Реферат: Общие представления об антропогенных экосистемах. Антропогенная экосистема

Современное сельское хозяйство позволяет постоянно, из года в год, удерживать экосистемы на ранних стадиях сукцессий, добиваясь максимальной первичной продуктивности одного или нескольких растений кукурузы, пшеницы. Цена высоких урожаев обусловлена затратами на борьбу с сорняками, обработку почв, стоимостью минеральных удобрений. Сорные растения, вредители и возбудители болезней могут уничтожить весь урожай, если активно не бороться с ними.

Животноводство – это также путь к упрощению экосистемы. Охраняя полезных сельскохозяйственных животных, человек сокращает численность диких травоядных, как конкурентов в пищевых ресурсах, хищников, уничтожающих домашних скот.

По мере роста народонаселения, люди будут вынуждены преобразовывать все новые зрелые (климаксные) экосистемыв молодые продуктивные, например, путем уничтожения тропических лесов, осушения болот. На поддержание этих систем на начальных этапах сукцессионного процесса увеличивает использование топливно-энергетических ресурсов. Происходит произойдет утрата видового разнообразия и разрушение природных ландшафтов. Упрощение природного окружения человека, с экологических позиций, крайне опасно. Нельзя превратить весь природный ландшафт в агрохозяйственный. Необходимо сохранять и умножать его многообразие, оставляя нетронутые заповедные участки, которые могли бы стать источниками видов для восстанавливающихся в сукцессионных рядах сообществ.

Агроэкосистемы создаются человеком для получения высокого урожая – чистой продукции автотрофов. Энергетические затраты в сельском хозяйстве велики, но тем не менее, самое продуктивное сельское хозяйство находится примерно на уровне продуктивности природных экосистем. Продуктивность и тех и других основана на фотосинтезе. Различие между системами состоит лишь в распределении энергии: в антропогенной она поглощается одним-двумя видами, а в природной – многими видами живых организмов.

Основные отличия агроэкосистем от природных:

1. В агроэкосистемах резко снижено разнообразие видов. Снижение видов культивируемых растений снижает и видовое разнообразие животного населения биоценоза.

2. Виды растений и животных, культивируемых человеком, эволюционируют за счет искусственного отбора и неконкурентноспособны в борьбе с дикими видами без поддержки человека.

3. Агроэкосистемы получают дополнительную энергию, субсидируемую человеком, кроме солнечной.

4. Чистая продукция изымается из агроэкосистемы и не поступает в цепи питания биоценоза.

5. Экосистемы полей, садов, пастбищ других агроценозов – это упрощенные системы, поддерживаемые человеком на ранних стадиях сукцессии. Они неустойчивы и неспособны к саморегуляции, как и природные пионерные сообщества, поэтому не могут существовать без поддержки человека.

К экосистемам четвертого типа относятся индустриально-городские системы , в которых энергия топлива полностью заменяет солнечную энергию. По сравнению с потоком энергии в природных экосистемах – расход энергии на два-три порядка выше.

Урбанизация – это рост и развитие городов, увеличение доли городского населения, процесс повышения роли городов в развитии общества. Человек, создавая сложные урбанистические системы, улучшает условия жизни, оградившись от лимитирующих факторов, создает новую искусственную среду, повышающую комфортность жизни. Однако, это ведет к отрыву человека от естественной природной обстановки и к нарушению природных экосистем. Урбанистическая система, по определению Н.Ф.Реймерса,неустойчивая природно-антропогенная система, состоящая из архитектурно-строительных объектов и резко нарушенных естественных экосистем.

По мере развития города в нем дифференцируются функциональные зоны – промышленная, селитебная, лесопарковая. Промышленные зоны – это территории сосредоточения промышленных объектов различных отраслей. Селитебные зоны – это территории сосредоточения жилых домов, административных зданий, объектов культуры, просвещения. Лесопарковая зона - зеленая зона вокруг города, окультуренная человеком, то есть приспособленная для массового отдыха, спорта, развлечения.

Участки лесопарковой зоны могут располагаться внутри городов. В отличие от естественных лесов городские парки и подобные им более мелкие посадки в городе (скверы, бульвары) не являются самоподдерживающимися и саморегулирующимися системами. Лесопарковая зона, городские парки и другие участки территории, отведенные и специально приспособленные для отдыха людей, называют рекреационными зонами.

Углубление процессов урбанизации ведет к усложнению инфраструктуры города. Значительное место начинает занимать транспорт и транспортные сооружения (автомобильные дороги, автозаправочные станции, гаражи, станции обслуживания, железные дороги, метрополитен, аэродромы. Транспортные системы пересекают функциональные зоны города и оказывают влияние на всю городскую среду.

Среда урбосистем, как ее географическая, так и геологическая части, наиболее сильно изменена и по сути дела стала искусственной. Здесь возникают проблемы утилизации и реутилизации, вовлекаемых в оборот природных ресурсов, загрязнения и очистки окружающей среды отмечается все большая изоляция хозяйственно-производственных циклов от обмена веществ и потока энергии в природных экосистемах.

В целом городская среда и населенных пунктов городского типа – это часть техносферы , то есть биосферы, коренным образом преобразованной человеком в технические и техногенные объекты.

Глава 5. Структура социоэкосистемы

Социоэкосистема представляет собой взаимодействие геосферы (геосистем), биосферы (экосистем) и общества (социальные системы). Если придерживаться принципов экологического подхода, то общество в данном случае предстает как центральная система, а гео- и биосфера – как внешняя (природная) среда.

Рис. Биосфера , весьма динамичная планетарная экосистема, во все периоды своего эволюционного развития постоянно изменялась под воздействием различных природных процессов. В результате длительной эволюции биосфера выработала способность к саморегуляции и нейтрализации негативных процессов. Достигалось это посредством сложного механизма круговорота веществ.

Главным событием эволюции биосферы признавалось приспособление организмов к изменившимся условиям путем изменения внутривидовой информации. Гарантом динамической устойчивости биосферы в течение миллиардов лет служила естественная биота в виде сообществ и экосистем в необходимом объеме.

В процессе эволюции планетарная экосистема все в большей степени стала испытывать влияние новых небывалых по силе, мощности и разнообразию воздействий. Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в окружающую природную среду.

Известный эколог Б. Коммонер (1974) выделял пять, по его мнению, основных видов вмешательства человека в экологические процессы:

Упрощение экосистемы и взрыв биологических циклов;

Концентрация рассеянной энергии в виде теплового загрязнения;

Рост ядовитых отходов от химических производств;

Введение в экосистему новых видов;

Появление генетических изменений в организмах растений и животных.

Подавляющая часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер, то есть осуществляется человеком сознательно во имя достижения конкретных целей. Существуют и антропогенные воздействия: стихийные, непроизвольные, имеющие характер последствия (Котлов, 1978). Например, к этой категории воздействий относятся процессы подтопления территории, возникающие после ее застройки.

Анализ экологических последствий антропогенных воздействий позволяет разделить все их виды на положительных и отрицательные (негативные). К положительным воздействиям человека на биосферу можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и некоторые другие мероприятия.

Отрицательное (негативное) воздействие человека на биосферу проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: вырубке леса на больших площадях, истощении запасов пресных подземных вод, засолении и опустынивании земель, резком сокращении численности, а также видов животных и растений, и так далее.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение . Большинство острейших экологических ситуаций в мире и в России так или иначе связаны с загрязнением окружающей природной среды (Чернобыль, кислотные дожди, опасные отходы и так далее). Поэтому понятие «загрязнение» рассмотрим подробнее.

Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем.

