Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Реферат/Курсовая Что такое экология?

Информация:

Тип работы: Реферат/Курсовая. Добавлен: 05.06.13. Сдан: 2012. Страниц: 49. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Что такое экология? Экология - это наука о взаимодействиях  организмов друг с другом и с окружающей средой. Мы считаем, что экология - это  очень серьезное и многозначащее  понятие. 

В наше время  это понятие стало на одну ступень  с понятием «жизнь». Мы сейчас живем в ХХЙ веке. Что он нам несет? Что можно от него ожидать? Вернемся в недавнее прошлое. Вспомним экологическую историю ХХ века. Какие же экологические проблемы сопровождали эти сто лет. Во-первых вспомним Первую Мировую войну. Это была очень жестокая война со всеми выходящими от сюда последствиями. Как и любая война, она сопровождалась негативными экологическими последствиями. Был нанесен огромный ущерб мировой природе. Пострадали миллионы гектаров зеленых насаждений, сильно пострадал видовой состав животных. Вторым огромным испытанием для нашей планеты стала Вторая Мировая война. Кроме того, что была уничтожена огромная часть фауны, были огромные демографические проблемы, загрязнение атмосферного воздуха. Однако о загрязнении атмосферного воздуха, литосферы, а также и гидросферы говорит и другой факт - катастрофа. Этой мировой экологической катастрофой стала авария на Чернобыльской АЭС, произошедшая в ночь с 25 на 26 апреля 1986 года. Эта авария привела к невиданному загрязнению биосферы, радиоактивному облучению тысяч людей, к появлению на территории Украины 30-киллометровой «зоны отчуждения», массовому переселению жителей из загрязненных земель в другие регионы. Мы считаем, что эта авария была самой большой экологической катастрофой в мире за всю историю человечества. И такой подобной аварии больше просто нельзя допустить. Подобная трагедия, а она вызвана беспечностью, безразличием человека, - это простое издевательство над нашей планетой. 

Вернемся в  наше время. Окружающий нас мир как  никогда находится в экологической опасности. Основными экологическими проблемами сейчас являются: 

1. Загрязнение  атмосферного воздуха. 

2. Изменение  климата. 

3. Поднятия уровня  мирового океана. 

4. Истощение  озонового слоя. 

5. Опустынивание. 

6. Проблема пресной  воды. 

7. Гибель плодородных  земель. 

8. Загрязнение  продуктов питания. 

9. Проблема кислотных  осадков 

10. Загрязнение  Мирового океана. 

11. Сокращение  видового состава. 

12. Демографические  проблемы. 

Но и это  еще не все! Невиданной экологической  катастрофой может стать недавно начавшаяся агрессия США против Ирака. Эта война, как и все войны, несут за собой огромные человеческие потери. Но мы хотим обратить внимание также и на то, какие вооружения применяются в данной войне. В данной военной операции США применяет обедненный уран. Ведь это радиоактивный элемент. Период его полураспада очень большой. Он наносит колоссальный вред природе. И очень печален тот факт, что администрация США этого просто не понимает. Сейчас на территории Ирака горят десятки нефтяных скважин. В воздух поступает огромное число вредных для всего живого ядовитых соединений. Однако не будем долго рассуждать на эту тему. Эта тема очень обширная и важная, и она требует отдельной работы. 

Целью данной работы является попытка рассмотреть экологическую ситуацию нашего города, выработать новую экологическую концепцию, которая будет применима для Красного Луча, учитывая особенности края и города. 

Начнем с того, что Красный Луч находится  на особенной территории, которая  расположена на востоке Украины. Этой особенной территорией является Донбасс. Да, эта территория очень своеобразна. Здесь находятся огромные залежи угля. Его добыча несомненно влияет на экологическую обстановку региона. 

Вернемся немного  в историю. Вспомним город на рубеже 70-х - 80-х годов. Он имел особый статус. Этот статус создавали два завода-гиганта, расположенные в Красном Луче - это одноимённый завод «Красный Луч» и завод «Стандарт». Холдинг «Донбассантрацит» работал без каких-либо экономических проблем. 

Наш город всегда считался потенциально опасным с точки зрения экологии, так как здесь расположены много шахт, заводов, предприятий социальной направленности с высоким содержанием веществ, небезопасных для окружающей среды. Именно поэтому в то время уделялось большое внимание экологической обстановке города. На эти нужды из городского, а также областного бюджета выделялись большие суммы денег. 

Но в начале 90-х годов вся ситуация изменилась коренным образом. Украина стала  самостоятельным, «незалежним» государством. Экономический баланс всей страны рухнул. Эта сложившаяся обстановка не обошла и наш родной город. Одна за другой стали закрываться шахты, прекращали свою работу заводы, предприятия. К сожалению, в это тяжелое время руководство города приложило все свои усилия для подъема темпов производства на предприятиях, не учитывая их особенности, не учитывая то, какими способами поднимать темпы производства, и не повлияет ли это на состояние окружающей среды. 

Вообще, в это  сложное время мало кто задумывался  об экологической обстановке города. Руководство города выбрало экстенсивный путь развития хозяйства. А это всегда наносит огромный вред природе. 

И к чему же привело  это все? Каким стал наш город? Показательным примером может служить  начало весны, когда сошел снег. Что  же мы видим? Мы видим огромные кучи мусора по всему городу. И к этому явлению приводит человеческая беспечность, человеческое безразличие к своему родному городу. 

Действительно, весной в Красном Луче проходят различные  субботники по уборке города. Но наше мнение таково, что этого недостаточно. На наш взгляд, необходимо разработать специальную программу по весенней уборке города от мусора. 

Примером этой программы могут стать следующие  пропозиции: 

1. Разбить территорию  города на отдельные части  (районы). 

2. Каждый район должен базироваться на наличии в нем определенного более или менее крупного государственного или частного предприятия. 

3. Уборка каждой  территории будет включать в  себя две структуры: 

а) уборка и очистка  территории частными лицами, проживающими на ней. 

б) капитальная  уборка персоналом предприятия. 

4. Наличие взаимопомощи  и сотрудничества между частными  лицами и 

персоналом, а  так же руководствам предприятия. 

5. Агитационные  работы, которые должны проводиться  предприятием 

среди населения. 

6. Ответственность предприятия за результаты уборки территории. 

7. Денежное вознаграждение  со стороны городских органов  власти. 

Применив данные меры, можно будет рассчитывать на определенные результаты. 

Большие экологические  опасения вызывает работа предприятий  нашего города. Среди них в особом статусе находятся наши шахты. Да, их работа, безусловно наносит вред экологической обстановке нашего города. Но к сожалению, в этом плане предложить ничего определенного просто нельзя. Для того, чтобы обезопасить наш город от вредного производства шахт, необходимо только финансирование. А такого финансирования нет. Шахты сейчас с трудом существуют, нет их реального финансирования. Денег не хватает даже на выплаты заработных плат рабочим и на расширение производства. Поэтому о выделении финансовых средств на природоохранные мероприятия речь пока не идет. И это очень печально осознавать. 

Большие экологические  опасения вызывает также работа других предприятий нашего города. Рассмотрим, к примеру, энергично развивающийся  завод «Фагот». Действительно, территория завода выглядит прекрасно. Здесь много зеленых насаждений, среди которых живут диковинные для нашего края животные. Это вызывает глубокое уважение к директору завода Ю. Л. Момотову. Однако технологии производства и его условия не вызывают особого оптимизма. Это в частности касается производства «дикого» кирпича. 

Что же делают наши городские власти с точки зрения политико-экономических методов  для охраны окружающей среды нашего города? Краснолучский городской  Совет утвердил в марте 2003 года смету расходов средств городского фонда охраны окружающей среды на 2003 год. Задолжность по экологическому сбору на 1 января 2003 года составила 4023067 гривен. Этот факт негативно влияет на своевременность выполнения городской программы природоохранных мероприятий, утвержденных решениями горсовета. Согласно смете расходов, на мероприятия по охране окружающей среды на 2003 год планируется выделить: 

· Для разработки и осуществления региональных экологических  программ - 54 тыс. грн. 

