Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Хартия экологических прав и обязанностей человека 8 страница




В последние годы все более широкое распространение получает малая гидроэнергетика - миниатюрные устройства, помещаемые даже в небольшие ручьи и каналы для полива при очень малой скорости течения воды. Известно много решений рабочих органов этих устройств - от различных крыльчаток и до двигателя с использованием лопастей типа жалюзи.

Начато использование энергии приливов и волн. Устройства для отбора энергии волн делятся на два основных типа: поплавковые (на поверхности воды имеется поплавок, связанный вертикальными связями с анкером на дне и перемещающийся относительно него при движении волн) и шарнирно сочлененные плоты, поворачивающиеся относительно друг друга при волновом воздействии.

Мощным аккумулятором солнечной энергии является биомасса - материалы растительного и животного происхождения (трава, деревья, кустарники, водоросли, отходы сельскохозяйственного производства, животноводства, промышленные и бытовые отходы, сточные воды). Биомасса может быть использована как исходный продукт для образования биогаза или жидкого топлива, причем пригодна биомасса - продукт фотосинтеза (растения) и биомасса в отходах производства.

Отходы - один из перспективных в ближайшие годы источников биогаза: на одного человека в год в развитых странах приходится до 5т сухих отходов в год, а в США и России - около 2,4 млрд. т. сухих отходов, что после переработки в биогаз даст около 1 млрд. т. условного топлива.

Биогаз получают в установках, основной частью которых является реактор - метантенк, играющий роль бродильной камеры, в которую ежесуточно загружают свежий субстрат (биомассу), обеспечивая нужную температуру брожения, равномерное перемешивание массы, опорожнение от шлама, освобождение реактора от биогаза.

Указанные выше источники возобновимой энергии все шире используют в развитых странах мира, причем расширение их использования связано также и с осознанием нереальности очень низкой цены невозобновимых энергоресурсов, не отражающих действительных затрат и по сути дела кредита на эти ресурсы у будущих поколений. Так, в США гелионагреватели поставлены на 1,5 млн. домов. Там же есть несколько солнечных электростанций, имеющих мощность от 0,3 до 6,5 МВт и включенных в энергосистему. В настоящее время ведутся работы по удешевлению получения солнечного кремния высокой чистоты для солнечных элементов.

Небольшие солнечные электростанции могут найти чрезвычайно широкое применение в связи их экономичностью и надежностью. Например, необычным и широко внедряемым в настоящее время в практику решением является использование размещенной на крыше автомобиля солнечной батареи для питания кондиционера системы охлаждения салона во время стоянки. Известно, как сильно нагревается салон в летнее время. Простое и не требующее никаких затрат энергоносителей решение позволяет автоматически поддерживать нужную температуру в автомобиле.

Энергоактивные здания и сооружения, комплексы. Ввиду того, что почти все источники альтернативной энергии характеризуются низкой плотностью, что требует больших площадей для ее утилизации, рационально совмещение больших поверхностей зданий и сооружений различного назначения с утилизаторами нетрадиционной энергии. Одновременно можно изменить форму зданий и сооружений с целью наиболее полной и удобной утилизации нетрадиционной энергии. Здания и сооружения, совмещенные с установками для утилизации нетрадиционной возобновимой энергии, называются энергоактивными. Если в одном месте имеется ряд зданий или сооружений, которые выполняют связанные между собой функции и при этом конструктивно совмещены с устройствами для утилизации различной нетрадиционной энергии, то эти здания можно считать энергоактивным комплексом.

Гелиоэнергоактивные здания - это объекты, совмещенные с устройствами для утилизации солнечной энергии и по возможности, имеющие соответствующие планировочные решения, способствующие наиболее полному использованию поступающей энергии. Самые простые системы использования солнечной энергии для отопления - это пассивные системы, в которых поглощение солнечной радиации, ее преобразование в теплоту и распределение по объемам здания происходит без принудительного вмешательства, при естественном протекании процессов. Во всех пассивных системах для этого используется нагрев каких-либо элементов здания - массивных стен с одной темной поглощающей тепло поверхностью, водозаполненных нагреваемых элементов стен, водоналивной нагреваемой крыши и др. В активных зданиях ряд функций распределения тепла осуществляется с помощью дополнительных установок.

