Понятие экология структура цели и задачи

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Понятие экология структура цели и задачи

Экология (от греч. ойкос - дом и логос — учение) — наука о законах взаимодействия живых организмов со средой их обитания.

Первоначально этой наукой была биология, изучающая популяции животных и растений в среде их обитания.

Экология изучает системы уровня выше отдельного организма. Основными объектами ее изучения являются:

§ популяция - группа организмов, относящихся к одному или сходным видам и занимающих определенную территорию;

§ экосистема, включающая биотическое сообщество (совокупность популяций на рассматриваемой территории) и среду обитания;

§ биосфера - область распространения жизни на Земле.

К настоящему времени экология вышла за рамки собственно биологии и превратилась в междисциплинарную науку, изучающую сложнейшие проблемы взаимодействия человека с окружающей средой. Экология прошла сложный и длительный путь к осознанию проблемы «человек — природа», опираясь на исследования в системе «организм — среда».

Взаимодействие Человека с Природой имеет свою специфику. Человек наделен разумом, и это дает ему возможность осознать свое место в природе и предназначение на Земле. С начала развития цивилизации Человек задумывался о своей роли в природе. Являясь, безусловно, частью природы, человек создал особую среду обитания, которая называется человеческой цивилизацией. По мере развития она все больше вступала в противоречие с природой. Сейчас человечество уже подошло к осознанию того, что дальнейшая эксплуатация природы может угрожать его собственному существованию.

Актуальность этой проблемы, вызванной обострением экологической обстановки в масштабах всей планеты, привела к «экологизации» — к необходимости учета законов и требований экологии — во всех науках и во всей человеческой деятельности.

Цели и задачи современной экологии

Одной из главных целей современной экологии как науки является изучение основных закономерностей и развитие теории рационального взаимодействия в системе «человек — общество — природа», рассматривая человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.

Главнейшая цель современной экологии на данном этапе развития человеческого общества — вывести Человечество из глобального экологического кризиса на путь устойчивого развития, при котором будет достигнуто удовлетворение жизненных потребностей нынешнего поколения без лишения такой возможности будущих поколении.

Для достижения этих целей экологической науке предстоит решить ряд разнообразных и сложных задач, в том числе:

§ разработать теории и методы оценивания устойчивости экологических систем на всех уровнях;

§ исследовать механизмы регуляции численности популяций и биотического разнообразия, роли биоты (флоры и фауны) как регулятора устойчивости биосферы;

§ изучить и создать прогнозы изменений биосферы под влиянием естественных и антропогенных факторов;

§ оценивать состояния и динамики природных ресурсов и экологических последствий их потребления;

§ разрабатывать методы управления качеством окружающей среды;

§ формировать понимание проблем биосферы и экологическую культуру общества.

Окружающая нас живая среда не является беспорядочным и случайным сочетанием живых существ. Она представляет собой устойчивую и организованную систему, сложившуюся в процессе эволюции органического мира. Любые системы поддаются моделированию, т.е. можно предсказать, как та или иная система отреагирует на внешнее воздействие.Системный подход — основа изучения проблем экологии.

Глобальное потепление

Начавшееся во второй половине XX века резкое потепление климата является достоверным фактом. Мы его чувствуем по более мягким, чем раньше, зимам. Средняя температура приземного слоя воздуха по сравнению с 1956-1957 годами, когда проводился Первый международный геофизический год, возросла на 0,7°С.

В чем причина этого явления? Одни ученые считают, что это - результат сжигания огромной массы органического топлива и выделение в атмосферу больших количеств углекислого газа, который является парниковым, то есть затрудняет отдачу тепла от поверхности Земли.

Прогноз на будущее (2030-2050 годов) предполагает возможное повышение температуры на 1,5-4,5°С. К таким выводам пришла Международная конференция климатологов в Австрии в 1988 году.

Если температура в течение XXI века увеличится, как прогнозируют учёные, последствия будут весьма печальными:

· поднимется уровень мирового океана (вследствие таяния полярных льдов), возрастёт количество засух и усилится процесс опустынивания земель,

· исчезнут многие виды растений и животных, приспособленные к существованию в узком диапазоне температур и влажности,

· участятся ураганы.

Замедлить процесс глобального потепления, по словам экологов, помогут следующие меры:

· повышение цен на ископаемые виды топлива,

· замена ископаемого топлива экологически чистым,

· развитие энергосберегающих и безотходных технологий,

· налогообложение выбросов в окружающую среду,

· минимизация потерь метана во время его добычи, транспортировки по трубопроводам, распределения в городах и сёлах и применения на станциях теплоснабжения и электростанциях,

· внедрение технологий поглощения и связывания углекислого газа,

· посадка деревьев.

Озоновые дыры

Не менее сложна в научном отношении экологическая проблема озонового слоя. Как известно, жизнь на Земле появилась только после того, как образовался охранный озоновый слой планеты, прикрывший ее от жестокого ультрафиолетового излучения. Многие века ничто не предвещало беды. Однако в последние десятилетия было замечено интенсивное разрушение этого слоя.

Проблема озонового слоя возникла в 1982 году, когда зонд, запущенный с британской станции в Антарктиде, на высоте 25-30 километров обнаружил резкое снижение содержания озона. С тех пор над Антарктидой все время регистрируется озоновая "дыра" меняющихся форм и размеров. Сейчас площадь озоновой дыры сравнима с размерами Северной Америки.