· Для проведения экологической экспертизы проекта по очистке сточных вод - 15 тыс. грн. 

· На ликвидацию негативных экологических последствий  от аварий и катастроф - 4 тыс. грн. 

· Для осуществления  природоохранных мероприятий - 77 тыс. грн. 

· На финансирования работ по контролю за отвалами на старой городской свалке - 12 тыс. грн. 

· На озеленение города - 30 тыс. грн. 

Утвержден список плательщиков, сборов за загрязнение  окружающей среды. Названы предприятия, на которых скапливаются промышленные отходы и использующие специальное водообеспечение. 

Этот план городского Совета вносит некоторый оптимизм, однако этих средств все равно  очень мало, чтобы создать все  условия для охраны окружающей среды. 

На какие проблемы еще стоит обратить внимание нашим  городским властям? Этих проблем конечно же очень много. Рассмотрим хотя бы парковую зону микрорайона 3. На наш взгляд, это очень живописное место. Однако это место требует тщательного ухода. Мы считаем, что необходимо увеличить объемы и улучить качество весенней уборки этой территории. Особое внимание следует обратить на состояние двух ставков. Их экологическое состояние вызывают большие опасения. Необходимо произвести их капитальную отчистку. Но финансовое состояние городского бюджета не позволяет произвести данную акцию. Как же искать выход? Необходимо заинтересовать частных предпринимателей данным вопросом. Это один выход. Второй выход из этого положения может быть следующий: подписание определенного договора с более или менее крупным одним или несколькими предприятиями нашего города на взаимовыгодных условиях. Эти условия могут быть таковыми: предприятие производит очистку ставка, в ответ на это исполнительный комитет городского Совета снижает ставку налогообложения данного предприятия. 

Нас беспокоит  еще один актуальный вопрос. Наш город не нуждается в экологах. И он не нуждается не потому, что у нас с экологической ситуацией все в порядке, а потому, что эта проблема опять-таки упирается в экологическую базу. Краснолучский горный техникум имеет специальность «Прикладная экология». Но выпускники с этой специальностью не могут найти работу в Красном Луче. И это очень негативный факт. 

В этой работе мы хотим затронуть еще один вопрос. Он касается озеленения нашего города. 30 тыс. грн., выделенные городским Советом  на озеленение города на 2003 год недостаточны для этих целей. Озеленение города можно рассматривать с двух сторон. Во-первых, это внешний вид нашего родного города. Ведь зеленые насаждения создают замечательную обстановку, прекрасные пейзажи. Во-вторых, каждое новое зеленое растение - это новая часть чистого кислорода, который так необходим в нашем крае. 

Озеленение города - это тоже очень серьезное дело. Поэтому здесь необходим план выполнение работ. На наш взгляд, этот план может иметь следующий вид: 

1. Основной рабочей силой по озеленению города должны быть следующие категории населения: 

· Учащиеся школ, техникумов и ПТУ. 

· Работники  местных ЖЭКов, ЖЭРУ. 

· Частные лица. 

2. Наличие жесткого  контроля со стороны исполнительного  комитета городского Совета. 

3. Создание местной законодательной базы, определяющей порядок озеленения предприятиями своих близлежащих территорий. 

Еще один серьезный  вопрос, который мы хотели рассмотреть, это вопрос, касающийся уборки контейнеров  с мусором. Ведь чуть ли не в каждом дворе можно увидеть мусорные кучи. Эта ответственность лежит на работниках ЖЭРУ. Конечно же мы понимаем, что виной всему этому является опять-таки отсутствие финансовых средств. Но что же делать? Можно предложить альтернативный вариант. Жители двора или ряда дворов, где находятся мусорные контейнеры, должны скооперироваться, выбрать своего представителя. Взимая с жителей двора определенную денежную плату (к примеру один раз в квартал), можно будет заключить личную договоренность с ЖЭРУ. И куч мусора никогда не будет. И это действительно выход. Ведь денежная сумма, которая будет взиматься, будет просто мизерной! А дворовая территория всегда будет выглядеть привлекательно. 

Обобщая все  городские экологические проблемы и анализируя их, можно сделать  вывод, что все они являются следствием финансового «голодания» города. Но и в данной ситуации нужно искать выход из этого тяжелого положения. И этим выходом может быть понимание проблемы и вклад своей посильной помощи каждого жителя города в одно большое дело. Мы сейчас все должны понять, что экологическая участь города находится в наших руках. Именно от наших действий или бездействий будет зависеть будущее нашего родного города. Поэтому сейчас мы должны приложить все усилия, чтобы сделать Красный Луч хоть немного чище и привлекательнее. А это действительно, нам под силу! 
 
 
 
 
 
 

Содержание 

Определение экологии 

Основные разделы 

Организм и  среда 

Практическое  значение экологии 

Законы экологии 

 

Определение экологии 

Экология -- это  наука о взаимоотношениях живых  существ между собой и с окружающей их неорганической природой, о связях в надорганизменных системах, о структуре и функционировании этих систем. 

Экология как  наука сформировалась лишь в середине прошлого столетия, после того, как  были накоплены сведения о многообразии живых организмов на Земле, об особенностях их образа жизни. Возникло понимание, что не только строение и развитие организмов, но и взаимоотношения их со средой обитания подчинены определенным закономерностям, которые заслуживают специального и тщательного изучения. 

Термин "экология" ввел известный немецкий зоолог Э. Геккель, который в своих трудах "Всеобщая морфология организмов" и "Естественная история миротворения" впервые  попытался дать определение сущности новой науки. Слово "экология" происходит от греческого "oikos", что означает "жилище", "местопребывание", "убежище". 

Основные разделы 

Экология подразделяется на: 

- общую экологию, исследующую основные принципы  организации и функционирования  различных надорганизменных систем; 

- частную экологию, сфера которой ограничена изучением конкретных групп определенного таксономического ранга. 

Общая экология классифицируется по уровням организации  надорганизменных систем: 

- популяционная  экология (иногда называется демэкологией, или экологией населения) изучает популяции -- совокупности особей одного вида, объединяемых общей территорией и генофондом. 

- экология сообществ  (или биоценология) исследует структуру  и динамику природных сообществ  (или ценозов) -- совокупностей совместно  обитающих популяций разных видов. 

- биогеоценология  -- раздел общей экологии, изучающий  экосистемы (биогеоценозы). 

Экосистема - это  сообщество живых организмов и среды  обитания, составляющее единое целое  на основе пищевых связей и способов получения энергии. А биогеоценоз - это устойчивая, саморегулирующаяся, пространственно ограниченная природная система, в которой функционально взаимосвязаны живые организмы и окружающая их абиотическая среда. 

Частная экология состоит из экологии растений и экологии животных. Сравнительно недавно оформилась экология бактерий и грибов. Правомерно и более дробное деление частной экологии (например, экология позвоночных, млекопитающих, зайца-беляка ит.п.). 

Относительно  принципов деления экологии на общую  и частную нет единства во взглядах ученых. По мнению некоторых исследователей, центральный объект экологии -- экосистема, а предмет частной экологии отражает подразделение экосистем (например, на наземные и водные; водные подразделяются на морские и пресноводные экосистемы; пресноводные экосистемы, в свою очередь, -- на экосистемы рек, озер, водохранилищ ит.д.). Экологию водных организмов и образуемых ими систем изучает гидробиология. 

Применяется и  деление экологии на: 

- аутоэкологию, исследующую взаимоотношения отдельных  видов со средой (главным образом с абиотическими факторами); 

- синэкологию,  изучающую сообщества и биогеоценозы. 