На севере канадской провинции Саскачеван построено несколько жилых домов, не требующих отопления даже в 30-градусный мороз. Их стены хорошо держат тепло, выделяемое бытовыми приборами (холодильником, кухонной плитой, телевизором, электролампами) и жильцами.

Геоэнергоактивные, ветроэнергоактивные и биоэнергоактивные здания также конструктивно совмещены с соответствующими установками для утилизации энергии: с системой труб для отбора тепла земли, с ветроагрегатом, с метантенком для получения биогаза. При этом форма самих зданий и формы отдельных конструктивных элементов (кровля, стены, фундаменты) должны быть удобны для утилизации энергии, ее концентрации, для совмещения энергоустановок с элементами зданий (гелиоколлекторы заменяют конструкцию кровли, или служат вместо ограждений лоджий; метантенки являются также конструктивными элементами фундамента здания, и др.).

Энергоактивные комплексы включают в себя несколько различных типов установок для утилизации нетрадиционной энергии и соответствующих типов зданий: например, в энергоактивном комплексе могут быть объединены теплица, гелиоколлекторы, ветроагрегат (приводимый в действие при движении нагретого в теплице воздуха через вытяжную трубу), геоэнергоустановка под сельскохозяйственным зданием и т.д.[58].

В городе Честере (Англия) вошло в строй семиэтажное здание конторы электронной фирмы, в котором нет привычной системы отопления. Для отопления используется тепло, излучаемое электронным оборудованием, людьми, осветительными приборами.

Экоадаптивное сельское хозяйство. По оценке Б.М. Миркина, уже сейчас пашней занято около 10 % суши, сенокосами и пастбищами - еще около 20 %, что привело к достижению невозможности роста доли агросферы в ряде регионов планеты [29]. Еще недавно рост влияния агросферы на природу Земли недооценивался, экологический кризис не предвиделся: так, автор теории кооперации в сельском хозяйстве А.В. Чаянов предлагал пожертвовать Аралом для превращения пустыни в цветущий сад, а Н.И. Вавилов предполагал увеличение площади орошаемых земель в 20 раз и пашни в 2 раза.

Агросфера в своем развитии прошла несколько этапов, которые обычно сопровождались или завершались новыми утопическими проектами и эйфорией безграничных возможностей человека в деле преобразования природы для обеспечения питания растущего человечества: экстенсивный (стихийно - равновесный), интенсивный (современный); сейчас человечество вступает в третий этап, который хотелось бы назвать экоадаптивным (приспособленным к природе).

Первым этапом истории агросферы было ведение сельского хозяйства на заре земледелия (около 5000 лет назад), когда человечество было немногочисленным, техника - простой (использовалась сила мышц рабов и тяглового скота), площадь пашни незначительна, и она чередовалась с восстанавливающейся на залежи естественной растительностью [29]. Многие культурные растения - злаки и корнеплоды, представленные смесями экологических вариантов и потому обладавшие большими запасами прочности, выращивались в очагах земледельческой культуры в Индии, Китае, Америке, передней Азии и др., причем это не были высокоурожайные растения. Однако они давали постоянный урожай (часть - в сухой год, другая часть - во влажный период); небольшая площадь пашни не приводила к нарушению закона внутреннего динамического равновесия, на полях и рядом с ними существовало большое количество животных и сорняков, что обеспечивало саморегуляцию агроэкосистемы (поедание вредителей, растений и др.).

