УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОВЕДЕНИЕ

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

Хабаровская государственная академия экономики и права

Кафедра туризма и гостиничного хозяйства

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОВЕДЕНИЕ

Программа дисциплины, материалы учебного пособия и

Методические указания к самостоятельной работе

Для бакалаврантов 1 - 3 курсов направления 080200.62 «Менеджмент» заочной формы обучения

 

Хабаровск 2012

Х 12   Экология и ресурсоведение : программа дисциплины, материалы учебного пособия и методические указания к самостоятельной…

Содержание

Введение4

Раздел 1. Программа дисциплины6

Раздел 2. Материалы учебного пособия10

Глава 1 Предметы, методы и содержание дисциплины 10

1.1 Экология и ресурсоведение в сложившейся системе научных

дисциплин 10

1.2 Отношение к природе и ресурсам в различные этапы

формирования человеческого общества 24

 

Глава 2 Теоретические основы экологии 29

2.1 Факториальная экология 29

2.2. Учение о популяциях 40

2.3. Учение о сообществах 45

2.4. Учение об экосистемах 58

2.5. Учение о биосфере 66

 

Глава 3. Теоретические основы ресурсоведения. Ресурсы и их

использование 70

3.1. Природно-ресурсный потенциал и его оценка 71

3.2 Взаимодействие общества и природы в процессе

ресурсопользования 80

3.3. Анализ природно-ресурсного потенциала и его использования:

эколого-экономический аспект 83

 

Глава 4 Современные системы взаимодействия общества и ресурсов

и их последствия 108

4.1. Основные противоречия в системе «ресурсы-использование-

проблемы» 108

4.2. Современные концепции взаимоотношения природы, ресурсов,

общества 117

 

Раздел 3. Методические указания к самостоятельной работе128

Раздел 4 Вопросы к зачёту по дисциплине130

Список рекомендуемой литературы133

Введение

Курс «Экология и ресурсоведение» является базовым для изучения последующих специальных дисциплин. Целью изучения дисциплины "Экология и ресурсоведение" является овладение теоретическими и практическими основами экологически безопасной организации хозяйственной деятельности предприятия (групп предприятий) на определенной территории, призванной, наряду с получением материальных благ, сохранить жизнепригодность среды обитания; способствование формированию научного мировоззрения о человеке как о части природы, о единстве и самоценности всего живого и необходимости учета взаимосвязи всех факторов использования природно-ресурсного потенциала с социально-экономическим развитием общества, а также обучить правильному осмыслению процессов и последствий, связанных с жизнедеятельностью человека, в том числе и с его профессиональной активностью.

Задачи курса:

· выявление основных проблем взаимодействия человека и окружающей природной среды в ходе исторического развития общества и на современном этапе;

· анализ видов антропогенного воздействия на природу и их последствий для экосистем и человека;

· рассмотрение основных разделов экологии (аутэкология, демэкология, синэкология и др.), а также экологических законов определяющих взаимодействие организмов со средой;

· изучение ресурсных аспектов взаимодействия общества и природы;

· определение ресурсно-экологической ценности отдельных компонентов природной среды и отдельных экосистем для устойчивого эколого-экономического развития;

· рассмотрение положения ресурсного блока в концепции устойчивого развития и выявление оптимальных путей ресурсопользования.

 

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

­ теоретические основы экологии и ресурсоведения, а также закономерности определяющие эволюцию взаимодействия общества с окружающей природной средой;

­ современные экологические проблемы и ситуации и их роль в дестабилизации ресурсно-экологической обстановки на планете в современный период;

­ экологические принципы и законы рационального ресурсопользования и охраны природы;

­ основные виды ресурсов, особенности их распределения на планете и использования;

­ положения концепции устойчивого развития по выявлению оптимальных путей ресурсопользования.

Уметь:

­ применять полученные знания в своей повседневной и профессиональной деятельности;

­ систематизировать и обобщать информацию ресурсно-экологической направленности, приходить к полным и логически-обоснованным выводам на основе ее анализа;

­ выявлять проблемы при анализе конкретных экологических ситуаций, предлагать способы их решения, прогнозировать последствия этих решений для окружающей природной среды.

Владеть:

­ специальной экологической терминологией и лексикой данной дисциплины;

­ навыками самостоятельного овладения новыми знаниями по теории и практике экологии и ресурсоведения;

­ методами оценки ресурсов, природно-ресурсного потенциала и их основных характеристик;

­ знаниями о разносторонней связи человека с многообразием ресурсов.

 

Раздел 1. Программа дисциплины

Предметы, методы и содержание дисциплины

Тема 1.1 Экология и ресурсоведение в сложившейся системе научных дисциплин.

Основные понятия и термины (экология, природная среда, природные условия, природные ресурсы, природопользование, ресурсопользование, ресурсоведение и т.д.). Цели, задачи, объект, предмет и методы экологии и ресурсоведения. История развития экологии, структура экологической науки. Вертикальные и горизонтальные связи и аспекты становления ресурсоведения как научной дисциплины. Законы экологии. Разносторонняя связь человека с многообразием ресурсов.

Тема 1.2 Отношение к природе и ресурсам в различные этапы формирования человеческого общества

Место человека в эволюции нашей планеты. Отношение к ре­сурсам в доиндустриальную эпоху (от палеолита до Средних веков). Ресурсопользование в ин­дустриальную и постиндустриальную эпохи. Современные проблемы ресурсопользования.

Теоретические основы экологии

Понятие о среде. Факторы среды и их классификация. Закономерности взаимодействия организма со средой. Комплексное воздействие факторов среды на…   Тема 2.2 Учение о популяциях

Тема 3.2 Взаимодействие общества и природы в процессе ресурсопользования.

Ресурсные циклы. Модели взаимодействия общества и приро­ды в процессе ресурсополъзования. Эволюция циклов основных ресурсов.

 

Тема 3.3 Анализ природно-ресурсного потенциала и его использования: эколого-экономический аспект

3.3.2 Водные ресурсы и ресурсы Мирового океана: основные понятия (водные ресурсы, водообеспеченность, водоснабжение, водопотребление и т.д.);… 3.3.3 Минерально-сырьевые и лесные ресурсы: особенности использования… 3.3.4 Вторичные и трудовые ресурсы: вторичные ресурсы, специфика, основные понятия; классификация вторичных ресурсов,…

Современные системы взаимодействия общества и ресурсов и их последствия.

Экологические проблемы и экологические ситуации. Класси­фикации экологических проблем и экологических ситуаций. Экологические кризисы. Ресурсная…   Тема 4.2 Концепция устойчивого развития

Материалы учебного пособия

Глава 1 Предметы, методы и содержание дисциплины

Экология и ресурсоведение в сложившейся системе научных дисциплин

  На рубеже XXI в. человечество оказалось перед парадоксальным фактом: с одной… Термин «экология» и его производные активно вошли в лексикон нашей повседневной жизни. Экология стала одной из сторон…

Отношение к природе и ресурсам в различные этапы формирования человеческого общества

ручное производство с применением естественных источников энергии; машинное производство с применением искусственных источ­ников энергии; автоматизированное производство с применением искусствен­ных способов переработки и использования информации.

