Искусственная среда это что
Естественная и искусственная среда
Для того чтобы рассмотреть этот вопрос более детально, необходимы некоторые пояснения. Наиболее общее представление о взаимодействии человека и природы позволяет получить понятие «окружающая среда».
Принято различать естественную и искусственную окружающую среду. Естественная окружающая среда охватывает гео- и биосферу, то есть те материальные системы, которые возникли и существуют вне и независимо от человека, но вместе с тем могут со временем стать объектами его деятельности. В связи с развитием космической технологии и космоплавания в число таких объектов следует отнести также и определенную часть Солнечной системы. Следовательно, она представляет собой развивающуюся систему, и ее нельзя, как это делали раньше, сводить к географической среде. Последняя, охватывая лишь поверхность Земли, составляет важную, но не единственную подсистему естественной среды обитания человека.
К. Маркс выделял в естественной среде обитания человека две группы явлений: естественные источники средств жизни (дикие растения, плоды, животные и т. д.) и естественные богатства, являющиеся предметами труда (уголь, нефть, энергия падающей воды, ветра и т. д.). На ранних этапах развития общества наибольший интерес для людей представляли явления первой группы, однако в дальнейшем, по мере развития производительных сил, этот интерес переместился ко второй группе, ставшей одним из важнейших условий развития производства, а следовательно, и всего общества. Характер взаимодействия человека с естественной средой обитания определяется, следовательно, не одной лишь природной компонентой, но и уровнем развития производства.
Важнейшим результатом этого производства является создание искусственной среды обитания — того, что Маркс называл «второй природой». Она включает в себя не только неодушевленные предметы, созданные человеком и не существующие в природе, но и живые организмы: растения, животные, выведенные или созданные человеком благодаря искусственному отбору или генной инженерии. Однако искусственная среда обитания не сводится к данной вещественной основе. Человек может жить и действовать лишь в системе определенных общественных отношений. Эти общественные отношения осуществляются в определенных материальных условиях, в том числе искусственно созданных человеком, и вместе с последними и образуют искусственную среду обитания человека.
По мере развития общества роль искусственной среды обитания непрерывно возрастает. Чтобы убедиться в этом, приведем следующий факт. Масса всех искусственно созданных человеком неодушевленных предметов и живых организмов называется техномассой. Масса всех живых организмов, существующих в естественных природных условиях, еще не подвергшихся очеловечению, называется биомассой. Уже сейчас человечество создало искусственную среду обитания, которая в десятки и сотни раз продуктивнее естественной среды. К этому следует добавить техногенное воздействие человека, приводящее к изменениям целых геологических структур, созданию гигантских искусственных водохранилищ, изменению атмосферы и даже светимости Земли, то есть изменению ее излучения под воздействием искусственных энергетических процессов.
Искусственная среда обитания, таким образом, постепенно и неотвратимо наступает на естественную и, так сказать, поглощает ее. Однако естественная среда обитания представляет собой не только материальные условия жизнедеятельности человека и исходный объект производства, но и объект определенного эстетического и нравственного отношения. Или, если напомнить слова Маркса, с природой неразрывно связана не только физическая, но и духовная жизнь человека. Мы восхищаемся красотой дикой природы не меньше, чем красотой искусно разбитых цветников и парков. Мы любуемся дикими животными, которых раньше люди только боялись; мы, наконец, чувствуем ответственность за сохранение природы.
Поэтому, говоря о природе, мы должны принимать во внимание весь широкий диапазон отношений, в которых она выступает перед человеком. Тайна человеческого отношения к природе не определяется, следовательно, одними лишь производственными процессами, одними лишь утилитарными и меркантильными интересами. Человеческое отношение к природе включает, помимо всего прочего, понимание глубин человеческой души. Каждое истолкование природы, возникавшее в истории, отражало определенную ступень в развитии культуры и лежащих в ее основе общественных отношений. Поэтому обсуждение философского смысла природы требует анализа взаимосвязи не только природы и производства, но и учета эстетических, нравственных и социальных отношений и оценок природы.
