные законы природопользования.

Задание 1. Используя приведенные в приложении 1 основные законы природопользования, заполните таблицу:

Задание 2. Распределите рассмотренные законы по группам:

1. Законы ресурсопользования.

2. Законы охраны природы.

3. Законы системы «общество – природа».

4. Законырегулирования природопользования.

1. Закон ограниченности (исчерпаемости) природных ресурсов. Все природные ресурсы Земли являются конечными. Закон ограниченности природных ресурсов базируется на том, что, поскольку Земля представляет собой ограниченное целое, то на ней не могут существовать бесконечные части. Поэтому термин «неисчерпаемые” природные ресурсы не корректен. К этим ресурсам относят, например, энергетические, полагая, что энергия Солнца дает практически неисчерпаемый источник получения полезной энергии. Ошибка в том, что не учитываются ограничения, накладываемые самой энергетикой биосферы, антропогенное изменение которой сверх допустимого предела по правилу одного процента чревато серьезными последствиями. Согласно этому правилу изменение энергетики природной системы в пределах одного процента выводит эту систему из равновесного состояния. Все крупномасштабные явления на поверхности Земли (мощные циклоны, извержения вулканов и т.д.), как правило, имеют суммарную энергию, не превышающую 1 % от энергии солнечного излучения, падающего на поверхность нашей планеты.

2. Закон шагреневой кожи – глобальный природно-ресурсный потенциал в ходе исторического развития непрерывно истощается => требуется научно техническое совершенствование, которое на более широкое использование. Скорость шагреневой кожи зависит от количества людей + совокупный природно-ресурсный потенциал.

3. Закон соответствия между уровнем развития производительных сил и природно-ресурсным потенциалом общественного прогрессе (Правило основного обмена) – развитие производительных сил остается относительно постоянным до момента резкого истощения природно-ресурсного потенциала, вслед за чем следует революционное (относительно ускоренное) их изменение. Истощение природно-ресурсного потенциала характеризуется как экологический кризис, а заметное изменение производительных сил — как техническая (научно-техническая, промышленная) революция. Поскольку природные ресурсы входят в состав производительных сил общества, сформулированный закон подчеркивает саморазвитие последних и определяющее их воздействие на производственные отношения.

4. Закон увеличения наукоемкости общественного развития — . В структуре затрат на производство продукта труда большую долю занимают знания (информация) => общественное развитие при росте увеличения потребностей в будущем будет исходить на минимум затрат на исходное сырье и увеличенные затраты на знания. Т.е. производство будет строится на управлении людьми а не природой.

5. Правило интегрального ресурса – конкурирующие в сфере использования конкретных природных систем отрасли хозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу тем сильнее, чем значительнее они изменяют совместно эксплуатируемый экологический компонент или всю экосистему в целом. П.и.р. — еще одно прикладное следствие закона внутреннего динамического равновесия. Например, в водном хозяйстве гидроэнегетика, транспорт, коммунальное хозяйство, орошамое земледелие и рыбная промышленность связаны таким образом, что в наименее выигрышном положении оказывается промысел рыбы. Чем полнее гидроэнергетическое использование вод, тем сложнее внедрение остальных отраслей водного хозяйства; развитие водного транспорта осложняет другие способы использования воды, разбор ее на орошение также вызывает затруднения в сопряженных формах эксплуатации вод.

6. Закон падения природно-ресурсного потенциала — в рамках одной общественно-экономической формации и одного типа технологий природные ресурсы становятся все менее доступными и требуют увеличения затрат труда и энергии на их извлечение и транспортировку. Примерами могут служить минеральные богатства, истощающиеся в густонаселенных и комфортных областях планеты, добываемые из все более глубоких пластов, сельскохозяйственное производство, куда вкладывается относительно большое количество (до 20% от производимой) энергии, гидрогеологическое хозяйство, страдающее от все более глубокого залегания (истощения) подземных вод и т.д.

7. Закон снижения энергетической эффективности природопользования — с ходом исторического времени при получении из природных систем полезной продукции на ее единицу в среднем затрачивается все больше энергии. Увеличиваются и энергетические расходы на одного человека. Расход энергии на одного человека (в ккал/сутки) в каменном веке был порядка 4 тыс., в аграрном обществе — 12 тыс., в развитых индустриальных странах конца ХХ в. — 250 тыс. В течение ХХ века количество энергии, затрачиваемое на одну единицу с.-х. продукции, в развитых странах мира возросло в 8-10 раз, на одну единицу промышленной продукции — в 10-12 раз. Общая энергетическая эффективность с.-х. производства (соотношение вкладываемой и получаемой с готовой продукцией энергии) в промышленно развитых странах примерно в 30 раз ниже, чем при примитивном земледелии. Рост энергетических затрат не может продолжаться бесконечно. Вследствие чего неизбежен переход на новые,энергосберегающие технологии промышленного и с.-х. производства, избежав тем самым термодинамического (теплового) и экологического кризисов. Закон тесно связан с законом убывающей отдачи.