"Вполне допустимо, что к 2100 году защитное озоновое покрывало исчезнет, ультрафиолетовые лучи иссушат Землю, животные и растения погибнут. Человек будет искать спасения под гигантскими куполами искусственного стекла, и кормиться пищей космонавтов". По мнению специалистов, изменившаяся обстановка скажется на растительном и животном мире.

Водные ресурсы

Воду человек загрязняет с незапамятных времен. Наверное, одним из первых крупных загрязнителей водоемов стал легендарный греческий герой Геракл, который с помощью отведенной в новое русло реки очистил Авгиевы конюшни. За многие тысячелетия все свыклись с загрязнением воды, но все же есть что-то кощунственное и противоестественное в том, что человек сбрасывает все нечистоты и грязь в те источники, откуда он берет воду для питья. Как это ни парадоксально, но и вредные выбросы в атмосферу, в конце концов, оказываются в воде, а территории городских свалок твердых отходов и отбросов после каждого дождя и после снеготаяния вкладывают свою лепту в загрязнение поверхностных и подземных вод.

Итак, дефицитом становится и чистая вода, причем водный дефицит может сказаться быстрее, чем последствия "парникового эффекта": 1,2 миллиарда людей живут без чистой питьевой воды, 2,3 миллиарда - без очистных сооружений для использования загрязненной воды. Растут расходы воды на орошение, сейчас это - 3300 кубических километра в год, в 6 раз больше стока одной из самых многоводных рек мира - Миссисипи. Широкое использование грунтовых вод ведет к снижению их уровня. В Пекине, например, за последние годы он упал на 4 метра.

Вода может стать и предметом междоусобных конфликтов, так как 200 крупнейших рек мира протекают через территорию двух или более стран. Водой Нигера, например, пользуются 10 стран, Нила - 9, а Амазонки - 7 стран.

Гибель и вырубка лесов

Одна из причин гибели лесов во многих регионах мира - кислотные дожди, главными виновниками которых являются электростанции. Выбросы двуокиси серы и перенос их на большие расстояния приводят к выпадению таких дождей далеко от источников выбросов. В Австрии, на востоке Канады, в Нидерландах и Швеции более 60 % серы, выпадающей на их территории, приходятся на внешние источники, а в Норвегии даже 75 %. Другими примерами переноса кислот на большие расстояния являются выпадение кислотных дождей на таких отдаленных островах в Атлантическом океане, как Бермудские, и кислотного снега в Арктике.

За последние 20 лет (1970-1990) мир потерял почти 200 миллионов гектаров лесных массивов, что равно площади США восточнее Миссисипи. Особенно большую экологическую угрозу представляет истощение тропических лесов - "легких планеты" и основного источника биологического разнообразия планеты. Там ежегодно вырубается или сжигается примерно 200 тысяч квадратных километров, а значит, исчезает 100 тысяч (!) видов растений и животных. Особо быстро этот процесс идет в самых богатых тропическими лесами регионах - Амазонии и Индонезии.

Опустывание

Под воздействием живых организмов, воды и воздуха на поверхностных слоях литосферы постепенно образуется важнейшая экосистема, тонкая и хрупкая, - почва, которую называют "кожей Земли". Это хранительница плодородия и жизни. Горсть хорошей почвы содержит миллионы микроорганизмов, поддерживающих плодородие.

Чтобы образовался слой почвы мощностью (толщиной) в 1 сантиметр, требуется столетие. глобальная экологическая проблема решение

По оценкам геологов, до того, как люди начали заниматься сельскохозяйственной деятельностью, пасти скот и распахивать земли, реки ежегодно сносили в Мировой океан около 9 миллиардов тонн почвы. Ныне это количество оценивают примерно в 25 миллиардов тонн. Почвенная эрозия - сугубо местное явление - ныне приобрела всеобщий характер. В США, например, около 44 % обрабатываемых земель подвержено эрозии. В России исчезли уникальные богатые черноземы с содержанием гумуса (органического вещества, определяющего плодородие почвы) в 14-16 %, которые называли цитаделью русского земледелия. В России площади самых плодородных земель с содержанием гумуса 10-13 % сократились почти в 5 раз. Особенно тяжелая ситуация возникает, когда сносится не только почвенный слой, но и материнская порода, на которой он развивается. Тогда наступает порог необратимого разрушения, возникает антропогенная (то есть созданная человеком) пустыня.

Природопользование — это деятельность человеческого общества, направленная на удовлетворение своих потребностей путем использования природных ресурсов.

Рациональное природопользование— это система природопользования, при которой достаточно полно используются добываемые природные ресурсы, обеспечивается восстановление возобновляемых природных ресурсов, полно и многократно используются отходы производства (т.е. организовано безотходное производство), что позволяет значительно уменьшить загрязнение окружающей среды.

Рациональное природопользование характерно для интенсивного хозяйства, которое развивается на основе научно-технического прогресса и хорошей организации труда при высокой производительности труда. Примером рационального природопользования может быть безотходное производство, в котором полностью используются отходы, в результате чего снижается расход сырья и сводится к минимуму загрязнение окружающей среды.

