Экосистема является основным понятием в экологии

Понятие экологической системы

Тема 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Лекционный курс

Два мира есть у человека:

Один, который нас творил,

Другой, который мы от века

Творим по мере наших сил.

Н. Заболоцкий

1. Понятие экологической системы

2. Иерархия экологических систем

3. Устойчивость экологических систем

4. Экологическая безопасность общества

Впервые термин «экология» появился в эпоху промышленной революции и был принят в научный оборот в 1866 г. Его ввел немецкий естествоиспытатель, зоолог Эрнст Геккель в качестве обозначения одного из разделов биологии, касающегося изучения взаимодействия растительных и животных организмов между собой и окружающей средой.

В последние годы предмет экологии существенно расширился, а исследования по ее проблемам приобретают все большую значимость по мере промышленного развития. Сегодня экология с точки зрения решения многих смежных проблем стала достаточно привлекательной для многих наук, таких как социология, экономика, география и др. Соответственно, стали формироваться и отдельные, главным образом прикладные, направления экологии – экология мегаполиса, инженерная экология, промышленная экология, социальная экология и др. Такая дифференциация научных знаний стала характеризоваться как экологизация науки.

В конце ХХ века экология стала заниматься изучением закономерностей взаимодействия общества и окружающей среды.

Таким образом, под экологией понимается наука, изучающая закономерности взаимодействия общества и его среды обитания (окружающей среды), проблемы и методы ее охраны. [1]

Обратимся к наиболее часто употребляемым экологическим терминам. В качестве исходных рабочих терминов используются следующие:

– объект экологии – виды, сообщества, популяции организмов флоры и фауны, экосистемы, их компоненты;

– среда обитания общества – территория проживания и жизнедеятельности человека, народа, сообщества народов;

– окружающая среда – среда обитания и производственной деятельности человечества, или природная и искусственная среда, окружающая человека, в том числе созданные им объекты природы и объекты жизнедеятельности (здесь следует уточнить, что, по мнению Г. В. Белова, строго обособленные определения для понятий среды обитания и окружающей среды практически отсутствуют. Целесообразно придерживаться следующего принципа: словосочетание «среда обитания» согласуется с обществом, а «окружающая среда» - с предприятием, осуществляющим хозяйственную деятельность); [1]

– экологическая система (экосистема) – единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором все компоненты системы взаимодействуют друг с другом и с окружающей их средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени.

Термин «экосистема» был введен в экологию английским ботаником А.Тенсли в 1935. В отечественной научной литературе представление о экосистемах появилось в работах В.Н. Сукачева (1942), который обобщил их в учение о биогеоценозах. В этой теории нашли отражение идеи о единстве организмов с физическим отражением, о закономерностях, которые лежат в основе таких связей, об обмене веществами и энергией внутри биогеоценоза (экосистемы).

Исходя из определения, для естественной экосистемы можно выделить три характерных признака:

1) экосистема обязательно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов;

2) в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие;

3) экосистема сохраняет устойчивость в течение некоторого времени.[2]

Примерами природных экосистем являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера. Понятие экосистемы, таким образом, применимо к любой совокупности живых организмов и их местообитания.

Экосистема является важнейшей структурной единицей устройства окружающего мира. Основу экосистем составляют живое вещество, характеризующееся биотической структурой, и среда обитания, обусловленная совокупностью экологических факторов. Рассмотрим немного подробнее.

1. Биотическая структура экосистем. Экосистема основана на единстве живого и неживого вещества. Суть этого единства проявляется в следующем. Из элементов неживой природы под воздействием энергии солнца синтезируются органические вещества, составляющие все живое на планете. Процесс создания органического вещества в природе происходит одновременно с противоположным процессом – потреблением и разложением этого вещества вновь на исходные неорганические соединения. Совокупность этих процессов протекает в рамках экосистем различных уровней иерархии. Чтобы эти процессы были уравновешены, природа за миллиарды лет отработала определенную структуру живого вещества системы. Движущей силой в любой материальной системе служит энергия. В экосистемы она поступает главным образом от Солнца.

Таким образом, несмотря на многообразие экосистем, все они обладают структурным сходством. В каждой из них можно выделить фотосинтезирующие растения – продуценты, различные уровни консументов, детритофагов и редуцентов. Они и составляют биотическую структуру экосистем.