По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и так далее. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства.

По видам загрязнений выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнение (рис; по Н. Ф. Реймерсу, 1990; с изменениями). По своим масштабам и распространению загрязнение может быть локальным (местным), региональным и глобальным.

Под видами загрязнений понимают также любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения (рис; по Г. В. Стадницкому и А. И. Радионову, 1988):

ингредиентное (минеральное и органическое) загрязнение как совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (например, бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания и так далее);

параметрическое загрязнение, связанное с изменениями качественных параметров окружающей среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное);

биоценотическое загрязнение, вызывающее нарушение в составе и структуре популяций живых организмов (перепромысел, направленная интродукция и акклиматизация видов и так далее);

социально – деструкционное загрязнение (стация – место обитания популяции, деструкция - разрушение), связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водостоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений и прочее).

Без всякого преувеличения можно отметить, что воздействие человека на биосферу в целом и на отдельные ее компоненты (атмосферу, гидросферу, литосферу и биотические сообщества) достигло к настоящему времени беспрецедентных размеров. Современное состояние планеты Земля оценивается как глобальный экологический кризис. Особенно возросли темпы роста ингре6диентных и параметрических загрязнителей, причем не только в количественном, но и в качественном отношениях. Негативные тенденции этих воздействий на человека и биоту носят не только выраженный локальный, но и глобальный характер. Единство человека, природы и общества.

Выделяют социоэкосистемы различного масштаба: локальные (местные), региональные (в границах определенной территории, устанавливаемой на основе экологических, географических, социально-экономических критериев) и глобальная, включающая географическую оболочку Земли, биосферу, все человечество. Объектом изучения экологии человека служит антропоэкосистема, в которой протекает жизнедеятельность (общности людей).

Антропоэкологические системы – сообщества людей, находящихся в динамической взаимосвязи со средой и использующие эти связи для удовлетворения собственных потребностей. Антропоэкологические системы различаются в зависимости от численности и характера организации человеческих популяций (города, сельские поселения, транспортные коммуникации). Антропоэкологические системы отличаются от природных экосистем наличием в их составе человеческих сообществ, которым принадлежит доминирующая роль в развитии всей системы.

Рис. Графическая модель антропоэкосистемы.

В центре модели находится общность людей (блок 1 ). Она взаимодействует с природой (блок 2 ), хозяйством (блок 3 ), населением (блок 4 ), частью которого является, с социально-экономическими условиями (блок 5 ). Очень сильное влияние на человека оказывает загрязнение окружающей среды (блок 6 ).

Свойства отдельных элементов и всей совокупности факторов внешней среды и их изменения приводят к тому, что меняются основные характеристики общности людей – демографическое поведение (7), экологическое сознание (8), уровень здоровья (9), профессиональные предпочтения (10), уровень культуры (11) и уровень образования (12). Изменения эти могут быть как положительными, так и отрицательными.

Блок 1. Общность людей – объединение людей, в котором создана и сохраняется, хотя бы в течение очень короткого периода, определенная социальная связь. В зависимости от целей исследования может быть выбрана любая общность людей: профессиональная, этническая, возрастная.

Изучение жизнедеятельности населения и влияющих на нее факторов среды обитания человека связано с проблемами образа жизни. Образ жизни охватывает совокупность типичных видов жизнедеятельности социальной группы, которая рассматривается в единстве с условиями жизни, определяющими ее. При изучении образа жизни выявляются ценностные ориентации людей и причины их поведения, обусловленные укладом, уровнем и качеством жизни.

Блок 2. Природа - совокупности естественных условий существования человеческого общества. Именно это подразумевается при рассмотрении взаимодействия общества и природы. Природная среда - совокупность природных факторов, непосредственно и опосредованно влияющих на человека и общество - в широком смысле слова весь мир, вся Вселенная, включая человека и общество.

Природа определяет наиболее важные параметры хозяйства и условия жизни населения, но одновременно сама находится под ощутимым прессингом хозяйственной деятельности людей. На жизнедеятельность населения непосредственно и опосредованно, через социально-экономические условия, влияют как отдельные компоненты природной среды, так и их совокупность. Среди них наиболее существенными являются: приземный слой атмосферы со всеми происходящими в нем процессами и явления, природные воды, почвенный покров, геологическое строение территории.

Биологические компоненты ландшафта, имеющие промысловое значение, могут стать: 1) источниками тяжелых отравлений вследствие контактов с ядовитыми растениями и животными; 2) источниками опасных для человека инфекционных заболеваний. Во многих районах большая опасность для жизни и здоровья людей представляют стихийные явления.

Влияние природных условий отражается на уровне популяционного здоровья, демографическом поведении населения, социально-бытовой инфраструктуре, обеспечивающей жизненный комфорт.

Блок 3. Население. Жизнедеятельность любой общности людей самым тесным образом связана с остальным населением, частью которого она является. Хозяйственные навыки, культурные традиции, религия, система воспитания, экономические процессы, торговля, осуществление крупнейших строительных проектов, защита от внешнего врага – все это и многое другое объединяет конкретные общности с остальными людьми, живущими с ними в едином хозяйственном, социальном, политическом пространстве, делает возможным их существование.

Блок 4. Хозяйство. От уровня развития хозяйственной деятельности в рамках существующей социальной системы зависит качество жизни населения. В наиболее обобщенной форме хозяйство трактуется как процесс взаимоотношений между человеческим обществом и природой, в результате которого люди посредством своего труда, используя исторически определенные орудия производства, в условиях конкретных производственных отношений добывают себе необходимые средства существования и развития.

Хозяйство складывается из экономических объектов, в рамках которых осуществляется производство. Любой экономический объект всегда содержит следующие элементы: совокупность лиц, связанных с функционированием объекта; совокупность зданий, сооружений, машин, системы коммуникаций; специфические формы общественной организации производства.

Хозяйство всегда связано с характером культуры. В отечественной этнографической литературе сформулировано представление о хозяйственно-культурных типах, то есть об определенных комплексах хозяйства и культуры, которые складываются у народов в определенных социально-исторических и естественно-географических условиях. Способ производства определяет в конечном счете характер взаимодействия людей и окружающей природой.

При антропоэкологических исследованиях современных сообществ людей, живущих преимущественно на высокоурбанизированных территориях и так или иначе связанных с индустриальным производством, хозяйство обычно рассматриваются как источник материальных благ и жизненного комфорта и как источник деградации окружающей среды, производственного травматизма, психологической усталости, стрессов.

Блок 5. Социально-экономические условия . Этот блок объединяет большое число показателей, характеризующих социально-экономические условия жизни населения. К их числу относят размер жилой площади на одного человека, уровень оплаты труда, уровень безработицы, состав пищевых рационов и их стоимости и т.п.

Блок 6. Загрязнение окружающей среды. На условия жизни людей весьма существенное и постоянно увеличивающееся негативное воздействие оказывают факторы среды, возникшие в результате технологической деятельности человечества. Загрязнение окружающей среды приводит: к ухудшению состояния здоровья населения; изменениям в демографическом поведении; деградации и гибели рекреационных ресурсов; снижению урожайности и качества пищевых и технических культур, снижению продуктивности лесных насаждений; невосполнимому урону святыням национальной и мировой культуры и истории; разрушению жилого фонда, транспортных коммуникаций.

Под влиянием перечисленных факторов меняются основные характеристики общности людей.