Одним из видов безотходного производства является многократное использование в технологическом процессе воды, взятой из рек, озер, буровых скважин и т.д. Использованная вода очищается и вновь участвует в производственном процессе.

Половая структура популяций

Популяции выделяют как относительно обособленные части отдельных видов, в пределах которых более вероятны скрещивания и передача информации, чем это возможно между различными популяциями данного вида. Важнейшим фактором обособления популяции внутри вида являются различия условий местообитания. В конечном итоге экосистему можно рассматривать как сумму популяций разных видов, взаимосвязанных между собой и находящихся в тесном единстве с окружающей средой. На уровне популяций происходят основные адаптации, естественные отбор, эволюционные процессы. Разнообразие популяций внутри одного вода увеличивает возможности его выживания. Для популяций сущ. Допустимые пределы снижения количества особей. За которыми существование популяции становится невозможным. Члены одной популяции оказывают друг на друга не меньшее воздействие, чем физические факторы среды или другие обитающие совместно виды организмов. Специфические внутривидовые взаимосвязи– это отношения, связанные с воспроизводством: между особями разных полов и между родительским и дочерним поколениями. При половом размножении обмен генами превращает популяцию в относительно целостную генетическую систему. Если перекрестное оплодотворение отсутствует и преобладает вегетативное, партеногенетическое или другие способы размножения, генетические связи слабее и популяция представляет собой систему клонов, или чистых линий, совместно использующих среду. Такие популяции объединены в основном экологическими связями. Во всех случаях в популяциях действуют законы, позволяющие таким образом использовать ограниченные ресурсы среды, чтобы обеспечить оставление потомства. Достигается это в основном через количественные изменения населения. Популяции многих видов обладают свойствами, позволяющими им регулировать свою численность.

Половая структура популяций .Соотношение особей по полу и особенно доля размножающихся самок в популяции имеют большое значение для дальнейшего роста ее численности. У большинства видов пол будущей особи определяется в момент оплодотворения в результате перекомбинации половых хромосом. Такой механизм обеспечивает равное соотношение зигот по признаку пола, но из этого не следует, что такое же соотношение характерно для популяции в целом. Сцепленные с полом признаки часто определяют значительные различия в физиологии, экологии и поведении самцов и самок. Следствием этого является более высокая вероятность гибели представителей какого-либо пола и изменение соотношения полов в популяции.

Экологические и поведенческие различия между особями мужского и женского пола могут быть сильно выражены. Различия в смертности проявляются еще в эмбриональный период. Например, у ондатр во многих районах среди новорожденных в полтора раза больше самок, чем самцов. У некоторых летучих мышей доля самок в популяции после зимней спячки снижается порой до 20 %. Многие другие виды отличаются, наоборот, более высокой смертностью самцов (фазаны, утки-кряквы, большие синицы, многие грызуны).

Таким образом, соотношение полов в популяции устанавливается не только по генетическим законам, но и в известной мере под влиянием среды.

Среди цветковых растений встречается немало двудомных видов, у которых существуют мужские и женские особи: виды ив, тополей, дрема белая, щавель малый, и др. Есть и виды с женской двудомностью, когда одни особи имеют обоеполые цветки, а другие – женские. Примерами видов с женской двудомностью являются чабрец Маршалла, душица обыкновенная, мята полевая. В пределах ареала видов половая структура популяций растений более или менее постоянная, однако изменение внешних условий меняет соотношение полов.

Обособленность популяций

Если члены вида постоянно перемешаются и перемешиваются на обширных пространствах, такой вид характеризуется небольшим числом крупных популяций. При слабо развитых способностях к перемещению в составе вида формируется множество мелких популяций, отражающих мозаичность ландшафта. У растений и малоподвижных животных число популяций находится в прямой зависимости от степени разнородности среды.

Степень обособленности соседних популяций вида различна. В некоторых случаях они резко разделены территорией, непригодной для обитания, и четко локализованы в пространстве, например популяции окуня и линя в изолированных друг от друга озерах.

Противоположный вариант — сплошное заселение видом обширных территорий. В пределах одного и того же вида могут быть популяции как с хорошо различимыми, так и со смазанными границами и в пределах вида популяции могут быть представлены группами разного объема.

Взаимоотношения видов не сводятся только к взаимодействию особей, хотя и осуществляются через индивидуальные контакты. Отношения между хищником и его жертвой кратковременны. Связь между их популяциями длительна и является одним из условий функционирования сообществ. Связи между отдельными особями приводят к одним результатам, связи между популяциями — к качественно другим. Например, длительное воздействие конкретного паразита может иметь следствием изменение физиологического состояния, плодовитости, долговечности хозяина и т.п. Взаимоотношения популяций этих же видов приводят к изменениям их основных групповых характеристик: численности, возрастного состава, смертности, темпов роста популяций.

Связи между популяциями поддерживают вид как единое целое. Слишком длительная и полная изоляция популяций может привести к образованию новых видов.

Различия между отдельными популяциями выражены в разной степени. Они могут затрагивать не только их групповые характеристики, но и качественные особенности физиологии, морфологии и поведения отдельных особей. Эти различия создаются в основном под влиянием естественного отбора, приспосабливающего каждую популяцию к конкретным условиям ее существования.