Искусственные экосистемы
Что такое искусственные экосистемы
Искусственные экосистемы – это экосистемы, созданные и контролируемые людьми. Как правило, такие экосистемы соответствуют большинству критериев природных экосистем, но при этом не обладают механизмом саморегулирования. Главным отличием искусственных экосистем от естественных является то, что у последних более высокое генетическое разнообразие, сложные пищевые цепи и значительный круговорот питательных веществ. Так же искусственные экосистемы в большинстве своем пагубно воздействуют на экологию (пример: крупные города).
Экосистема, сотворенная человеком, очень хрупка и нуждается в постоянном уходе. Хорошим примером будет сад. За ним надо ухаживать, поливать цветы, пропалывать сорняки, уничтожать вредителей и поддерживать хрупкое равновесие. Если же такой сад оставить без должного присмотра, то вскоре он погибнет из-за отсутствия сложной взаимосвязи между компонентами.
Еще в качестве примера можно взять домашний аквариум. Обычно в нем не обитает боле 2-3 видов рыб, и зачастую отсутствуют живые растения. Такая экосистема нуждается в искусственном способе очищения и насыщения воды, т.к. в ней отсутствуют организмы способные выполнять эти действия.
Признаки искусственной экосистемы
Первым отличительным признаком искусственных экосистем является гетеротрофный тип питания (употребление готовой пищи). В качестве примера возьмем все тот же сад – одну из самых распространенных искусственных экосистем. В данном случае большую роль играют удобрения и обработка растений от паразитов. При этом такие экосистемы вырабатывают некоторые ядовитые вещества, что делает ее нестабильной и зависимой от человеческого вмешательства.
Вторым признаком служит незамкнутый цикл обмена веществ. Люди выращивают растения, оберегают их от природных катаклизмов и нападок паразитов, а затем собирают урожай, оставляя пищевую цепь разрушенной. Из-за отсутствия системы самовосстановления такая экосистема не сможет дальше функционировать и вскоре погибнет. Конечно, спустя некоторое количество времени там может образоваться новая, уже природная экосистема, но из-за вредных химикатов отравляющих почву ей потребуется куда больше времени на образование.
Видовая малочисленность так же является признаком искусственной экосистемы, т.к. оберегая растения люди уничтожают сорняки и паразитов, которые в свою очередь являются частью природных экосистем. Такое вмешательство приносит определенную выгоду человеку, но одновременно с этим делает экосистему максимально неустойчивой.
Характеристики искусственной экосистемы
Отличить искусственную экосистему от природной довольно просто, особенно если знать ее основные характеристики.
Виды искусственных экосистем
Искусственные экосистемы можно условно поделить на три категории: наземную, водную и «жилую».
К наземным искусственным экосистемам можно отнести огороды, поля, фермы и сады. Такие экосистемы чаще всего используются для получения продуктов питания. Они потребляют большое количество воды, отравляют почву химикатами и разрушают естественные цепи обмена веществ.
Водные искусственные экосистемы – это аквариумы, водохранилища, водные фермы и искусственные водоемы. Эти экосистемы, как правило, используются для получения и хранения чистой воды, разведения рыбы. Они чуть более экологичны, чем наземные экосистемы, но все так же загрязняют воду (использование хлора для обеззараживания воды), потребляют много кислорода и разрушают естественные цепи питания.
В «жилых» искусственных экосистемах проживают люди. Это города, деревни, села и даже космические станции. Их главными источниками энергии являются электростанции, они зависимы от деятельности водных и наземных экосистем, и вырабатывают большое количество вредных веществ. Такие экосистемы негативно влияют на окружающую среду, но при этом они очень важны для человечества.
Как создается искусственная экосистема
Первая искусственная экосистема под название «БИОС-1» была создана в 1964 году и представляла собой культиватор с водорослями, от которого по воздуховоду в специальную кабину подавался кислород. Этого было достаточно для снабжения человека кислородом в течение 12 часов. Эксперимент признали удачным, и ученые продолжили исследования в этой области.