Опытные старые агрономы, прозорливо понимавшие взаимозависимость пашни, лугов, скота и его навоза, когда еще не были широко известны понятия экосистем и трофических связей, выступали за сохранение оптимального соотношения этих блоков для сохранения почв и получения хорошего урожая. Так, видный агроном А.Т. Болотов считал, что на десятину пашни нужно иметь не менее 2 коров и удобрять землю собранным и сохраненным навозом. Для питания коров нужно иметь соответствующую площадь лугов (не допускалась мысль о получении кормов с пашни в виде зерна). Навоз считался одним из наиболее ценных продуктов животноводства, причем для уменьшения расстояния его перевозки на поля предлагалось рассредоточивать крестьянские дворы.

Это стихийное равновесие было нарушено при росте населения Земли и сопровождающем его увеличении площади пашни, подавлении сорняков, сокращении естественных участков растительности, появлении на полях монокультур и приходу стального плуга, оборачивающего пласт земли (по словам известного агронома А.И. Овсинского, стальной плуг принес больше вреда, чем пушки Круппа). Под гул двигателей мощной техники, штурмовавшей естественную природную среду, наметился переход ко второму этапу - интенсивным агроэкосистемам.

Второй этап отличается резким ростом площади пашни, широким распространением экономически выгодных производителям монокультур, сведением лесов - каркаса ландшафтов. Почва стала быстро терять естественное плодородие из - за переворачивания пласта плугами (при этом анаэробные организмы получали избыток воздуха, а аэробные, сброшенные на низ пласта - недостаток), минерализации гумуса высокими дозами минеральных удобрений, полива и ухудшения естественного гидрологического режима и др. Человек ответил на это еще более щедрым внесением минеральных удобрений, поливом, разработкой все более широкого круга химических средств защиты растений и выведением особых высокоурожайных сортов. Вступил в действие закон снижения энергетической эффективности природопользования, закон убывающего плодородия и другие законы, связанные с нарушением естественных природных процессов.

В результате развития интенсивных агроэкосистем все дороже обходится урожай, все больше энергозатраты, все беднее гумусом почвы, обедняется мир животных и растений; сокращается эффективность химических средств защиты растений, человек проигрывает в битве с вредителями и сорняками, сам же неприспособлен к получаемым с пищей химическим соединениям. Интенсивный путь ведения сельского хозяйства ведет к дисгармонии с природой, он чреват экологической катастрофой. В наиболее развитых странах потребление химических удобрений и пестицидов устойчиво снижается, площади пашни сокращаются (в США - на 20 % за последние 20 лет), внесение в почву и вынос из нее питательных элементов стараются сбалансировать.

Человечество, по мнению Б.М. Миркина, вступает в третий этап - адаптивных агроэкосистем, когда намечается сотрудничество с природой. В адаптивных агроэкосистемах все основано на здравом смысле, на сбережении ресурсов, экономии энергии; возделываются только наиболее приспособленные к конкретной среде и климату растения. Используется правильное размещение культур (например, замена пшеницы в южной части ее ареала на более стойкое сорго, а в северной части - на рожь). Поля нарезают и засевают не прямоугольной формы, а с учетом природных границ рельефа и почв (контурно - мелиоративное земледелие). Для достижения эффекта взаимного усиления культур сеют смеси сортов и видов, в которых сокращается число сорняков. Подбирают сорта и виды с дополняющими друг друга свойствами с помощью селекции.

Особое внимание уделяется самозащите культурных растений от сорняков и вредителей. Для этого на поле восстанавливается система естественных симбиотических связей между культурными растениями, сорняками, насекомыми - фитофагами и паразитами, почвенными организмами. Для этого используются селекция, оставление невспаханных окраин полей, разного роды ремизов - куртин кустарников, перелесков и др., необработка пестицидами полос у края поля шириной 10-20 м., безотвальная обработка почвы, запашка соломы, навоза или сидеральных (специально выращиваемых для снабжения почвы органикой) растений, рациональное использование чистых паров, вермикультура и др.

