Принципы функционирования экосистем

• получение ресурсов (вещества и энергии) и избавление от отходов происходят в рамках круговорота всех элементов;

• экосистема существует за счет практически вечной, не загрязняющей среду солнечной энергии, количество которой постоянно и избыточно;

• Чем больше биомасса популяции, тем ниже должен быть занимаемый ею трофический уровень. На концах пищевых цепей не может быть большой биомассы организмов;

• Чем разнообразнее экосистема и чем равномернее изменяются условия среды, тем дольше она остается неизменной, тем стабильнее и устойчивее взаимосвязь ее подсистем

• Принцип саморегуляции – экосистема обладает свойством автоматически устанавливать и поддерживать на относительно постоянном уровне показатели численности, рождаемости, смертности образующих ее популяций (при условии невмешательства в природные процессы хозяйственной деятельности человека).

Существование любого организма в экосистеме зависит от совокупности определенных условий. В совокупности этих условий существования всегда можно выделить фактор, который сильнее других влияет на состояние организма. Избыток или недостаток какого-нибудь одного важного ресурса ограничивает жизнедеятельность даже тогда, когда все остальные условия оптимальны. Такие факторы называют ограничивающими или лимитирующими факторами, а их действие обозначают как закон лимитирующих факторов

Закон лимитирующих факторов:

Факторы среды, имеющие в конкретных условиях наихудшие значения, ограничивают возможность существования живых организмов в данных условиях вопреки и несмотря на оптимальное сочетание других факторов

Это правило называют еще законом толерантности В.Шелфорда (1913 г.)

Лимитирующими могут быть физические условия существования. Наиболее важные из них на суше – свет, температура, осадки, состав атмосферного воздуха, а в водных экосистемах – свет, температура, соленость воды. Немаловажным фактором является наличие пищи.
Хотя на уровне экосистем число экологических факторов и их действующих сочетаний потенциально не ограничено, все же удается выделить конечное число факторов, от которых зависит преобладающее состояние экосистем.

Если говорить о биомах, то здесь лимитирующим фактором для определения типов растительности является сочетание двух факторов, температуры и годовой суммы осадков. Эти два фактора определяют размещение в биосфере основных природных зон. Т.е., лимитирующие факторы являются причиной различия экосистем.

Важным лимитирующим фактором в современных условиях является загрязнение природной среды. Оно происходит в результате внесения в среду веществ, которых в ней либо не было (металлы, продукты химического синтеза, искусственные радиоактивные вещества) и которые не разлагаются вовсе (ксенобиотики), либо которые существуют в биосфере (например, СО2), но вносятся человеком в чрезмерно больших количествах, не дающих возможности переработать их естественным образом.
Цена этих загрязнений – ограничение жизнедеятельности живых организмов.

Главный лимитирующий фактор (по Одуму Ю. Основы экологии) – размеры и качество нашей планеты. Чтобы сохранить основы жизнедеятельности большинства организмов, следует стремиться к тому, чтобы сохранить более 1/3 всей суши в качестве охраняемого открытого пространства в виде парков, заповедников и т.д.
Территория, необходимая 1 человеку, по разным оценкам колеблется от 1 до 5 га. Сейчас плотность населения приближается к 1 человеку на 2 га суши, а пригодны для сельского хозяйства только 24% суши. Отсюда появилась концепция «золотого миллиарда», в соответствии с которой оптимальным количеством населения является 1млрд человек, и стало быть более 5 млрд уже «лишние люди».
Здесь мы сталкиваемся уже с предельными, а не локальными ограничениями.

Экологические ограничения никогда не бывают абсолютными.
Существует закон совокупного действия факторов:
взаимосвязь экологических факторов и их взаимное усиление или ослабление определяют их воздействие на организм и успешность его жизни

Именно за счет взаимодействия факторов пределы жизни могут быть несколько «отодвинуты».
Например, снижение температуры повышает выносливость рыб по отношению к недостатку пищи и кислорода;
или недостаточная освещенность растений может быть частично компенсирована повышенной концентрацией углекислого газа.
Эта зависимость определяется законом компенсации (взаимозаменяемости) факторов:
отсутствие или недостаток какого либо фактора могут быть компенсированы другим близким фактором.

Существует частный закон действия лимитирующих факторов (закон минимума Ю.Либиха):
выносливость организма определяется слабым звеном в цепи его экологических потребностей – жизненные возможности лимитируются факторами, количество и качество которых близко к необходимому организму минимуму.

