Головна |
« Попередня | Наступна » | |
1.1. Основні поняття |
||
Основним поняттям і основний таксономической одиницею в екології є «екосистема». Цей термін, як згадувалося вище, введений у вживання А. Тенсли в 1935 р., тобто понад півстоліття потому після виділення екології як галузі наукових знань (1866). Під екосистемою розуміється будь-яка система, що складається з живих істот і середовища їх проживання, об'єднаних в єдине функціональне ціле. Основні властивості екосистем-здатність здійснювати кругообіг речовин, протистояти зовнішнім впливам, виробляти біологічну продукцію. Виділяють зазвичай екосистеми різного рангу: від мікроекосістему (невелика водойма, труп тварини з населяють його організмами або стовбур дерева в стадії розкладання, акваріум і навіть калюжка або крапля води, поки вони існують і в них присутні живі організми, здатні здійснювати кру 11 говорот речовин); мезоекосістеми (ліс, ставок, річка тощо); макроекосистеми (океан, континент, природна зона і т. п.) і глобальна екосистема - біосфера в цілому. Таким чином, більші екосистеми включають в себе екосистеми меншого рангу. Образне (шу! лівое) визначення екосистеми дав географ і письменник Г. К. Єфремов: це будь природне утворення - «від купини до оболонки» (географічної). Близький за змістом сенс вкладається в термін «біогеоценоз», введений в літературу академіком В. Н. Сукачова дещо пізніше, ніж «екосистема» - в 1942 р. Невеликі відмінності, які властиві цим термінам будуть розглянуті в розд. IV. 1 (частина I). Екосистеми (біогеоценози) зазвичай включають два блоки. Перший з них складається з взаємопов'язаних організмів різних видів і носить назву «біоценоз» (термін введений німецьким зоологом К. Мебнусом в 1877 р.), другий блок становить середовище проживання, яку в даному випадку називають «біотоп» або «Екотон». Кожен біоценоз складається з безлічі видів, але види входять в нього не окремими особинами, а популяціями або їх частинами. Популяція - це відносно відокремлена частина виду (складається з особин одного виду), займає певний простір і здатна до саморегулювання і підтримуванню оптимальної чисельності особин. Кожен вид в межах займаної території (ареалу), таким чином, розпадається на популяції. Розміри їх різні. У такому випадку можна сказати, що біоценоз - це сума взаємопов'язаних між собою і з умовами середовища популяцій різних видів. В екології часто користуються також терміном «спільнота». Зміст цього терміна неоднозначно; Під ним розуміється і сукупність взаємопов'язаних організмів різних видів (синонім біоценозу), і аналогічна сукупність тільки рослинних (фітоценози, рослинне співтовариство), тварин (зооценоз) організмів або мікробного населення (микробоценоз). Системність екології. Екологія як наука розглядає системи, ланки і члени яких знаходяться в тісному взаємозв'язку і взаємозалежності. З цього випливає необхідність врахування безлічі факторів при аналізі тих чи інших екологічних явищ і тим більше при плануванні будь-яких втручань в екосистеми. Такий підхід, у свою чергу, неможливий без комплексного методу вивчення, оцінки та вирішення тих чи інших екологічних 12 завдань. З цих же причин очевидна тісний зв'язок екології з іншими науками, відомостями з яких необхідно не тільки розташовувати, а й вміти їх грамотно використовувати. До таких наук відносяться: біологія, географія, грунтознавство, гідрологія, хімія, фізика та інші галузі знань. Важливо також уміти користуватися необхідною інформацією з різних галузей господарства та властивих їм технологічних процесів. Говорячи про системні явища, важливо познайомитися з видами систем, загальними положеннями теорії систем. Зазвичай розрізняють три види систем: 1) ізольовані, що не обмінюються з сусідніми ні речовиною, ні енергією, 2) закриті, які обмінюються з сусідніми енергією, але не речовиною (наприклад, космічний корабель), і 3) відкриті, які обмінюються з сусідніми і речовиною, і енергією. Практично всі природні (екологічні) системи відносяться до типу відкритих. Існування систем немислимо без зв'язків. Позитивний зворотний зв'язок веде до посилення процесу в одному напрямку. Приклад її - заболочування території, наприклад, після вирубки лісу. Зняття лісового пологу і ущільнення грунту зазвичай веде до накопичення води на її поверхні. Це, в свою чергу, дає можливість поселятися тут рослинам-вла-гонакопітелям, наприклад сфагновим мохам, вміст води в яких в 25-30 разів перевищує вагу їх тіла. Процес починає діяти в одному напрямку: збільшення зволоження - збіднення киснем - уповільнення розкладання рослинних залишків-накопичення торфу - подальше посилення заболочування. Негативний зворотний зв'язок діє таким чином, що у відповідь на посилення дії елемента А збільшується протилежна по напрямку сила дії елемента В. Такий зв'язок дозволяє зберігатися системі в стані стійкої динамічної рівноваги. Це найбільш поширений і важливий вид 13 зв'язків у природних системах. На них передусім базується стійкість і стабільність екосистем. Приклад такого зв'язку - взаємовідношення між хижаком і його жертвою. Збільшення чисельності жертви як кормового ресурсу, наприклад польових мишей для лисиць, создаетусловія для розмноження і збільшення чисельності останніх. Вони, в свою чергу, починають більш інтенсивно знищувати жертву і знижують її чисельність. В цілому чисельність хижака і жертви синхронно коливається в певних межах. Другий приклад. В історії біосфери мали місце явища локального збільшення вмісту вуглекислого газу в ат-> мосферу, наприклад, при виверженні вулканів. За цим слід було підвищення інтенсивності фотосинтезу і зв'язування вуглекислоти в органічній речовині, а