Структура популяции не стабильна. Рост и развитие организмов, рождение новых, гибель от различных причин, изменение окружающих условий, увеличение или уменьшение численности врагов — все это приводит к изменению различных соотношений внутри популяции. Оттого, какова структура популяции в данный период времени, во многом зависит направление ее дальнейших изменений.

Задачи и полномочия

Высшие федеральные, республиканские, областные, краевые законодательные органы России, согласно Закону РФ «Об охране окружающей природной среды», призваны определять основные направления государственной природоохранной политики, утверждать экологические программы, устанавливать правовые основы и нормы (в пределах своей компетенции).

По Конституции РФ, природопользование, охрана окружающей природной среды, обеспечение экологической безопасности составляют совместную компетенцию Федерации и субъектов Федерации. Вопросы, входящие в компетенцию названных органов, можно подразделить на семь комплексных групп.

Определение основных направлений экологической политики, утверждение экологических программ, установление правовых и экономических основ регулирования охраны окружающей природной среды и обеспечение экологической безопасности.

Планирование, финансирование и материально-техническое обеспечение экологических программ, координация природоохранной деятельности.

Учет и оценка природных ресурсов, прогноз состояния окружающей среды, ведение кадастра природных ресурсов, осуществление мониторинга окружающей среды.

Утверждение нормативов вредных воздействий, платежей за использование природных ресурсов, за выбросы, сбросы вредных веществ, захоронения отходов. Выдача разрешений на природопользование, выброс, сброс, захоронение вредных веществ.

Государственный экологический контроль, государственная экологическая экспертиза, решение об ограничениях, приостановлении, прекращении деятельности экологически вредных производств и услуг. Привлечение к административной и уголовной ответственности за экологические преступления. Предъявление исков в суд, арбитражный суд о взыскании ущерба, причиненного экологическим правонарушителем.

Организация заповедного дела, охрана памятников природы, ведение Красной книги, экологическое воспитание и образование.

Фитоценоз и его особенности

Согласно общепринятому определению В.Н. Сукачева, фитоценозом (или растительным сообществом) надо называть всякую совокупность высших и низших растений, обитающих на данном однородном участке земной поверхности, с только им свойственными взаимоотношениями как между собой, так и с условиями местообитания, и поэтому создающими свою особую среду, фитосреду (слайд 6). Как видно из этого определения, главнейшими особенностями фитоценоза являются взаимодействие между образующими его растениями, с одной стороны, и взаимодействие между растениями и окружающей средой — с другой. Влияние растений друг на друга имеет место только тоща, когда они более или менее сближены, соприкасаются своими надземными или подземными органами. Совокупность отдельно стоящих растений, не оказывающих влияния друг на друга, нельзя назвать фитоценозом.

Формы влияния одних растений на другие разнообразны. Однако не все эти формы имеют одинаковое значение в жизни растительных сообществ. Ведущую роль в большинстве случаев играют трансабиотические взаимоотношения, прежде всего затенение и корневая конкуренция за влагу и питательные вещества в почве. Особенно острой чаще всего бывает конкуренция за азотистые питательные вещества, которых во многих почвах содержится мало.

Совместная жизнь растений в фитоценозе, когда они в той или иной степени влияют друг на друга, накладывает глубокий отпечаток на их внешний облик. Это особенно заметно в лесных фитоценозах. Деревья, образующие лес, сильно отличаются по внешнему виду от одиночных деревьев, которые выросли на открытом месте. В лесу деревья более или менее высокие, кроны их узкие, высоко подняты над землей. Одиночные деревья значительно ниже, кроны их широкие, низко опущенные.

Результаты влияния растений друг на друга хорошо заметны также в травяных фитоценозах, например на лугах. Здесь растения имеют меньшие размеры, чем при одиночном произрастании, менее обильно цветут и плодоносят, а некоторые и вовсе не цветут. В фитоценозах любого типа растения взаимодействуют между собой и это сказывается на их внешнем облике и жизненном состоянии.

Взаимодействие между растениями, с одной стороны, и между ними и окружающей средой — с другой, имеет место не только в естественных растительных сообществах. Оно есть и в тех совокупностях растений, которые созданы человеком (посевы, посадки и др.). Поэтому их также относят к числу фитоценозов.

В определение фитоценоза В.Н. Сукачев включает такой признак, как однородность территории, которую занимает фитоценоз. Под этим следует понимать однородность условий местообитания, прежде всего почвенных условий, в пределах фитоценоза.

Наконец, В.Н. Сукачев указывает на то, что фитоценозом можно назвать только такую совокупность растений, которая создает свою особую среду (фитосреду). Всякий фитоценоз в той или иной мере преобразует ту среду, в которой он развивается. Фитосреда существенно отличается от экологических условий на открытом пространстве, лишенном растений (изменяется освещенность, температура, влажность и др.).

Структура фитоценозов

Под структурой фитоценоза понимают особенности размещения растений в пространстве (в горизонтальном и вертикальном направлениях)

К числу структурных признаков фитоценоза относится степень сомкнутости растительного покрова (слайд 20). Ее характеризуют с помощью общего проективного покрытия растений (часть площади, занятая проекциями надземных органов растений). Степень сомкнутости растительного покрова в разных сообществах сильно различается. Это часто связано с обеспеченностью растений влагой. На тех участках, где меньше влаги в почве, растительный покров обычно более редкий.