Это деление  предложено швейцарским ботаником  К. Шретером. Популяционная экология связывает оба эти раздела. 

Многие отрасли  экологии имеют ярко выраженную практическую направленность. Такова сельскохозяйственная экология, предмет которой -- создаваемые человеком сельскохозяйственные экосистемы. 

Влияние природной  среды на человеческое общество, особенности  урбанизированных биогеоценозов изучает  возникшая в середине 20 в. экология человека. Возросшая опасность радиоактивного загрязнения окружающей среды привела к возникновению радиоэкологии. Учение о биосфере разрабатывается в особенно тесном контакте с биогеохимией. Отношения организмов к абиотической и биотической среде в прошлые геологической эпохи, проблемы реконструкции древних ценозов по ископаемым остаткам составляют предмет палеоэкологии. 

Организм и  среда 

Основная задача экологии в настоящее время -- детальное  изучение количественными методами среды обитания различных организмов. 

Среда обитания -- это та часть природы, которая  окружает живой организм и с которой  он непосредственно взаимодействует. Составные части и свойства среды  многообразны и изменчивы. Любое  живое существо живет в сложном  и меняющемся мире, постоянно приспосабливаясь к нему и регулируя свою жизнедеятельность в соответствии с его изменениями. 

На нашей планете  живые организмы освоили четыре основные среды обитания, сильно различающиеся  по специфике условий. Водная среда  была первой, в которой возникла и распространилась жизнь. В последующем живые организмы овладели наземно-воздушной средой, создали и заселили почву. Четвертой специфической средой жизни стали сами живые организмы, каждый из которых представляет собой целый мир для населяющих его паразитов или симбионтов. 

Приспособления  организмов к среде носят название адаптаций. Способность к адаптациям -- одно из основных свойств жизни  вообще, так как обеспечивает самую  возможность ее существования, возможность  организмов выживать и размножаться. Адаптации проявляются на разных уровнях: от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем. Адаптации возникают и изменяются в ходе эволюции видов. 

Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами. Факторы среды многообразны. Они могут быть необходимы или, наоборот, вредны для живых существ, способствовать или препятствовать выживанию и размножению. Экологические факторы имеют разную природу и специфику действия. Экологические факторы делятся на биотические, абиотические и антропогенные. 

1) Биотические  факторы -- это формы воздействия  живых существ друг на друга.  Каждый организм постоянно испытывает  на себе прямое или косвенное  влияние других существ, вступает в связь с представителями своего вида и других видов -- растениями, животными, микроорганизмами, зависит от них и сам оказывает на них воздействие. Окружающий органический мир -- составная часть среды каждого живого существа. 

Взаимные связи  организмов -- основа существования  биоценозов и популяций; рассмотрение их относится к области синэкологии. 

2) Абиотические  факторы -- это все свойства  неживой природы, которые прямо  или косвенно влияют на живые  организмы. К ним относятся физические и химические факторы. 

Физические факторы  неживой природы: 

- космические  -- космическая пыль, метеоритное  вещество, астероиды, вещества и  волны галактического пространства, циклические изменения солнечной  активности; 

- климатические  -- лучистая энергия Солнца, приход и перераспределение, поглоще-ние, отражение (альбедо) солнечной энергии в разных районах земного шара, прозрачность атмосферы, освещенность земной поверхности, продолжительность светового дня, влажность воздуха, атмосферные осадки, движение воздушных масс (ветер); 

- почвенные; 

- орографические (геоморфологические) факторы. Геоморфология  -- наука о рельефе. Рельеф местности  может значительно влиять на  микроклиматические и почвенные  факторы (например, горы, ущелья, каньоны,  низины и т.д.); 

- геологические. 

Абиотические  факторы водной среды включают плотность, вязкость, теплоемкость, соленость, прозрачность, кислотность, растворенные газы, подвижность, температурную стратификацию (градиент), температурный режим. 

К химическим факторам неживой природы принадлежат компоненты воздуха, воды, кислотность (рН) и другие примеси промышленного происхождения. 

3) Антропогенные  факторы -- это формы деятельности  человеческого общества, которые  приводят к изменению природы  как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни. В ходе истории человечества развитие сначала охоты, а затем сельского хозяйства, промышленности, транспорта сильно изменило природу нашей планеты. Значение антропогенных воздействий на весь живой мир Земли продолжает стремительно возрастать. 

Хотя человек  влияет на живую природу через  изменение абиотических факторов и  биотических связей видов, деятельность людей на планете следует выделять в особую силу, не укладывающуюся в  рамки классификации. В настоящее время практически вся судьба живого покрова Земли и всех видов организмов находится в руках человеческого общества, зависит от антропогенного влияния на природу. 

Экологические факторы среды оказывают на живые  организмы различные воздействия, т.е. могут влиять: 

- как раздражители, вызывающие приспособительные изменения  физиологических и биохимических  функций; 

- как ограничители, обусловливающие невозможность  существования в данных условиях; 

- как модификаторы, вызывающие анатомические и морфологические изменения организмов; 

- как сигналы,  свидетельствующие об изменениях  других факторов среды. 

Практическое  значение экологии 

На современном  этапе развития человеческого общества, когда в результате научно-технической  революции усилилось его воздействие на биосферу, практическое значение экологии необычайно возросло. Экология должна служить научной базой любых мероприятий по использованию и охране природных ресурсов, по сохранению среды в благоприятном для обитания человека состоянии. Познание основных принципов трансформации вещества и энергии в природных экосистемах создает теоретическую основу для разработки практических мероприятий по увеличению количества и качества пищевых продуктов, производимых в биосфере. Исследования природных механизмов регуляции численности популяций служат основой планирования и разработки систем мероприятий по управлению численностью экономически важных видов. 

Экология служит теоретической основой для разработки мер по переходу от промысла диких  видов растений и животных к их культивированию и к другим формам более рационального их использования. На данных экологии строится основное рациональное ведение рыболовства, рыбоводства и охотничьего хозяйства. 

Экология изучает  взаимодействие сельскохозяйственных и природных экосистем, сочетания окультуренных и естественных ландшафтов. Одна из важнейших практических задач экологии -- изучение эвтрофикации внутренних водоемов, возникающего в результате нарушения их биологического и гидрохимического режима, приводящего к неблагоприятным для человека последствиям: массовому развитию планктонных синезеленых водорослей ("цветению воды"), исчезновению ценных пород рыб, ухудшению качества воды. Разработка мер по охране и рациональному использованию дикой природы, создание сети заповедников, заказников и национальных парков, планирование ландшафта также производятся по рекомендациям, разрабатываемым экологами. 

Законы и принципы экологии 

Как и любая  наука, экология выявляет закономерности протекания изучаемых процессов  и формулирует их в виде кратких логических и проверенных практикой положений -- законов. 

Основные законы экологии: 

· Закон незаменимости  биосферы: биосфера -- это единственная система, обеспечивающая устойчивость среды обитания при любых возникающих  возмущениях. Нет никаких оснований надеяться на построение искусственных сообществ, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды в той же степени, что и естественные сообщества. 

· Закон биогенной  миграции атомов (В.И.Вернадского): миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется при непосредственном участии живого вещества -- биогенная миграция. 

· Закон физико-химического  единства живого вещества: общебиосферный закон -- живое вещество физико-химически  едино; при всей разнокачественности  живых организмов они настолько физико-химически сходны, что вредное для одних не безразлично для других (например, загрязнители). 

· Принцип Реди: живое происходит только от живого, между живым и неживым веществом  существует непроходимая граница, хотя и имеется постоянное взаимодействие. 

· Закон единства "организм - среда": жизнь развивается  в результате постоянного обмена веществом и информацией на базе потока энергии в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов. 

