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)

I. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ (ТЕРМИНЫ) ЭКОЛОГИИ. ЕЕ СИСТЕМНОСТЬ

Читайте также:
  1. Def.32 Морфизм М есть обобщение понятия бинарного соответствия между множествами на составляемые алгебраические системы.
  2. I. Механика. Общие понятия
  3. I. Основные понятия
  4. I. Основные структурные элементы формирования личности как исходная позиция учебного плана.
  5. I. Структура экологии.
  6. II. НЕОСНОВНЫЕ ПУТИ.
  7. II. Основные клинические формы ОНМК.
  8. II. Основные определения
  9. II. Основные параметры магнитного поля.
  10. II. Основные положения учения Ф. де Соссюра о языке.
  11. IV. Основные понятия алгебры логики



Структура общей (биологической) экологии

Разделы экологии Их содержание
Факториальная экология Учение о факторах среды и законо­мерностях их действия на организмы
Экология организмов, или аутэкология Взаимодействия между отдельными организмами и факторами среды или средами жизни
Популяционная экология, или демэкология Взаимоотношения между организма­ми одного вида (в пределах популя­ций) и средой обитания. Экологичес­кие закономерности существования популяций
Учение об экосистемах (биогеоценозах), или синэкология Взаимоотношения организмов разных видов (в пределах биоценозов) и сре­ды их обитания как единого целого. Экологические закономерности функ­ционирования экосистем
Учение о биосфере (глобальная экосистема) Роль живых организмов (живого веще­ства) и продуктов их жизнедеятельнос­ти в создании земной оболочки (ат­мосферы, гидросферы, литосферы), ее функционировании

Основополагающим и высшим рангом экологии является учение о биосфере как наиболее крупной (глобальной) экосис­теме.

В самых общих чертах можно констатировать, что обяза­тельным или крайне желательным является ознакомление хотя бы с теми положениями общей экологии, которые составляют базу для понимания наиболее существенных моментов функци­онирования разных природных экосистем и биосферы в целом, раскрывают роль живых организмов (живого вещества, по В. И. Вернадскому) в создании, сохранении и стабилизации при­родной среды; рассматривают механизмы, обусловливающие ус­тойчивость природных систем различного ранга, и другие осно­вополагающие проблемы. На этом фоне существенно увеличи­вается возможность научно обоснованного решения конкрет­ных вопросов прикладной и других разделов экологии, ориен­тированных на человека, а также осуществление основного тре­бования экол9гизации природопользования и других видов дея­тельности человека: "мыслить глобально, действовать локаль­но".

Основные понятия. Основным понятием и основной таксо­номической единицей в экологии является экосистема. Этот термин, как отмечалось выше, введен в употребление А. Тенсли в 1935 г., т.е. более полувека спустя после выделения экологии как отрасли научных знаний (1866).

Подэкосистемой понимается любое сообщество живых су­ществ и среды их обитания, объединенных в единое функцио­нальное целое. Основные свойства экосистем — способность осуществлять круговорот веществ, противостоять внешним воз­действиям, производить биологическую продукцию. Выделяют обычно экосистемы различного ранга: от микроэкосистем (не­большой водоем, труп животного с населяющими его организ­мами или ствол дерева в стадии разложения, аквариум и даже лужица или капля воды, пока они существуют и в них присут­ствуют живые организмы, способные осуществлять круговорот веществ); мезоэкосистемы (лес, пруд, река, водосбор или их ча­сти и т.п.); макроэкосистемы (океан, континент, природная зона и т.п.) и глобальная экосистема — биосфера в целом.



Таким образом, более крупные экосистемы включают в себя экосистемы меньшего ранга. Образное (шутливое) определение экосистемы дал писатель-фантаст (он же географ) И. Г. Ефре­мов: это любое природное образование — "от кочки до оболоч­ки" (географической).