Ярусность. В состав фитоценоза, как правило, входят растения, более или менее различающиеся по своей высоте. Это особенно хорошо заметно в лесных фитоценозах. Здесь встречаются растения самой разной высоты — от очень высоких деревьев, достигающих нескольких десятков метров, до мелких мхов и лишайников, которые не превышают нескольких сантиметров.

Растения, более или менее сходные по высоте, образуют отдельные ярусы, представляющие собой структурные элементы фитоценоза. Например, в лесных фитоценозах можно выделить ярус деревьев (древостой), ярус кустарников (подлесок), травяно-кустарничковый ярус, мохово-лишайниковый покров (слайд 21). Особенно хорошо выражены ярусы в хвойных лесах таежной полосы. Однако иногда в фитоценозе невозможно выделить четко обособленные ярусы (например, во многих типах лугов).

Ярусы правомерно выделять лишь тогда, когда входящие в их состав растения достаточно многочисленны, более или менее сомкнуты. В противном случае следует говорить о том, что тот или иной ярус не выражен или выражен слабо.

Различают ярусность надземную и подземную (в последнем случае имеют в виду ярусное расположение подземных органов растений в почве). Хорошо выраженная подземная ярусность наблюдается очень редко (например, в растительных сообществах на солонцах) (слайд 22).

В лесных фитоценозах помимо растений, входящих в состав определенного яруса, есть растения, которые не принадлежат ни к какому ярусу. Сюда относятся, в частности, лианы и эпифиты (эпифитами называют растения, поселяющиеся в лесу на стволах и ветвях деревьев). В лесах нашей страны лиан очень мало, а в качестве эпифитов встречаются главным образом мхи и лишайники. Эпифиты являются автотрофными растениями, способными к фотосинтезу. Они используют дерево только как место поселения, но не как источник питания.

Обычно не образуют отдельного постоянного яруса также молодые экземпляры деревьев в лесу (самосев и подрост).

Мозаичность. Характерная особенность фитоценозов — неоднородность в горизонтальном направлении. Часто наблюдается более или менее выраженная пятнистость, мозаичность растительного покрова в пределах фитоценоза. Например, в лиственничных лесах Якутии на почве под кронами деревьев преобладают зеленые мхи, а вне крон — лишайники. В дубово-еловых лесах средней России под деревьями дуба господствуют одни травянистые растения (сныть), а под деревьями ели — другие (кислица) и т.д.

Иногда в нижних ярусах лесных фитоценозов пятна одного растения чередуются с пятнами другого, причем это не связано с влиянием древесного яруса. Например, в еловом лесу можно встретить пятна кислицы, пятна майника и т.д.

Мозаичность свойственна не только лесным фитоценозам. Она наблюдается также на лугах, болотах, в тундре, степях, пустынях. Это явление распространено очень широко.

В том случае, когда мозаичность растительного покрова хорошо выражена, в пределах фитоценоза выделяют отдельные структурные единицы — микрофитоценозы. Так, если в еловом лесу встречаются участки с господством кислицы и участки с господством зеленых мхов, то выделяют два микрофитоценоза — елово-кисличный и елово-зеленомоховой.

Если рассматривать не фитоценоз, а более широкое природное образование — биогеоценоз, то структурными единицами мозаичности следует считать парцеллы (этот термин предложил Н.В. Дылис). В состав каждой парцеллы входит не только растительность, но и другие компоненты живой и неживой природы (почва, зоокомпоненты, грибы, микроорганизмы и т.д.). Однако территориально парцеллы совпадают с микрофитоценозами, поскольку границы парцелл проводят по растительному компоненту.

Мозаичность растительного покрова в пределах одного и того же фитоценоза может быть обусловлена разными причинами. Одна из главных причин — неоднородность, пятнистость условий среды. Часто мозаичность обусловлена микрорельефом. В этом случае в микропонижениях развиваются более влаголюбивые растения, а на микроповышениях — менее влаголюбивые. Мозаичность травяно-кустарничкового покрова в лесу нередко вызвана тем, что определенные виды растений способны расти зарослями, образуя пятна. Это происходит благодаря разрастанию горизонтальных корневищ в почве или ползучих надземных побегов. Могут быть и другие причины мозаичности фитоценозов (деятельность животных, человека и т.д.).

Виды экологических систем.

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

Естественные (природные) экосистемы. К ним относятся те комплексы, в которых круговорот веществ осуществляется без какого-либо вмешательства человека.

Искусственные (антропогенные) экосистемы. Они созданы человеком и способны существовать только при его непосредственной поддержке.

Экологическая система (экосистема) – пространственно определенная совокупность живых организмов и среды их обитания, объединенных вещественно-энергетическими и информационными взаимодействиями.

Различают водные и наземные природные экосистемы.

Водные экосистемы– это реки, озера, пруды, болота – пресноводные экосистемы, а также моря и океаны – водоемы с соленой водой.

Наземные экосистемы – это тундровая, таежная, лесная, лесостепная, степная, полупустынная, пустынная, горная экосистемы.