Баланс питательных веществ и соответствие поголовья скота и производимых кормов - первый важный шаг на пути создания адаптивных систем. Природосохраняющее животноводство возможно на основе использования диких животных - оленей (в тундре), антилоп, зебр (в саванне); промысловых животных и птиц - зайцев, куропаток, перепелов и др. Вместе с тем для снижения энергоемкости животноводства нужно постепенно сократить производство кормов на пашне, одновременно развивая выращивание растений, содержащих большое количество белка и жира (соя и др.).

Положительную роль в экологизации сельскохозяйственного производства и одновременно в экологизации техносферы должна сыграть пермакультура [84…86]. Основанная на поддержке и культивировании разнообразия, сбережении земли (этическая база пермакультуры опирается на сбережение земли, поддержку экосистем, сохранение пределов потребления ресурсов и числа жителей) пермакультура не только позволяет существенно повысить отдачу земли при комплексном подходе к ее использованию, но и одновременно повысить качество жизни, улучшить озеленение и визуальное восприятие города. Возможно, пермакультура - это возрождение на новом уровне уже известного положительного опыта человечества. В книге Н.Н. Моисеева [31] приведен пример древней пермакультуры: 2,5 тыс. лет назад в Южном Китае назревал экологический кризис: при росте населения не было прибавления пищевых ресурсов, были исчерпаны возможности обычного земледелия. Выход был найден в использовании поливного рисоразведения с заселением рыбы в рисовые чеки. Рыбы не только поедали сорняки и, таким образом, исключалась прополка, но и добавляли удобрения в воду и после уборки риса вылавливались как дополнительный пищевой продукт. Проблема прибавления пищевых ресурсов была решена.

Следует, однако, отметить, что при любых методах ведения сельскохозяйственного производства и дальнейшем росте численности человечества, видимо, не удастся сохранить и восстановить природную среду и одновременно обеспечить население Земли продуктами питания [3]. Необходима депопуляция человечества с постепенным приближением его общего количества к 1-1,5 млрд. чел. (некоторые авторы называют цифру около 0,5 млрд.).

Основные направления экологизации сельского хозяйства, следовательно, заключаются в переходе к адаптивным агроэкосистемам с сокращением применения минеральных удобрений и пестицидов, интегрированными и биологическими способами защиты растений, миниатюризацией техники и переходом к безотвальной и минимальной обработке почвы, селекцией устойчивых сортов, поддержанием экологически обоснованного соответствия между площадями пашни, лугов и естественных участков природы и др (табл. 7.5).

Таблица 7.5

БИОПОЗИТИВНОЕ СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО в городе и вблизи него
Совершенствование сложившегося сельскохозяйственного комплекса Сокращение применения минудобрений и пестицидов. Интегрированные и биологические способы защиты Переход к безотвальной и минимальной обработке почвы. Миниатюризация техники Селекция соответствия площадей пашни, лугов, естественных участков, количества скота и др. Поддержание устойчивых сортов, система агротехнических мероприятий
Новое экоадаптивное сельскохозяйственное производство вблизи города Биологические и природные пестициды. Переход от монокультуры к поликультуре и смесям Экологическое соответствие почв и культур. Пестрота природных условий Мостовое земледелие. Гелиофитозоотроны. Вермикультура, пермакультура, полезащитные насаждения Создание адаптивных агроэкосистем. Расширение спектра одомашненных животных
Принципиально новые методы сельскохозяйственного производства Органическое сельское хозяйство Селекция новых сортов растений и видов животных Новые ранее неизвестные решения (промышленный фото синтез?) Постепенный переход к частичной автотрофии человека?
Негэнтропийные технологии будущего

 

В то же время в условиях непрекращающегося роста населения и городских агломераций (дальнейшей урбанизации Земли) никакие меры не смогут привести к истинной экологизации сельского хозяйства. Лучшие земли, занятые под места расселения (человек исторически расселялся среди самых плодородных земель) постепенно исчезают под застройкой.

Мостовое земледелие. Среди других способов экологизации сельскохозяйственного производства, автоматизации работ и миниатюризации техники, снижения ее механических воздействий на почву, перспективно мостовое земледелие, получающее развитие в Японии и некоторых других странах. Мостовое земледелие представляет собой, по-видимому, первую попытку полной автоматизации всего процесса выращивания сельскохозяйственных культур с переносом в сельское хозяйство промышленной технологии.