· Закон однонаправленности потока энергии: энергия, получаемая сообществом и усваиваемая продуцентами, рассеивается или вместе с их биомассой передается консументам, а затем редуцентам с падением потока на каждом трофическом уровне; поскольку в обратный поток (от редуцентов к продуцентам) поступает ничтожное количество изначально вовлеченной энергии (максимум 0,35%) говорить о "круговороте энергии" нельзя; существует лишь круговорот веществ, поддерживаемый потоком энергии. 

· Закон необратимости  эволюции Л. Долло: организм (популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду его предков, даже вернувшись в среду их обитания. 

· Закон (правило) 10 процентов Р. Линдемана: среднемаксимальный переход с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой 10% энергии (или вещества в энергетическом выражений), как правило, не ведет к неблагоприятным последствиям для экосистемы и теряющего энергию трофического уровня. 

· Закон толерантности (В. Шелфорда): лимитирующим фактором процветания  организма (вида) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину выносливости (толерантности) организма к данному фактору. 

· Закон оптимума: любой экологический фактор имеет  определенные пределы положительного влияния на живые организмы. 

· Закон ограничивающего  фактора (закон минимума Ю. Либиха): наиболее значим тот фактор, который  больше всего отклоняется от оптимальных  для организма значений; от него зависит в данный момент выживание  особей; веществом, присутствующим в минимуме управляется рост. 

· Закон (принцип) исключения Гаузе: два вида не могут  существовать в одной и той  же местности, если их экологические  потребности идентичны, т.е. если они  занимают одну и ту же экологическую  нишу. 

· "Законы" экологии Б. Коммонера: 1) все связано со всем; 2) все должно куда-то деваться; 3) природа "знает" лучше; 4) ничто не дается даром. 

Способность человека мыслить позволила ему временно преодолеть действие обычных лимитирующих факторов. К ним относятся пища, вода, хищники и паразиты, место обитания и конкуренция с другими видами. Человек поддерживает собственное существование за счет эксплуатации водных, почвенных и энергетических ресурсов, существенно влияя на планетарный круговорот веществ, резко ускоряя его. Возникший в процессе производственной деятельности новый обмен веществ носит техногенный характер и называется антропогенным обменом веществ. Но биологический обмен веществ между человеком и природой остается постоянным условием жизни. 

Антропогенный обмен веществ принципиально отличается от биотического круговорота своей незамкнутостью, носит открытый, линейный характер, то есть лишен "круговорота" жизни. На вводе антропогенного обмена веществ - природные ресурсы, а на выводе - производственные и бытовые отходы. Загрязнение окружающей среды подразделяют на природные, вызванные какими-то естественными, обычно катастрофическими причинами (извержение вулкана, селевой поток и т.п.) и антропогенные, возникающие в результате деятельности человека. 

Экологическое несовершенство состоит и в том, что коэффициент полезного использования природных ресурсов очень низок и составляет, например, в отношении полезных ископаемых лишь 2-10%. Ресурсы быстро истощаются, население Земли растет (в 1960 году население достигло 3 миллиардов человек, в 1975 - 4 миллиарда, в 1987 - 5 миллиардов, в 1999 - 6 миллиардов человек). Вместе с тем, гигантские отходы производства ухудшают среду обитания: они не разлагаются на исходные вещества, вновь поступающие в производство. В сложной иерархической организации живой природы заложены огромные резервы саморегуляции, но для вскрытия этих резервов необходимо грамотное вмешательство в процессы, протекающие в биосфере. Всю производственную деятельность необходимо планировать со строгим учетом возможных экологических последствий. 

С учетом накопленных  предшественниками знаний о фундаментальных  законах природы современные  ученые-экологи установили общие  закономерности и принципы взаимодействия человеческого общества с природной  средой, которые в литературе часто  именуются законами экологии. Значение этих законов состоит в регламентации характера и направленности человеческой деятельности в пределах экосистем различного уровня. Среди законов экологии, сформулированных разными авторами, наибольшую известность благодаря ярким формулировкам получили четыре закона-афоризма (закона-поговорки) американского ученого-эколога Б.Коммонера (1974 г.): 

все связано  со всем (о всеобщей связи вещей  и явлений в природе); 

все должно куда-то деваться (закон сохранения); 

ничто не дается даром (о цене развития); 

природа знает  лучше (о главном критерии эволюционного  отбора). 

Из закона всеобщей связи ("все связано со всем")вытекает несколько следствий: 

Закон больших  чисел - совокупное действие большого числа случайных факторов приводит к результату, почти не зависящему от случая, то есть имеющему системный характер. Так, мириады бактерий в почве, воде, в телах живых организмов создает особую, относительно стабильную микробиологическую среду, необходимую для нормального существования всего живого. Или другой пример: случайное поведение большого числа молекул в некотором объеме газа обусловливает вполне определенные значения температуры и давления. 

Принцип Ле Шателье (Брауна)- при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния  устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении, при котором эффект внешнего воздействия уменьшается. На биологическом уровне он реализуется в виде способности экосистем к саморегуляции. 

Закон оптимальности - любая система функционирует  с наибольшей эффективностью в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах. 

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

Из закона сохранения массы вещества ("все должно куда-то деваться") вытекают по меньшей мере два постулата, имеющих практическое значение: 

Закон развития системы за счет окружающей ее среды  гласит: 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 образующиеся в процессе производственной деятельности отходы неустранимы бесследно, 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. Материя не исчезает, а лишь переходит из одной формы в другую, оказывая влияние на жизнь. 

Утверждение "ничто  не дается даром" означает, что любое  новое приобретение в эволюции экосистемы обязательно сопровождается утратой какой-то части прежнего достояния и возникновением новых, все более сложных проблем. К примеру, с появлением многоклеточных организмов (грибов, растений, животных) и выходом их на сушу во много раз увеличилось биоразнообразие планеты, началось освоение экологических ниш и формирование биосферы Земли. Но вместе с "многоклеточностью"к живым существам пришли старость и болезни, в том числе инфекции, злокачественные опухоли, паразитизм. 

Из этого закона следуют: 

закон необратимости  эволюции (однонаправленности развития): большие системы эволюционируют только в одном направлении - от простого к сложному; инволюция, регресс могут 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 степени может быть отнесено и к сменяемости видов в эволюции органического мира, и к человеческой истории, и к развитию техники. 

Еще одно следствие  закона "ничто не дается даром" - не существует бесплатных ресурсов: пространство, энергия, солнечный свет, вода, какими бы неисчерпаемыми они ни казались, неукоснительно оплачиваются любой  расходующей их системой. 

Б.Коммонер писал: "...глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которое не может являться объектом всеобщего улучшения; все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено. Платежа по этому векселю нельзя избежать; он может быть только отсрочен. Нынешний кризис окружающей среды говорит о том, что отсрочка очень затянулась.". 

Принцип "природа  знает лучше" определяет прежде всего  то, что может и что не должно иметь места в биосфере. Все в природе - от простых молекул до человека - прошло жесточайший конкурс на право существования. Сегодня планету населяет лишь одна тысячная часть испытанных эволюцией видов растений и животных. Главный критерий этого эволюционного отбора - вписанность в глобальный биотический круговорот, заполненность всех экологических ниш. У любого вещества, выработанного организмами, должен существовать разлагающий его фермент, и все продукты распада должны вновь вовлекаться в круговорот. С каждым биологическим видом, который нарушал этот закон, эволюция рано или поздно расставалась. 

Человеческая  индустриальная цивилизация грубо  нарушает замкнутость биотического круговорота в глобальном масштабе, что не может остаться безнаказанным. В этой критической ситуации должен быть найден компромисс, что под силу только человеку, обладающему разумом и стремлением к этому. 

Помимо формулировок Б.Коммонера, современные экологи  вывели еще один "закон" экологии - "на всех не хватит" (закон ограниченности ресурсов). Очевидно, что масса питательных веществ для всех форм жизни на Земле конечна и ограничена. Ее не хватает на всех появляющихся в биосфере представителей органического мира, поэтому значительное увеличение численности и массы каких-либо организмов в глобальном масштабе может происходить только за счет уменьшения численности и массы других. 