Блок 7. Демографическое поведение. Демографическое поведение представляет собой систему взаимосвязанных действий или поступков, направленных на изменение или сохранение демографического состояния общности людей. Демографическое поведение включает действия, связанные с воспроизводством населения (брачное и репродуктивное поведение), миграцией населения (миграционное поведение), отношением к своему здоровью (самосохранительное поведение). Ключевое значение имеют следующие характеристики: рождаемость, смертность, естественное движение населения, продолжительность жизни, жизненный потенциал населения, миграцию населения.

Демографическое поведение населения сильно зависит от внешних факторов. Например, загрязнение окружающей среды определенной территории меняет репродуктивное поведение людей: семьи опасаются заводить ребенка.

Блок 8. Экологическое сознание. Экологическое сознание – это способность понимания неразрывной связи человеческого сообщества с природой, зависимости благополучия людей от целостности и сравнительной неизменности природной среды и использования этого понимания в практической деятельности.

Блок 9. Уровень здоровья населения. Уровень или качество общественного здоровья можно оценить с помощью медико-демографических коэффициентов заболеваемости, инвалидности, смертности и т.д. Уровень здоровья – показатель адаптированности конкретной общности людей к определенным условиям жизни, антропоэкологической ситуации.

Влияние техногенных факторов на здоровье населения вызывает следующие последствия: снижение работоспособности и социальной активности у условно здоровых людей; появление генетических нарушений, приводящих к возникновению наследственных болезней; возникновение онкологических заболеваний; ухудшение здоровья детей, живущих в загрязненных районах; увеличение числа острых и хронических заболеваний; сокращение продолжительности жизни людей на территориях с высоким уровнем загрязнения среды обитания.

Влияние факторов природы на здоровье может приводить: к метеострессам, обострению сердечно-сосудистых заболеваний, возникновению некоторых форм онкологической патологии (в районах с интенсивной инсоляцией → рак кожи), заражение природно-очаговыми инфекциями, травматизму при стихийных бедствиях, эндемическим заболнваниям.

Внутренняя среда организма и внешняя среда представляет собой единую, целостную систему, находящуюся в динамическом равновесии. Расстройство равновесия, выражающееся в нарушении процессов жизнедеятельности или в развитии болезни, может наступать при воздействии чрезвычайного по величине или необычного по характеру фактора внешней среды. Подобные ситуации имеют место на определенных территориях вследствие естественного неравномерного распределения химических элементов в биосфере: атмосфере, гидросфере, литосфере. На этих территориях избыток или недостаток конкретных химических элементов наблюдается и в местной флоре и фауне. Такие территории были названы биогеохимическими провинциями, а наблюдаемые эндемичные (от греч.endemos – местный) неинфекционные заболевания населения получили названиегеохимических заболеваний.

Территория земного шара по геохимическим особенностям различна. Таежно-лесная нечерноземная зона характеризуется недостатком кальция, фосфора, калия, кобальта, меди, йода, бора, цинка, достаточным количеством магния и относительным избытком стронция, особенно по речным поймам. В лесостепной и степной черноземной зоне достаточное количество кальция, кобальта, меди, магния. Сухостепная, полупустынная и пустынная зоны отличаются повышенным содержанием сульфатов, бора, цинка. В некоторых пустынях имеется избыток нитратов и нитритов. В горных зонах на разных высотах отмечается недостаток йода, иногда - кобальта, меди, свинца, цинка. Геохимическая обстановка в каждой местности сказывается на химическом составе растительных и животных организмов.

Потребляемые человеком в небольшом количестве с пищей и водой микроэлементы оказывают значительное влияние на его обмен веществ и общее здоровье. Если того или иного химического элемента, например йода, оказывается недостаточно в почве, то пищевые продукты как растительного, так и животного происхождения оказываются обедненные йодом. Отмечается недостаток йода в питьевой воде, понижена его концентрация в атмосферном воздухе. В биогеохимической провинции, обедненной йодом, организм человека постоянно недополучает йод с пищей, водой и воздухом. Следствием является распространение среди населения геохимического заболевания - эндемического зоба. Среди наиболее известных заболеваний, связанных с биогеохимической обстановкой, можно назвать также флюороз, кариес зубов, анемию.

Блок 10. Профессиональные предпочтения. Условия жизни существенно влияют на выбор профессий внутри реальных общностей людей. Определяющая роль принадлежит природным и социально-экономическим условиям. Например, житель тундры не может стать лесорубом.

Блок 11. Уровень культуры . В данном контексте культура рассматривается как социальная система видов человеческой деятельности, которые сформировались на основе функционально полезных для общества норм и ценностей и закрепились в общественной практике и сознании общества. Культура в повседневной жизни представлена материальными предметами, социальными институтами, традициями, духовными ценностями.

Культура любой человеческой общности формируется под воздействием всех элементов антропоэкосистемы. Общности с высоким уровнем культуры заботятся не только о своем благополучии, но их волнуют судьбы всего человечества, т.к. они понимают сопричастность к мировым проблемам, свою зависимость от их решения.

Блок 12. Уровень образования. Образование применительно к анализу структуры антропоэкосистемы рассматривается как социальный институт, который выполняет в обществе экономическую, социальную и культурную функции. Экономическая функция образования состоит в создании и поддержании профессиональной структуры общества. Социальная функция определяет участие образования наряду с семьей и другими общественными институтами, в социализации личности, то есть в процессе становления каждого человека. Культурная функция образования заключается в том, чтобы использовать ранее накопленную культуру в целях просвещения и воспитания людей, формирования их творческих способностей. Один из важных разделов современного образования – его экологическая составляющая.

Глава 6.Социально-экологические законы.

Закон отражает необходимые, устойчивые, повторяющиеся связи между явлениями в природе и в обществе. На современном этапе исторического развития принято выделять две формы взаимодействия общества и природы: экономическая форма – потребление ресурсов природы и экологическая форма – охрана окружающей природной среды с целью сохранения человека и его естественной среды обитания.

В нынешних условиях развития общества на первое место выдвигаются не количественные показатели потребления экономических благ на душу населения, а качественные, среди которых важнейшее значение имеет показатель экологического благосостояния общества. До сих пор не одна наука не пыталась выявить законы, которые отражали бы единство общества и природы.

Впервые социальная экология сформулировала социоприродные законы, призванные определить необходимые условия устойчивого развития социоэкосистем различного уровня. Эти условия должны регламентировать характер, ориентацию человеческой деятельности в пределах биосферы.

Законы социальной экологии могут быть подразделены на законы экорегреса , ведущие к гибели биосферы и человечества, и законы экоразвития , способные предотвратить гибель. В ходе освоения природы возможно создание таких условий и технико-организационных связей, когда доминировали бы созидательные, а не разрушительные законы. Экологически оптимальная стратегия заключается в том, чтобы из двух типов законов выбрать именно законы выживания. Выявление этой системы законов и составляет главную задачу социоэкологии. Опираясь на законы выживания, общество сможет решать вопросы взаимосвязанного экологического и социально-экономического развития.

Проблема интегративно-общенаучного статуса социальной экологии поставила вопрос о более общих законах, чем социальные или естествонаучные. Систему основных законов социальной экологии в нашей стране изложил Н.Ф. Реймерс.

Правило социально-экологического равновесия содержит мысль о том, что общество развивается тогда и настолько, насколько сохраняется равновесие между его давлением на среду и возможностью восстановления этой среды естественным или искусственным путем.

Принцип культурного управления развитием свидетельствует об ограниченности экономического развития экологическими рамками и указывает на необходимость управлять им с учетом процессов взаимодействия, происходящих между обществом, природой и человеком.

Правило социально-экологической замены содержит мысль о возможности изменения социально-экологических потребностей человека разными способами, которые обусловлены характерными особенностями природной среды и которые на нее же влияют.

