Интерпретация экологических законов, правил и принципов

Агроландшафтоведение, как и любая другая наука, содержит в себе определенные законы, правила и принципы. В данном вопросе рассмотрены основные из них:

1. Закон сохранения вещества (массы).

На основе этого закона мы должны сделать вывод: любые физические, химические или иные изменения не приводят к исчезновению вещества или получению его из ничего. С точки зрения природопользования необходимо усвоить, что любой процесс будет создавать отходы, которые также являются частью преобразованного природного вещества.

2. Закон сохранения энергии.

Этот закон устанавливает, что любые превращения энергии не позволяют получить её больше, чем было затрачено изначально, то есть любой материальный объект на Земле при любых физических, химических или иных изменениях может лишь превратить энергию из одного вида в другой, но не добиваться её возникновения или исчезновения.

3. Закон (начало, принцип) термодинамики.

Который определяет, что при любом энергетическом процессе, текущем самопроизвольно, происходит переход энергии из концентрированной формы в рассеянную, то есть всегда есть потери энергии, а стопроцентный переход из одного вида энергии в другой невозможен.

4. Закон биогенной миграции атомов (или закон Вернадского).

Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется под превосходящим влиянием живого вещества, организмов. В настоящее время люди влияют на состояние биосферы, изменяя ее физический и химический состав. В будущем это послужит причиной отрицательных изменений, которые приобретают способность саморазвиваться и становятся глобальными, неуправляемыми (опустынивание, деградация грунта, вымирание тысяч видов организмов). С помощью этого закона можно сознательно предотвращать развитие таких отрицательных явлений, руководить биогеохимическими процессами, используя «мягкие» экологические методы.

5. Закон внутреннего динамического равновесия.

Энергия, вещество, информация и динамическое качество отдельных природных систем, включая экосистемы и биосферу в целом и их иерархии, взаимосвязаны и любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально структурные количественные и качественные перемены всех других показателей, сохраняя общую сумму качеств систем.

Следствия действия этого закона обнаруживаются в том, что после любых изменений элементов естественной среды (вещественного состава, энергии, информации, скорости естественных процессов и т.п.) обязательно развиваются цепные реакции, которые стараются нейтрализовать эти изменения. Следует отметить, что незначительное изменение одного показателя может послужить причиной сильных отклонений в других и во всей экосистеме.

6. Закон генетического разнообразия.

Все живое генетически разное и имеет тенденцию к увеличению биологической разнородности. Закон имеет важное значение в природопользовании, в особенности в сфере биотехнологии (генная инженерия, биопрепараты), где не всегда можно предусмотреть результат нововведений во время выращивания новых культур через возникающие мутации или распространение действия новых биопрепаратов не на те виды организмов, на которые они рассчитывались.

7. Закон исторической необратимости.

Развитие биосферы и человечества как целого не может происходить от более поздних фаз к начальным – общий процесс развития однонаправленный.

8. Закон константности (сформулированный В. Вернадским).

Количество живого вещества биосферы (за определенное геологическое время) есть величина постоянная. Этот закон тесно связан с законом внутреннего динамического равновесия. По закону константности любое изменение количества живого вещества в одном из регионов биосферы неминуемо приводит к такому же по объему изменению вещества в другом регионе, только с обратным знаком. Следствием этого закона есть правило обязательного заполнения экологических ниш.

9. Закон корреляции (сформулированный Ж. Кювье).

В организме как целостной системе все его части отвечают одна другой как за строением, так и за функциями. Изменение одной части неминуемо вызовет изменения в других.

10. Закон максимизации энергии (сформулированный Г. и Ю. Одумами и дополненный М. Рэймерсом).

В конкуренции с другими системами сохраняется та из них, которая оказывает наибольшее содействие поступлению энергии и информации и использует максимальное их количество наиболее эффективно. Для этого такая система большей частью образовывает накопители (хранилища) высококачественной энергии, часть которой тратит на обеспечение поступления новой энергии, обеспечивает нормальный кругооборот веществ и создает механизмы регулирования, поддержки, стойкости системы, ее способности приспосабливаться к изменениям, налаживает обмен с другими системами. Максимизация – это повышение шансов на выживание.

11. Закон максимума биогенной энергии (закон В.И. Вернадского-Э.С. Бауэра)

Любая биологическая и «бионесовершенная» система с биотой, которая находится в состоянии «стойкого неравновесия» (динамично подвижного равновесия с окружающей средой), увеличивает, развиваясь, свое влияние на среду.