Глава 2 Теоретические основы экологии

 

2.1 Факториальная экология

 

1. Понятие о среде. Факторы среды и их классификация

 

Термин «среда» в экологии применяется в широком и уз­ком смысле слова. В широком смысле слова среда - это окру­жающая среда. Окружающая среда - это совокупность всех условий жизни, которые существуют на планете Земля. Среда в узком смысле слова - это среда обитания. Среда обитания - это та часть природы, которая окружает организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Среда обитания каждого организма много­образна и изменчива. Она слагается из множества элементов живой и неживой природы и элементов, привносимых чело­веком в результате его хозяйственной деятельности.

Все элементы среды по отношению к организму нерав­нозначны: одни из них влияют на его жизнедеятельность, а другие для него безразличны. В связи с этим все элементы среды сгруппировать следующим образом.

1. Нейтральные факторы - это те элементы среды, кото­рые не влияют на организм и не вызывают у него никакой реакции.

2. Экологические факторы - это те элементы среды, кото­рые способны прямо или косвенно оказывать влияние на орга­низм хотя бы на протяжении одной из фаз его индивидуаль­ного развития и вызывать у него специфическую приспосо­бительную реакцию.

Экологические факторы среды многообразны, они име­ют разную природу и специфику действия. По значимости для организма их подразделяют на две группы:

1. Условия существования или условия жизни - это те экологические факторы, без которых организм существовать не может и с которыми он находится в неразрывном един­стве. Отсутствие хотя бы одного из этих факторов приводит к гибели организма.

2. Второстепенные факторы - это те экологические факто­ры, которые не являются жизненно важными, но могут видо­изменять существование организма, улучшая или ухудшая его.

Анализ огромного разнообразия экологических факторов по природе их происхождения позволяет разделить их на три большие группы, в каждой из которых в свою очередь можно выделить подгруппы:

I. Абиотические факторы - это факторы неживой приро­ды, которые прямо или косвенно влияют на организм. Они подразделяются на четыре подгруппы:

а) климатические факторы - это все факторы, которые формируют климат и способны влиять на жизнь организмов (свет, температура, влажность, атмосферное давление, ско­рость ветра и т.д.);

б) эдафические, или почвенные, факторы - это свойства почвы, которые оказывают влияние на жизнь организмов. Они в свою очередь разделяются на физические (механический состав, комковатость, капиллярность, скважность, воздухо- и влагопроницаемость, воздухо- и влагоемкость, плотность, цвет и т.д.) и химические (кислотность, минеральный состав, со­держание гумуса) свойства почвы;

в) орографические факторы, или факторы рельефа, - это влияние характера и специфики рельефа на жизнь организ­мов (высота местности над уровнем моря, широта местности по отношению к экватору, крутизна местности - это угол на­клона местности к горизонту, экспозиция местности - это по­ложение местности по отношению к сторонам света);

г) гидрофизические факторы - это влияние воды во всех состояниях (жидкое, твердое, газообразное) и физических фак­торов среды (шум, вибрация, гравитация, магнитное, электро­магнитное и ионизирующее излучения) на жизнь организмов.

II. Биотические факторы - это факторы живой природы, влияние живых организмов друг на друга. Они носят самый разнообразный характер и действуют не только непосредствен­но, но и косвенно через окружающую неорганическую приро­ду. В зависимости от вида воздействующего организма их разделяют на две группы:

а) внутривидовые факторы - это влияние особей этого же вида на организм (зайца на зайца, сосны на сосну и т.д.);

б) межвидовые факторы - это влияние особей других ви­дов на организм (волка на зайца, сосны на березу и т.д.).

В зависимости от принадлежности к определенному цар­ству биотические факторы подразделяют на четыре основные группы:

а) фитогенные факторы - это влияние растений на организм;

б) зоогенные факторы - это влияние животных на организм;

в) микробогенные факторы - это влияние микроорганиз­мов (вирусы, бактерии, простейшие, риккетсии) на организм;

г) микогенные факторы - это влияние грибов на организм.

III. Антропогенные факторы - это совокупность воздействий человека на жизнь организмов. В зависимости от характера воздействий они делятся на две группы:

а) факторы прямого влияния - это непосредственное воз­действие человека на организм (скашивание травы, вырубка леса, отстрел животных, отлов рыбы и т.д.);

б) факторы косвенного влияния - это влияние человека фактом своего существования (ежегодно в процессе дыхания людей в атмосферу поступает 1,1х10¹² кг углекислого газа и из окружающей среды в виде пищи изымается 2,7х10¹⁵ ккал энер­гии) и через хозяйственную деятельность (сельское хозяйство, промышленность, транспорт, бытовая деятельность и т.д.).

В зависимости от последствий воздействия обе эти группы антропогенных факторов в свою очередь еще под­разделяются на положительные факторы (посадка и под­кормка растений, разведение и охрана животных, охрана окружающей среды и т.д.), которые улучшают жизнь орга­низмов или увеличивают их численность, и отрицатель­ные факторы (вырубка деревьев, загрязнение окружающей среды, разрушение местообитаний, прокладка дорог и других коммуникаций), которые ухудшают жизнь организ­мов или снижают их численность.

Оригинальную классификацию экологических факторов по степени их постоянства, т.е. по их периодичности, пред­ложил А.С. Мончадский. Согласно этой классификации раз­личают следующие три группы факторов.

1. Первичные периодические факторы - это факторы, действие которых началось до появления жизни на Земле и живые организмы должны были сразу к ним адаптироваться (суточная периодичность освещенности, сезонная периодич­ность времен года, лунные ритмы и т.д.).

2. Вторичные периодические факторы - это факторы, яв­ляющиеся следствием первичных периодических факторов (влажность, температура, динамика пищи, содержание га­зов в воде и т.д.).

3. Непериодические факторы - это факторы, не имеющие правильной периодичности или цикличности (эдафические факторы, антропогенные факторы, содержание загрязняющих веществ в воде, атмосфере или почве и т.д.).

В зависимости от характера изменения во времени фак­торы среды подразделяются также на три группы:

1. Регулярно-периодические факторы - это факторы, ме­няющие свою силу в зависимости от времени суток, сезона года или ритма приливов и отливов (освещенность, темпера­тура, длина светового дня и т.д.).

2. Нерегулярные факторы - это факторы, не имеющие четко выраженной периодичности (климатические факторы в разные годы, факторы катастрофического происхождения в результате наводнения, урагана, землетрясения и т.д.).

3. Направленные факторы - это факторы, действующие на протяжении длительного промежутка времени в одном на­правлении (похолодание или потепление климата, зараста­ние водоема, выпас скота на одном месте и т.д.).