На противоречие между скоростью размножения  и ограниченностью ресурсов питания  применительно к народонаселению  планеты впервые обратил внимание английский экономист Т.Р.Мальтус (1798 г.), который именно этим пытался обосновать неизбежность социальной конкуренции. В свою очередь Ч.Дарвин заимствовал у Мальтуса понятие "борьба за существование" для объяснения механизма естественного отбора в живой природе. 

"На всех не хватит" - источник всех форм конкуренции, соперничества и антагонизма в природе и, к сожалению, в обществе. И сколько бы ни считали классовую борьбу, расизм, межнациональные конфликты чисто социальными явлениями - все они своими корнями уходят во внутривидовую конкуренцию, принимающую иногда гораздо более жестокие формы, чем у животных. Существенное различие в том, что в природе в результате конкурентной борьбы выживают лучшие, а в человеческом обществе - это отнюдь не так. 

Свою обобщенную классификацию экологических законов представил известный советский ученый Н.Ф.Реймерс. Им даны следующие формулировки: 

закон социально-экологического равновесия (необходимости сохранения равновесия между давлением на среду  и восстановлением этой среды, как  природным, так и искусственным); 

принцип культурного  управления развитием (наложение ограничений  на экстенсивное развитие, учет экологических  ограничений); 

правило социально-экологического замещения (необходимость выявления  путей замещения человеческих потребностей); 

закон социально-экологической  необратимости (невозможность поворота эволюционного движения вспять, от сложных форм к более простым); 

закон ноосферы В.И.Вернадского (неизбежность трансформации  биосферы под влиянием мысли и  человеческого труда в ноосферу - геосферу, в которой разум становится доминирующим в развитии системы человек-природа). 

Соблюдение этих законов возможно при условии  осознания человечеством своей  роли в механизме поддержания  стабильности биосферы. Известно, что  в процессе эволюции сохраняются только те виды, которые способны обеспечивать устойчивость жизни и окружающей среды. Только человек, используя силу своего разума, может направить дальнейшее развитие биосферы по пути сохранения дикой природы, сохранения цивилизации и человечества, создания более справедливой социальной системы, перехода от философии войны к философии мира и партнерства, любви и уважения к будущим поколениям. Все это составляющие нового биосферного мировоззрения, которое должно стать общечеловеческим. 

 

Список литературы 

1. Гарин В.М.  Экология для технических вузов:  Учеб. пособие. - Ростов н/Д: Феникс, 2001. 

2. Воронков Н.  А. Экология. Общая, социальная, прикладная: Учеб. пособие. - М.: Агар, 1999. 

3. Новиков Ю.В.  Экология, окружающая среда и  человек: Учеб. пособие. - М: ФАИР-ПРЕСС, 1999. 

4. Общая экология: Учеб. / Под ред. А. С. Степановских. - М.: ЮНИТИ, 2000. 
 
 
 

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, 

ПРИНЦИПЫ И  ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ. 

(продолжение) 

План лекции: 

1. Закон минимума  Либиха. 

2. Закон толерантности  Шелфорда. 

3. Закон экологической сукцессии. 

4. Закон гомеостаза. 

5. Закон квантитативной  компенсации. 

6. Законы Б.  Коммонера. 

7. Правило Ле  Шателье - Браун. 

1. ЗАКОН МИНИМУМА  Ю. ЛИБИХА. 

В 1840 году немецкий химик Юстус Либих, выращивая  растения на синтетических средах, обнаружил, что для нормального роста растения необходимо определенное число и количество химических элементов и соединений. Одни из них должны находится в среде в очень больших количествах, другие в малых, а третьи вообще в виде следов. И, что особенно важно: одни элементы не могут быть заменены другими. Среда, содержащая все элементы в изобилии, кроме одного, обеспечивает рост растения лишь до того момента, пока количество последнего не будет исчерпано. Рост ограничивается, таким образом, нехваткой единственного элемента, количество которого было ниже необходимого минимума. Этот закон, сформулированный Ю. Либихом применительно к роли химических эдафических факторов в жизни растений и названный им законом минимума, имеет, как выяснилось позже, универсальный экологический характер и играет важную роль в экологии. 

Закон минимума: “Если все условия окружающей среды оказываются благоприятными для рассматриваемого организма  за исключением одного, проявленного недостаточно (значение которого приближается к экологическому минимуму), то в этом случае это последнее условие, называемое лимитирующим фактором, приобретает решающее значение для жизни или смерти рассматриваемого организма, а следовательно, его присутствия или отсутствия в данной экосистеме”. 

2. ЗАКОН ТОЛЕРАНТНОСТИ ШЕЛФОРДА. 

В 1913 году американский эколог В. Шелфорд обобщил закон  минимума Либиха, открыв, что кроме  нижнего предела интенсивности  существует также и верхний предел интенсивности факторов внешней  среды, определяющий верхнюю границу  диапазона интенсивностей, соответствующего условиям нормальной жизнедеятельности организмов. В этой формулировке закон, названный экологическим законом толерантности, стал иметь более общий универсальный характер. 

Закон толерантности (лат. tolerantia — терпение): ” Каждый организм характеризуется экологическим минимумом и экологическим максимумом интенсивности каждого фактора внешней среды, в пределах которых возможна жизнедеятельность“. 

Диапазон экологического фактора между минимумом и  максимумом называется диапазоном или областью толерантности. 

Несмотря на большое разнообразие экологических  факторов, в характере их воздействия  и в ответных реакциях живых организмов можно выявить ряд общих закономерностей. 

Количественный  диапазон фактора, наиболее благоприятный для жизнедеятельности, называется экологическим оптимумом (лат. оptimus — 

наилучший). 

Значения фактора, лежащие в зоне угнетения, называются экологическим пессимумом (лат. pessimum — наихудший). 

Минимальные и  максимальные значения фактора, при  которых наступает гибель, называются соответственно экологическим минимумом и экологическим максимумом. 

Графически это  иллюстрируется на рис.3-1. Кривая на рис.3-1, как правило, не является симметричной. 

Например, по такому фактору как температура, экологический максимум соответствует температурам, при которых разрушаются ферменты и белки (+50 ? +60 °С). Однако, отдельные организмы могут существовать и при более высоких температурах. Так, в горячих источниках Комчатки и Америки обнаружены водоросли при t > +80 °С. Нижний предел температуры, при котором возможна жизнь, около -70 °С, хотя кустарники в Якутии не вымерзают даже при такой температуре. В анабиозе (гр. anabiosis — выживание), т.е. в неактивном состоянии, некоторые организмы сохраняются при абсолютном нуле (-273 °С). 

  
 

Рис. 3-1. Зависимость  жизнедеятельности от интенсивности 

экологического  фактора. 

Можно сформулировать ряд положений, дополняющих закон  толерантности: 

1. Организмы  могут иметь широкий диапазон  толерантности в отношении одного  фактора внешней среды и узкий диапазон в отношении другого. 

2. Организмы  с широким диапазоном толерантности  по большинству факторов обычно  наиболее широко распространены. 

3. Если условия  по одному экологическому фактору  не оптимальны для данного  вида, то может сузиться и диапазон толерантности по другим экологическим факторам. Например, при близком к минимальному содержанию азота в почве снижается засухоустойчивость злаков. 

4. В период  размножения диапазон толерантности,  как правило, сужается. 

Организмы с  узким диапазоном толерантности, или узкоприспособленные виды, способные существовать лишь при небольших отклонениях фактора от оптимального значения, носят название стенобионтных, или стеноэков (гр. stenos — узкий, тесный). 

Организмы с  широким диапазоном толерантности, или широкоприспособленные виды, способные выдерживать большую амплитуду колебаний экологического фактора, носят название эврибионтных, или эвриэков (гр. eurys — широкий). 

