Розділ «ГЛАВА 6. ЕКОЛОГІЯ І СТАЛИЙ РОЗВИТОК ЛЮДСТВА»

Фатальним для живого є відхилення від певних діапазонів таких чинників, як температура, тиск та інше.

Не смертельним, але сильно впливовим на ефективність системи управління є порушення оптимальної кількості підлеглих у керівника чи кількості підрозділів.

Економічно збитковим і екологічно небезпечним виявилося спорудження гігантських штучних технічних систем - гідроенергетичних комплексів, централізованих систем енергозабезпечення та інше.

Закон Вернадського: Міграція хімічних елементів на Землі здійснюється головним чином під впливом живої речовини.

Незважаючи на постійну міграцію хімічних елементів внаслідок природного руху гідросфери, літосфери і атмосфери, які переміщують велетенські маси речовин, головною рушійною силою є живе. Якщо річки виносять за рік у моря та океани 2*1010 тонн твердої речовини, то біомаса, яка переміщується сама і постійно поновлюється, складає 1025 тонн.

Вплив живої речовини на міграцію хімічних елементів не обмежується кругообігом біомаси. Часто рослини і тварини змінюють процеси руйнування поверхні літосфери (вивітрювання, ерозія, розлив та інше).

Закон екологічної піраміди: Повне використання чи перетворення речовини, енергії або інформації в системі без втрат неможливо.

Цей закон широко відомий у біологів як правило трофічної (харчової) піраміди, а в інженерів - як другий закон термодинаміки.

Для підтримки життя потрібні енергія та поживна речовина. їх першоджерелом є Сонце, енергія якого дозволяє продуцентам (рослинам та найпростішим) з вуглекислого газу та води будувати біомолекули власного тіла (білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти) за рівнянням (7).

Для утворення одного молю глюкози, а це 180 г, необхідно 264 г вуглекислого газу, 108 г води і 6,7*104 калорії енергії. Так утворюється перший щабель (рівень) піраміди - її фундамент, представлений автотрофними організмами (рослинами) - продуцентами.

Другий рівень трофічної піраміди займають рослиноїдні гетеротрофні організми - тварини (консументи-1), третій - хижаки (консументи-2) і так далі, аж до редуцентів (мікроорганізмів), які перетворюють органічну речовину в мінеральну, замикаючи кругообіг.

На кожному рівні піраміди живлення поглинута їжа, тобто речовина й енергія, засвоюється не повністю, а згідно з рівнянням:

де Р - поглинута їжа; З - збільшення маси (енергії) консумента; Д - витрати енергії на "дихання", тобто на підтримку процесів у клітинах та органах; В - виділення невикористаної їжі у вигляді екскрементів.

Відношення

називають коефіцієнтом використання їжі, або (за аналогією зі штучними системами) коефіцієнтом корисної дії. Ця величина мала, оскільки витрати на "дихання" набагато більші, ніж величина 3.

Як приклад у табл. 6.2 наведені дані, що характеризують триланцюгову трофічну піраміду.

Таблиця 6.2 Екологічна піраміда

У цілому по біосфері вважається, що екосистеми суші стабільні за такого співвідношення використання рослинної продукції: 0,90 - бактерії, гриби; біля 0,10 - хробаки, молюски, членистоногі; біля 0,01 -хребетні тварини.

Штучні людські творіння (машини, механізми, апарати), як правило, мають кращу енергетичну ефективність, ніж природні; їх ККД 30..95%. Але в штучних системах, які характеризуються великою кількістю щаблів піраміди, коефіцієнт використання природного ресурсу (КВПР) теж буде невеликим.

Закон різноманіття й конкуренції: Найбільш відомим законом біології є положення вчення Ч. Дарвіна. Іще в стародавні часи грецькі філософи вказували на наявність у живій природі таких явищ, як відбір (Емпідокл) і боротьба за існування (Лукрецій). Ч. Дарвіну вдалося узагальнити матеріали багатовікових спостережень великої кількості вчених і науково обґрунтувати теорію еволюції органічного світу. Відповідно до вчення Дарвіна основними факторами еволюції є спадкова мінливість, боротьба за існування і природний добір.