Для мостового земледелия используется большепролетный мост (металлическая ферма, балка, висячая конструкция), перемещаемый над поверхностью земли по рельсам, опирающимся на систему поднятых над землей балок. Мост может перемещаться и на пневматиках низкого давления, не уплотняющих почву. Все орудия для посадки, обработки и уборки культур, а также для обработки почвы, размещены на мосту и могут перемещаться вдоль нижнего пояса моста. Таким образом, при перемещении моста вдоль участка поля и передвижении кареток с сельскохозяйственными орудиями вдоль нижнего пояса моста обеспечивается доступ этих орудий к любой точке поля.

Имеются примеры полной автоматизации всего процесса с использованием заложенных в управляющей ЭВМ экспертных систем, которые оценивают основные параметры состояния почвы и выращиваемых культур и выдают команды на эффекторы (механизмы для обработки). Для получения постоянной информации о состоянии почвы и культур (влажность почвы, температура, степень созревания культур, наличие вредителей и др.) должны применяться различные датчики - влажности, температуры, цвета, запаха, скорости роста, и т.д.). Информация от этих первичных преобразователей поступает в ЭВМ и анализируется с помощью экспертных систем, сравнивающих поступающие параметры с имеющимися в экспертных системах нормальными параметрами. Если текущие параметры соответствуют норме - никаких команд на исполнительные механизмы не выдается. В случае отличия текущих параметров от нормы экспертные системы рекомендуют выполнить какие-либо операции с помощью механизмов, размещенных на мосту, причем для разных участков поля эти операции могут быть различны.

После полного созревания культур производится уборка урожая и подготовка поля к посеву. В связи с тем, что мост должен перемещаться по каким-либо направляющим, поле может быть прямоугольным либо круглым (мост вращается вокруг оси). Пролет моста должен быть достаточно большим, чтобы сократить число стоек для опирания балок, на которых расположены рельсы или направляющие. Недостатком такой конструкции является наличие постоянных стоек, закрепленных в грунте. Однако, площадь занятой этими опорами земли очень мала. Однако, возможно и использование широких пневматиков низкого давления для перемещения опор моста без рельсов.

Привлекательна идея комплексного использования мостового земледелия и закрытого грунта - теплиц над землей и подземных теплиц - для комплексного использования пространства в трех уровнях. Стойки опор моста в этой конструкции могут быть основанием для колонн надземных теплиц. Эти теплицы нужно располагать на достаточной высоте и с соблюдением необходимых промежутков между соседними теплицами для обеспечения доступа солнечного света к естественному грунту. Подземные теплицы или помещения для выращивания, например, грибов, могут занимать почти всю площадь под полем, с небольшими промежутками для обеспечения сообщения верхнего слоя грунта с естественной толщей (чтобы происходил естественный обмен веществ). Тогда слой естественного грунта можно увлажнять через специальные подземные дрены, уложенные по верху подземного сооружения.

Биофермы. Получающие все большее распространение в развитых странах биофермы позволяют получать экологически чистые продукты и при этом не ухудшать состояние почвы, не снижать содержание гумуса, а, напротив, наращивать его. Биофермы (альтернативное, органическое или биологическое сельское хозяйство) - это хозяйства, полностью исключившие любые средства агрохимии, то - есть минеральные удобрения и пестициды. Надо отметить, что вопрос ведения сельского хозяйства без применения минудобрений и пестицидов не считается решенным: так, приводится аргумент против исключения агрохимии ввиду возможного резкого сокращения урожайности и роста потерь: в США подсчитано, что без ядохимикатов потери урожая возрастут до 42 %; доказывается, что концентрация пестицидов в продуктах питания при высококачественной обработке не опасна для человека.