Свойство организмов адаптироваться к существованию  в том или ином диапазоне экологического фактора называется экологической пластичностью. 

Близким к экологической  пластичности является понятие экологической  валентности, которое определяется как способность организма заселять разнообразные среды. 

Таким образом, стенобионты экологически непластичны, т.е. маловыносливы, имеют низкую экологическую валентность; эврибионты напротив — экологически пластичны, т.е. более выносливы, и имеют высокую экологическую валентность. 

Для обозначения  отношения организмов к конкретному  фактору к его названию прибавляют приставки: стено- и эври-. Так, по отношению к температуре бывают стенотермные (карликовая береза, банановое дерево) и эвритермные (растения умеренного пояса) виды; по отношению к солености — стеногалинные (карась, камбала) и эвригалинные (колюшка); по отношению к свету — стенофонтные (ель) и эврифонтные (шиповник) и т.д. 

Стено- и эврибионтность проявляется, как правило, по отношению  к одному или немногим факторам. Эврибионты обычно широко распространены. Многие простейшие эврибионты (бактерии, грибы, водоросли) являются космополитами. Стенобионты, напротив, имеют ограниченный ареал распространения. Экологическая пластичность и экологическая валентность организмов часто изменяется при переходе от одной стадии развития к другой; молодые особи, как правило, более уязвимы и более требовательны к условиям среды, чем взрослые. 

Вместе с тем  организмы не являются рабами физических условий среды; они приспосабливаются  сами и изменяют условия среды  так, чтобы ослабить влияние лимитирующего  фактора. Такая компенсация лимитирующих факторов особенно эффективна на уровне сообщества, но возможна и на уровне популяции. 

Виды с широким  географическим распространением почти  всегда образуют адаптированные к местным  условиям популяции, называемые экотипами. Их оптимумы и пределы толерантности соответствуют местным условиям. Появление экотипов иногда сопровождается генетическим закреплением приобретенных свойств и признаков, т.е. к появлению рас. 

Организмы, живущие  длительное время в относительно стабильных условиях, утрачивают экологическую пластичность, а те, которые были подвержены значительным колебаниям фактора, становятся более выносливыми к нему, т.е. увеличивают экологическую пластичность. У животных компенсация лимитирующих факторов возможна благодаря адаптивному поведению — они избегают крайних значений лимитирующих факторов. 

При приближении  к экстремальным условиям возрастает энергетическая цена адаптации. Если в  реку сбрасывается перегретая вода, то рыбы и другие организмы тратят почти  всю энергию на преодоление этого стресса. Им не хватает энергии на добывание пищи, защиту от хищников, размножение, что приводит к вымиранию. 

Итак, организмы  в природе зависят от: 

1) интенсивности  факторов внешней cреды; 

2) диапазона  толерантности самих организмов по отношению к 

этим факторам. 

Взаимоотношения между организмами и средой могут  быть очень сложными, но, к счастью, не все возможные факторы внешней  среды одинаково важны в каждой данной ситуации или для данного  организма. Если для организма характерен широкий диапазон толерантности по фактору, который отличается относительным постоянством и присутствует в среде, в достаточных количествах, вряд ли такой фактор может оказаться лимитирующим. И, наоборот, если известно, что тот или иной организм обладает узким диапазоном толерантности к какому-то изменчивому фактору, то именно этот фактор заслуживает изучения как лимитирующий. 

Цель экологического анализа среды состоит не в  том, чтобы составить длинный  некритический перечень возможных  факторов, а в том, чтобы средствами наблюдения, анализа и эксперимента выявить функционально важные факторы и выяснить как эти факторы влияют на особей, популяции и биоценозы. 

Значение лимитирующих факторов дает ключ к управлению экосистемами. 

3. ЗАКОН ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ  СУКЦЕССИИ. 

Развитие экосистемы, называемое экологической сукцессией (succesio — преемственность, последовательность), можно определить по следующим трем характерным признакам: 

1) это упорядоченный  процесс развития биоценоза, связанный  с изменениями во времени видовой структуры и протекающих в обществе процессов; он определенным образом направлен и, следовательно, предсказуем; 

2) сукцессия  происходит в результате изменения  физической среды под действием  биоценоза, т.е. сукцессия контролируется  биоценозом, несмотря на то, что физическая среда определяет характер сукцессии, скорость изменения, а часто и устанавливает пределы, до которых может дойти развитие; 

3) кульминацией  развития является стабилизированная  экосистема, в которой на единицу  имеющегося потока вещества, энергии и информации приходится максимальная биомасса, максимальный генофонд и максимальное количество симбиотических связей между организмами для данного биотопа. 

Смена стадий в  сукцессиях вызывается тем, что популяции, стремясь модифицировать окружающую среду, создают условия, благоприятные для других популяций; это продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие между биотическим и абиотическим компанентами. Если сукцессионные изменения определяются в основном внутренними взаимодействиями, то говорят об аутогенной (гр. outos — сам), т.е. самопорождающейся сукцессии. Если изменения вызываются внешними по отношению к экосистеме силами (шторм, пожар, антропогенные воздействия), то такую сукцессию называют аллогенной (гр. allos — другой, иной), т.е. порожденной извне. Например, вырубка в лесу быстро заселяется окружающими деревьями, луг может смениться на скальных склонах, голых песчаниках, на улицах покинутых поселков и т.п. Процессы сукцессии непрерывно идут по всей планете. 

Сукцессия, начинающаяся на участке, прежде не занятом, называется первичной. Как правило ее составляют виды с высокой экологической валентностью, например, поселения лишайников на камнях. Под действием лишайников каменистый субстрат постепенно превращается в подобие почвы, чем создаются условия для поселения видов с более низкой экологической валентностью. На образовавшейся почве поселяются затем кустистые лишайники, зеленые мхи, травы, кустарники и т.д. Если сообщество развивается на месте уже существовавшего, то говорят о вторичной сукцессии. Сукцессия начинается с несбалансированного сообщества, у которого продукция органического вещества П либо больше, либо меньше скорости дыхания Д, и сообщество стремится к состоянию, когда П=Д. Сукцессия, начинающаяся при П>Д, называется автотрофной, а при П<Д — гетеротрофной. Отношение П/Д является функциональным показателем зрелости экосистем. 

Терминальное  стабилизированное состояние экосистемы называется климаксом (гр. klimax — лестница, зрелая ступень). 

  

4. ЗАКОН ГОМЕОСТАЗА. 

Гомеостаз (гр. homos — тот же, одинаковый, stasis — состояние) — это способность экосистемы поддерживать устойчивое динамическое равновесие в изменяющихся условиях среды. В основе гомеостаза лежит  принцип обратной связи. 

Взаимодействие  круговоротов веществ, потоков энергии и информации в больших экосистемах, особенно климаксных, создает самокорректирующийся гомеостаз, для поддержания которого не требуется внешнего управления. 

Экосистемы имеют  кибернетическую природу и характеризуются  развитыми информационными сетями. В экосистеме затруднительно структурно выделить вход, выход и петлю обратной связи. В отличии от созданных человеком кибернетических устройств, управляющие функции экосистем диффузны и находятся внутри нее, а не направлены из вне. Информационные сети в экосистемах опосредуются химическими, физическими и биотическими процессами. В число управляющих механизмов на уровне экосистемы входят, например, такие субсистемы, как микробное население, субсистема “хищник — жертва” и многие другие. Равновесие в экосистемах обеспечивается, в частности, избыточностью организмов, выполняющих одинаковые функции. 

На рис.3-2. представлена качественная зависимость стабильности экосистем от интенсивности факторов внешней среды. 
 

Рис. 3-2. 