По характеру ответной реакции организма на воздействие экологического фактора различают следующие группы эколо­гических факторов:

1. Раздражители - это факторы, вызывающие приспосо­бительные изменения физиологических функций и биохими­ческих реакций.

2. Модификаторы - это факторы, вызывающие приспо­собительные анатомические и морфологические изменения в организме.

3. Ограничители - это факторы, обусловливающие невоз­можность существования в данных условиях и ограничиваю­щие среду распространения организма.

4. Сигнализаторы - это факторы, свидетельствующие об изменении других факторов и выступающие в роли предуп­редительного сигнала.

Помимо приведенных выше классификаций экологичес­ких факторов в экологии применяются и другие классифика­ции, в основу которых берутся различные критерии в зависи­мости от интересов исследователя.

 

2. Закономерности взаимодействия организма со средой

 

Несмотря на разнообразие экологических факторов, в ха­рактере их воздействия на организм и в ответных реакциях живых существ можно выявить ряд общих закономерностей. Эффект воздействия экологических факторов зависит не только от их характера, но и от дозы, воспринимаемой организмам.

Каждый вид специфичен по своим экологическим потреб­ностям. Для каждого вида характерны свои пределы толеран­тности по отношению к одному и тому же фактору. Эта осо­бенность видов была сформулирована в 1924 году русским ботаником Л.Г.Раменским как «правило экологической инди­видуальности видов» применительно к растениям, а несколько позже это правило широко было подтверждено и в зооло­гических исследованиях.

Свойство видов адаптироваться к тому или иному диа­пазону факторов среды обозначается понятием экологическая пластичность или экологическая валентность вида. Чем шире диапазон колебания фактора, в пределах которого данный вид может существовать, тем больше его экологическая пластич­ность и тем шире у него пределы толерантности. Организмы с широкими пределами толерантности являются более вынос­ливыми и их называют эврибионтными. Виды, способные существовать при небольших отклонениях фактора от опти­мальной величины, экологически непластичны и являются маловыносливыми. Они имеют узкие пределы толерантнос­ти и называются стенобионтными или узкоспециализирован­ными. Виды, длительно существующие при относительно ста­бильных условиях среды, вырабатывают черты стенобионтности, а те, которые существуют при значительных колебаниях факторов среды, становятся эврибионтными.

Таким образом, к каждому из факторов среды особи при­спосабливаются относительно независимым путем, при этом экологическая пластичность по отношению к различным фак­торам среды оказывается неодинаковой. Поэтому каждый вид обладает своим специфическим экологическим спектром, т.е. суммой экологических валентностей по отношению к факто­рам среды обитания.

 

3. Комплексное воздействие факторов среды на организм

 

Все факторы среды в природе воздействуют на орга­низм одновременно, причем, не каждый сам по себе, т.е. в виде простой суммы, а как сложный взаимодействующий комплекс. При этом наблюдается усиление или ослабление силы одного фактора под влиянием другого, в результате чего абсолютная сила фактора, которую можно измерить с помо­щью соответствующих приборов, не будет равна силе воз­действия фактора, которую можно определить по ответной реакции организма. Например, жару легче переносить при сухом, а не влажном воздухе, угроза замерзания выше при морозе с сильным ветром, чем в безветренную погоду. Эта закономерность взаимодействия факторов называется кон­стелляцией факторов. Таким образом, один и тот же фактор в сочетании с другими оказывает неодинаковое экологичес­кое воздействие. И наоборот, один и тот же экологический эффект может быть достигнут разными путями. Например, компенсация недостатка влаги может быть осуществлена поливом или снижением температуры. Однако взаимная компенсация факторов имеет пределы и полностью заменить один фактор другим невозможно.

Организмы, живущие в разных частях своего ареала, име­ют различные приспособительные особенности, поэтому виды с широким географическим распространением почти всегда образуют адаптированные к местным условиям попу­ляции, называемые экотипами. Их оптимумы толерантности соответствуют местным условиям, а компенсация факторов может сопровождаться появлением генетически закреплен­ных приспособлений - адаптаций или может быть просто физиологической акклиматизацией без генетических измене­ний. Адаптациями называются эволюционно выработанные и наследственно закрепленные особенности живых организ­мов, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность в ус­ловиях динамических экологических факторов. Адаптации бывают разных типов.

1. Биохимические адаптации - это наследственно зак­репленные изменения в обмене веществ организма (появле­ние изоферментов, изменение сродства фермента к субстра­ту, изменение константы ингибирования фермента к инги­биторам и т.д.).

2. Физиологические адаптации - это наследственно зак­репленные изменения характера и скорости физиологических процессов (изменение набора пищеварительных ферментов в зависимости от состава пищи, изменение кислородной ем­кости крови в зависимости от концентрации кислорода в воз­духе, изменение способа терморегуляции в зависимости от температурного режима среды и т.д.).

3. Морфологические адаптации - это наследственно зак­репленные изменения морфологических признаков (приспо­собления к быстрому плаванию или нырянию у различных животных, приспособления к засушливым условиям у расте­ний, приспособления к распространению плодов у покрыто­семенных растений и т.д.).

4. Поведенческие (этологические) адаптации - это наслед­ственно закрепленные различные формы поведения с целью приспособления к условиям среды (поведение животных, на­правленное на обеспечение нормального теплообмена с окру­жающей средой - строительство убежищ, суточные и сезон­ные кочевки; приспособительное поведение у хищника и жер­твы, паразита и хозяина; брачные игры у птиц и млекопитающих в период размножения и т.д.). Живой организм при прочих рав­ных условиях выбирает местообитание с минимальной амп­литудой колебаний одного или нескольких лимитирующих фак­торов среды. Эта закономерность поведения организмов полу­чила название «принцип минимальной амплитуды».

 

4. Концепция лимитирующих факторов

 

Поскольку факторы среды, действующие одновременно, обладают разной силой воздействия, то жизнедеятельность организма будет зависеть от тех факторов, которые больше всего отклоняются от зоны оптимума, и если хотя бы один из них выйдет за пределы выносливости, то организм погибнет. Факторы, которые определяют жизнедеятельность организма в данной среде, называются ограничивающими или лимити­рующими. Ряд ученых в разное время занимались изучением лимитирующих факторов, в результате чего были сформули­рованы законы о лимитирующих факторах.

«Закон минимума». Впервые изучением лимитирующих факторов занимался немецкий химик Ю.Либих. Он изучал влияние разнообразных факторов на рост растений и устано­вил, что урожай культур лимитируется не теми элементами питания, которые требуются в больших количествах и кото­рых в почве достаточно, а теми, которые требуются в малых количествах и которых в почве недостаточно. На основании этих наблюдений он в 1840 году сформулировал следующий закон: «Рост растения зависит от того элемента питания, ко­торый присутствует в минимальном количестве», который получил название «закон минимума». Исследования в этой области показали, что для успешного применения данного закона на практике необходимо учитывать два вспомогатель­ных принципа.