Близкий по содержанию смысл вкладывается в термин"биогеоценоз", введенный в литературу академиком В. Н. Сукаче­вым несколько позднее, чем экосистема, — в 1942 г. Понятие биогеоценоз применяют обычно только к сухопутным природ­ным системам, где обязательно в качестве основного звена при­сутствует растительный покров (фитоценоз). Экология обычно имеет дело только с элементарными биогеоценозами, т.е. таки­ми, для которых свойственны однородные совокупности как живых организмов (растительности, животного мира), так и среды обитания (почвы, гидрологические условия, микроклимат и т.п.). Исходя из этого,каждый биогеоценоз можно назвать экосисте­мой, но не каждая экосистема может быть отнесена к рангу биогеоценоза. Например, разлагающийся труп животного или гниющий ствол дерева относятся к рангу экосистем, но не биоге-оценозов. Профессор Н. В. Дылис образно определил биогео­ценоз как экосистему, но в рамках фитоценоза (растительно­го сообщества). Примеры биогеоценозов — участки леса, луга, степи и т.п.

Другими словами, с энергетической точки зрения любой био­геоценоз практически бессмертен, поскольку присутствующие в нем, как в системе, организмы постоянно поставляют необходи­мую для круговорота веществ энергию в результате фотосинтеза. Экосистема, если она не включает растительное звено, существует только до тех пор, пока организмы, ее составляющие, не израсхо­дуют всю энергию, содержащуюся в мертвом органическом суб­страте (труп животного, мертвый ствол дерева и т.п.).

Экосистемы (биогеоценозы) обычно включают два блока. Первый из них состоит из взаимосвязанных организмов разных видов и носит названиебиоценоза (термин введен немецким зоологом, К. Мебиусом в 1877 г.), второй блок составляет среда обитания, которую в данном случае называютбиотопом илиэкотопом.

Каждый биоценоз состоит из множества видов, но виды входят в него не отдельными особями, а популяциями или их частями.Популяция — это часть вида (состоит из особей одного вида), занимающая относительно однородное пространство и способная к саморегулированию и поддержанию определенной численности. Каждый вид в пределах занимаемой территории (ареала), таким образом, распадается на популяции. Размеры их различны. В таком случае можно сказать, что биоценоз — это сумма взаимосвязанных между собой и с условиями среды по­пуляций разных видов.

В экологии часто пользуются также термином"сообщество".Содержание этого термина неоднозначно. Под ним понимается и совокупность взаимосвязанных организмов разных видов (си­ноним биоценоза), и аналогичная совокупность только расти­тельных (фитоценоз, растительное сообщество), животных (зоо­ценоз) организмов или микробного населения (микробоценоз).

Системность экологии. Экология как наука рассматривает системы, звенья и члены которых находятся в тесной взаимо­связи и взаимозависимости. Из этого вытекает необходимость учета множества факторов при анализе тех или иных экологи­ческих явлений и тем более при планировании любых вмеша­тельств в них. Такой подход, в свою очередь, невозможен без комплексного метода изучения, оценки и решения тех или иных экологических задач. По этим же причинам очевидна тесная связь экологии с другими науками, сведениями из которых необходи­мо не только располагать, но и уметь их грамотно использовать.

К таким наукам относятся: биология, география, почвоведение, гидрология, химия, физика и другие отрасли знаний. Важно также уметь пользоваться необходимой информацией из различных отраслей хозяйства, особенно касающейся свойственных им тех­нологических процессов, системных связей и т.п.

Говоря о системных явлениях, важно познакомиться с об­щими положениями теории систем, их видами. Обычно раз­личают три вида систем:

1) замкнутые, которые не обменива­ются с соседними ни веществом, ни энергией,

2) закрытые,которые обмениваются с соседними энергией, но не веще­ством (например, космический корабль) и

3) открытые, кото­рые обмениваются с соседними и веществом, и энергией. Прак­тически все природные (экологические) системы относятся к типу открытых.

Существование систем немыслимо без связей. Последние делят напрямые и обратные. Прямой называют такую связь, при которой один элемент (А) действует на другой (В) без ответной реакции. Примером такой связи может быть действие древесно­го яруса леса на случайно выросшее под его пологом травянис­тое растение. Или действие Солнца на земные процессы. При обратной связи элемент. В отвечает на действие элемента А. Обратные связи бываютположительными и отрицательными. И те, и другие играют существенную роль в экологических процес­сах и явлениях.