Закон исторической социально-экологической необратимости содержит мысль об исторической необратимости процесса развития общества.

В качестве пятого закона приведен закон В.И.Вернандского, в соответствии с которым биосфера неизбежно переходит в ноосферу , то есть в такую сферу, в которой человеческий разум играет преобладающую роль в развитии системы «человек-природа». Тем самым развитие природы на основе естественной саморегуляции заменяется разумной стратегией, основывающейся на прогнозировании и плановом регулировании процессов развития природы.

Известный американский эколог Барри Коммонер выделил четыре широко известные аксиомы – поговорки, сформулированные на основе фундаментальных законов природы.

«Все связано со всем» . Закон отражает существование сложнейшей сети взаимодействий в экосфере. Он призван предостеречь человека от необдуманного воздействия на отдельные части экосистем, что может привести к непредвиденным последствиям.

Живые системы характеризуются наиболее разнообразными, разветвленными и интенсивными взаимопереходами вещест­ва, энергии и информации, образующими экологические сети взаимосвязей. Множественность связей относится не только к локальным экосистемам. Всё живое на Земле подчинено космическим силам, единому потоку солнечной энергии, его ритмам. Глобальные круговороты веществ, ветры, океанские те­чения, реки, трансконтинентальные и трансокеанические миграции птиц и рыб, переносы семян и спор, деятельность человека и влияние антропогенных агентов - всё это связывает пространственно удаленные природные комплексы биосферы в единую коммуникативную систему. Широкая сеть связей и зависимостей характерна и для человеческого общества. Природа и общество находятся в единой сети системных взаимодействий. Существует несколько важных для экологии следствий всеобщей связи.

Закон больших чисел - совокупное действие большого чис­ла случайных факторов приводит, при некоторых общих условиях, к результату, почти не зависящему от случая, т.е. имеющему системный характер. Мириады бактерий в почве, воде, в телах растений и животных создают особую, относительно стабильную микробиологическую среду, необходимую для нормального существования всего живого. Сочетание большого числа случайных актов спроса и предложения формирует относительно постоянный товарооборот и ценообразование свободного рынка.

Принцип Ле Шателье - при внешнем воздействии, вы­водящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении, при котором эффект внешнего воздействия уменьшается. Разработанный первоначально для условий химического равновесия этот принцип стал применяться для описания поведения самых различных самоподдерживающихся систем. На биологическом уровне он реализуется в виде способности экологических систем к саморегуляции.

Любое частное изменение в системе неизбежно приводит к развитию цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации произведенного изменения или формирования новых взаимосвязей.

Любые системные изменения в природе оказывают прямое или опосредованное воздействие на человека - от состояния индивидуума до сложных общественных отношений.

«Все должно куда-то деваться». Закон вытекает из фундаментального закона сохранения материи. Благодаря данному закону удается установить одну из главных причин нынешнего кризиса окружающей природной среды. Она состоит в том, что «огромные количества веществ извлечены из земли, преобразованы в новые соединения и рассеяны в окружавшей среде без учета того факта, что все куда-то девается».

Закон является и одним из важнейших требований рационального природопользования. В отличие от человеческого производства и быта живая природа в целом почти безотходна, т.к. характеризуется высокой степенью замкнутости круговорота веществ в биосфере.

Деятельность человека привела к изменениям химической среды на поверхности планеты, к возникновению необычных для поверхности земли, воды и воздуха высоких концентраций ряда элементов, к появлению стойких синтетических соединений, чуждых химизму живых организмов - ксенобиотиков (от греч. ксенос - чужой). Некоторые из этих веществ являются сильными ядами. При этом существенно нарушается замкнутость круговорота веществ.

Этой мощной загрязняющей деятельности природа проти­вопоставляет по существу только функцию разбавления - рас­сеивание в атмосфере, на большой площади суши, растворение в воде природных резервуаров. Некоторую роль играет частичная иммобилизация веществ в донных отложениях океана. Но так или иначе подавляющая масса антропогенных загрязнителей остается в пределах биосферы, доступна для различных форм организмов и может продолжать оказывать свое вредное действие.

Отметим два постулата, являющиеся интерпретацией закона «все должно куда то деваться» и имеющие практическое значение:

Закон развития системы за счет окружающей ее среды : любая природная или общественная система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей среды. Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно.

Закон неустранимости отходов или побочных воздействий производства, согласно которому в любом хозяйственном цикле образующиеся отходы и возникающие эффекты неустранимы, они могут быть лишь переведены из одной формы в другую или перемещены в пространстве, а их действие может быть растянуто во времени. Этот закон исключает принципиальную возможность безотходного производства и потребления в современном обществе.

«Природа знает лучше» . Автор исходил из того, что «структура организма нынешних живых существ или организация современной природной экосистемы – наилучшие в том смысле, что они были тщательно отобраны из неудачных вариантов и что любой новый вариант, скорее всего, будет хуже существующего ныне». Этот закон призывает не к бездеятельности, а наоборот, к тщательному изучению естественных био- и экосистем и сознательному отношению к преобразующей деятельности. Иллюстрацией действия этого закона может служить прекращение работ в нашей стране по переброске части стока северных рек на юг. Из-за недостаточной экологической обоснованности данного гидромелиоративного проекта.

Это утверждение очень важно для понимания взаимоотношений человека и природы. Оно также имеет два взаимосвязанных аспекта: бионический и эволюционный.

В результате технического прогресса люди создали множество вещей, которых не существует в природе. Человеческая техника превзошла многие возможности живых организмов, в особенности по таким характеристикам, как прочность, мощность, концентрация энергии, скорость движения, и т.п. Но по изобретательности использования законов природы, оригинальности, совершенству и красоте конструктивных решений, по экономичности и эффективности, технические устройства намного уступают биологическим системам. Это было подтверждено бионикой - наукой о применении принципов действия живых систем и биологиче­ских процессов для решения инженерных задач.

Принцип «природа знает лучше» определяет прежде всего то, что может и что не должно иметь места в биосфере. Главный критерий этого отбора - включенность в глобальный биотический круговорот, увеличение его эффективности, заполненность всех экологических ни. Для любого вещества, выработанного организмами, должен существовать деструктор. Все продукты распада должны вновь вовлекаться в круговорот. С каждым биологическим видом, который нарушал этот закон природа рано или поздно расставалась, находя организмы, способные восстановить замкнутость экологических циклов.

Человеческая индустриальная цивилизация грубо нарушает замкнутость биотического круговорота в глобальном масштабе, что грозит серьезными последствиями для человечества.

«Ничто не дается даром». Б. Коммонер предполагает, что четвертый закон объединяет предшествующие три закона, «потому что глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которой ничего не может быть выиграно или потеряно и которая не может являться объектом всеобщего улучшения; все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено». В экономике природы, как и в экономике человека, не существует бесплатных ресурсов: пространство, энергия, солнечный свет, вода, кислород, какими бы «неисчерпаемыми» ни каза­лись их запасы на Земле, оплачиваются любой расходующей их системой. Оплачиваются полнотой и скоростью возврата, оборота ценностей, замкнутостью материальных круговоротов - биогенных элементов, энергоносителей, пищи, денег, здоровья.

Большие системы способны к эволюции в сторону усложне­ния и совершенствования организации. Но развитие происходит за счет не только окружающей среды, но и собственных качественных ресурсов: любое новое приобретение в эволюции системы обязательно сопровождается утратой какой-то части прежнего состояния и возникновением новых, сложных проблем.