Этот эксперимент подтолкнул человечество к дальнейшему изучению и разработке искусственных экосистем. Люди научились выращивать растения в «пробирках», построили МКС и создали огромное количество искусственных экосистем призванных сохранять вымирающие виды и помогать их развитию.
Еще одним немаловажным этапом создания искусственной экосистемы является подбор подходящей растительности и животных. В экосистеме «Биосфера-2» содержалось около 4000 видов растений и животных. Восемь человек в течение двух лет проживали внутри комплекса, подбирая наиболее подходящие и устойчивые виды почвы, растений и животных. Все это делалось для того, чтобы узнать смогут ли люди когда-нибудь создать колонии на других планетах.
Проектировщики данной экосистемы старались добиться полной автономности системы, и у них практически получилось, ведь единственное что соединяло «колонистов» с внешним миром – это подача электроэнергии. Люди могли полноценно жить внутри, ловить рыбу, выращивать урожай и ухаживать за скотом. К сожалению, вскоре проявил себя недочет проектировщиков, что привело к дальнейшему краху системы.
Стеклянный купол, под которым проживали колонисты, был не герметичен, что и спровоцировало утечку кислорода. Начали гибнуть многие растения и животные, насекомые наоборот начали активнее размножаться и нападать на посевы колонистов. Еды перестало хватать для обеспечения людей ежедневной нормой, что повлияло на работоспособность колонистов.
Проект официально завершился 26 сентября 1993 года из-за критической утечки кислорода. Несмотря на неудачу, проект смог продвинуть дальнейшее создание искусственных экосистем на много лет вперед
Примеры искусственных экосистем
На самом деле, искусственные экосистемы буквально окружают нас. Города, зоопарки, аквариумы, МКС, фермы, огороды – все это искусственные экосистемы. Как правило, они служат для промышленных целей или сохранения земной флоры и фауны. Тем не менее, искусственные экосистемы постепенно вытесняют природные и в будущем, если не исправить ситуацию, на земле не останется глобальных естественных экосистем.
Так же существуют и экспериментальные экосистемы, такие как «Биосфера-2», «БИОС-1», «БИОС-2», «Юэгун-1» и многие другие. Эти экосистемы созданы для исследований, которые в дальнейшем помогут человечеству в освоении космоса и предотвращении природных катаклизмов на Земле. Если ученые и дальше продолжат из разработки, то гибель глобальных природных экосистем не будет так критична, ведь люди смогут воссоздать их полное подобие.
Круговорот веществ в искусственной экосистеме.
Искусственные экосистемы могут быть как замкнутые, так и незамкнутые. В качестве примера незамкнутой искусственной экосистемы возьмем аквариум. Видовое разнообразие скудно (обычно это 1-2 вида), требуется постоянное вмешательство в виде кормления, очищения воды и насыщения кислородом. Соответственно круговорот веществ незамкнут и нестабилен, а значить такая экосистема не выживет без вмешательств человека.
С замкнутыми искусственными экосистемами ситуация немного другая. К примеру. запечатанному террариуму с мхом не требуется вода и пища из вне т.к. круговорот веществ замкнут. Но, тем не менее, ему требуются свет и тепло, которые в свою очередь обеспечивает человек, устанавливая лампу и обогреватель. Такая искусственная экосистема более устойчива, но все также требует вмешательств человека.
Продуценты искусственной экосистемы.
Чтобы поддерживать круговорот веществ в экосистеме, требуется наличие запаса неорганических веществ в усвояемой форме. Так же необходимы три функционально различные группы организмов: продуценты, консументы и редуценты.
Продуценты – это организмы, способные строить свои тела за счет неорганических соединений и по типу питания относящиеся к автотрофам.
Консументы – это гетеротрофные организмы, питающиеся органическими веществами продуцентов и преобразовывающие их в новые формы.