Например, для растения в окружающей среде в изобилии присутствуют СО2 и Н2О, а вот цинка в почве мало. Цинк и будет элементом, ограничивающим рост растения.

Одним из главных достижений экологии стало открытие, что развиваются не только организмы и виды, но и экосистемы.
В природе существуют как устойчивые экосистемы, когда сформировано уравновешенное сообщество, способное поддержать баланс веществ в этой экосистеме (степь, хвойный лес..), так и неустойчивые экосистемы, в которых биоценоз постепенно изменяется (мелкие водоемы, сырые луга и т.д.).

Происходит саморазвитие таких экосистем от неустойчивого состояния к устойчивому, когда нестабильные сообщества переходят в устойчивое состояние.
Например, как изменяется экосистема мелкого озера?
- Сначала оно зарастает, мелеет, превращается в болото, затем становится мокрым лугом, обрастает кустарником и затем лесом.
Состояние относительного равновесия наступает через десятки и даже сотни лет. При приближении к устойчивому состоянию скорость саморазвития биоценозов как правило замедляется.
В данном случае мелкое озеро зарастает быстрее, чем впоследствии березовый лес сменяется хвойным.

Последовательная смена одних сообществ (биоценозов) экосистемы другими называется СУКЦЕССИЕЙ.
Различают первичную сукцессию (естественную смену биоценозов) и вторичную.
Вторичная сукцессия развивается в случаях каких-либо нарушений в уже сформировавшейся экосистеме: на месте вырубки леса, пожара, распашки и т.д.
Например, как происходит появление елового леса в наших северных зонах на брошенных землях?
Ель не возобновляется сразу, т.к. не выдерживает конкуренции светолюбивых и быстрорастущих трав. Раньше елового леса возникает березовый, потому что береза образует много семян и быстро растет

Если к 6-10 годам ель имеет всего 50-60 см роста, то однолетка береза – 8 – 10 м. Береза быстро смыкает кроны, что создает условия для затенения, изменения температуры и влажности. Эти условия оказываются благоприятными для злаков лугового типа, земляники, василька и т.д. Далее начинается выпадение из сообщества светолюбивых видов, а затенение создает условия для проростков ели. К 40-50 годам ель догоняет березу в росте и включается в первый ярус леса. Так на месте березового леса возникает сначала смешанный лес, который тоже существует недолго. Береза не выносит затенения и ель начинает занимать главенствующее место. Из растительности в темнохвойном еловом лесу поселяется кислица, черника, брусника. Из животных исчезают ежи и полевки, а поселяются белки и куницы.
Такая смена сообществ происходит в течение 60-80 лет.

Чем определяется устойчивость экосистем?

• Во первых, сочетанием растений с сильными средообразующими свойствами, которые ограничивают возможность вселения в сообщества новых видов.

• Во-вторых, в устойчивых экосистемах образуется сбалансированный многообразный набор видов животных. Взаимодействия популяций в таких сообществах многообразны, они хорошо приспособлены к совместной жизни.

• Возможности вселения новых видов в такую экосистему практически отсутствуют. Все это обеспечивает стабильному сообществу долгое существование.

В процессе сукцессионных преобразований происходит возрастание видового разнообразия, биомассы, усложнение пространственной и трофической структуры, нарастание устойчивости, увеличение замкнутости биогеохимического круговорота веществ.

Экосистема достигает состояния ГОМЕОСТАЗА,
способности к устойчивости

Сложные экосистемы более устойчивы по отношению не только к биотическим факторам, но и к факторам абиотического характера (например, климатическим изменениям).
В этом смысле:
южные экосистемы более устойчивы, чем северные экосистемы.

В результате сукцессионных изменений вернуться в старое состояние экосистема не может, так как старые связи утеряны, возникли новые связи, сложилась другая «притертость» видов.

Это позволяет сформулировать закон эволюционно-экологической необратимости: экосистема, потерявшая часть своих элементов или сменившаяся другой в результате дисбаланса экологических компонентов, не может вернуться к первоначальному своему состоянию в ходе сукцессии, если в ходе изменений один или группа видов исчезла навсегда или на системно долгий срок. Этот закон подчеркивает направленность эволюции на всех уровнях биоситем

Популяционные законы.

Популяция – это достаточно многочисленная совокупность особей одного вида, которая населяет определенный участок географического пространства в течение большого числа поколений.