1. «Закон минимума» строго применим только в условиях стационарного состояния, т.е. когда приток и отток энергии и вещества в среде сбалансированы. Если нет стационарного состояния, эффект минимума отсутствует.

2. В среде между факторами происходит взаимодействие, в результате которого один фактор может частично заменять лимитирующий фактор и тогда последний перестает быть лимитирующим. Например, потребность в цинке у некоторых растений в тени ниже, чем на свету, значит, в тени цинк с меньшей вероятностью может быть лимитирующим фактором.

Дальнейшие исследования в области аутэкологии показа­ли, что «закон минимума» справедлив не только для растений. но и для животных и человека. Позже этот закон был истолко­ван следующим образом: «Выносливость организма определя­ется самым слабым звеном в цепи его экологических потреб­ностей», т.е. жизненные возможности организма лимитируются экологическими факторами, количество и качество которых близко к необходимому организму минимуму. Дальнейшее сни­жение или ухудшение этих факторов ведет организм к гибели.

Концепция лимитирующих факторов была дополнена в XX веке еще двумя законами, поскольку изучение взаимодей­ствия организма со средой показало, что ответная реакция организма на изменение силы экологического фактора опи­сывается куполообразной кривой (рис. 1).

«Закон ограничивающих факторов». Этот закон был ус­тановлен в 1909 году Ф.Блэкманом и формулируется следую­щим образом: «Факторы среды, имеющие в конкретных усло­виях пессимальное значение, особенно затрудняют (ограни­чивают) возможность существования вида в данных условиях, вопреки и несмотря на оптимальное сочетание других отдель­ных условий». Однако, как уже указывалось выше, пессималь- ное значение фактор может иметь как при низкой, так и при высокой силе воздействия. Поэтому «закон ограничивающих факторов» не дает однозначного ответа, какой из факторов, имеющих пессимальные значения, максимальный или мини­мальный по силе, является лимитирующим.

«Закон толерантности». Этот закон был установлен аме­риканским ученым В.Шелфордом в 1913 году. Он формулиру- ется следующим образом: «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, а в конкретной ситуации тот из них, который ближе к пределам толерантности». Для успешного применения этого закона следует учитывать ряд вспомогатель­ных принципов.

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

2. Организмы с широкими пределами толерантности практически ко всем факторам обычно наиболее широко рас­пространены и образуют экотипы, отличающиеся по положе­нию зоны оптимума в пределах толерантности.

3. Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для организма, то может сузиться и диапазон толерантности к другим экологическим факторам. Например, при лимитирующем содержании азота в почве снижается за­сухоустойчивость у злаков.

4. В природе организмы очень часто оказываются в усло­виях, не соответствующих оптимальному диапазону того или иного фактора. Пользоваться оптимальными условиями сре­ды организмам часто мешают межпопуляционные и внутри- популяционные взаимоотношения, т.е. межвидовые и внут­ривидовые биотические факторы. Например, при большом количестве сорняков культурные растения не могут в полной мере использовать солнечную энергию, воду и элементы пи­тания, аналогично как и при слишком густом посеве культур­ных растений.

5. Начальные этапы развития организмов обычно явля­ются критическими, т.к. многие факторы среды в этот период часто становятся лимитирующими в силу того, что пределы толерантности для развивающихся особей обычно уже, чем для взрослых организмов. Например, взрослое растение ки­париса может расти на сухом нагорье и «по колено в воде», тогда как прорастание семян и развитие проростков возмож­но только в умеренно увлажненной почве.

Ценность концепции лимитирующих факторов состоит в том, что она дает экологу отправную точку при исследовании сложных ситуаций в природе. Основное внимание следует уделять тем факторам, которые функционально важны для орга­низма на каких-то этапах его жизненного цикла. Тогда удастся довольно точно предсказать результат изменений среды. Для этого нужно:

1. Путем наблюдений, анализа, эксперимента обнаружить функционально важные для организма факторы.

2. Определить, как эти факторы влияют на особей, попу­ляции, сообщества.

Чтобы определить, сможет ли вид существовать в дан­ном регионе, нужно выяснить, не выходят ли какие-либо ли­митирующие факторы среды за пределы его экологической валентности, особенно в период размножения и развития.

Выявление лимитирующих факторов очень важно в прак­тике сельского хозяйства, т.к., направив основные усилия на их устранение, можно быстро и эффективно повысить уро­жайность растений или продуктивность животных. Таким образом, знание законов о лимитирующих факторах является ключом к управлению жизнедеятельностью организмов в при­роде и хозяйстве.

 

2.2. Учение о популяциях

 

1. Понятие о популяции. Популяционная структура вида

Каждый вид организмов утверждает себя в окружающей среде не как простая сумма особей, а в форме группировок, пред­ставляющих собой единое функциональное целое - популяцию. Эта закономерность получила название «правило объединения в популяции», которое было сформулировано в 1903 г. Слово популяция произошло от латинского «популюс» - народ, насе­ление. Популяция - это население одного вида на определен­ной территории с общим генофондом, одинаковой морфоло­гией и одинаковым жизненным циклом.

Популяция - это группа особей одного вида, обитающих на общей территории в сходных экологических условиях, сво­бодно скрещивающихся и способных поддерживать свою численность необозримо длительное время, относительно изо­лированная от других популяций.

Таким образом, популяции слу­жат элементарными эволюционирующими структурами. По­пуляция является первой надорганизменной биологической макросистемой.

Широкое распространение в экологии получила концеп­ция иерархии популяций в зависимости от размеров зани­маемой территории. По Н.П. Наумову, вид подразделяется на популяции вследствие приспособления к огромному разно­образию условий в пределах ареала. Так как ареал, населяе­мый видом, при больших размерах занимает несколько гео­графических зон, характеризующихся определенными географическими условиями, то вид подразделяется на группы, населяющие эти зоны, которые называются географически­ми популяциями. Географическая популяция - это группа особей, населяющих территорию с однородными географи­ческими условиями существования. Они довольно основа­тельно разграничены и относительно изолированы (попу­ляции белки в Сибири и Беларуси). Поскольку в пределах географической зоны встречаются различные биотопы (уча­стки ареала с однородными экологическими условиями), то внутривидовые группировки, приуроченные к ним, назы­ваются экологическими популяциями. Они слабо изолиро­ваны друг от друга и обмен генетической информацией в них происходит чаще, чем между географическими популяция­ми, которые они формируют в совокупности. Поскольку в пределах биотопа корм распределяется неравномерно, то совокупности особей вида, населяющих участки с однород­ными условиями и определенным количеством корма, на­зываются элементарными популяциями, а сами участки био­топа - стациями. Стации бывают: 1) стации переживания - это стации, богатые кормом; и 2) стации расселения - это стации, бедные кормом. Экологические популяции, в среде обитания которых преобладают стации переживания, на­зываются независимыми, а там, где преобладают стации расселения, - зависимыми. Если в биотопе соотношение стаций переживания и стаций расселения примерно рав­ное, то экологическая популяция, населяющая данный био­топ, называется полузависимой. Элементарные популяции в совокупности формируют экологические популяции. Не­редко в природе границы между элементарными популя­циями стираются.