8. Закон убывающей отдачи (А. Тюрго, Т. Мальтуса). Закон, в соответствии с которым сверх некоторых фиксированных значений факторов производства предельный продукт при изменении любого из переменных факторов, влияющих на объем производства сверх некоторого уровня использования фактора, будет уменьшаться по мере роста масштабов вовлечения этого фактора. Приход на земельный участок дополнительного работника (т. с. удвоение числа лиц, обрабатывающих единицу с.-х. площади) не ведет к соответствующему увеличению урожая (вдвое), а лишь дает возможность получить некоторую его прибавку. В другие периоды закон может не действовать, так как снижение числа производителей с ростом научно-технической вооруженности может сопровождаться резким уве­личением урожайности (см. Закон (закономерность) растущего плодородия урожайности). однако при сопутствующем падении энергетической эффективности земледелия ц-м. Закон снижении энергетической эффективности природопользования.

9. Правило цепных реакций «жесткого» управления природой. «жесткое», как правило, техническое управление природными процессами чревато цепными природными реакциями, значительная часть которых оказывается экологически, социально и экономически неприемлемыми в длительном интервале времени. Действие этого правила связано прежде всего с тем, что грубое, «хирургическое» вмешательство в жизнь природных систем вызывает действие закона внутреннего динамического равновесия и значительное увеличение энергетических затрат на поддержание природных процессов.

10. Правило мягкого управления природой. «Мягкое» (опосредованное, направляющее, восстанавливающее экологический баланс) управление природными процессами способно вызвать желательные природные цепные реакции и потому социально-экономически предпочтительнее «жесткого», техногенного управления. «Мягкое» управление направлено на восстановление естественной продуктивности экосистем и ее повышение путем целенаправленного использования объективных законов природы, позволяет направлять природные цепные реакции в благоприятную для хозяйства и жизни людей сторону.

11. Закон совокупности (совместного) действия факторов (Э. Митчерлиха — А. Тинемана — Б. Бауле): 1) величина урожая зависит не от отдельного, пусть даже лимитирующего фактора, но от всей совокупности экологических факторов одновременно. «Вес» (коэффициент действия) каждого отдельного фактора в их совокупном влиянии различен и может быть подсчитан. Хотя рассматриваемая закономерность справедлива лишь для случая монотонного действия при условии максимального проявления каждого фактора при неизменности остальных в рассматриваемой совокупности, она весьма существенна в прикладной экологии и природопользовании. Ее учет показывает, что в рамках многофакторного анализа при стабильности значений всех других воздействий влияние одного фактора после достижения пика неминуемо снижается (см. рис.) См. Закон снижения энергетической эффективности природопользования;

12. Закон убывающего (естественного) плодородия: 1) в связи с постоянным изъятием урожая и нарушением естественных процессов почвообразования, а также при длительной монокультуре в результате накопления токсичных веществ, выделяемых растениями, на культивируемых землях постепенно происходит снижение естественного плодородия почв. Этот процесс частично нейтрализуется накоплением биомассы подземных частей культурных растений, но гл. обр. внесением удобрений (созданием искусственного плодородия). Ряд с.-х. культур (напр., кукуруза) не выделяют токсичных для себя веществ, но не предохраняют почву от усиленной эрозии. К настоящему времени плодородие в той или иной степени потеряно приблизительно у 50% всех пахотных угодий мира. Интенсификация сельского хозяйства позволяет получать все большие урожаи при меньших затратах человеческого труда и частично нейтрализовать действие «3». у. (е.), но в то же время падает энергетическая эффективность производства (см. Закон снижения энергетической эффективности природопользования). 2) каждое последующее прибавление какого либо полезного для организма фактора дает меньший результат, чем эффект, полученный от предшествующей дозы того же фактора, уже бывшего в достаточном (для организма) количестве;. «3». у. (е.) п. 2 частный случай, доказывающий действенность закона минимума (Ю. Либиха) и закона толерантности ( Шелфорда>. Он справедлив в тех случаях, когда количество, напр. удобренийна нолях превышает способность растений их усваи­вать. Это приводит к вымыванию химических веществ и загрязнению (эвтрофикации вод).