Редуценты – это гетеротрофные организмы, питающиеся мертвыми органическими веществами и переводящие его в неорганические соединения.
Эта классификация не точна на сто процентов, т.к. консументы и продуценты могут частично выступать в роли редуцентов и выделять в окружающую среду минеральные вещества.
Стоит упомянуть и то, что не всегда присутствие консументов обязательно потому, что круговорот веществ, при определенных обстоятельствах, может осуществляться только за счет деятельности продуцентов и редуцентов. Такие экосистемы редки и являются исключением из правил. Они могут встречаться в тех местах, где ведут свою деятельность сообщества, сформированные только из микроорганизмов.
Видовое разнообразие искусственных экосистем.
Видовое разнообразие искусственных экосистем мало и неразнообразно в сравнении с естественными экосистемами. Связанно это с тем, что большинство искусственных экосистем являются монокультурами (огороды, поля, сады) и для того, чтобы они приносили пользу человек использует различные ядохимикаты тем самым уменьшая и без того скудное разнообразие.
Видовое разнообразие влияет и на устойчивость экосистемы. Именно поэтому искусственные экосистемы очень неустойчивы и не способны к самовосстановлению и саморегуляции.
Встроенная среда
Искусственная среда включает в себя места и пространства, созданные или измененные людьми для удовлетворения их потребностей в размещении, организации и представительстве. Тема искусственной среды также включает в себя способы, которыми сообщества подошли к экологическим проблемам, возникшим в результате такого изменения среда для деятельности человека, среди растений и животных [2]
Науки об искусственной среде охватывают архитектуру, урбанизм, строительные технологии, гражданское строительство, ландшафтный дизайн и управление строительными мутациями и операциями.
Содержание
История [ править ]
Современная застроенная среда [ править ]
Общественное здравоохранение [ править ]
Физическая активность [ править ]
В общественном здравоохранении искусственная среда относится к физической среде, которая разработана с учетом здоровья и благополучия как неотъемлемых частей сообществ. Исследования показали, что способ создания микрорайонов может повлиять как на физическую активность, так и на психическое здоровье жителей сообществ. [14] Исследования показали, что искусственная среда, специально предназначенная для улучшения физической активности, связана с более высокими показателями физической активности, что, в свою очередь, положительно влияет на здоровье. [15] [16]
Чтобы создать пешеходные районы, члены сообщества и местные лидеры должны сосредоточиться на разработке политики. Эффективной структурой, которая использовалась в большом количестве сообществ, является концепция планирования сообщества Complete Streets, разработанная Национальной коалицией Complete Streets Coalition (NCSC). [18] NCSC заявляет, что наиболее успешными являются те стратегии, которые отражают вклад широкой группы заинтересованных сторон, включая планировщиков и инженеров транспорта, выборных должностных лиц, транспортные агентства, департаменты здравоохранения и членов сообщества. [18] Согласно Riggs, 2016, политика может быть сосредоточена на инвестициях в «Полные улицы», которые включают в себя надстройки тротуаров и убежища, чтобы уменьшить расстояние перехода или ширину улицы для пешеходов. Другие инвестиции должны включать установку пешеходных переходов, дорожной разметки, скамеек, укрытий и художественных инсталляций на тротуарах. [19] Каждое сообщество будет иметь уникальный метод разработки политики в зависимости от того, городское ли это сообщество, пригородное или сельское, и как политика будет сочетать в себе различные виды транспорта. Сообщества могут сосредоточиться на пешеходной доступности, но также должны будут учитывать езду на велосипеде, катание на колесах, вождение и автомобили скорой помощи. Учебное пособие по политике NCSC дает описательное руководство о том, как продолжить разработку политики, будь то совет, одобрение совета, директивы или голосование граждан. [18] При принятии решения о том, как продолжить разработку политики пешеходной доступности, следует учитывать текущую и прошлую транспортную политику, поддержку местного сообщества и правительства, а также то, как транспортная политика реализовывалась в прошлом.