Закон необратимости эволюции : большие системы эволюционируют только в одном на­правлении - от простого к сложному; регресс может относиться только к отдельным частям или отдельным периодам развития системы.

Правило ускорения эволюции: с ростом сложности организации систем темпы эволюции возрастают. Это правило в равной мере относится и к сменяемости видов в эволюции органического мира, и к человеческой истории, и к развитию техники.

Закон ограниченности ресурсов. В природе действует правило максимального «давления жизни»: организмы способны к размножению в геометрической прогрессии. "Биологический взрыв" не происходит из-за ограничений по веществу: масса питательных веществ для всех форм жизни на Земле ограничена. Ее не хватает для всех делящихся клеток, формируемых спор, семян, яиц, личи­нок, зародышей. В связи с этим общее количество живого вещества всех организмов планеты в пределах больших отрезков времени сравнительно мало изменяется. Эта закономерность была сформулирована В.И.Вернадским в виде закона константности количества живого вещества: количество живого вещества биосферы для данного геологического периода есть величина постоянная. Поэтому значительное увеличение чи­ленности и массы каких-либо организмов в глобальном масштабе может происходить только за счет уменьшения численности и массы других организмов.

Закон «на всех не хватит» - источник всех форм конкуренции, со­перничества и антагонизма в природе и в обществе. Внутри попу­ляций или между популяциями различных растений или животных предметом конкуренции чаще всего бывают пища, пространство, убежище или половой партнер. В человеческом обществе все это сохраняет свое значение, но усложняется социальными, экономическими, этическими и эстетическими «надстройками», часто начинающими играть самостоятельную роль.

Законы Б. Коммонера, не охватывают все стороны взаимодействия общества и природы. В них не отражено, например, влияние социально-экономических, правовых механизмов на характер природопользования. Социально-экологические законы В.Д.Комарова и Данило Ж.Марковича дополняют и уточняют изложенные законы.

Законы социальной экологии В.Д.Комаров понимает как стабильные периодичные связи между общественными и природными явлениями, которые имеют относительно статистический характер. К числу социально-экологических законов В.Д.Комаров относит: закон управлявшей роли общественного строя по отношению к характеру природопользования; закон последовательного производственного освоения форм движения материи; закон оптимального соответствия состояния природной среды характеру и темпам развития производства; закон естественноисторического расширения ойкумены; закон волнообразного прогресса ноосферы и некоторые другие.

На основе уже накопленного материала по осмыслению отношений человека, общества к окружающей среде Данило Ж.Марковичем сформулированы следующие десять основных законов социальной экологии.

· Человек как природно-общественное существо живет в природе, в которой все формы органического и неорганического мира составляют нерушимое единство, с которым человек связан неразрывными связями.

· Жизненная среда человека состоит из заданных условий и обстоятельств, возникших без приложения к ним человеческого труда, а также условий и обстоятельств, созданных человеческой деятельностью.

· Возможности развития технических систем, которые возникают как результат человеческой способности осмысления и творчества, неограниченны, природные же ресурсы ограничены, а некоторые и невосполнимы.

· Использование природы человеком ограничено необходимостью поддерживать экологическое равновесие в данном пространстве и времени, а экологические проблемы возникают из-за несогласованности биосферы, техносферы и социосферы.

· Быстрое и технологическое развитие сопровождается ростом возможностей нарушения экологического равновесия, а природа сама не может освобождаться от его отрицательного воздействия с помощью саморегуляции, для этого необходимы действия общества по сохранению и защите природной среды.

· Существует взаимосвязь между состояниями экосистемы человека, концепцией и целями общественного развития и качеством жизни человеческих сообществ и человека.

· Экологические проблемы имеют глобальный характер, все общества, представляющие собой составные части человечества Земли в целом, стоят перед лицом опасности, вызванной нарушением экологического равновесия, поэтому присвоение человеком природы как в локальном, так и в глобальном масштабе, должно соответствовать экологическим возможностям.

· Для преодоления некритичного присвоения природы, необходимо развивать экологическое сознание и понимание того, что пренебрежение экологическими закономерностями жизни природы ведет к разрушению биологической системы, от которой зависит жизнь человека на Земле.

· Между человеческой природной средой жизни и его трудовой средой существует связь, которая проявляется через возможность нарушения экологического равновесия и которую следует поддерживать выработкой концепции системы защиты как природной, так и трудовой среды.

· Существует связь между концепцией защиты жизненной среды человека в отдельных обществах и их общественно-экономическим системами, но не только ими, но и системами ценности и культурно-духовным развитием.

Перечисленные законы социальной экологии мы охарактеризовали как основные, а это означает, что возможно их дальнейшее осмысление и критический пересмотр на основе новых исследований.

Законы социальной экологии окончательно еще не установлены. Но уже сейчас очевидно, что социальная экология призвана выявить и сформулировать качественно новые типы законов, отражающих взаимосвязь природы, техносферы и общества как единого целого.

Выявление законов социальной экологии приобретает ныне особую значимость, так как ее положения имеют нормативный характер по отношению к разнообразным сферам человеческой деятельности. Только основываясь на них, можно осуществить подлинную экологическую перестройку технологической структуры современной цивилизации, материального и духовного производства.

Глава 7. Экологические проблемы современности.

Глобальные проблемы человечества. Во второй половине ХХ в. перед человечеством встали проблемы, которые носят глобальный характер. В отличие от местных проблем каждого государства анализом и разработкой предложений по решению этих проблем занимаются в настоящее время тысячи специалистов в разных странах и ряд научных организаций.

Каковы критерии глобальности? Во-первых, по масштабу своего действия они носят общепланетарный характер, затрагивая интересы всего человечества, всех регионов и государств. Во-вторых, затрагиваемые ГП интересы имеют жизненное значение не только для ныне живущих людей, но и для последующих поколений, которые могут и не появиться на свет, если ныне, живущие ней найдут разумных способов решения этих противоречий. В-третьих, решение глобальных проблем нельзя откладывать на будущее. В-четвертых, для своего решения они требуют объединения усилий всего человечества.

В рамках общепринятой классификации, разработанной в начале 1980-х годов, выделяют три основные группы глобальных проблем . К первой относятся проблемы, связанные с основными социальными вопросами (предотвращение мировой ядерной катастрофы, преодоление разрыва в уровнях социально-экономического развития между развитыми и развивающимися странами и т.п.).

Ко второй – проблемы, касающиеся отношений человека и окружающей среды (экологическая, энергосырьевая, продовольственная, освоение космического пространства и т.п.).

К третьей – проблемы, фиксирующие внимание на отношениях между человеком и обществом (использование достижений научно-технического прогресса, ликвидация опасных болезней, улучшение системы здравоохранения, ликвидации неграмотности и др.).

Все эти три группы проблем необходимо решать в комплексе. Взаимосвязь имеет место, например, между материальной, энергетической и продовольственной проблемами; ликвидация экологических противоречий требует соответствующего формирования социально-экономических и социально-культурных условий. Система глобальных проблем динамична и все время пополняется новыми проблемами, которые вырастают до общемировых.

Сравнение природной и упрощенной антропогенной экосистем (по Миллеру, 1993)

Главная цель создаваемых сельхозсистем - рациональное использование тех биологических ресурсов, которые непосредственно вовлекаются в сферу деятельности человека - источники пищевых продуктов, технологического сырья, лекарственных препаратов.

Агроэкосистемы создаются человеком для получения высокого урожая - чистой продукции автотрофов.

Обобщая все уже сказанное об агроэкосистемах подчеркнем следующие их основные отличия от природных (таблица 2).