Следовательно, каждый вид слагается из того или иного числа относительно изолированных популяций. Однако изо­ляция не бывает абсолютной, в результате чего поддержива­ется их общность в пределах вида.

 

2. Характеристика свойств популяции

 

Любая популяция характеризуется двумя категориями свойств, поскольку, являясь самостоятельной биологической системой, она состоит из отдельных составных компонентов - организмов, которые привносят в нее свои свойства.

Биологические свойства популяции - это такие свойства, которые присущи как популяции, так и составляющим ее орга­низмам. Они характеризуют жизненный цикл популяции. Популяция, так же, как и отдельный организм, растет, диффе­ренцируется, саморегулируется, стареет и отмирает.

Групповые свойства популяции - это такие свойства, ко­торые присущи популяции как самостоятельной биологической системе и не присущи отдельно взятому организму, вхо­дящему в ее состав. Особь рождается, стареет, умирает, но применительно к ней нельзя говорить о рождаемости, смерт­ности, возрастной структуре и т.д. - характеристиках, имею­щих смысл только на групповом уровне.

Групповые свойства популяции в свою очередь подраз­деляются на два вида:

1) статические свойства;

2) динамические свойства.

Статические свойства - это такие свойства, которые можно охарактеризовать в любой конкретный момент. К ним относятся: численность, плотность, половой состав, возраст­ной состав, пространственная структура. Сейчас охарактери­зуем эти свойства более подробно.

Динамические свойства - это такие свойства, для опре­деления которых требуется промежуток времени. К ним от­носятся: рождаемость, смертность, рост численности, био­тический потенциал.

 

3. Динамика численности популяций и ее регуляция

 

Вся совокупность факторов среды в природе постоянно изменяется и создает определенные условия для популяции, вызывая колебания ее численности.

Если кормовая база для популяции не ограничена, то ее чис­ленность первоначально растет по не лимитированному типу, но при достижении высокой плотности в популяции возникают эпидемии, которые приводят к резкому снижению численности до малых величин. Выжившие особи затем начинают быстро размножаться и все повторяется снова. Такой тип динамики численности с резкими ее колебаниями получил название триггерная динамика. В природе он встречается довольно редко, в ос­новном в популяциях низкоорганизованных особей.

Если кормовая база ограничена, то численность популя­ции первоначально растет по лимитированному типу и, дос­тигнув емкости среды, она должна была бы остановиться, но в действительности происходит проскок численности выше, а затем постепенное снижение. Причина в том, что каждый цикл размножения требует определенного промежутка времени, и когда при достижении емкости среды размноже­ние прекращается, особи еще продолжают рождаться. Это и вызывает проскок численности. Он обусловлен задержкой размножения. Когда из-за большой численности кормовая база оказывается исчерпана, в популяции наблюдается падение численности ниже емкости среды, после чего создаются ус­ловия для восстановления кормовой базы, и численность на­чинает расти, затем повторяется очередной цикл. При посто­янной емкости среды эти колебания носят регулярный харак­тер и называются циклическими, или осцилляциями. В природе такой тип динамики численности встречается край­не редко, поскольку емкость среды постоянно меняется.

Емкость среды может меняться как в зависимости от се­зона, так и в зависимости от года, в результате в популяции наблюдаются нерегулярные колебания численности, так как каждый раз проскок численности происходит относительно­го другого значения К. Такие нерегулярные колебания числен­ности называются флуктуациями.

В природе различают сезонные и годичные флуктуации. В свою очередь годичные флуктуации можно разделить на две группы: 1) флуктуации, контролируемые годичными различи­ями внешних факторов; 2) флуктуации, связанные с самой динамикой популяции.

Из всех причин, вызывающих колебания численности, некоторые исследователи главную роль отводят климатиче­ским условиям, считая биотические факторы второстепенны­ми. По мнению других, только те факторы, которые зависят от плотности, вызывают колебания численности. Многие уче­ные признают роль тех и других.

Все экологические факторы в зависимости от характера их влияния на численность популяции можно разделить на две группы: 1) факторы, независимые от плотности; 2) фак­торы, зависимые от плотности.

К первой группе относятся факторы, действующие на по­пуляции постоянно и изменяющие их численность однонаправленно, независимо от величины популяции. Так действу­ют абиотические факторы и прежде всего климатические фак­торы, а также антропогенные факторы, за исключением природоохранных факторов. Действие их не всегда проявля­ется сразу. Эти факторы еще называют модифицирующими, поскольку они не обеспечивают регуляции численности, а лишь вызывают ее изменения.

Ко второй группе относятся факторы, действие которых на популяцию может быть прямым, т.е. усиливаться по мере приближения к верхнему пределу, или инверсным, т.е. осла­бевать по мере увеличения плотности. Эти факторы изменя­ют численность в сторону оптимального уровня и предотв­ращают перенаселение, поэтому В.Викторов предложил на­зывать их регулирующими факторами. К ним относятся биотические факторы и природоохранные антропогенные факторы. Зависимые от плотности факторы, как правило, вли­яют на скорость роста численности популяции путем измене­ния ее рождаемости или смертности.

 

2.3. Учение о сообществах

 

1. Типы межвидовых взаимоотношений

 

В природе популяции разных видов, существующие со­вместно в пределах биотопа, взаимодействуют между собой, в результате чего численность особей может не изменяться или изменяться, может изменяться однонаправленно или раз­нонаправленно. Типы взаимоотношений, при которых чис­ленность взаимодействующих популяций остается неизмен­ной, называются нейтральными. Если же при взаимодей­ствии численность хотя бы в одной популяции повышается без снижения в другой, то такие взаимоотношения называ­ются положительными, или симбиотическими. Взаимоотно­шения, которые приводят к снижению численности хотя бы в одной из популяций, независимо от характера численнос­ти в другой популяции, называются отрицательными, или антагонистическими. Любой тип взаимоотношений можно описать с помощью двух символов, отражающих изменение численности взаимодействующих популяций, если условить­ся отсутствие изменения численности обозначать символом «0», увеличение численности - символом «+», а снижение численности - символом «-».

Типы межвидовых взаимо­отношений охарактеризуем более подробно.

1. Нейтрализм - это нейтральный тип взаимоотноше­ний, при котором существование популяций двух видов на одной территории не вызывает у них ни положительных, ни отрицательных изменений численности. При нейтрализме виды не связаны непосредственно между собой, но зависят от состояния сообщества в целом (заяц и сосны в лесу).

2. Прямой антагонизм - это отрицательный, двусторонне невыгодный тип взаимоотношений, который возникает между видами со сходными потребностями. В этом случае совместное существование отрицательно сказывается на чис­ленности обеих популяций, так как в результате конкуренции они уничтожают друг друга либо путем прямого нападения, либо с помощью химических выделений.