Вместе с тем установлено, что эффективность применения пестицидов падает в связи с развитием устойчивости у подавляемых форм, а также вследствие роста стоимости пестицидов. В США при десятикратном росте применения пестицидов с 40-х до начала 80-х годов выросли потери продукции от действия вредителей на 83 %, общие потери - на 18 %. Как правило, при оценке эффективности пестицидов не рассматриваются отдаленные результаты их применения (токсичность для человека всех пестицидов, мгновенное уничтожение пестицидами широкого спектра видов, создание условий для массового размножения новых форм, которых было немного, отрицательное действие на насекомых - опылителей, и др.).

Кроме того, при пользовании пестицидами не сравнивают их действие с альтернативными методами защиты: начиная от самых простых (безотвальная обработка почвы, временная перестройка структуры посевов в соответствии с предполагаемой численностью вредителей, изменение сроков посева, применение водной мелиорации, использование поликультур и др.) до более сложных (селекция сортов на устойчивость, выращивание двух и более совместимых культур, применение биопестицидов и микробных (бактерии, грибы, вирусы) пестицидов, использование адаптивных агроэкокомплексов).

Характерным примером преимущества биофермы перед традиционной фермой является сопоставление двух хозяйств в штате Вашингтон. На одной ферме сразу после распашки земли в 1909 г. применялись только естественные удобрения в сочетании с севооборотом культур, на другой - после 1948 года стали вносить минеральные удобрения, а после 1950 г. - пестициды.

В результате длительного исследования и сопоставления данных установлено, что на биоферме верхний питательный для растений слой почвы на 16 см толще, чем на обычной; на органической ферме не тратятся средства на минудобрения и пестициды, расходуется на 60% меньше горючего; водная эрозия уносит с биофермы в 4 раза меньше почвы, чем с традиционной; в почве биофермы гораздо больше микроорганизмов, более высока ферментная активность, у этой почвы ниже модуль растрескивания, то - есть легче всходить семенам. В 1982-86 г.г. средняя урожайность озимой пшеницы на биоферме была ниже на 8 %, чем на традиционной, но она была выше на 13 %,чем на другой обычной ферме. В то же время стоимость продукции органической фермы была ниже, так как были ниже затраты.

Можно сделать предварительный вывод, что органическое земледелие экологичнее традиционного и соответствует экологическим постулатам, в частности, принципам естественности, обманчивого благополучия, правилу "мягкого" управления природой и др. Органическое земледелие позволяет получать более чистую продукцию, которую продают в специальных магазинах по более высокой цене. Органическое земледелие в основном соответствует и принципам биопозитивности - экосовместимости, биоаналогии и др.

Гелиофитозоотроны. Эти сооружения представляют собой замкнутые комплексы для производства широкого набора экологически чистой сельскохозяйственной продукции с использованием возобновимой энергии, полной утилизацией всех видов отходов и исключением каких - либо выбросов за пределы комплекса, отказом от потребления внешней энергии, воды, тепла. По сути дела гелиофитозоотроны - шаг к созданию изолированных и не вносящих никаких загрязнений в природу аграрно - промышленных комплексов, в которых возможно получение 2-3 урожаев в год.

Гелиофитозоотрон может быть размещен недалеко от берега моря для использования морской опресненной воды и исключения потребления пресной воды. В состав гелиофитозоотрона могут входить: 1. Солнечные опреснители морской воды с резервуарами для хранения пресной воды, а также солнечные установки для получения энергии. 2. Поля для растениеводства с использованием мостового земледелия. 3. Подземные теплицы, размещенные под полями, для производства продукции, не требующей солнечного света (хотя возможно введение в эти помещения дневного света с помощью гибких световодов, сообщающихся с надземными концентраторами света). 4. Надземные теплицы, размещенные над полями. 5. Фермы для выращивания скота и производство молочной продукции. 6. Пруды для рыбоводства. 7. Многоэтажные теплицы террасного типа. 8. Биогазовые установки для утилизации части отходов с целью получения газа и энергии. 9. Установки для получения гумуса с помощью дождевых червей, с использованием части биоотходов. 10. Ветроустановки для обеспечения работы водяных насосов и производства энергии.