2. Экологические факторы. Неживая и живая природа, окружающая растения, животных и человека, носит название среды обитания. Множество отдельных компонентов среды, влияющих на организмы, называются экологическими факторами. По природе происхождения выделяют абиотические, биотические и антропогенные факторы. Абиотические факторы – это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы. Биотические факторы – это все формы воздействия живых организмов друг на друга. Раньше к биотическим факторам относили и воздействие человека на живые организмы, однако в настоящее время выделяют особую категорию факторов, порождаемых человеком. Антропогенные факторы – это все формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания и других видов и непосредственно сказываются на их жизни. Таким образом, каждый живой организм испытывает влияние неживой природы, организмов других видов, в том числе и человека, и, в свою очередь, оказывает воздействие на каждую из этих составляющих. [2]

Возникновение и усиление влияния антропогенных экологических факторов привело к тому, что в процесс обмена вещества и энергии между живой и неживой природы встраивается посредник, контролирующий естественный обмен. Этим посредником выступает человек.

По мере развития разум проникает в обменные процессы в экосистеме и преобразует их. При этом меняется характер обмена, он становится обусловленным, заданным, умышленным. Руководствуясь своим собственным мировоззрением, человек начинает действовать целенаправленно. В результате человеческой деятельности естественные (природные) экосистемы преобразуются в социоприродные экосистемы, состоящие из неживой природы, живой природы и неприроды – культуры, то есть того, что создал человек искусственно. [3]

Несмотря на многообразие экологических факторов и различную природу их происхождения, существуют некоторые общие правила и закономерности их воздействия на живые организмы. Для жизни организмов необходимо определенное сочетание условий. Если все условия среды обитания благоприятны, за исключением одного, то именно это условие становится решающим для жизни рассматриваемого организма.

В природе все экологические факторы действуют совместно. Оптимальная зона и пределы выносливости организма по отношению к какому-либо фактору среды могут смещаться в зависимости от того, в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Эта закономерность получила название взаимодействия экологических факторов. Однако взаимная компенсация имеет определенные пределы и полностью заменить один из факторов другим нельзя. Отсюда следует вывод, что все условия среды, необходимые для поддержания жизни, играют равную роль и любой фактор может ограничивать возможности существования организмов – это закон равнозначности всех условий жизни. Известно, что каждый фактор неодинаково влияет на разные функции организма. Условия, оптимальные для одних процессов, например для роста организма, могут оказаться зоной угнетения для других, например для размножения, и приводить к гибели, для третьих. Поэтому жизненный цикл, в соответствии с которым организм в определенные периоды осуществляет преимущественно те или иные функции – питание, рост, размножение, расселение, – всегда согласован с сезонными изменениями факторов среды.

Среди законов, определяющих взаимодействие индивида или особи с окружающей его средой, выделим правило соответствия условий среды генетической предопределенности организма. Оно утверждает, что вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его природная среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям. Каждый вид живого возник в определенной среде, в той или иной степени приспособился к ней и дальнейшее существование вида возможно лишь в данной или близкой к ней среде. Резкое и быстрое изменение среды жизни может привести к тому, что генетические возможности вида окажутся недостаточными для приспособления к новым условиям. На этом, в частности, основана одна из гипотез вымирания крупных пресмыкающихся с резким изменением абиотических условий на планете: крупные организмы менее изменчивы, чем мелкие, поэтому для адаптации им нужно гораздо больше времени. В связи с этим коренные преобразования природы опасны для ныне существующих видов, в том числе и для самого человека.

Невероятное генетическое разнообразие на нашей планете позволяет видам непрерывно изменяться. Каждый ныне существующий вид представляет собой накопленную генетическую информацию, которая позволяет ему приспособиться к определенным изменениям окружающей среды. Биоразнообразие — это «страховая политика» природы против катастроф. Сохранение генофонда планеты, а значит и биоразнообразия, одна из важнейших задач человечества.

Таким образом, экология рассматривает взаимодействие живых организмов и неживой природы. Это взаимодействие, во-первых, происходит в рамках определенной системы (экосистемы) и, во-вторых, оно не хаотично, а определенным образом организовано, подчинено законам.

Дата добавления: 2014-01-07