Прямой антагонизм - это биологическая» и химическая «война» в природе (лев и тигр в борьбе за жертву, пырей и овес в борьбе за влагу и минеральные вещества). Немецкий ботаник Х.Молиш в 1937 году ввел термин «алеллопатия» для обозначения выделения различных продуктов обмена расте­ниями, животными и микроорганизмами, поэтому прямой антагонизм, сопровождающийся выделением химических со­единений, часто называют алеллопатией.

3. Конкуренция за ресурс - это отрицательный, двусторонне невыгодный тип взаимоотношений, который возника­ет между видами, использующими одинаковые ресурсы при их недостатке . В этом случае численность обеих популяций снижается вследствие гибели особей из-за недостатка ресур­са. Было замечено, что близкородственные виды с одинако­выми потребностями в ресурсах, как правило, не существуют вместе. Объяснение этого экологического разделения стало возможным в 1932 году после его экспериментального под­тверждения классическими экспериментами Г.Ф.Гаузе, на ос­новании которых был сформулирован «принцип конкурент­ного исключения», или «принцип Гаузе».

4. Аменсализм - это отрицательный, односторонне невы­годный для одной популяции и безразличный для другой по­пуляции тип взаимоотношений, когда одна популяция угнетает другую, а сама при этом не изменяет свою численность (свето­любивые растения под елями, плесневые грибы и бактерии).

5. Паразитизм - это отрицательный тип взаимоотноше­ний, когда одна популяция (паразит) существует за счет дру­гой популяции (хозяин) при поселении внутри или на повер­хности тела организма. Паразит ослабляет хозяина, но не унич­тожает его, иначе погибнет и сам. Он всегда меньше хозяина. Паразитизм возник на базе контактов при пищевых и про­странственных связях. Паразитизм распространен среди мел­ких организмов - вирусов, бактерий, грибов, червей и др. В отличие от хищничества он характеризуется более узкой спе­циализацией видов. В ходе эволюции идет взаимное приспо­собление паразита и хозяина (трипаносомы в крови африкан­ских антилоп).

6. Хищничество - это отрицательный тип взаимоотно­шений, когда один вид (хищник) живет за счет другого (жерт­ва) в результате его умерщвления и поедания. Хищник, как правило, крупнее жертвы. По сути дела к этому типу взаимо­отношений можно отнести все варианты пищевых связей. Однако когда в качестве жертвы выступают растения, то это взаимоотношение называется растительноядностью. В ходе эволюции хищник и жертва параллельно эволюционируют (каракатица и рыба-иглобрюх).

7. Комменсализм - это положительный, односторонне выгодный и безразличный для другой популяции тип взаимо­отношений. Если взаимоотношения возникают на базе пищи, то такая форма комменсализма называется нахлебничество (львы и гиены, белый медведь и песцы). Если же популяции взаимодействуют на основе местообитания, то это проявление комменсализма называется квартирантство. Оно бывает наруж­ным, когда особи одной популяции поселяются на теле особей другой популяции или в их местообитании (рыбка-прилипала и акула, беспозвоночные в гнездах птиц), или внутренним, ког­да особи одной популяции поселяются внутри тела особей дру­гой популяции (мальки рыб и голотурия).

8. Протокооперация — это положительный, двусторонне выгодный, но не обязательный для жизни тип взаимоотно­шений, когда взаимодействие благоприятно сказывается на жизнедеятельности обеих популяций, но каждая из них мо­жет существовать отдельно (рак-отшельник и актиния).

9. Мутуализм - это положительный, двусторонне выгод­ный и обязательный для жизни хотя бы одной из популяций тип взаимоотношений. При нарушении данного взаимоотно­шения жизнь одной или обеих популяций становится невоз­можной (гриб и водоросль в лишайнике, клубеньковые азотфиксирующие бактерии и бобовые).

Соотношение всех вышеуказанных типов взаимоотноше­ний в природных сообществах зависит от состояния самого сообщества и подчиняется следующим принципам:

1) отрицательные взаимоотношения преобладают на на­чальных стадиях развития сообщества или в нарушенных со­обществах;

2) в процессе эволюции и развития экосистемы наблю­дается тенденция к снижению доли отрицательных взаимо­отношений за счет положительных, повышающих выжива­ние взаимодействующих видов.

3) в недавно сформировавшихся или новых сообществах вероятность возникновения сильных отрицательных взаимо­отношений намного выше, чем в стабильных, давно сфор­мировавшихся сообществах.

 

2. Биоценоз и его структура

 

В природе все популяции, существующие в пределах од­ного биотопа, вступают в разнообразные взаимоотношения в зависимости от их потребностей и образуют более сложную биологическую систему - биоценоз. Этот термин ввел немец­кий гидробиолог К.Мебиус в 1877 году. Биоценоз - это исторически сложившаяся совокуп­ность популяций растений (фитоценоз), животных (зооценоз) и микроорганизмов (микроценоз), проживающих совместно в однородных условиях на общей территории и взаимосвязанных между собой различными типами взаимоотношений. Параллельно с термином «биоценоз» используется термин «сообщество». Сообщество - это любая совокупность попу­ляций разных видов, взаимодействующих между собой и су­ществующих совместно. Таким образом, понятие «сообщество» более широкое, чем «биоценоз».

Сообщество (биоценоз) является основным компонентом природных надорганизменных систем. Надорганизменные системы имеют свои особенности в сравнении с организмом:

1. Сообщество всегда возникает, формируется из готовых частей, которые есть в окружающей среде. В отдельном орга­низме они возникают путем постепенной дифференциации зачатков.

2. Составные части сообщества заменяемы. Один вид может занять место другого со сходными экологическими по­требностями без ущерба для системы. Части же любого орга­низма уникальны.

3. Если же в организме поддерживается постоянная со­гласованность деятельности его органов, тканей и клеток, то надорганизменная система существует за счет уравнове­шивания противоположно направленных сил, интересы многих видов в сообществе прямо противоположны (хищ­ник - жертва).

4. Сообщества основаны на количественной регуляции чис­ленности одних видов другими, в организме регуляция всех ор­ганов осуществляется нервной системой и гуморальным путем.

5. Размеры организма ограничены его внутренней наслед­ственной программой. Размеры надорганизменной системы определяются внешними причинами.

Как и всякая биологическая система, биоценоз имеет свою структуру, которую можно охарактеризовать в трех ас­пектах: 1) видовая, или таксономическая, структура; 2) про­странственная структура; 3) функциональная, или экологи­ческая, структура.

Видовая, или таксономическая, структура. Видовая структура характеризует разнообразие видов и соотношение их численности или массы.

Видовое разнообразие биоценоза характеризуется двумя показателями: 1) видовое богатство; 2) видовая насыщенность.

Видовое богатство - это общее число видов, обитаю­щих в данном биотопе. Видовое богатство возрастает с севе­ра на юг, а также с увеличением площади биотопа и эволюци­онного времени. Чем выше видовое богатство, тем более ус­тойчивым является биоценоз, и наоборот.