Существует принцип минимального размера популяции. Выход за пределы минимума чреват для популяции гибелью: она уже не сможет самовозобновиться. Возможно будет только искусственное восстановление.
Но, если есть минимум, то возможен и максимум численности популяции.

В экосистеме действуют факторы, способствующие регулированию численности популяции:

• первичные – биологические факторы (плотность популяции, пища, конкуренция, паразиты и хищники), которые воздействуют как на уровне популяции, так и на уровне отдельной особи;

• вторичные – небиологические факторы (солнечная активность, климат, осадки, газовый состав атмосферы и др.), которые косвенно влияют на избыточную численность популяции и на уровне особи не действуют.

•

При избыточной плотности популяции развиваются явления, снижающие рождаемость и увеличивающие смертность особей:

• Развивается агрессивность, приводящая к состоянию стресса и невроза. Такие особи долго не живут;

• Потомство перестает быть главной ценностью популяции: особи избегают размножения, откладывают яйца куда попало, снижают заботу о потомстве (пожирают его или умерщвляют);

• Развивается посягательство на чужое. Агрессивные особи начинают нарушать границы участков соседей, отнимать пищу, гнезда, норы и т.д.;

• Ухудшается среда обитания, избыточная плотность популяции не дает возможности ей восстановиться (например, леса после шелкопряда, или водоемы после синезеленых водорослей отравляются цианобактериями, ими же выделяемыми);

• Увеличивается иерархичность особей, что приводит к расслоению животных на доминантов, сохраняющих для себя хорошие условия питания, и остальных, обделенных в пище и обреченных на голод и вымирание;

• Утрачивается осторожность (например, гибель птиц от случайных причин – столкновение с проводами, охотниками, хищниками и т.д.);

• Резко снижается забота о собственной гигиене и сохранении в чистоте среды обитания. Распространяется инфекция, паразиты, что способствует снижению численности.

•

Существует принцип цикличности колебаний численности в системе «хищник – жертва».

Высокая численность вида – прокормителя создает благоприятные условия для размножения хищников, паразитов и возбудителей болезней. Есть виды, для которых хищники – главный регулятор численности: если жертв много, хищники хорошо питаются, быстро размножаются и пожирают большую часть жертв; снизив численность жертв, сами в числе уменьшаются и т.д. Особенно хорошо изучены такие циклы у пушных зверей: например, заяц-рысь.

В рамках популяции происходит эволюционный процесс (отбор, обмен генетической информацией и др.), который называют ФИЛОГЕНЕЗОМ.

Популяция – основная единица эволюции!

Особь – отдельный организм, выступающий как носитель генома, его генотипическое выражение. Именно с организмом связано индивидуальное развитие – ОНТОГЕНЕЗ.
Особь не является основной единицей эволюции, поскольку период жизнедеятельности организма ограничен.
Как особь и популяция, так онтогенез и филогенез выступают взаимосвязанно и взаимообусловленно, обладая при этом относительной независимостью.
Именно этим обеспечивается с одной стороны динамичность развития экосистем, с другой стороны – единство всех ее элементов.

Биогенный закон (Э.Геккель):
онтогенез организма есть краткое повторение филогенеза данного вида, т.е. индивид в своем развитии повторяет сокращенно историческое развитие своего вида.

Существуют и другие важные для экологии законы и принципы.

Закон сохранения жизни: жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потока веществ, энергии, информации.

Закон физико-химического единства живого вещества В.И.Вернадского: все живое вещество Земли физико-химически едино, что не исключает биогеохимических различий.

Правило множественности экосистем:
множественность конкурентно-взаимодействующих экосистем обязательна для поддержания надежности биосферы.
Правило ускорения эволюции: с ростом сложности организации биосистем продолжительность существования вида в среднем сокращается, а темпы эволюции возрастают.
Средняя продолжительность существования вида птиц – 2 млн. лет, вида млекопитающих – 800 тыс. лет.

Принцип Ле-Шателье Брауна: при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.

В рамках биосферы этот принцип нарушается в результате хозяйственной деятельности человека.
Если в конце 19 века еще происходило увеличение биологической продуктивности и биомассы в ответ на возрастание концентрации СО2 в атмосфере, то в 20 веке это явление не обнаруживалось. Наоборот, биота (живое) выбрасывает углекислый газ, а биомасса ее автоматически снижается (Н.Ф.Реймерс).