Искусственная среда, в которой есть места для отдыха, ассоциируется с большей физической активностью среди детей. [22] Например, одно исследование показало, что пешеходные дорожки, парки с игровыми площадками, бассейны, баскетбольные площадки и другие различные места для отдыха повышают физическую активность девочек-подростков. [23] Городское планирование и использование в нем смешанной застройки являются ключевыми факторами, влияющими на детское ожирение. Пространства смешанного использования состоят из жилых, коммерческих, культурных и институциональных компонентов. [24] Этот тип застройки помогает сократить расстояние, которое жители должны преодолевать, чтобы добраться до продуктового магазина или школы. Это также создает более удобную для пешеходов и велосипедную среду для жителей. Было доказано, что среда с высокой плотностью населения, означающая места смешанного использования и районы с более высокой проходимостью и возможностью кататься на велосипеде, увеличивает физическую активность. [25] Многопараметрическое поперечное исследование, проведенное Гарвардской школой общественного здравоохранения, изучило связь характеристик искусственной среды, пригодной для ходьбы, с показателями индекса массы тела (ИМТ) среди большой выборки детей и подростков. [25] Восемь переменных географической информационной системы были использованы для характеристики пешеходной среды. (1) Расстояние менее 15 км до частной или общественной зоны отдыха было связано с увеличением физической активности среди детей. [25] Это может быть связано с влиянием, которое дети оказывают друг на друга, когда видят, как другие играют. [25] (2) Кроме того, большее количество открытых пространств увеличивает вероятность физической активности среди детей. [25] (3) Более густонаселенный жилой район может увеличить близость детей к их сверстникам, создавая более удобную среду для ходьбы. [25] (4) Меньшая плотность движения также может повысить физическую активность детей, потому что их родители чувствуют себя в безопасности, когда они гуляют по соседству. [25] (5-7) Более низкие ограничения скорости по соседству с большим количеством тротуаров и перекрестков также создают более безопасную среду для детей, увеличивая их вероятность гулять по соседству. [25] (8) Наконец, большее разнообразие видов землепользования или смешанных пространств приводит к тому, что больше детей гуляют. [25] Было обнаружено, что эти характеристики искусственной среды, которые могут улучшить ходьбу, обычно связаны с более низкими показателями ИМТ среди опрошенных детей. [25] Другое исследование, посвященное активным поездкам на работу, среди детей младшего возраста, которые сообщают о ходьбе, езде на велосипеде или скейтбординге в школу более трех раз в неделю, имели значительно более низкий ИМТ, чем неактивные пассажиры. [26] По этой причине земли смешанного использования в пределах искусственной среды необходимы для борьбы с детским ожирением. Разрастание городов, которое было положительно связано с ростом ожирения, и общее снижение количества активных транспортных средств в последние десятилетия представляет реальную потребность в улучшении здоровья в искусственной среде. [26] [27] Среда с высокой плотностью населения приближает школы, парки и продуктовые магазины к жителям, что позволяет потенциально есть более здоровую пищу и заниматься спортом на регулярной основе. Комплексное городское планирование, такое как смешанное использование, способствует более здоровому образу жизни в целом.
Сила доказательств в пользу снижения ожирения с помощью окружающей среды была подчеркнута Центрами по контролю за заболеваниями в их проекте «Общие общественные меры по профилактике ожирения», который включает меры по обеспечению доступа к здоровой пище и условиям физической активности. [28]
Доступ к еде [ править ]
Доступ к здоровой пище также является важным компонентом искусственной среды. Более высокая плотность мини-маркетов связана с ожирением у детей. [29] Напротив, улучшенный доступ к общинным супермаркетам и фермерским рынкам коррелирует с более низким статусом избыточного веса. [30] В частности, в районах с низким доходом наличие местного продуктового магазина коррелирует с более низким ИМТ / риском избыточного веса. [31] Общественные сады также считаются частью искусственной среды, и было показано, что они увеличивают потребление фруктов и овощей садоводами. [32] Ученые говорят, что общественные сады также оказывают положительное социальное и психологическое воздействие, что приводит к снижению уровня стресса., гипертония и улучшение самочувствия, влияющие на общее состояние здоровья человека и общества.