В каждой наземной экосистеме есть абиотический компонент – биотоп, или экотоп – участок с одинаковыми ландшафтными, климатическими, почвенными условиями; и биотический компонент – сообщество, или биоценоз – совокупность всех живых организмов, населяющих данный биотоп. Биотоп является общим местообитанием для всех членов сообщества. Биоценозы состоят из представителей многих видов растений, животных и микроорганизмов. Практически каждый вид в биоценозе представлен многими особями разного пола и возраста. Они образуют популяцию данного вида в экосистеме. Биоценоз очень трудно рассматривать отдельно от биотопа, поэтому вводят такое понятие, как биогеоценоз ( биотоп+биоценоз). Биогеоценоз - элементарная наземная экосистема, главная форма существования природных экосистем.

В каждую экосистему входят группы организмов разных видов, различимые по способу питания:

- автотрофы (“самопитающиеся”);

- гетеротрофы (“питающиеся другими”);

- консументы – потребители органического вещества живых организмов;

- дитритофаги, или сапрофаги, - организмы, питающиеся мертвым органическим веществом – остатками растений и животных;

- редуценты – бактерии и низшие грибы – завершают деструктивную работу консументов и сапрофагов, доводя разложение органики до ее полной минерализации и возвращая в среду экосистемы последние порции двуокиси углерода, воды и минеральных элементов.

Все названные группы организмов в любой экосистеме тесно взаимодействуют между собой, согласуя потоки вещества и энергии.

Таким образом, для естественной экосистемы характерны три признака:

1) экосистема обязательно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов.

2) в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие.

3) экосистема сохраняет устойчивость в течение некоторого времени, что обеспечивается определенной структурой биотических и абиотических компонентов.

Примерами природных экосистем являются: упавшее дерево, труп животного, маленький водоем, озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера.

Как видно из примеров, более простые экосистемы входят в более сложно организованные. При этом реализуется иерархия организации систем, в данном случае экологических. Поэтому экосистемы делятся по пространственному масштабу на микроэкосистемы, мезоэкосистемы и макроэкосистемы.

Таким образом, устройство природы следует рассматривать как системное целое, состоящее из вложенных одна в другую экосистем, высшей из которых является уникальная глобальная экосистема - биосфера. В ее рамках происходит обмен энергией и веществом между всеми живыми и неживыми составляющими в масштабах планеты.

20. Изменение экосистем, причины, пути сохранения экосистем.

Каждая экосистема – это динамическая структура, состоящая из сотен и даже тысяч видов продуцентов, консументов и редуцентов, связанных друг с другом сложной сетью пищевых и непищевых взаимоотношений. Устойчивость экосистемы зависит от её видового многообразия и сложности цепей питания. Чем сложнее и разветвлённее цепи, тем стабильнее существование экосистемы. Экологические возможности разных видов так дополняют и компенсируют друг друга, что в случае незначительных изменений условий окружающей среды сложная система сохраняет свою целостность.

Каждый вид в составе экосистемы представлен популяцией, поэтому стабильное существование экосистемы определяется стабильным существованием входящих в неё популяций. Изменение внешних условий воздействует на некоторые виды неблагоприятно, их численность уменьшается, и они могут вовсе исчезнуть из экосистемы. Такое направленное увеличение или уменьшение численности особей какой-либо популяции может привести к изменению экосистемы в целом. Например, при резком увеличении численности копытных в степной зоне может произойти полное уничтожение растительности. Нарушение травяного покрова вызовет ветровую эрозию почвы, и верхний плодородный слой может быть полностью уничтожен. Количество копытных в отсутствие основного корма снизится, но это не приведёт к автоматическому восстановлению растительности в экосистеме.

Абсолютно неизменной и статичной может быть только неживая система. Даже в самых стабильных экосистемах в зависимости от сезона, времени суток, погодных влияний происходят определённые изменения. Если эти изменения отражают некие циклические процессы во внешней среде, они не приводят к направленному преобразованию экосистемы. Все показатели такой экосистемы колеблются около некой средней величины, т. е. поддерживается динамическое равновесие.

Равновесное состояние экосистемы означает, что то количество продукции, которое синтезируют зелёные растения и другие продуценты, в энергетическом отношении соответствует потребностям экосистемы. В этом случае биомасса экосистемы остаётся постоянной, а положение экосистемы равновесным. Если затраты в экосистеме снизятся, она не сможет перерабатывать всю продукцию, и органическое вещество начнёт накапливаться, если энергозатраты повысятся – исчезать. В обоих случаях равновесие нарушится, что вызовет изменение сообщества. Эти изменения могут затронуть видовое разнообразие, структуру пищевых цепей, продуктивность и другие показатели системы, что в конце концов приведёт к смене экосистем.

Смена экосистем. Этот процесс заключается в том, что в определённом районе в строго определённой последовательности происходит закономерная смена популяций различных видов. Как правило, это очень длительный процесс, однако иногда изменения в экосистеме можно проследить на протяжении жизни нескольких поколений. Примером таких быстрых изменений может служить зарастание небольшого озера (рис. 80).

Сначала по периметру озера образуется сплавина – сплошной ковёр плавающих растений, которые, погибая, опускаются на дно водоёма. В придонных слоях в условиях нехватки кислорода редуценты не успевают перерабатывать все отмирающие части растений и животные остатки. В результате образуются торфяные отложения, озеро постепенно мелеет и превращается в болото. В дальнейшем болото зарастает с краёв, превращаясь в луг, а позднее в лес. Таким образом, полностью меняется видовой состав и растительной, и животной части экосистемы. На месте бывшего озера формируется экосистема леса.