Действие гомеостатических механизмов имеет предел, по достижении которого усиливающиеся положительные обратные связи приводят к гибели экосистемы. “Гомеостатическое плато” имеет ряд уровней. По мере увеличения внешнего фактора в пределах “гомеостатического плато”, система хотя и продолжает осуществлять управление, но при этом устанавливаются новые равновесия на другом уровне и система может оказаться неспособной к возвращению на тот же уровень, что и раньше. 

Устойчивость  экосистем в экологии означает свойство системы возвращаться в исходное состояние после того, как она была выведена из состояния равновесия. Различают два типа устойчивости: 

резистентную  и упругую. 

Резистентная  устойчивость (лат. resistentia — сопротивляемость) — способность экосистемы сопротивляться нарушениям, поддерживая неизменными свою структуру и функции. 

Упругая устойчивость — способность системы быстро восстанавли-ваться после нарушения  структуры и (или) функции. 

Экосистема обычно имеет преобладающим либо один, либо другой тип устойчивости, а иногда они исключают друг друга. 

Новые, молодые  экосистемы, особенно искусственные (например, создаваемые современным сельским хозяйством), обычно подвержены более  резким колебаниям и менее способны противостоять внешним возмущениям  по сравнению со зрелыми естественными экосистемами, компоненты биоценоза которых имели возможность приспособиться друг к другу. Подлинно надежный гомеостатический контроль устанавливается только после периода эволюционного приспособления, что имеет место в климаксных экосистемах. 

Человек — самое могущественное существо, способное изменять функционирование экосистем. Человеческий мозг до сих пор опирался в основном на положительную обратную связь, управляя природой и властвуя над ней. Это привело к развитию техники и росту эксплуатации ресурсов. Но этот процесс в конце концов приведет к снижению качества человеческой жизни и разрушению окружающей среды, если не будут найдены пути адекватного управления с помощью отрицательной обратной связи. 

Человек относится  к гетеротрофам. Несмотря на могущество современной техники, он нуждается в ресурсах жизнеобеспечения, т.е. чистом воздухе, воде, пище, различных видах энергии. Существование человека возможно только при сохранении регулирующих механизмов, которые позволяют биосфере приспособиться к некоторым антропогенным воздействиям. Стремясь снизить уровень загрязнения окружающей его среды, человек должен в равной степени стремиться к сохранению механизмов саморегуляции, поддерживающих естественные системы жизнеобеспечения планеты, т.е. к сохранению установившегося в природе экологического равновесия. Последнее не всегда достигается только снижением уровня загрязнения и экономным использованием природных ресурсов. 

5. ЗАКОН КВАНТИТАТИВНОЙ  КОМПЕНСАЦИИ. 

Этот закон  был сформулирован российским ученым, учеником К.Э. Циолковского, А.Л. Чижевским, исследовавшим влияние солнечной активности на различные процессы в биосфере и, в частности, на жизнедеятельность различных организмов. Сам А.Л. Чижевский назвал его законом квантитативной компенсации в функциях биосферы в связи с энергетическими колебаниями в деятельности Солнца. 

Солнечная активность в биосфере имеет очевидную периодичность (смена времени суток и времен года) и периодичность неочевидную (с периодом 27 дней — период обращения  Солнца вокруг своей оси, 3-х летний, 11— летний, 33— летний и 100— летний периоды). Кроме того солнечная активность подвержена непериодическим случайным изменениям ( появление солнечных пятен, взрывы на Солнце, протуберанцы и т.д.). Эти периодические и непериодические процессы, накладываясь друг на друга, дают в результате сложную картину изменения солнечной активности. 
 

Экологическая сукцессия
Восстановление  экосистемой нарушенного равновесия проходит через четко определенные стадии.
Экосистему можно  вывести из состояния равновесия многими способами. Обычно это бывает пожар, наводнение или засуха. После такого нарушения равновесия новая экосистема сама себя восстанавливает, и этот процесс носит регулярный характер и повторяется в самых разных ситуациях. Что же происходит в нарушенной экосистеме? На месте нарушения определенные виды и вся экосистема развиваются таким образом, что порядок появления этих видов одинаков для схожих нарушений и схожих ареалах. В этой последовательной смене одних видов другими и заключается суть экологической сукцессии.
Например, в большинстве  северо-восточных штатов США в XVIII веке земли, занятые лесами, были расчищены, и на этих территориях были построены  фермы, в XIX веке продолжалась обработка  этих земель, а в ХХ веке фермы  были заброшены и участки вновь стали превращаться в леса. Растения, с течением времени заселившие поля, появлялись в определенной, уже известной и строго повторяющейся последовательности. В первый год вырастали однолетние сорняки и одиночные сеянцы деревьев. В течение нескольких последующих лет происходило заселение определенными видами (это так называемые «пионерные виды», или, выражаясь более научно, ранние сукцессионные виды), которые начинали преобладать. Типичный пионерный вид — сосна Веймутова. Она растет очень быстро, и ее семена распространяются на большую территорию. В течение нескольких десятилетий пионерные виды образовывали густой лес.
Следующий этап — появление деревьев, которые  хорошо растут в тени пионерных видов, — например, кленов. Через полвека  пионерные деревья становились зрелыми и постепенно погибали. Их семена уже не могли прорастать под покровом леса, и состав популяции деревьев сдвигался в сторону медленно растущих новичков — так называемых поздних сукцессионных видов. В конце концов весь лес стал состоять из этих видов деревьев, что и наблюдают каждый год осенью жители Новой Англии, когда листья деревьев меняют окраску и лес приобретает огненный цвет, характерный для кленов.
Такой пример быстрорастущих пионеров с последующим заселением медленно растущими видами наблюдается во многих экосистемах. Например, на недавно образованных прибрежных песчаных дюнах первой появляется песчаный тростник. Эта трава помогает укрепить дюны так, чтобы в них смогли укорениться виды-преемники (вначале кустарники, а затем и деревья).
Изучая сукцессию  в экосистемах, экологи выделили три механизма ее действия:
Содействие. Появившиеся  в новой экосистеме пионерные  виды облегчают другим видам последующее  заселение. Например, после отступления  ледника первыми появляются лишайники  и некоторые растения с поверхностными корнями — то есть виды, способные выжить на бесплодной, бедной питательными веществами почве. По мере отмирания этих растений происходит нарастание слоя почвы, что дает возможность укорениться поздним сукцессионным видам. Аналогично ранние деревья дают тень и убежище для ростков поздних сукцессионных деревьев.
Сдерживание. Иногда пионерные виды создают условия, усложняющие или вообще делающие невозможным появление поздних  сукцессионных растений. Когда около  океана появляются новые поверхности (например, в результате строительства бетонных пирсов или волнорезов), они быстро обрастают пионерными видами водорослей, и другие виды растений просто вытесняются. Это вытеснение происходит очень легко, поскольку пионерный вид воспроизводится крайне быстро и вскоре покрывает все доступные поверхности, не оставляя места для последующих видов. Пример активного сдерживания — появление горчака, азиатского растения, распространившегося по американскому Западу. Горчак в значительной мере защелачивает почву, в которой растет, что делает ее непригодной для многих диких трав.
Сосуществование. Наконец, пионерные виды могут вообще не оказывать на последующие растения никакого воздействия — ни полезного, ни вредного. В частности, это происходит, если разные виды используют разные ресурсы и растут независимо друг от друга (см. Дифференциальное использование ресурсов).
Важно понимать, что конечное состояние леса или  дюны экологически неустойчиво (см. Равновесие в природе). Зрелый лес обычно характеризуется нулевым суммарным приростом органических веществ. Это означает, что с течением времени из-за потери веществ под воздействием таких процессов, как эрозия, лес постепенно начнет погибать. Кстати, большинство лесов обладают максимальной продуктивностью в течение первой половины сукцессионного цикла.
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы материалы  с сайта http://elementy.ru/ 
 
 
 
 