1. В агроэкосистемах резко снижено разнообразие видов:

§ снижение видов культивируемых растений снижает и видимое разнообразие животного населения биоценоза;

§ видовое разнообразие разводимых человеком животных ничтожно мало по сравнению с природным;

§ культурные пастбища (с посевом трав) по видовому разнообразию похожи на сельскохозяйственные поля.

2. Виды растений и животных, культивируемых человеком, «эволюционируют» за счет искусственного отбора и неконкурентоспособны в борьбе с дикими видами без поддержки человека.

3. Агроэкосистемы получают дополнительную энергию, субсидируемую человеком, кроме солнечной.

4. Чистая продукция (урожай) удаляется из экосистемы и не поступает в цепи питания биоценоза, а частичное ее использование вредителями, потери при уборке, которые тоже могут попасть в естественные трофические цепи. Всячески пресекаются человеком.

5. Экосистемы полей, садов, пастбищ, огородов и других агроценозов - это упрощенные системы, поддерживаемые человеком на ранних стадиях сукцессии, и они столь же неустойчивы и неспособны к саморегуляции, как и природные пионерные сообщества, а потому не могут существовать без поддержки человека.

Таблица 2

Сравнительная характеристика природных экосистем и агроэкосистем.

Примерно 10 тыс. лет назад человек перестал быть обычным консументом , как и остальные животные, собирающим дары природы, и начал производить пищевые продукты сам, создав сельское хозяйство - растениеводство и животноводство. В дальнейшем человек освоил изготовление сначала простейших, а затем и все более сложных механизмов, что привело к развитию ремесел и возникновению промышленности в относительно простых ее формах. Наконец, лет 200 назад человек исторически подошел к промышленной революции . В результате на современном этапе отношения человека с окружающей средой являются комплексным взаимодействием, описываемым не естественной моделью взаимодействия организма с экосистемой, а искусственной моделью, созданной самим человеком . Для удовлетворения своих все возрастающих потребностей человек изменяет природные экосистемы и даже разрушает их, быть может, и не желая этого.

В обычных природных экосистемах процессы (круговорот биогенных элементов) происходят исключительно за счет энергии солнечного излучения (экосистемы океана, высокогорных лесов), либо обеспечиваются также другими естественными источниками энергии (экосистемы материковых шельфов, речные экосистемы, дождевые леса и т.п., в которых используется энергия приливов, течений, ветра; за счет чего подобные экосистемы обладают высоким естественным плодородием). Многие процессы в искусственных экосистемах, созданных человеком, также могут происходить за счет естественных источников энергии. Однако, используя топливно-энергетические ресурсы, человек добавляет энергию в искусственные экосистемы, или даже полностью обеспечивает их энергией. Поэтому искусственные экосистемы, созданные человеком, относят к особому классу - антропогенным экосистемам .

Природные экосистемы функционируют без какого-либо вмешательства со стороны человека, направленного на поддержание их жизнеспособности и развития, более того, в них создается и заметная доля пищевых продуктов и других материалов, необходимых уже для жизни самого человека. Но главное, именно в природных экосистемах происходит очистка громадных объемов воздуха, возвращается в оборот пресная вода, формируется климат и др.

Совсем иначе работают антропогенные экосистемы (агроэкосистемы, аквакультуры), производящие, в частности, продукты питания. В них этот процесс осуществляется не только за счет энергии солнечного излучения, но и за счет дотации ее человеком путем использования горючего. Такие экосистемы походят на природные, поскольку саморазвитие культурных растений в период вегетации - это процесс природный, происходящий за счет солнечной энергии. Но обработка почвы, сев, уборка урожая и др. производятся уже за счет энергозатрат, дополнительно вносимых человеком. Более того, человек практически полностью меняет природную экосистему, что выражается, прежде всего, в ее упрощении , т.е. снижении видового разнообразия, вплоть до сильно упрощенной монокультурной системы.

Современное сельское хозяйство позволяет постоянно удерживать экосистемы на ранних стадиях сукцессии, добиваясь максимальной продуктивности одного или нескольких видов растений. Устойчивое появление сорняков, т.е. новых видов, например травянистых растений, есть результат естественного сукцессионного процесса. Сорняки - это не что иное, как пионерные виды растений, вредители - насекомые и другие животные, стремящиеся занять свою экологическую нишу в экосистеме, а возбудители болезней - микроорганизмы.

Таблица

Сравнение природной и упрощенной антропогенной экосистем

Антропогенные экосистемы, как правило, оказываются весьма далёкими от естественного равновесия. При этом возможны несколько типичных ситуаций.

Прежде всего, это эксплуатируемые человеком природные экосистемы, находящиеся под большой антропогенной нагрузкой. Если антропогенная нагрузка снимается, то, предоставленные самим себе, они возвращаются в равновесное состояние. В таком положении находятся леса, систематически подвергающиеся массовой рубке, многие пастбищные угодья. После уничтожения значительной части природной растительности человек покидает эти территории с тем, чтобы вернуться, когда в результате сукцессии растительность восстановится.

Однако при чрезмерной нагрузке экосистема теряет устойчивость, и в таких случаях бездумная эксплуатация природных ресурсов зачастую ведёт к экологическим катастрофам. Страшный пример такого рода - судьба Аральского моря. Это огромное озеро питалось всегда водами двух больших рек, - Амударьи и Сырдарьи, - и вместе с ними образовывало устойчивую систему. Во второй половине XX века воды этих рек стали разбирать на орошение хлопковых плантаций, Аральское море стало быстро высыхать, и к настоящему времени его экосистема практически погибла. Это в свою очередь привело к социальной и гуманитарной катастрофе в окрестностях Арала. Другой пример подобного рода - строительство гидроэлектростанций без учёта последствий для водных экосистем. В результате нерестилища ценных пород рыб оказываются уничтоженными, а окружающие земли - подтопленными. В этих и других подобных случаях на месте зрелых природных равновесных экосистем обычно возникают бедные малопродуктивные незрелые сообщества, далекие от естественного равновесия. Наконец, заброшенные карьеры и места открытых разработок полезных ископаемых оказываются зачастую пустынными территориями, на которых происходит первичная сукцессия.

Другой тип антропогенных биогеоценозов - искусственно созданные и удерживаемые в неравновесном положении системы. Это - пахотные земли и другие сельскохозяйственные угодья, которые иногда называют агроценозами. Как правило, они засеваются одной культурой. Для получения максимального урожая человек стремится сохранить только два трофических уровня - собственно культурное растение-продуцент и детритофагов и редуцентов в почве, необходимых для поддержания плодородия. Видовое разнообразие становится минимальным, а экологическая ниша культивируемых растений - максимальной. Понятно, что эта ситуация крайне неустойчива. Культивируемые растения не способны захватить полностью экологическую ёмкость системы, и фитофаги стараются заполнить пустующие ниши, а дикорастущие растения - конкурировать с выращиваемыми культурами. Человек называет первых «сельскохозяйственными вредителями», а вторых - «сорняками» и вступает с ними в тяжёлую борьбу, длящуюся с переменным успехом уже несколько тысячелетий.