В процессе эволюции видов выживают те, которые увеличивают биогенную геохимическую энергию. Живые системы никогда не находятся в состоянии равновесия и выполняют за счет своей свободной энергии полезную работу против равновесия, которого требуют законы физики и химии.

Вместе с другими фундаментальными положениями закон максимума биогенной энергии служит основой разработки стратегии природопользования.

12. Закон минимума (сформулированный Ю. Либихом).

Стойкость организма определяется самым слабым звеном в цепи ее экологических потребностей. Если количество и качество экологических факторов для организма близкое к необходимому минимуму, то он выживает, если меньше этого минимума – организм гибнет, экосистема разрушается.

Поэтому во время прогнозирования экологических условий или выполнения экспертиз очень важно определить слабое звено в жизни организмов.

13. Закон ограниченности естественных ресурсов.

Все естественные ресурсы в условиях Земли – исчерпаемые. Планета представляется естественно ограниченным телом, и на ней не могут существовать бесконечные составные части.

14. Закон однонаправленности потока энергии.

Энергия, которую получает экосистема и которая усваивается продуцентами, рассеивается или вместе с их биомассой необратимо передается консументам первого, второго, третьего и других порядков, а потом редуцентам, что сопровождается потерей определенного количества энергии на каждом трофическом уровне в результате процессов, которые сопровождают дыхание. Поскольку в обратный поток (от редуцентов к продуцентам) попадает очень мало начальной энергии (не большее 0.25%), термин «кругооборот энергии» считается довольно условным.

15. Закон оптимальности.

Никакая система не может сужаться или расширяться до бесконечности. Никакой целостный организм не может превысить определенные критические размеры, которые обеспечивают поддержку его энергетики. Эти размеры зависят от условий питания и факторов существования.

В природопользовании закон оптимальности помогает найти оптимальные с точки зрения производительности размеры для участков полей, выращиваемых животных, растений. Игнорирование закона – создание огромных площадей монокультур, выравнивание ландшафта массовыми застройками и т.п. – привело к неприродной однообразности на больших территориях и вызвало нарушение в функционировании экосистем, экологические кризы.

16. Закон пирамиды энергий (сформулированный Р. Линдеманом).

С одного трофического уровня экологической пирамиды на другой переходит в среднем не более 10% энергии.

По этому закону можно выполнять расчеты земельных площадей, лесных угодий с целью обеспечения населения продовольствием и другими ресурсами.

17. Закон равнозначности условий жизни.

Все естественные условия среды, необходимые для жизни, играют равнозначные роли.

18. Закон развития окружающей среды.

Любая естественная система развивается лишь за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей среды. Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно – это вывод из законов термодинамики.

Очень важными являются следствия закона.

1. Абсолютно безотходное производство невозможно.

2. Любая более высокоорганизованная биотическая система в своем развитии является потенциальной угрозой для менее организованных систем. Поэтому в биосфере Земли невозможно повторное зарождение жизни – оно будет уничтожено уже существующими организмами.

3. Биосфера Земли, как система, развивается за счет внутренних и космических ресурсов.

20. Закон уменьшения энергоотдачи в природопользовании.

В процессе получения из естественных систем полезной продукции с течением времени (в историческом аспекте) на ее изготовление в среднем расходуется все больше энергии (возрастают энергетические затраты на одного человека). Так, ныне затраты энергии на одного человека за сутки почти в 60 раз больше, чем во времена наших далеких предков.

21. Закон совокупного действия естественных факторов (закон Митчерлиха–Тинемана–Бауле).

Объем урожая зависит не от отдельного, пусть даже лимитирующего фактора, а от всей совокупности экологических факторов одновременно. Частицу каждого фактора в совокупном действии на данный момент можно подсчитать.

22. Закон толерантности (закон Шелфорда).

Лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень выносливости (толерантности) организма к данному фактору. Соответственно закону любой излишек вещества или энергии в экосистеме становится его врагом, загрязнителем.

23. Закон грунтоистощения (уменьшение плодородия).

Постепенное снижение естественного плодородия почв происходит из-за продолжительного их использования и нарушения естественных процессов почвообразования, а также вследствие продолжительного выращивания монокультур (в результате накопления токсичных веществ, которые выделяются растениями, остатков пестицидов и минеральных удобрений).

Дата добавления: 2014-05-04; просмотров: 591; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!