Экосистемы всегда стремятся к сохранению равновесия, поэтому при смене экосистем каждая последующая стадия развития длительнее и устойчивее предыдущих.

В природе смены экосистем происходят постоянно и характеризуются определёнными закономерностями: увеличивается видовое разнообразие, нарастает общая биомасса, усложняются цепи питания. Всё это постепенно приводит к формированию стабильных сообществ.

Конечный этап развития экосистем зависит от климатических, почвенных, водных и топографических условий. В одних районах земного шара наиболее устойчивым сообществом будет лес, в других – степь, а в третьих – тундра. С течением времени условия на земном шаре постепенно изменяются в том или ином направлении, и то сообщество, которое было стабильным в определённый период исторического развития, спустя тысячи лет уступит место иному стабильному сообществу, чья структура соответствует изменившимся условиям. Так, более 10 тыс. лет назад в эпоху последнего оледенения на месте нынешних широколиственных листопадных лесов находилась тундра.

Если не считать землетрясений, оползней, извержений вулканов и других природных катастроф, естественные смены экосистем происходят постепенно. Однако вмешательство человека часто вызывает резкие и глобальные изменения, приводящие к нарушениям или гибели экосистем.

Научные исследования показывают, что определяющую роль в поддержании приемлемых для жизни человека условий окружающей среды играют естественные природные системы - леса, болота, экосистемы океана (Горшков и др., 1999). Так, например, известно, что общее количество осадков, выпадающих на суше, примерно в три раза превышает количество атмосферной влаги, приносимой на сушу с океана.

Отметим также роль лесов в предотвращении широкомасштабных наводнений - почвенный покров леса впитывает излишнюю влагу как губка, защищая прилегающие территории от разрушительных водных потоков. Далеко не случайно самые разрушительные наводнения в нашей стране происходят в зонах интенсивного земледелия (например, в Ставропольском крае), где леса практически полностью уничтожены. Хорошо известна роль лесов в предотвращении локальных экстремальных температурных явлений.

Разрушение структуры экосистемы вследствие деятельности человека сопровождается стиранием функциональных границ между экосистемами. Это ведет к нарушению закона системного сепаратизма. Мир разделен на системные разности, и они стремятся к самостоятельности - сепаратизму. Закон системного сепаратизма утверждает, что разнокачественные составляющие всегда структурно относительно независимы. Сепаратизм очень ограничен - все системы тесно взаимосвязаны, имеют общую судьбу в пределах надсистемы, но все же относительно самостоятельны!

Сохранять и защищать высаженные в саду или огороде растительные культуры, аграрий может не только химическим, но и организационно – хозяйственным, агротехническим, механическим и биологическим методом.

Мероприятия по защите садовых и огородных культур направлены на снижение численности опасных вредителей и возбудителей болезней, на предупреждение их массового размножения или на повышение устойчивости растений к повреждениям и заболеваниям. Комплекс приемов, направленных на уничтожение вредителей и возбудителей заболеваний или на снижение ущерба от них называют системой мероприятий по защите растений. Она включает организационно-хозяйственные мероприятия, агротехнический, механический, биологический и химический методы борьбы. Все эти методы сочетаются между собой, дополняя друг друга.

Организационно-хозяйственные мероприятия

К группе организационно-хозяйственных мероприятий относится, прежде всего, правильное размещение деревьев на участке. Оно предусматривает соблюдение оптимальных расстояний между деревьями, определенных агроуказаниями. Для высокорослых сортов требуется большая площадь питания (обычно 4×5 м), для полу карликовых и карликовых — меньше. Сгущение растений нежелательно: смыкаясь кронами, деревья мешают друг другу, затрудняется работа по опрыскиванию деревьев, ухудшаются условия освещенности. Загущенные насаждения, кроме того, хуже продуваются ветром.

Сорта плодовых культур разных сроков созревания опрыскивают неодинаковое число раз: летние сорта меньше, зимние — больше. Нередко для их обработки используют разные средства. Поэтому деревья с одинаковым сроком созревания плодов целесообразно размещать группами. Это обезопасит летние сорта, особенно в период созревания и уборки урожая, от попадания на них ядохимикатов при опрыскивании зимних сортов.

Посадочный материал для закладки и обновления сада и ягодника, рассада и семена овощных и цветочных культур должны быть здоровыми, не зараженными вредителями и болезнями. С посадочным материалом в сад могут быть занесены тли, листовертки, щитовки, филлоксера, некоторые возбудители заболеваний. Поэтому посадочный материал лучше брать не у частных лиц, а в плодовых питомниках.

Иногда в целях более полного использования земли между деревьями размещают ягодные кустарники, землянику, овощные культуры. Такое размещение может быть оправдано только в первые годы после закладки сада, когда еще нет надобности опрыскивание деревьев ядохимикатами. При опрыскивании ядохимикаты попадают на растущие под деревьями ягодники, землянику, овощные культуры и делают их малопригодными или непригодными для использования в пищу.