Видовая насыщенность - это количество видов на еди­нице площади или в единице объема биотопа.

Соотношение численности видов характеризуется пока­зателем выгравненность.

Пространственная структура. Пространственная струк­тура характеризует распределение особей биоценоза в преде­лах биотопа.

Любой биоценоз занимает конкретное пространство, ко­торое разделяется между видами в зависимости от их биоло­гических особенностей. В связи с этим различают вертикаль­ную и горизонтальную зональность, а также консорции.

Вертикальная зональность биоценоза обусловлена нали­чием в нем растений разной высоты. Благодаря этому в био­ценозе наблюдается вертикальное расслоение на структурные части, занимающие разное положение по отношению к уровню почвы. Это явление называется ярусностью, а структур­ные части биоценоза - ярусами. Растительные ярусы заселя­ются животными и микроорганизмами. Ярусность способству­ет значительному ослаблению конкуренции между видами, благодаря этому увеличивается численность особей на еди­нице площади и более полно и разнообразно используются условия среды.

В биоценозе различают надземную и подземную ярус­ность. В биоценозе смешанного леса выделяют 5-7 надзем­ных ярусов. Подземная ярусность обусловлена разной глуби­ной расположения активной части корневой системы и вклю­чает, как правило, на один ярус меньше, чем надземная ярусность, так как мхи, грибы и лишайники, формирующие самый нижний ярус, корневой системы не имеют.

Надземная ярусность в смешанном лесу представлена сле­дующими ярусами: I ярус - деревья первой величины (ель, сосна); II ярус - деревья второй величины (дуб, береза, осина, клен, ясень и др.); III ярус - деревья третьей величины (ряби­на, черемуха, дикая яблоня, дикая груша и др.); IV ярус - под­лесок из кустарников (лещина, бересклет, крушина, жимолость и др.); V ярус - подлесок из высоких трав и кустарничков (ба­гульник, голубика, аконит, вереск, иван-чай и др.); VI ярус - низкие травы и кустарнички (клюква, кислица, копытень, лан­дыш, перелеска, черника и др.); VII ярус - мхи, грибы, напоч­венные лишайники. Подземная ярусность является зеркаль­ным отражением надземной ярусности.

Ярусы определяют сложение и структуру фитоценоза. Если их количество мало, то фитоценоз считается простым, а если их много - сложным.

Вертикальное распределение организмов в биоценозе оказывает влияние на горизонтальную структуру.

Расчлененность биоценоза в горизонтальном направле­нии - мозаичность - обусловлена неоднородностью микро­рельефа, почвы и микроклимата. Структурной единицей фи­тоценоза является синузия, которая характеризуется опреде­ленным видовым составом. В зависимости от видового состава синузии формируется определенный микроклимат, ви­довой состав животных и микроорганизмов. Совокупность всех этих компонентов называется парцелла. Парцелла - структурная единица горизонтальной пространственной структуры. В отличие от яруса в состав парцеллы, кроме рас­тений, животных и микроорганизмов, входит почва.

Кроме топографических образований (ярусы, синузии, парцеллы), в каждом биоценозе есть своеобразные простран­ственные структуры, которые не имеют выраженного место­расположения. Они называются консорции. Учение о консорциях создали В.Н.Беклемишев и Л.Г.Раменский. Консорция - это совокупность популяций, жизнедеятельность которых тро­фически или топически связана с центральным видом-эдификатором, выполняющим роль ядра. Организмы, взаимодей­ствующие с ядром, называются консорты I порядка. Консорт в переводе с английского языка означает «сожитель», «спут­ник». Второе слово в данном случае подходит больше. Кон­сорты I порядка в совокупности формируют концентр I по­рядка. Те организмы, которые взаимодействуют с консортами I порядка, называются консорты II порядка. Они в совокупности формируют концентр II порядка и т.д. В результате этого образуется консорция, включающая ядро и концентры разных порядков. Весь биоценоз состоит из консорций, которые между собой перекрываются, так как консорты из одной консорции могут входить в состав концентров другой консорции.

Функциональная, или экологическая, структура. Функ­циональная структура характеризует распределение особей биоценоза на группы по выполняемым функциям. В каждом биоценозе организмы выполняют разные функции, благода­ря которым осуществляется биогенный круговорот. В зависи­мости от роли, которую играет организм в данном круговоро­те, он относится к определенной функциональной группе. Выделяют следующие функциональные группы:

1. Продуценты (создатели) - это организмы, создающие органическое вещество из неорганического (биогены) с ис­пользованием солнечной энергии. К ним относятся а) фототрофы: все зеленые растения, цианобактерии, зеленые и пур­пурные серобактерии; б) хемотрофы: нитрифицирующие бак­терии, железобактерии и др.

2. Консументы (потребители) - это организмы, потреб­ляющие живое органическое вещество и передающие содер­жащуюся в нем энергию по пищевым цепям. К ним относятся животные. В зависимости от вида потребляемого органиче­ского вещества они подразделяются на порядки. Организмы, потребляющие продуцентов, называются консументы I поряд­ка (растительноядные). Консументов I порядка потребляют консументы II порядка (плотоядные или хищники более низ­кого ранга) и т.д. Количество порядков ограничено и опреде­ляется объемом биомассы продуцентов.

3. Редуценты (разрушители) - это организмы, разлагаю­щие отмершее органическое вещество (детрит) до биогенов, которые затем поглощаются продуцентами. Как продуценты, так и консументы на определенной стадии жизненного цикла отмирают и образуют детрит, который под влиянием реду­центов через несколько этапов превращается в биогены. Раз­личают три порядка редуцентов. Редуценты I порядка (меха­нические разрушители) осуществляют механическое разруше- ние детрита, практически его не разлагая. К ним относятся насекомые и их личинки, черви, землероющие млекопитаю­щие. Редуценты II порядка (гуминизаторы) частично разлага­ют детрит, превращая его в гумус. Эту функцию выполняют грибы, простейшие и крупные микроорганизмы (более 0,1 мм). Редуценты III порядка (минерализаторы) обеспечивают пол­ное разложение гумуса до биогенов. К ним относятся микро­организмы менее 0,1 мм. Все порядки редуцентов, отмирая, также превращаются в детрит.

Все функциональные группы в биоценозе между собою взаимосвязаны, благодаря чему осуществляется биогенный круговорот.

 

3. Динамика биоценозов

 

Любой биоценоз динамичен, несмотря на достаточную стабильность его структуры. В нем постоянно происходят из­менения состояния и жизнедеятельности особей, их взаимоот­ношений. Все изменения могут быть отнесены к двум типам: 1) циклические, или периодические; 2) непериодические.

Циклические, или периодические, изменения. Цик­лические изменения в биоценозе отражают суточную, сезон­ную и многолетнюю периодичность изменения внешних ус­ловий. Эта периодичность обусловлена циклами в природе, которые связаны с космическими явлениями. Циклические изменения подразделяются на: а) суточные; б) сезонные; в) многолетние.