також більш інтенсивне поглинання її океаном. Третій приклад. У природі закономірні періодичні підвищення рівнів грунтово-грунтових вод. За цим слідує збільшення їх контакту з кореневими системами рослин, підвищення витрачання на випаровування рослинністю (транспірацію) та повернення рівнів грунтової води в початковий стан. Одне з негативних проявів діяльності людини в природі пов'язане з порушенням цих зв'язків, що може призвести до руйнування екосистем або переходу їх в інший стан. Наприклад, помірне забруднення водного середовища органічними і біогенними (необхідними для життєдіяльності організмів) речовинами зазвичай супроводжується інтенсифікацією діяльності організмів, які споживають ці речовини, результатом чого є самоочищення водойм. Перевантаження ж середовища забруднюючими речовинами на певному етапі веде до пригнічення або знищенню організмів-санітарів, перекладу сталих зворотних зв'язків у прямі, переходу системи на інший рівень. В результаті неминучим стає прогресуюче забруднення, збіднення водного середовища киснем і перетворення чистих озерних або поточних вод у системи болотного типу. Універсальне властивість екосистем - їх емерджентність (англ. Емердженсія - виникнення, поява нового), що полягає в тому, що властивості системи як цілого не є простою сумою властивостей складають її частин або елементів. Наприклад, одне дерево, як і рідкісний древостой, не складає лісу, оскільки не створює певного середовища (грунтової, гідрологічної, метеорологічної і т. д.) і властивих лісі взаємозв'язків різних 14 ланок, що обумовлюють нову якість. Недооблік емерджент-ності може призводити до великих прорахунків при втручанні людини в життя екосистем або при конструюванні систем для виконання певних цілей. Наприклад, сільськогосподарські поля (агроценози) мають низький коефіцієнт емерджентіості і тому характеризуються вкрай низькою здатністю саморегулювання і стійкості. Енергетичні процеси в екосистемах підкоряються першим і другим початків термодинаміки. Згідно з ними енергія не виникає і не зникає, вона лише переходить з однієї форми в іншу (перший початок термодинаміки). При цьому частина енергії при будь-яких її перетвореннях розсіюється (губиться) у вигляді тепла (другий початок термодинаміки). Мірою незворотного розсіювання енергії є ентропія (грец. ен-всередину, стежці - перетворення). Останню можна характеризувати і через ступінь впорядкованості системи. Так, живі організми і нормально функціонуючі екосистеми характеризуються високим ступенем впорядкованості складають їх елементів. Вони зберігають (підтримують) певний рівень енергії і тим самим протистоять ентропії. Мертвий організм характеризується максимальною невпорядкованістю елементів (структур), в результаті чого приходить в рівновагу з навколишнім його середовищем (температура його тіла вирівнюється з температурою середовища, складові його хімічні елементи та сполуки включаються в процеси кругообігу і стають частиною середовища). Це означає, що організм як система приходить в стан повної невпорядкованості, максимальної ентропії. Показник, протилежний ентропії, носить назву негентропії. Чим вище організованість системи (впорядкованість), тим значніше її негентропії. Небезпечно будь-яке втручання в систему, яке веде до зниження її негентропії, а отже, стійкості і здатності протистояти зовнішнім збурень. Основною властивістю нормально функціонуючих природних екосистем є здатність витягувати іегентропію із зовнішнього середовища (сонячну енергію) і тим самим підтримувати свою високу впорядкованість. Діяльність людини, якщо вона перевищує певні межі, веде до зниження негентропії систем, а отже, 15 зменшує їх здатність підтримувати себе в стійкому стані аж до переходу до повної невпорядкованості (максимальної ентропії) і загибелі. Видний американський еколог Б. Коммонер зробив вдалу спробу узагальнити системність екології як науки у вигляді чотирьох законів. Ці закони в основі своїй не нові, але вперше сформульовані в образній простій формі. Їх дотримання - обов'язкова умова будь екологічно обумовленої діяльності людини в природі. Перший закон Коммонера відображає по суті своїй загальну зв'язок процесів і явищ у природі і звучить так: «Все пов'язано з усім». Другий закон базується на положенні збереження речовини та енергії: «Все має кудись діватися». Якою б не була високою труба заводу, вона не може викидати відходи виробництва за межі біосфери. У такій же мірі забруднювачі, які потрапляють в річки, в кінцевому підсумку виявляються в морях і океанах і з їх продуктами повертаються до людини у вигляді свого роду «екологічного бумеранга». Третій закон орієнтує на дії, узгоджуються з природними процесами, співпраця з природою, або коадаптаціі (лат. ко - с, разом; адаптація - пристосування), замість підкорення людиною природи, підпорядкування її своїм цілям: «Природа знає краще». Сутність четвертого закону полягає в орієнтації людини на те, що будь-яке його дію в природі не залишається безслідним, уявна вигода часто обертається шкодою, а охорона природи і раціональне використання природних ресурсів немислимі без певних економічних витрат. Звучить цей закон так: «Ніщо не дається даром». Дешевому природокористування не повинно бути місця. Якщо не заплатимо за нього ми, то в багаторазовому розмірі це повинні будуть зробити прийшли нам На зміну покоління. Інші терміни та поняття, а також закономірності (правила, принципи) екології, важливі для вирішення соціальних і прикладних її завдань, будуть розглянуті в другій частині роботи (см.разд.1.2 і 1.3).
|
||
« Попередня | Наступна » | |
|
||
Інформація, релевантна " 1.1. Основні поняття " |
||
|