Агротехнические мероприятия

Агротехнические мероприятия при своевременном и качественном выполнении позволяют вырастить крепкие здоровые растения, обладающие повышенной устойчивостью к повреждениям вредителями и болезнями. Они значительно снижают численность вредителей и, соответственно, уменьшают ущерб от них. Желательно отдавать предпочтение сортам, устойчивым к вредителям и болезням, если их урожайность и вкусовые качества удовлетворяют требованиям садовода-огородника. Рыхление почвы, уничтожение сорняков, умеренное внесение удобрений препятствуют размножению многих вредителей и возбудителей заболеваний.

Осенняя перекопка почвы с тщательной заделкой опавших листьев и других растительных остатков является эффективным приемом борьбы с паршой яблони, капустной молью, пятни стостями и др. Обрезка и сжигание сухих и поврежденных ветвей в саду способствует снижению численности древесницы въедливой, крыжовниковой тли, яблонной стеклянницы, малинной мухи и других. Многие вредители и возбудители заболеваний размножаются на сорняках и с них переходят на культурные растения.

Регулярное уничтожение сорняков снижает численность крестоцветных блошек, капустной моли, белой гнили огородных культур и многих других вредных организмов. Своевременная уборка плодов яблони уменьшает их потери от яблонной плодожорки, парши. Посев на участке цветочных растений и нектароносов привлекает полезных насекомых. Питание нектаром цветков повышает их плодовитость и усиливает полезную деятельность.

Механические мероприятия

Механический метод борьбы включает мероприятия, направленные на физическое истребление вредных насекомых, а иногда и возбудителей заболеваний, и на создание препятствий для проникновения вредителей к плодовому дереву или на его крону. К группе этих методов относится, например, снятие с веток и сжигание зимних гнезд златогузки и боярышницы, навешивание на штамбы ловчих поясов, ручной сбор и уничтожение колорадского жука, гусениц капустной белянки и т. д.

Биологический метод борьбы

Биологический метод борьбы с вредителями и возбудителями заболеваний растений основан на использовании против них их естественных врагов — хищных и паразитических насекомых, клещей, насекомоядных птиц. Используются также вирусы, бактерии, грибы, нередко вызывающие массовую гибель вредителей. Паразитами, кстати, принято считать животных, которые живут на теле или внутри других животных «хозяев», питаясь их соками или тканями. Паразиты приводят своего «хозяина» к гибели, когда заканчивают свое развитие. Хищник питается жертвой непродолжительное время, убивая ее сразу. Из хищников в садах и на огородах часто встречаются божьи коровки, златоглазка, жужелицы, мухи-тахины, пауки, хищные клещи, а из паразитов — трихограмма, афелинус, эуптеромалюс и другие перепончатокрылые.

Полезные организмы используются для борьбы с вредителями разными способами. Например, трихограмму разводят в лабораториях, а затем выпускают в сады и на огороды в целях борьбы с яблонной плодожоркой, капустной белянкой. Разводят и выпускают в теплицы хищного клеща фитосейулюса для борьбы с паутинным клещом на огурцах. На садово-огородном участке возможно привлечение паразитов и хищников и охрана их путем высева фацелии, горчицы, укропа и других нектароносов. Разумное уменьшение объема и подбор сроков использования ядохимикатов будет способствовать сохранению полезных насекомых и клещей. Ряд бактериальных и грибных препаратов для борьбы с вредителями выпускает промышленность (лепидоцид, битоксибациллин). В целях привлечения в сады насекомоядных птиц (синиц, мухоловок, скворцов) в садах развешивают скворечники и другие дуплянки.

Химический метод борьбы

Химический метод борьбы основан на использовании против вредителей и болезней химических препаратов: инсектицидов против насекомых, акарицидов против клещей, фунгицидов против грибных заболеваний. Химические препараты могут применяться путем опрыскивания, реже опыливания растений, внесения их в почву, приготовления отравленных приманок, иногда газации (растений, складов, теплиц, тары), протравливания семян, луковиц и клубней, предназначенных для посадки. Химические препараты наносятся на растения при помощи специальной техники — опрыскивателей, отбеливателей. Химический метод удобен и прост в применении. Он достаточно надежно позволяет защитить урожай. Однако ядохимикаты не безвредны для человека и домашних животных, что требует осторожности в обращении с ними.

Кроме того, от ядохимикатов погибают не только вредные, но и полезные организмы. Накапливаясь в плодах и других частях растений, ядохимикаты могут представлять опасность для людей. Попадая в воздух, почву, воду, они вместе с удобрениями и гербицидами являются источником загрязнения окружающей среды. Поэтому ядохимикаты в последние годы стремятся применять реже, лишь при наличии значительного количества вредителей, когда невозможно снизить их численность другими методами.

Учеными разработаны пороги вредоносности, т. е. установлены такие количества тех Или иных вредителей, при которых и выше которых обработка ядохимикатами становится целесообразной. Чтобы получить более высокий эффект и избежать ожогов опрыскиваемых растений, при использовании ядохимикатов необходимо придерживаться рекомендуемых инструкциями концентраций.

Понятие экология структура цели и задачи

Первоначально этой наукой была биология, изучающая популяции животных и растений в среде их обитания.

Экология изучает системы уровня выше отдельного организма. Основными объектами ее изучения являются:

§ биосфера - область распространения жизни на Земле.

Дата: 2018-12-28, просмотров: 340.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