Принцип сохранения упорядоченности (И.Пригожин):
для неживой системы энергетические процессы характеризуются возрастанием энтропии, т.е. повышением степени ее неупорядоченности (хаотичности). Напротив, живой системе присуще уменьшение энтропии, т.е. повышение степени ее упорядоченности (организованности).
В термодинамике это называется негэнтропийным процессом.
Способность живых организмов поддерживать негэнтропийное состояние рассматривается как важнейшее специфическое отличие живого от неживого.

Как любая наука экология располагает своими обобщениями.
Американский эколог Б.Коммонер (1974г.) наиболее важные закономерности выразил в таких аксиомах:
- все связано со всем;
- все должно куда-то деваться;
- ни что не дается даром;
- природа знает лучше.

«Все связано со всем» отражает закономерности всеобщей связи вещей и явлений в природе и человеческом обществе. Не следует считать эти закономерности таковыми, что все связано со всем отдельно в природе, отдельно в обществе, отдельно в экономике.

Любые системные изменения в природе оказывают прямое либо косвенное (опосредованное) воздействие на любой организм, а том числе и на человека. С другой стороны человеческая деятельность также влияет на климат, на все биоразнообразие, поскольку загрязняет все сферы жизни, изменяет среду обитания.

«Все должно куда-то деваться» отражает законы сохранения. В природе в ее круговоротах отходов не бывает. Все циклы характеризуются высокой степенью замкнутости. Кажущиеся отходы в виде опавших листьев, экскрементов, трупов животных становятся пищей для таких организмов, как черви, грибы и микроорганизмы, в результате разлагаются ими до простых неорганических соединений. Эти соединения вновь служат источником питания для растений и т.д.

Замкнутость этой цепи разрушается в результате деятельности человека, который научился производить стойкие синтетические соединения (ксенобиотики), чуждые редуцентам, в результате чего взятые ранее в природе вещества назад в круговорот не возвращаются, а если и возвращаются, то с нарушением скоростей распада.

«Ни что не дается даром» или за все надо платить - речь идет о цене развития. Любое новое эволюционное приобретение обязательно сопровождается утратой части прежнего достояния и возникновением новых проблем. Если первые безядерные клетки в ходе биологической эволюции– прокариоты отличались необычайной жизнестойкостью и выживали в агрессивной среде, то появившиеся вслед за ними ядерные фотосинтезирующие клетки приобрели более совершенную энергетику, но заплатили за это утратой бессмертия.

С появлением многоклеточных организмов (царств грибов, растений и животных) во много раз увеличилось биоразнообразие, но при этом они обрели старость, болезни, инфекции. С появлением рассудочной деятельности и интеллекта человек научился перерабатывать информацию, преобразовывать вещество и энергию, это дало ему возможность для творчества, создания искусственных веществ и предметов, не встречающихся в природе.

И сегодня нужно платить за повышение урожая новыми удобрениями, пестицидами, гербицидами, что, в конечном счете, возвращается к человеку потерей здоровья, для поддержки здоровья надо платить за лекарства и т.д. Использование древесных ресурсов, ресурсов угля, нефти, газа привело к комфорту, независимости от внешней температуры, но расплачиваться приходится глобальными изменениями климата. Нынешний кризис окружающей среды говорит о том, что самые большие платежи у нас еще впереди.

«Природа знает лучше» - эта аксиома определяет все то, что может и не может иметь место в биосфере. На протяжении многих миллиардов лет в природе отобраны и тщательно подогнаны друг к другу и к условиям существования все вещества, все организмы и процессы.
Главный критерий этого отбора – вписанность в глобальный биотический круговорот и исключение «мертвых зон» в сети природных взаимосвязей.

Особенности популяции человека.

В результате эволюционных процессов человек разумный (homo sapiens) сложился как биопсихосоциальное существо, жизнедеятельность которого может быть охарактеризована биологическими, психическими и социальными показателями.

Биологические показатели выражаются в различных функциях организма человека, его непосредственных связях с природой, без которых он не может существовать физически.

Психические показатели характеризуют внутренний духовный мир человека и его проявления.

Под социальными показателями понимается «встроенность» человека в сложившиеся отношения в коллективе (в семье, на работе, в районе, городе, стране, на планете).

С позиций экологии человечество – общемировая популяция биологического вида, неотъемлемая часть биосферы Земли.