Пересечение [ править ]
Ландшафтная архитектура [ править ]
1).В среде, которая окружает человека, выделяют четыре компонента.
1. Непосредственно природная среда («первая природа», Н. Ф. Реймерс), или слабо измененная человеком, или видоизмененная в такой степени, что она еще не потеряла основных свойств – самовосстановления, саморегулирования). Непосредственно природная среда очень близка с той, которую называют «экологическим пространством». Сейчас такое пространство составляет примерно 1/3 часть от суши. Однако это главным образом мало пригодные для жизни человека территории с суровыми условиями (заболоченные местности севера, высокогорные районы, ледники, и т. д.), которые расположены в Антарктиде, Северной Америке (Канада), России, Австралии и Океании и некоторых других районах.
2. Преобразованная людьми природная среда («вторая природа»), иначе среда квазиприродная (от лат. quasi – «как будто»). Она неспособна к самоподдержанию в течение продолжительного времени. Это различного вида «культурные ландшафты» (пастбища, сады пахотные земли, виноградники, парки и т. д.).
3. Созданная человеком среда («третья природа»), артеприродная среда (от лат. arte – «искусственный»). К ней относят жилые помещения, промышленные комплексы, городские застройки и т. п. Эта среда может существовать только при постоянном поддержании ее человеком. В противном случае она неизбежно обречена на разрушение. В ее границах резко нарушены круговороты веществ. Для такой среды характерны накопления отходов и загрязнения.
4. Социальная среда. Она оказывает большое влияние на человека. Эта среда включает в себя взаимоотношения между людьми, степень материальной обеспеченности, психологический климат, здравоохранение, общекультурные ценности и т. п. «Загрязнение» социальной среды, с которой человек находится в непрерывном контакте, также опасно для людей, даже более, чем загрязнение среды природной. Социальная среда может действовать как лимитирующий фактор, не давая проявиться другим. Однако следует учитывать, что социальная среда опосредуется иными средами, и наоборот.
По мере развития цивилизации человек все больше изолирует себя от естественной природной среды. Требуются большие затраты на сохранение непосредственно природной среды, а также на поддержание второй, третьей сред, которые не способны к саморегулированию. Малоотходное производство, замкнутые циклы, очистные сооружения и прочее не смогут решить проблему оптимизации отношений человека и среды обитания, если не будет решаться комплекс вопросов, которые относятся к охране первой природы и усовершенствованию социальной среды
2)ЕСТЕСТВЕННАЯ СРЕДА обитания человека (или «первая природа») охватывает, возникшую и существующую независимо от его сознания, природу в виде литосферы (литос – камень), геосферы, гидросферы, биосферы, атмосферы и т. д. В естественной среде К. Маркс выделял: 1) естественные источники жизненных средств (дикие растения, животные и др.), 2) естественные богатства, являющиеся предметом труда (уголь, руда, нефть, энергия воды и ветра). На первых этапах развития человека особую роль играли естественные источники жизненных средств, а в дальнейшем более значительную роль стали играть естественные богатства.
ИСКУССТВЕННАЯ СРЕДАобитания человека («вторая природа») появляется в результате материальной и духовной деятельности человека. Она включает в себя: несуществующие в дикой природе, т. е созданные человеком, неодушевленные вещи, процессы; выведенные им породы растений и животных; сложившиеся социальные общности и отношения внутри их. В искусственной среде также можно выделить разные сферы: искусственную биосферу и социосферу. В социосфере, в свою очередь, выделяют: производственную (техносферу), экономическую, политическую, нравственную, правовую, художественную, психологическую и др. сферы.