13. Закон растущего плодородия (урожайности) — агротехнические и др. прогрессивные приемы ведения сельского хозяйства, появляющиеся в практике земледелия, ведут к увеличению урожайности полей. (Само плодородие как свойство почв не увеличивается, поэтому правильнее говорить о закономерности, или тенденции, растущей урожайности поля и.) В истории человечества наблюдалось постепенное увеличение урожайности, однако неравномерное. Во времена Древнего Рима средняя урожайность зерновых достигала 15 ц/га, позже средние урожаи тут были намного ниже (7-8 ц/га). Сейчас в наиболее развитых странах Западной Европы они держатся на уровне 50—60 и до 80 ц/га. Высокие урожаи обеспечиваются огромными энергетическими вложениями, порой угрожающими серьезными экологическими последствиями, если, конечно, не учитываются экологические ограничения и объективные законы природы. Закон справедлив для исторических периодов возможного роста в практически нелимитированных системах. При любых ограничениях в энергетике, вещественном составе и информации природных систем рост урожайности в рамках существующих технологий прекращается, и человечество переходит к новым агроприемам, вновь снимающим ограничения и дающим возможность для дальнейшего увеличения урожайности. При этом резко возрастает количество используемой энергии (см. Закон снижения энергетической эффективности природопользования).

14. Закон снижения природоемкости готовой продукции — удельное содержание природного вещества в усредненной единице общественного продукта исторически неуклонно снижается. Это не означает, что вовлекается меньше природного вещества в процесс производства. Наоборот, его количество увеличивается— выбрасывается до 95—98% потребляемого в производстве природного вещества. Однако в конечных аналогичных продуктах общественного производства, вероятно, в наши дни усреднено меньше природного вещества, чем в отдаленном прошлом. Объясняется это миниатюризацией изделий, заменой естественных материалов и продуктов синтетическими, сменой вещественных отношений информационными (напр., вместо поездки за информацией — сначала письма, затем телеграф, наконец, радио и телевидение) и др. явлениями. Поскольку точных расчетов пока не сделано (методически они затруднительны), 3. с. п. г. п. имеет характер экспертного умозаключения.

15. Закон увеличения оборота вовлекаемых природных ресурсов — в историческом процессе развития мирового хозяйства быстрота оборачиваемости вовлеченных природных ресурсов (вторичных, третичных и т. п.) непрерывно возрастает па фоне относительного уменьшения объемов их вовлечения в общественное производство (относительно темпов роста самого производства). Ср. Закон (закономерность) снижения природоемкости готовой продукции. Закон указывает на увеличение интенсификации цикличности производства. В этом процессе требуется все больше энергии для ускорения оборачиваемости вовлеченных природных ресурсов, что служит одной из предпосылок действия закона падения энергетической эффективности природопользования.

16. Закон обратной связи взаимодействия человек — биосфера П. Дансеро (1957) или закона бумеранга, иначе — четвертого закона Б. Коммонера (1974): «ничто не дается даром». Глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которое не может являться объектом всеобщего улучшения: все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возвращено. Платежа по этому векселю нельзя избежать. Он может быть только отсрочен. Неизбежность платежей подчеркивается и законом незаменимости биосферы. ( В.И. Вернадский, Д.П. Марше, Э. Реклюидр. и др.) Сокращение естественной биоты в объеме, превышающем пороговое значение, лишает устойчивости окружающую среду, которая не может быть восстановлена за счет создания очистных сооружений и перехода к безотходному производству. Биосфера. представляет собой единственную систему, обеспечивающую устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях. Необходимо сохранять естественную природу на большей части поверхности Земли»

17. Закон неустранимости отходов и побочных воздействий производства. В любом хозяйственном цикле отходы и побочные действия неустранимы. Они могут быть только переведены из 1го физико-химического состояния в другое или перемещены в пространстве. Сумма количества отходов в виде вещества, Е, побочных эффектов фактически постоянно. В производственных циклах меняеться лишь место их воздействия, время образования, физико-химическая или биологическая форма.

18. Законы охраны природы Эрлиха:

1) В охране природы возможны только усиленная оборона или отступление, наступать нельзя т.к. любой биологический вид или экосистема, однажды уничтоженный, не могут быть восстановлены.

2) Рост народонаселения и охрана природы противоречат друг другу.

3) Экономическая система, охваченная манией роста, противоречит охране природы.

4) Монокультура человека столь же опасна как любая другая монокультура. Нельзя опираться и принимать решения обращая внимания только на ближайшее будущее.

5) Охрана природы должна считаться вопросом благосостояния и в более далекой перспективе выживания человека.

Источник