Будучи одним из 3 млн. известных биологических видов, человек имеет свое место в системе животного царства: класс млекопитающих, отряд приматов, семейство гоминид, род – человек.

Человек является биотическим компонентом биосферы, является консументом первого, второго, а иногда и третьего порядка, гетеротрофом, т.к. пользуется готовым органическим веществом и биогенными элементами, включен в круговорот веществ в биосфере и подчиняется закону физико-химического единства вещества В.И.Вернадского – «живое вещество физико-химически едино».

Функционирование организма человека возможно в нешироких пределах изменений состава и давления воздуха, температуры, питания и других непосредственно воздействующих на человека экологических факторов.
Так, например, ширина зоны температурного благополучия не превышает 14оС (от 20 до 34оС). Жизнь за пределами экологического оптимума возможна, но в течение короткого времени. Т.е. закон оптимума применим и к человеку.

Для обеспечения биологической жизнедеятельности человеку необходим непрерывный приток атмосферного кислорода, питьевой воды и пищи. Подобно животным, человеческий организм подчинен суточным и сезонным ритмам, чутко реагирует на изменения окружающей температуры, интенсивности солнечного излучения и т.д.

Проявлением биологической природы человека является стремление сохранить свою жизнь, продолжить ее через размножение, обеспечить максимум безопасности жизнедеятельности.

Чисто биологически человек проявляет вполне определенную норму реакции, т.е.предсказуемое изменение состояния организма при определенном уровне внешнего воздействия. А норму реакции человека определяет генотип, который представляет наследственную программу развития.

Многообразие взаимодействия генотипа индивида со средой формирует его фенотип как совокупность признаков и свойств организма, которые есть следствие указанных взаимодействий.

Разнообразие и непохожесть людей на Земле является следствием присущих им генетических и средовых различий. Поэтому говорят о наличии адаптивного типа человека, подразумевая под этим группы людей, которым присущи характерные особенности внешнего облика в результате прямого приспособления к условиям местности, где они проживают. Примером этого могут быть расы людей: европеоидная, негроидная, австралоидная и монголоидная.

Факты влияния условий среды обитания на организм человека можно дополнить и другими показателями, например, акселерацией – массовым увеличением среднего роста людей, что имело место после второй мировой войны, причем в самых разных регионах планеты. Это явление обусловлено улучшением качества питания в результате усиления торгового обмена, доставки продовольствия из одних регионов в другие.

Кроме акселерации, сегодня говорят о таких явлениях как ретардация (замедление процессов старения) и пролонгация
(расширение репродуктивного периода развития человека).

Экологическое сходство человеческой популяции с популяциями всех других видов заключается в том, что человечеству присуща та же генетическая цель (продолжение рода) и весь спектр экологических связей, имеющих место в природных популяциях.

Экологические отличия человечества от популяций других видов проявляются в степени развитости упомянутых экологических связей (энергетических, информационных и материальных (вещественных), в особенностях их реализации.

При этом особо необходимо выделить трудовую деятельность человека, без которой не существует общественной жизни. Благодаря труду возник и сам человек, как общественное и мыслящее существо, но в то же время стала нарастать проблема охраны окружающей среды.

По Ф.Энгельсу: « животное только пользуется внешней природой и производит в ней изменения просто в силу своего присутствия; человек же вносимыми им изменениями заставляет ее служить своим целям, господствует над ней…».

Человечеству присуща принципиально новая форма внутрипопуляционных коммуникативных связей – членораздельная речь и сопутствующее ей образное, абстрактное мышление. Главное преимущество речи состоит в практически беспредельной «информационной емкости».

Подчиняясь общим экологическим законам, человечество следует и специфическим, т.е. видовым законам. Главным из них является социальность, которая воздействует на все проявления жизнедеятельности людей: от их индивидуальности до семейных отношений, типов и форм развития общества включительно.

Благополучие физического существования в коллективе каждого человека в существенной степени определено степенью полезности его для других людей.

Постоянное причинение вреда особям своего вида в любой популяции способствует включению механизма саморазрушения организма вредителя. Этот феномен – частное проявление общебиологического закона, согласно которому естественный отбор уничтожает особей, приносящих вред своему виду. Отсюда вывод: противопоставление человека обществу должно иметь определенные границы.