Третий тип антропогенных экосистем - большие города, мегаполисы и целые урбанизированные территории. Экологически эти системы абсолютно неустойчивы, и равновесие здесь может существовать только за счёт огромных затрат труда, энергии и материалов. Невозможно предсказать, как пойдёт сукцессия подобных систем, если прекратится их искусственная поддержка. По счастью, полномасштабные опыты такого рода пока не проводились, а ограниченные «эксперименты», проведённые во время мировых войн, были ужасны, но не репрезентативны. На практике представители дикой природы очень редко способны существовать в урбанизированных районах, так как обычно сразу по многим факторам они оказываются вне своего диапазона толерантности. Загрязнение воздуха, отсутствие доступа к чистой воде, дефицит пищи и шум - это только наиболее очевидные из этих факторов. Так происходит и тогда, когда человек был бы только рад сосуществованию с данным видом. Достаточно посмотреть на угнетённые деревья в городских скверах и на оживлённых улицах. Вместе с тем, города заселяются нежелательными для человека соседями, очень комфортно там себя чувствующими: крысами, мышами, тараканами и даже «птицами мира» - голубями, которые становятся настоящим бедствием. Ситуацию обычно пытаются исправить с помощью зачастую весьма дорогостоящих, но экологически совершенно безграмотных мер. Желая избавиться от грызунов, рассыпают отраву, вместо того, чтобы тщательно убирать мусор, особенно пищевой. Возле вновь посаженых деревьев оставляются слишком маленькие площадки открытой, не покрытой асфальтом почвы, и деревья гибнут, не получая влаги. Тратятся большие средства на посев газонов и цветов, но экономятся деньги на их полив. Список можно расширять до бесконечности. Проблема состоит в том, что человек, будучи биологическим видом, в больших городских агломерациях тоже, по-видимому, оказывается вне своего диапазона толерантности. Свидетельствует об этом тот факт, что большие города быстро бы вымерли, если бы их население не подпитывалось за счёт неурбанизированных регионов.

Экосистемы - это единые природные комплексы, которые образованы совокупностью живых организмов и среды их обитания. Изучением этих формирований занимается наука экология.

Термин «экосистема» появился в 1935 г. Использовать его предложил английский эколог А. Тенсли. Природный или природно-антропогенный комплекс, в котором как живые, так и косвенные составляющие находятся в тесной взаимосвязи посредством обмена веществ и распределения потока энергии - все это входит в понятие «экосистема». Виды экосистем при этом бывают различными. Эти основные функциональные единицы биосферы подразделяет на отдельные группы и изучает экологическая наука.

Классификация по происхождению

На нашей планете существуют различные экосистемы. Виды экосистем классифицируются определенным образом. Однако связать воедино все многообразие этих единиц биосферы невозможно. Именно поэтому существует несколько классификаций экологических систем. Например, разграничивают их по происхождению. Это:

1. Естественные (природные) экосистемы . К ним относятся те комплексы, в которых круговорот веществ осуществляется без какого-либо вмешательства человека.
2. Искусственные (антропогенные) экосистемы. Они созданы человеком и способны существовать только при его непосредственной поддержке.

Естественные экосистемы

Природные комплексы, существующие без участия человека, имеют свою внутреннюю классификацию. Существуют следующие виды естественных экосистем по энергетическому признаку:

Находящиеся в полной зависимости от солнечного излучения;

Получающие энергию не только от небесного светила, но и от других естественных источников.

Первый из этих двух видов экосистем является малопродуктивным. Тем не менее такие природные комплексы крайне важны для нашей планеты, поскольку существуют на огромных площадях и влияют на формирование климата, очищают большие объемы атмосферы и т.д.

Природные комплексы, получающие энергию от нескольких источников, являются наиболее продуктивными.

Искусственные единицы биосферы

Различны и антропогенные экосистемы. Виды экосистем, входящих в эту группу, включают в себя:

Агроэкосистемы, появляющиеся как результат ведения человеком сельского хозяйства;

Техноэкосистемы, возникающие в результате развития промышленности;

Урбаноэкосистемы, являющиеся результатом создания поселений.

Все это виды антропогенных экосистем, созданных при непосредственном участии человека.

Разнообразие естественных компонентов биосферы

Типы и виды экосистем природного происхождения бывают различными. Причем экологи выделяют их исходя из климатических и природных условий их существования. Так, различают три группы и целый ряд разнообразных единиц биосферы.

Основные виды экосистем природного происхождения:

Наземная;

Пресноводная;

Морская.

Наземные природные комплексы

Многообразие видов экосистем наземного типа включает в себя:

Арктическую и альпийскую тундру;

Хвойные бореальные леса;

Листопадные массивы умеренной зоны;

Саванны и тропические злаковники;

Чапарали, являющиеся районами с засушливым летом и дождливой зимой;

Пустыни (как кустарниковые, так и травянистые);

Полувечнозеленые тропические леса, расположенные в районах с ярко выраженными сухими и влажными сезонами;

Тропические вечнозеленые дождевые леса.

Кроме основных видов экосистем существуют и переходные. Это лесотундры, полупустыни и т. д.

Причины существования различных видов естественных комплексов

По какому принципу размещаются на нашей планете различные природные экосистемы? Виды экосистем естественного происхождения находятся в той или иной зоне в зависимости от количества осадков и температуры воздуха. Известно, что климат в различных уголках земного шара имеет существенные различия. При этом неодинакова и годовая сумма выпадающих осадков. Она может находиться в пределах от 0 до 250 и более миллиметров. При этом осадки выпадают либо равномерно в течение всех сезонов, либо приходятся в основной доле на определенный влажный период. Разнится на нашей планете и среднегодовая температура. Она может иметь значения от отрицательных величин или достигать тридцати восьми градусов тепла. Различно и постоянство нагрева воздушных масс. Оно может как не иметь существенных отличий в течение года, как, например, у экватора, так и постоянно меняться.

Характеристика естественных комплексов

Разнообразие видов природных экосистем наземной группы приводит к тому, что каждая из них обладает своими отличительными особенностями. Так, в тундрах, которые находятся к северу от тайги, наблюдается очень холодный климат. Для этой местности характерны отрицательная среднегодовая температура и смена полярного дня и ночи. Лето в этих краях длится всего несколько недель. При этом земля успевает оттаять на небольшую метровую глубину. Осадки в тундре выпадают менее чем на 200-300 миллиметров в течение года. Из-за таких климатических условий эти земли бедны растительностью, представленной медленно растущими лишайниками, мхом, а также карликовыми или стелющимися кустарниками брусники и черники. Временами можно встретить

Не отличается богатством и животный мир. Он представлен северными оленями, мелкими роющими млекопитающими, а также такими хищниками, как горностай, песец и ласка. Мир птиц представлен полярной совой, пуночкой и ржанкой. Насекомые в тундре в большинстве своем - виды двукрылых. Тундровая экосистема весьма ранима из-за плохой способности к восстановлению.

Большим разнообразием отличается тайга, расположенная в северных районах Америки и Евразии. Для этой экосистемы характерна холодная и долгая зима и многочисленные осадки в виде снега. Растительный мир представлен вечнозелеными хвойными массивами, в которых растет пихта и ель, сосна и лиственница. Представители животного мира - лоси и барсуки, медведи и белки, соболя и росомахи, волки и рыси, лисы и норки. Для тайги характерно наличие множества озер и болот.

Широколиственными лесами представлены следующие экосистемы. Виды экосистем этого типа находятся на востоке США, в Восточной Азии и в Западной Европе. Это зона сезонного климата, где температура зимой опускается ниже нулевой отметки, а в течение года выпадает от 750 до 1500 мм осадков. Растительный мир такой экосистемы представлен такими широколиственными деревьями, как бук и дуб, ясень и липа. Есть здесь кустарники и мощный травяной слой. Животный мир представлен медведями и лосями, лисицами и рысями, белками и землеройками. Обитают в такой экосистеме совы и дятлы, дрозды и соколы.