Таким образом, объем продукции гелиофитозоотрона должен быть рассчитан с учетом полного обеспечения пресной водой и полной утилизации всех биологических отходов для производства удобрений и энергии. В то же время мощность всех установок для производства энергии должна быть рассчитана с учетом объема продукции и использования отходов. Поэтому проектирование гелиофитозоотрона должно производиться с использованием линейного программирования.

При любых методах ведения сельскохозяйственного производства и дальнейшем росте численности человечества, видимо, не удастся сохранить и восстановить природную среду и одновременно обеспечить население Земли продуктами питания [3].

Экологичный транспорт. Интересно сопоставление технических средств транспорта с решениями в природе, в которой не выделяются не перерабатываемые загрязнения от средств транспорта. Разумеется, приведенное ниже сопоставление несколько условно, так как в природе, как правило, отсутствуют специальные транспортные средства для передвижения живых организмов в пространстве (за небольшими исключениями, когда одни животные передвигаются на других или на каких-либо неживых природных объектах).

Природные средства транспорта весьма разнообразны и позволяют достичь значительных скоростей передвижения природных объектов. Интересно, что высокие скорости передвижения наблюдаются как для наземных животных (передвижение прыжками, бегом), так и для летающих (пикирование животных, передвигающихся с помощью машущего полета) и для плавающих (гидрореактивные движители, плавники и др.). В то же время нормальное передвижение животных - не высокоскоростное, энергоэкономичное, часто с использованием естественных сопутствующих течений воды и воздуха. Высокие же скорости передвижения характерны для исключительных, редких ситуаций - добычи пищи, защиты от нападения, от разрушительных природных явлений и др.

Человек передвигался либо с помощью ног, либо (после приручения домашних животных) - с помощью этих животных. Можно отметить также передвижение на искусственных средствах - лодках, судах и др. - со скоростью течения воды или движения ветра. Во всех случаях скорости передвижения были относительно невелики, а преодолеваемые расстояния - обычно несопоставимы с расстояниями между отдельными этносами. Возможно, это было определенным препятствием к смешиванию этносов, введенным природой.

Транспорт в природе. Передвижение живых организмов в природе происходит: по поверхности грунта и растений - шаганием, бегом и прыжками с помощью конечностей, ползанием c помощью конечностей, ползанием с помощью изгибания тела; в грунте - рытьем ходов с помощью конечностей и ротового аппарата, сокращением кожно-мускульного мешка всего тела для раздвигания частиц грунта, гидравлическим движением с сокращением мышц и раздвиганием грунта; в воде - изгибанием тела, с помощью волнообразных движений плавников или мембран, с помощью ластов или непарного хвостового плавника, гидрореактивное, с помощью паруса, глиссированием с помощью хвоста или конечностей, с помощью ресничек и жгутиков, амебоидное; в воздухе - с помощью машущего полета, парения, планирования.

Передвижение по земле. Шагание - это передвижение (локомоция) с дискретной колеей (не нужно непрерывной колеи) и с регулируемой шириной и высотой шага. Поэтому препятствия обычно легко преодолимы без значительных колебаний уровня центра тяжести всего организма, а только при помощи поднятия или широкого заноса конечностей. По сравнению с колесами шагание позволяет легко преодолевать препятствия, непреодолимые для колес (препятствия в 1/3 R или разрыв дороги шириной и глубиной в 1/2 D непреодолимы для колес, как и подъем более 45 0). Интересна многоногая локомоция членистоногих: наличие как минимум 6-ногой схемы передвижения обеспечивает постоянную устойчивость тела; устойчивость повышается за счет выноса опор ног в стороны от тела, а повороты облегчаются за счет расположения опор по дуге; упрощены суставы, поворачивающиеся каждый только вокруг одной оси с помощью пары мышц - антагонистов; схема походки - чередование двух 3 - ножников.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-07-13; Просмотров: 235; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.032 сек.