Огромную положительную роль в развитии человечества сыграл альтруизм, т .е. способность к бескорыстной заботе о других людях. Милосердное отношение к старикам, физически немощным, но умудренным жизненным опытом, позволило создать и передать потомкам «банки устной информации» (традиции), что обусловило выживаемость человечества, особенно на ранней стадии его формирования.
Дж. Холдейн: «Отбор по генам альтруизма вывел человека в люди».

Человечество принципиально отличается от всего животного царства по уровню энергетических связей с окружающей средой.

Животные получают энергию двумя путями: с потреблением пищи и согреванием под лучами Солнца. Соответственно и выполняемые ими функции осуществляются только в результате мускульной силы.

Человек же освоил запасы законсервированной солнечной энергии в виде органического топлива (древесина, уголь, нефть, газ), а ныне приступил к использованию атомной и иной энергии.

Около 20 тыс.лет назад потребление энергии составляло в среднем около 10 кДж на человека в сутки, а сейчас в развитых странах – свыше 1 млн кДж. Показателен рост суммарного потребления энергии всем человечеством за это время – в 10 млн раз.

Только благодаря чрезвычайному росту использования запасов солнечной энергии, законсервированной в органическом топливе, создан и функционирует весь комплекс современного жизнеобеспечения человечества.

Сейчас пространственной экологической нишей человечества стала вся планета и даже часть космического пространства. Человек способен использовать все продукты, предоставляемые природой, благодаря чему резко расширил трофические (пищевые) границы ниши.
Способность к производству пищи – принципиальное экологическое отличие человека от всех биологических видов, одно из главных проявлений его социальных особенностей. Эта особенность повысила уровень выживаемости особей и численность человечества.

Производство пищи – это также один из факторов расширения материальных (вещественных) экологических связей человечества.

Материальные (вещественные) экологические связи человечества сегодня включают использование всех видов природных ресурсов и образование многочисленных потоков из отходов (промышленные выбросы в атмосферу, сбросы в водоемы, жидкие и твердые отбросы жилищно-коммунального хозяйства и т.д.).

Прошедший век стал веком перемен в мире, реализация многих открытий и изобретений способствовала беспрецедентному росту изъятия природных ресурсов, росту мировой экономики и росту потребления.
Ныне за один рабочий день производится столько же товаров и услуг, сколько было произведено за весь 1900 год.

Произошли и серьезные демографические изменения.
Рост численности населения мира (время увеличения на 1 млрд человек) (The World at Six Billion. Population Newsletter. N68.UN,1999.- p.2.)

Если в начале нашей эры на Земле было не более 250 млн. человек, то 12 октября 1999 года человечество отпраздновало появление 6-миллиардного жителя, а в конце октября 2011 года, по оценкам специалистов ООН, население
сравнялось с цифрой в 7млрд. человек.

Каждую секунду в мире появляются на свет четыре младенца, а каждые две секунды умирают три человека.

По предварительным прогнозам ООН численность населения увеличится до 9104 млн. человек в 2050 году, т.е. на 46%. в том числе:

В средней Африке – на 208%;
в Западной Африке - на 145%;
в Центральной Африке - на 61%;
в Южно-Центральной Азии - на 63%;
в Западной Азии – на 105%.

Принцип территориальности не срабатывает в отношении человечества, поскольку природные ресурсы относительно легко перемещаются по различным территориям.
Сам человек способен заселять любые климатические зоны.

Исходя из способности изготавливать одежду, строить жилье, использовать различные виды энергии для регулирования температуры и влажности, следует вывод: климатический фактор, прямо или косвенно воздействующий на численность и распределение большинства наземных видов, над человеком уже не властен в той мере, как это было на заре его становления.

Современный человек фактически разрушил почти все запущенные природой механизмы гомеостаза по отношению к собственной популяции.

На ее численности, например, практически не сказываются абиотические (температура, давление, осадки, магнитные бури и т.д.) и биотические факторы среды (хищники, паразиты, болезни, межвидовые конкурентные отношения и т.д.). Даже современные болезни цивилизации (сердечно-сосудистые и онкологические заболевания, СПИД и др.) не изменяют существенно тенденций экспоненциального роста численности человечества.

Если регулирование численности и происходит (Китай, Индия), то оно связано с осознанным воздействием на рождаемость, а не как реакцию на имеющуюся численность.

При всех отличиях экологических связей человечества с окружающей средой самое негативное то, что их расширение неблагоприятно изменяет природную среду.