Степные умеренные зоны находятся в Евразии и Северной Америке. Их аналогами являются туссоки в Новой Зеландии, а также пампасы в Южной Америке. Климат в этих районах отличается сезонностью. В летний период воздух нагревается от умеренно теплых значений до весьма высоких. Зимние температуры отрицательны. В течение года здесь наблюдается от 250 до 750 миллиметров осадков. Растительный мир степей представлен в основном дерновинными злаками. Среди животных встречаются бизоны и антилопы, сайгаки и суслики, кролики и сурки, волки и гиены.

Чапарали располагаются в Средиземноморье, а также в Калифорнии, Грузии, Мексике и на южных берегах Австралии. Это зоны мягкого умеренного климата, где выпадает от 500 до 700 миллиметров осадков в течение года. Из растительности здесь имеются кустарники и деревья с вечнозелеными жесткими листиками, такие как дикая фисташка, лавр и др.

Такие экологические системы, как саванны, располагаются в Восточной и Центральной Африке, Южной Америке и в Австралии. Значительная их часть находится в Южной Индии. Это зоны жаркого и сухого климата, где в течение года выпадает от 250 до 750 мм осадков. Растительность в основном - злаковая травянистая, только кое-где встречаются редкие листопадные деревья (пальмы, баобабы и акации). Животный мир представлен зебрами и антилопами, носорогами и жирафами, леопардами и львами, грифами и т. д. Много в этих краях кровососущих насекомых, таких как муха цеце.

Пустыни встречаются в некоторых районах Африки, на севере Мексики и т. д. Климат здесь сухой, с выпадением осадков менее 250 мм в год. Дни в пустынях жаркие, а ночи холодные. Растительность представлена кактусами и редкостойными кустарниками с обширными корневыми системами. Среди представителей животного мира распространены суслики и тушканчики, антилопы и волки. Это хрупкая экосистема, легко разрушающаяся под воздействием водной и ветровой эрозии.

Полувечнозеленые тропические листопадные леса встречаются в Центральной Америке и Азии. В этих зонах наблюдается сменность сухого и влажного сезонов. Среднегодовое количество осадков - от 800 до 1300 мм. Тропические леса населяет богатый животный мир.

Дождевые тропические вечнозеленые леса находятся во многих уголках нашей планеты. Есть они в Центральной Америке, на севере Южной Америки, в центральной и западной части экваториальной Африки, в прибрежных районах северо-западной Австралии, а также на островах Тихого и Индийского океанов. Теплые климатические условия в этих краях не отличаются сезонностью. Обильные осадки превышают предел в 2500 мм в течение года. Эта система отличается огромным разнообразием растительного и животного мира.

Существующие природные комплексы, как правило, не имеют каких-либо четких границ. Между ними обязательно находится переходная зона. В ней не только происходит взаимодействие популяций разных видов экосистем, но и встречаются особые виды живых организмов. Таким образом, переходная зона включает в себя большее разнообразие представителей фауны и флоры, чем близлежащие к ней территории.

Водные природные комплексы

Данные единицы биосферы могут существовать в пресных водоемах и морях. К первым из них относятся такие экосистемы, как:

Лентические - это водохранилища, то есть стоячие воды;

Лотические, представленные ручьями, реками, родниками;

Области апвеллинга, где осуществляется продуктивное рыболовство;

Проливы, бухты, лиманы, являющиеся эстуариями;

Глубоководные зоны рифов.

Пример природного комплекса

Экологи различают большое разнообразие видов природных экосистем. Тем не менее существование каждой из них происходит по одной и той же схеме. Для того чтобы наиболее глубоко понять взаимодействие всех живых и неживых существ в единице биосферы, рассмотрим вид Все проживающие здесь микроорганизмы и животные оказывают непосредственное влияние на химический состав воздуха и почвы.

Луг - это равновесная система, включающая в себя различные элементы. Одни из них - макропродуценты, которыми является травянистая растительность, создают органическую продукцию этого наземного сообщества. Далее жизнь природного комплекса осуществляется за счет биологической пищевой цепочки. Растительные животные или первичные консументы питаются луговыми травами и их частями. Это такие представители фауны, как крупные травоядные и насекомые, грызуны и многие виды беспозвоночных (суслик и заяц, куропатка и т. д.).

Первичные консументы идут в пищу вторичным, к которым относят плотоядных птиц и млекопитающих (волк, сова, ястреб, лисица и т. д.). Далее к работе подключаются редуценты. Без них невозможно полное описание экосистемы. Виды многих грибов и бактерий и являются этими элементами в природном комплексе. Редуценты разлагают органические продукты до минерального состояния. Если температурные условия благоприятны, то растительные остатки и мертвые животные быстро распадаются на простые соединения. Некоторые из этих компонентов содержат в своем составе элементы питания, которые выщелачиваются и используются повторно. Более устойчивая часть органических остатков (гумус, целлюлоза и т. д.) разлагается медленнее, питая растительный мир.

Антропогенные экосистемы

Рассмотренные выше природные комплексы способны существовать без какого-либо вмешательства человека. Совсем по-другому обстоит дело в антропогенных экосистемах. Их связи работают только при непосредственном участии человека. К примеру, агроэкосистема. Основным условием ее существования является не только использование солнечной энергии, но и поступление "дотаций" в виде своеобразного горючего.

Частично эта система похожа на природную. Сходство с естественным комплексом наблюдается во время роста и развития растений, происходящего за счет энергии Солнца. Однако ведение сельского хозяйства невозможно без подготовки почвенного слоя и уборки урожая. А эти процессы требуют энергетических субсидий человеческого общества.

К какому виду экосистем относится город? Это антропогенный комплекс, в котором большое значение имеет энергия топлива. Ее расход по сравнению с потоком солнечных лучей выше в два-три раза. Город можно сравнить с глубоководными или пещерными экосистемами. Ведь существование именно этих биогеоценозов во многом зависит от поступления веществ и энергии извне.

Городские экосистемы возникли в результате исторического процесса, именуемого урбанизацией. Под его влиянием население стран покидало сельские местности, создавая большие поселения. Постепенно города все больше и больше усиливали свою роль в развитии общества. При этом для улучшения жизни человек сам создал сложную урбанистическую систему. Это привело к некоторому отрыву городов от природы и нарушению существующих естественных комплексов. Систему населенного пункта можно назвать урбанистической. Однако по мере развития промышленности все несколько изменилось. К какому виду экосистем относится город, на территории которого работает завод или фабрика? Скорее, ее можно назвать промышленно-урбанистической. Этот комплекс состоит из жилых зон и территорий, на которых располагаются объекты, производящие разнообразную продукцию. Экосистема города отличается от природной более обильным и, кроме того, ядовитым потоком различных отходов.

Для того чтобы улучшить среду своего обитания, человек создает вокруг своих населенных пунктов так называемые зеленые пояса. Они состоят из травяных газонов и кустарников, деревьев и прудов. Эти небольшие по размеру природные экосистемы создают органическую продукцию, которая не играет особой роли в городской жизни. Для существования людям нужны пища, горючее, вода и электричество извне.

Процесс урбанизации значительно изменил жизнь нашей планеты. Воздействие искусственно созданной антропогенной системы в большой степени изменило природу на обширных территориях Земли. При этом город влияет не только на те зоны, где находятся сами архитектурно-строительные объекты. Он воздействует на огромные территории и за своими пределами. К примеру, при увеличении спроса на продукцию деревообрабатывающей промышленности человек вырубает лесные массивы.

В процессе функционирования города в атмосферу попадает множество разнообразных веществ. Они загрязняют воздух и изменяют климатические условия. В городах выше облачность и меньше солнечного света, больше тумана и мороси, а также немного теплее, чем в близлежащей сельской местности.