Глобальная  экология изучает биосферу в целом, т.е. экологическую систему, охватывающую земной шар. К числу главных задач современной глобальной экологии относятся изучение антропогенных изменений в среде обитания и обоснование методов ее сохранения и улучшения в интересах человечества. В связи с этим важнейшее значение приобретает прогнозирование изменений экологической ситуации в будущем и на этой основе разработка на ближайшие годы и на отдаленную перспективу мероприятий, направленных на сохранение и улучшение среды обитания людей, на предотвращение нежелательных изменений биосферы. [1]
Еще менее ясно положение в области биологического сектора глобальной экологии. Живое вещество обладает определенным единством, нарушение которого вызывает компенсаторные реакции. Яснее всего они проявляются в освоении организмами новых экологических ниш - грубо говоря, занятии ими новых позиций в биологической борьбе всех против всех ( разд. Практически мы ощущаем такие перестройки в виде появления новых массовых вредителей и возбудителей болезней растений, животных и человека. Собственно, явление сверхразмножения вообще есть результат нарушения экологического равновесия, дисбаланса в природной системе: в дикой природе вредителей нет. [2]
Более того, автор  полагает, что решение многих практически  важных проблем глобальной экологии и демографии возможно лишь при объединении усилий специалистов разных профилей, включая в обязательном порядке философов. Именно с этих высказываемых позиций автор и дает нижеприводимую оценку ушедшему веку, его наиболее крупным постижениям Мира. [3]
              Потоки энергии. и механизм обеспечения надежности биотических систем в биосфере.
Теоретические основы экосистемного дублирования были сформулированы в статье: Реймерс Н. Ф. Системные основы природопользования / / Философские проблемы глобальной экологии. [4]
В последнее  время в специальной литературе комплекс наук, призванных изучать  глобальные проблемы взаимоотношения человека и природы, многие исследователи делают попытку объединить под общим названием глобальная экология или экология человека. Это понятие, очищенное от биологизаторских интерпретаций, в настоящее время встречается все чаще и чаще. [5]
В настоящий  момент совершенно очевидно одно - экологический вариант системного подхода в химмотологии должен означать возможность представления связей между элементами техносферы ( главными объектами) и биосферой как процессов обмена веществом, энергией и информацией: круговорот веществ, загрязнение окружающей среды, биоразложение, биоаккумуляция, техногенная очистка почвы, атмосферы и вод. Это позволит определить ключевые понятия во взаимодействии горюче-смазочных материалов и биосферы - экологическое противоречие ( вплоть до антагонизма), экологическую устойчивость и другие, уже достаточно полно охарактеризованные в биологической, социальной и глобальной экологии. [6]
Таким образом, по размерам объектов изучения выделяют следующие разделы экологии: молекулярная экология изучает взаимодействие биомолекул с окружающей средой; экология клеток и тканей изучает взаимодействие клеток и тканей с окружающей средой; экология особей ( аутоэкология, факто-риалъная экология) изучает взаимодействие организма с окружающей средой; экология популяций ( демэкология) изучает взаимодействие между особями в популяции и популяций с окружающей средой; экология сообществ ( синэкология) изучает взаимодействие между популяциями в сообществе и сообществ с окружающей средой; биогеоценология изучает биогеоценозы; учение о биосфере ( глобальная экология) изучает биосферу Земли. [7]
Поэтому, видимо, биосферология, или биосферистика - это наука о функционировании самой биосферы как экосистемы, а  учение о биосфере как о всем многообразии естественных, антропогенных и социальных процессов в ней нечто иное, скорее всего глобалистика, где экология занимает лишь часть места. Глобальная экология выходит за рамки биосферы, изучая всю экосферу планеты как космического тела. [8]
Биогеоценозы  наземные и водные ( все материки, моря и океаны) формируют биосферу, представляющую собой общеземную ( глобальную) экологическую систему. Биосферу изучает глобальная экология. [9]
Данные, полученные с помощью этих методов, показывают, насколько грандиозны масштабы взаимосвязи  жизни на Земле, включая самого человека, с космическим пространством, зависимости земной жизни от Космоса. Можно наблюдать, как земная глобальная экология и региональная экология, исследующие закономерности перехода биосферы в ноосферу, все больше превращаются в экологию космическую, в рамках которой взаимодействие живой природы с окружающей средой, и особенно процессы планетарных масштабов, изучается в аспекте связей явлений жизни с космическим пространством. [10]
Глобальная экология изучает биосферу в целом, т.е. экологическую систему, охватывающую земной шар. К числу главных задач современной глобальной экологии относятся изучение антропогенных изменений в среде обитания и обоснование методов ее сохранения и улучшения в интересах человечества. В связи с этим важнейшее значение приобретает прогнозирование изменений экологической ситуации в будущем и на этой основе разработка на ближайшие годы и на отдаленную перспективу мероприятий, направленных на сохранение и улучшение среды обитания людей, на предотвращение нежелательных изменений биосферы. [11]
Главный акцент в книге сделан на центральное  понятие экологии микроорганизмов - микробное сообщество, его структуру  и закономерности функционирования. Конспективно изложенные традиционные вопросы общей микробиологии - организация прокариотной клетки, физиология и метаболизм микроорганизмов, биоразнообразие и характеристика отдельных групп рассматриваются прежде всего с позиций экологии и служат вспомогательным материалом прежде всего для широкого круга естествоиспытателей. Книга является преддверием к основному курсу глобальной экологии микроорганизмов и адресована студентам, аспирантам, специалистам в различных областях естественных наук: биологам, геологам, геохимикам, палеонтологам, почвоведам, географам, экологам. [12]
Важное значение в этих исследованиях приобретает  рассмотрение законов хаоса - более  адекватного примера изучения поведения  неинтегрируемых систем, резонансных  явлений и стохастических процессов  в сравнении с общепринятыми  законами природы ( порядка) как более упрощенной постановки задач для обратимых процессов с циклической эволюцией. Информационно-динамический подход позволяет описать поведение существенно нелинейных систем вдали от положения равновесия, что является характерной чертой функционирования живых систем, и продемонстрировать появление необратимости как следствия описания кинетики открытых систем вместо идеализированных замкнутых систем, для которых характерны обратимые процессы. В целом, представлено современное состояние проблемы моделирования нелинейных процессов вглобальной экологии и космическом землеведении. [13]
Принцип системной  организации вполне применим и к  живой природе. Растения и животных, в том числе сельскохозяйственных, изучают на молекулярном, клеточном, тканевом, органном, организменном, популяционном, биоценозном и биогеоценозном ( экосистемном) уровнях. Молекулярный уровень организации живого изучает молекулярная биология ( и патология), клеточный - цитология, тканевый - гистология, органный - анатомия ( и патанатомия), физиология ( и патофизиология), организмен-ный - организменная биология ( и патология), популяционный - популяционная экология, биоценозный - биоценология, биогео-ценозный - биогеоценология, биосферный - глобальная экология. [14] 

Именно поэтому  важно учесть опыт формирования системы экологического образования в средней школе, где уже в течение длительного времени ведется поиск методов и форм преподавания экологии. В их системе экология подразделяется на фундаментальную и прикладную. Фундаментальная экология, в свою очередь, подразделяется на глобальную экологию, экологию биологических систем, экологию человека, социальную экологию и геоэкологию. В рассматриваемой структуре экологического образования, как и в большинстве других, отчетливо проявляется тенденция к расчленению экологии на ряд дисциплин; из классической экологии вычленяются практические вопросы, которые излагаются школьникам наряду или даже в большем объеме по сравнению с общей экологией, хотя очевидно, что только классическая, геккелевская экология способна сформировать у школьников новое мировоззрение, особый экологический взгляд на все то, что происходит вокруг них. [1] 

Предложил новый  метод моделирования промышленного  предприятия ( названный им индустриальной динамикой), затем распространил  аналогичные подходы на более широкие сферы, вплоть до вопросов глобальной экологии. [2] 
 
 
 
 


и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.