Во всех средах обитания биосферы идет ускоренное изменение содержания химических элементов. Даже воздух перестал быть возобновляемым ресурсом. Деградируют поверхностные воды суши и почвенный покров. Значительное количество видов растений и животных исчезает в результате непродуманной хозяйственной деятельности человека.

Сохранность естественных экосистем в разных странах и регионах
составляет ныне: Канада и России – 65%, Китай – 20%, Индонезия – 7%, США – 5%, Европа (без России) – 4%, Индия – 1%, Япония – 0%.

Человеком практически уничтожены такие крупные блоки экосистем как степи и прерии.

В других экосистемах нарушены свойственные им процессы, принципы и закономерности функционирования, как например, цепи питания и экологические пирамиды, границы экологических ниш организмов, динамика экосистем, относительная стабильность генофонда (сокращение числа видов уменьшает сложность экосистем и их устойчивость, например, гибель одного вида растения может вызвать гибель от 5-7 до 30-35 связанных с ним видов животных, главным образом беспозвоночных).

Результатом крупномасштабной деятельности человека является нарушение механизмов функционирования живого вещества и его функций, например:

1) константность живого вещества. Условием постоянства массы живого вещества в биосфере является сохранение условий, обеспечивающих нормальную продуктивность сообществ(биоценоза). Однако они нарушаются в результате истощения почв, замены более продуктивных экосистем (тропических, пойменных..) менее продуктивными, чрезмерной вырубки лесов, отчуждения земель под строительство и т.д. Все это приводит к уменьшению объемов живого вещества (биомассы) на Земле;

2)Транспортная и рассеивающая функция живого вещества. Перемещая большие массы биологической продукции в пространстве, человек нарушает естественные круговороты в природе. Например, вырубая сосновый лес с площади 1 га, вместе с древесиной удаляется около 140 кг калия, 330 кг кальция, 70 кг магния, 20 кг фосфора и 250 кг азота. Нарушая растительный покров, мы тем самым увеличиваем вынос указанных элементов из почвы с водным стоком в 3 -100 раз.

Рассеивающая функция усиливается в результате использования человеком практически всех видов ресурсов. Одного железа ежегодно рассеивается около 100 -120 млн т (из 6 -7 млрд т этого металла, находящегося в использовании);

3) Деструкционная и концентрационная функции. Усиление человеком деструкционных (разрушительных) явлений в биосфере, причем в сотни и тысячи раз по сравнению с естественным ходом процессов, происходит в результате извлечения ресурсов из недр и крупномасштабного воздействия на поверхность литосферы. Только обработка почв приводит к разрушению и выносу в океан с воздушными и водными потоками миллиардов тонн материала, в том числе наиболее ценного – гумуса.
Усиление концентрационных процессов людьми приводит к накоплению отходов в таких огромных объемах, что их приходится выделять в специфические техногенно-геохимические провинции (полигоны).

По Б.Небелу, если весь период развития жизни на Земле (порядка 4 млрд лет) представить в годичном масштабе, тогда время появления человека как вида (3 млн лет назад) относится примерно к 16 часам 31 декабря, сельское хозяйство начало развиваться за 2 минуты до окончания года (10-12 тыс. лет назад), а промышленная революция, начавшаяся в XVIII веке, длится всего 2 секунды. Время наиболее интенсивного воздействия человека на биосферу (с 60-70 гг. прошлого века) в принятой шкале времени измеряется долями секунды.

Периоды «биогенеза» и «ноогенеза» совершенно несопоставимы ни по продолжительности, ни по интенсивности.

Экологические отличия человеческой популяции от других наиболее
отчетливо выражаются в глубине и масштабах влияния ее на окружающую природную среду.

Следствием этого является нарушение в соотношении численности отдельных видов, снижение устойчивости и продуктивности экосистем и гибель некоторых видов.

Человек сформировался как супервид не в результате биологических механизмов, а за счет технических средств.

В результате он потерял в значительной степени потенциал своих биологических адаптаций.

Отсюда следует, что человек – это уникальное творение природы, является одним из первых кандидатов на уход с арены жизни в результате вызываемых изменений среды обитания.

Данный вывод вполне согласуется с правилом социально-экологического равновесия: «Общество развивается до тех пор и постольку, поскольку сохраняет равновесие между своим давлением на среду и восстановлением этой среды – природно-естественным и искусственным».

Дата добавления: 2014-11-08; просмотров: 1397; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!