Обратная положительная связь ведет к усилению процесса в одном направлении. Пример ее — заболачивание территории, например, после вырубки леса. Снятие лесного полога и уплот­нение почвы обычно ведет к накоплению воды на ее поверхно­сти. Это, в свою очередь, дает возможность поселяться здесь растениям-влагонакопителям, например, сфагновым мхам, со­держание воды в которых в 25—30 раз превышает вес их тела. Процесс начинает действовать в одном направлении: увеличе­ние увлажнения — обеднение кислородом — замедление разло­жения растительных остатков — накопление торфа — дальней­шее усиление заболачивания.

Обратная отрицательная связь действует таким образом, что в ответ на усиление действия элемента А увеличивается проти­воположная по направлению сила действия элемента В. Такая связь позволяет сохраняться системе в состоянии устойчивого динамического равновесия. Это наиболее распространенный и важный вид связей в природных системах. На них прежде всего базируется устойчивость и стабильность экосистем.

Пример та­кой связи — взаимоотношение между хищником и его жертвой. Увеличение численности жертвы как кормового ресурса, напри­мер полевых мышей для лис, создает условия для размножения и увеличения численности последних. Они, в свою очередь, на­чинают более интенсивно уничтожать жертву и снижают ее чис­ленность. В целом численность хищника и жертвы синхронно колеблется в определенных границах.

Второй пример. В исто­рии биосферы имели место явления локального увеличения уг­лекислого газа в атмосфере, например, при извержении вулка­нов. За этим следовало повышение интенсивности фотосинтеза и связывание углекислоты в органическом веществе, а также более интенсивное поглощение ее океаном.

Третий пример. В природе закономерны периодические повышения уровней почвенно-грунтовых вод. За этим следует увеличение их контакта с корневыми системами растений, повышение расходования на испарение растительностью (транспирацию) и возвращение грун­товой воды в исходное состояние.

Одно из отрицательных проявлений деятельности человека в природе связано с нарушением этих связей, что может приве­сти к разрушению экосистем или переходу их в другое состоя­ние. Например, умеренное загрязнение водной среды органи­ческими и биогенными (необходимыми для жизнедеятельности организмов) веществами обычно сопровождается интенсифика­цией размножения организмов, потребляющих эти вещества, результатом чего является самоочищение водоемов. Перегрузка же среды загрязняющими веществами на определенном этапе ведет к угнетению или уничтожению организмов-санитаров и разрушению установившихся связей, изменению системы и пе­реходу ее на уровень заболачивания. В результате неизбежным становится прогрессирующее загрязнение, обеднение водной среды кислородом и превращение чистых озерных или текущих вод в системы болотного типа.

Универсальное свойство экосистем — ихэмерджентность{англ. эмердженс — возникновение, появление нового), заклю­чающееся в том, что свойства системы как целого не являются простой суммой свойств слагающих ее частей или элементов. Например, одно дерево, как и редкий древостой, не составляет леса, поскольку не создает определенной среды (почвенной, гид­рологической, метеорологической и т.д.) и свойственных лесу взаимосвязей различных звеньев, обусловливающих новое каче­ство. Недоучет эмерджентности может приводить к крупным просчетам при вмешательстве человека в жизнь экосистем или при конструировании систем для выполнения определенных целей. Например, сельскохозяйственные поля (агроценозы) име­ют низкий коэффициент эмерджентности и поэтому характери­зуются крайне низкой способностью к саморегулированию и устойчивостью. В них, вследствие бедности видового состава организмов, крайне незначительны взаимосвязи, велика вероятность интенсивного размножения отдельных нежелательных видов (сорняков, вредителей).

Энергетические процессы в экосистемах подчиняются пер­вому и второму началам термодинамики. В соответствии с ними энергия не возникает и не исчезает, она лишь переходит из од­ной формы в другую (первое начало термодинамики). При этом часть энергии при любых ее превращениях рассеивается (теря­ется) в виде тепла (второе начало термодинамики). Мерой нео­братимого рассеивания энергии являетсяэнтропия (греч. эн — внутрь; тропе — превращение). Последнюю можно характери­зовать и через степень упорядоченности системы. Так, живые организмы и нормально функционирующие экосистемы харак­теризуются высокой степенью упорядоченности слагающих их элементов. Они сохраняют (поддерживают) определенный уро­вень энергии и тем самым противостоят энтропии. Мертвый организм характеризуется максимальной неупорядоченностью элементов (структур), в результате чего приходит в равновесие с окружающей его средой (температура его тела выравнивается с температурой среды, составляющие его химические элементы и соединения включаются в процессы круговорота и становятся частью среды). Это значит, что организм как система приходит в состояние полной неупорядоченности, максимальной энтро­пии. Показатель, противоположный энтропии, носит название негэнтропии. Чем выше организованность системы (упорядочен­ность), тем значительнее ее негэнтропия. Опасно любое вмеша­тельство в систему, которое ведет к снижению ее негэнтропии, а следовательно, устойчивости и способности противостоять внешним возмущениям. Основным свойством нормально функ­ционирующих природных экосистем являетсяспособность из­влекать негэнтропию из внешней среды (солнечную энергию) и тем самым поддерживать свою высокую упорядоченность.

Деятельность человека, если она превышает определенные пределы, ведет к снижению негэнтропии систем, а следователь­но, уменьшает их способность поддерживать себя в устойчивом состоянии вплоть до перехода к полной неупорядоченности (мак­симальной энтропии) и гибели.

Видный американский эколог Б. Коммонер сделал удачную попытку обобщить системность экологии как науки в виде че­тырех законов. Эти законы в основе своей не новы, но впервые сформулированы в образной простой форме. Их соблюдение — обязательное условие любой экологически обусловленной дея­тельности человека в природе.

Первый закон Коммонера отражает по сути своей всеоб­щую связь процессов и явлений в природе и звучит так:"Все связано со всем". Второй закон базируется на положении сохранения вещества и энергии:"Все должно куда-то деваться". Ка­кой бы ни была высокой труба завода, она не может выбрасы­вать отходы производства за пределы биосферы. В такой же мере загрязнители, попадающие в реки, в конечном счете оказыва­ются в морях и океанах и с их продуктами возвращаются к чело­веку в виде своего рода "экологического бумеранга". Третий за­кон ориентирует на действия, согласующиеся с природными процессами, сотрудничество с природой, или коадаптацию (лат. ко — с, вместе; адаптацио — приспособление), вместо покоре­ния человеком природы, подчинения ее своим целям:"Природазнаетлучше". Сущность четвертого закона заключается в ори­ентации человека на то, что любое его действие в природе не остается бесследным, мнимая выгода часто оборачивается ущер­бом, а охрана природы и рациональное использование природ­ных ресурсов немыслимы без определенных экономических зат­рат. Звучит этот закон так:"Ничто не дается даром". Дешевому природопользованию не должно быть места. Если не заплатим за него мы, то в многократном размере это должны будут сде­лать пришедшие нам на смену поколения.

Изложенные выше основные положения экологии позво­ляют перейти к рассмотрению отдельных ее разделов. Изучение курса целесообразно начать со знакомства с биосферой и зако­номерностями ее функционирования. В таком случае разделы экологии более низкого ранга (организменный, популяционный, экосистемный) будут в определенной мере подчинены углуб­ленному раскрытию закономерностей среды нашего обитания (биосферы) и допустимых пределов вмешательства в нее или ее звенья человека. Другими словами, на уровне экосистем эле­ментарного плана должен осуществляться в основном принцип локальных действий, в то время как биосферный уровень фор­мирует базу для глобального мышления.

 





Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 438; Нарушение авторских прав?;


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



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.80.137.187
Генерация страницы за: 0.017 сек.