Суточные изменения связаны с изменением силы эколо­гических факторов среды (температура, влажность, освещен­ность и др.) при смене дня и ночи, которая происходит вслед­ствие вращения Земли вокруг своей оси. Суточные измене­ния наблюдаются во всех географических зонах, даже там, где нет смены дня и ночи. Они заключаются в изменении актив­ности организмов: одни активны днем, а пассивны ночью, другие - наоборот. Часто наблюдаются суточные миграции (планктон, почвенные организмы). Суточная динамика носит строго периодический характер и в основном связана со сме­ной активности, в результате чего изменяются качественные характеристики биоценоза.

Сезонные изменения связаны с изменением силы эколо­гических факторов при смене сезонов, которая обусловлена вращением Земли вокруг Солнца. Сезонные изменения зак­лючаются не только в изменении активности организмов, но и в их количественных соотношениях. Некоторые виды прак­тически полностью исключаются из жизни биоценоза в оп­ределенные периоды (спячка, диапауза, миграции и т.д.). Се­зонной изменчивости подвержены и ярусы. Некоторые яру­сы могут полностью исчезать на некоторое время (однолетники). Сезонные изменения больше выражены в на­правлении от экватора к полюсам. В результате сезонных изменений наблюдается изменение не только качественных, но и количественных характеристик биоценоза.

Многолетние изменения обусловлены периодичностью локальных изменений климата, которые связаны с изменени­ем общей циркуляции атмосферы, обусловленной в свою оче­редь усилением или ослаблением солнечной активности. Так, периодически засушливый год сменяется мокрым, теплый - холодным и т.д. Это приводит к довольно значительным из­менениям как качественных, так и количественных характе­ристик биоценоза.

Однако все вышеперечисленные циклические изменения, независимо от степени их выраженности, не изменяют саму сущность биоценоза, а значит, не приводят к смене биоценозов.

Непериодические изменения. Непериодические изме­нения - это изменения, не имеющие закономерного повторе­ния во времени. По характеру они подразделяются на два вида: а)случайные; б) поступательные.

Случайные изменения вызываются резким изменением силы экологических факторов вследствие природных катак­лизмов (наводнение, ураган, землетрясение и др.). Они не­предсказуемы и не имеют закономерностей протекания, по­этому не являются предметом изучения экологии.

Поступательные изменения происходят в одном направ­лении, потому что вызываются однонаправленным измене­нием силы экологических факторов либо в сторону усиления, либо в сторону ослабления. В конечном итоге они приводят к смене одного биоценоза другим с новым набором видов. За­кономерный исторический процесс последовательной смены одного биоценоза другим в результате направленного изме­нения абиотического окружения называется сукцессией. Ряд неустойчивых биоценозов, которые сменяют один одного во времени, называется серией, а сами биоценозы - сериаль­ными стадиями. Терминальная, стабильная стадия сукцессии называется климаксовой стадией или просто климаксом. Тео­ретически климаксовый биоценоз способен поддерживать сам себя неограниченно долго и он находится в равновесии с фи­зическим окружением. В отличие от сериальных стадий здесь годовая продукция и «импорт» уравновешиваются годовым потреблением и «экспортом». Представление о том, что в ходе сукцессии экосистема неизбежно приходит к стабильному состоянию, однозначно принято всеми экологами. Однако по интерпретации его все экологи подразделяются на две школы. Одна школа придерживается концепции моноклимак­са, согласно которой в любой географической области воз­можен только один региональный или климатический кли­макс, когда биоценоз находится в равновесии с климатиче­скими условиями. Другая школа придерживается концепции поликлимакса согласно которой необязательно все биоцено­зы в данной климатической области достигнут одного со­стояния, чаще всего наблюдается различное количество ло­кальных или эдафических климаксов. В тех местах, где рель­еф местности, почва, гидрологический режим препятствуют развитию экосистемы до климатического климакса, сукцес­сия заканчивается эдафическим климаксом. Компромисс меж­ду этими двумя точками зрения - признание единого теоре­тически возможного климатического климакса и разного ко­личества эдафических климаксов, которые зависят от изменчивости субстрата.

В ходе сукцессии наблюдаются закономерные изменения структурных и функциональных характеристик биоценоза. Их можно объединить в следующие группы:

I. Видовая и пространственная структура сообщества.

1. Изменяется видовой состав сообщества, наблюдаются флористическая и фаунистическая эстафеты.

2. Видовое богатство в каждом ярусе, каждой парцелле и консорции возрастает быстро, а затем скорость роста этого показателя снижается.

3. Возрастает направленность как компонент видовой структуры. Вначале она возрастает почти до максимума, а за­тем изменяется незначительно. Изменение видового разнообразия в сообществе может иметь различный характер: не­прерывный рост или прохождение пика в промежуточных стадиях.

4. г-стратеги - это виды с высокой скоростью размноже­ния и роста. Когда плотность населения невелика, они имеют преимущество. К-стратеги - это виды с низким потенциалом роста, но с большой способностью к выживанию в условиях конкуренции.

II. Функциональная структура.

1. Удлиняются пищевые цепи и усложняются пищевые сети.

2. Увеличиваются размеры организмов и (или) их расселительных стадий (семена, молодняк). Мелкие организмы имеют преимущество в среде, богатой биогенами, но по мере того, как биогены оказываются связанными в биомассе, пре­имущество переходит к более крупным организмам, у кото­рых способность к запасанию веществ больше и жизненные циклы более сложные. Благодаря этому, они адаптируются к периодическому поступлению биогенов.

3. Усложняются и удлиняются жизненные циклы.

4. В значительной степени положительные типы взаи­моотношений превалируют над отрицательными. Возмож­ность возникновения сильных отрицательных взаимоотноше­ний снижается.

III. Энергетика экосистемыг.

1. Возрастает валовая продукция экосистемы за счет пер­вичной продукции, вторичная продукция изменяется мало.

2. Возрастает количество энергии, которая идет на под­держание экосистемы, но с меньшей скоростью, чем валовая продукция.

3. Поскольку скорость образования валовой продукции больше, чем скорость дыхания сообщества, то их соотноше­ние первоначально больше единицы. Однако, по мере разви­тия сукцессии это соотношение приближается к единице и в климаксовой экосистеме наблюдается равновесие между эти­ми показателями. Таким образом, соотношение валовой про­дукции и трат на дыхание является показателем относитель­ной зрелости экосистемы.

4. Чистая продукция сообщества в начале сукцессии быс­тро увеличивается, а к концу сукцессии приближается к нулю и изъятие ее из сообщества в этом случае становится невоз­можным без нарушения всей экосистемы.

5. Возрастает биомасса и количество детрита. До тех пор, пока продукция превышает траты на дыхание, в экосистеме будут накапливаться биомасса и детрит.

6. Возрастает соотношение биомассы к продукции и био­массы к тратам на дыхание, а соотношение продукции к био­массе снижается.

IV. Круговоротыг биогенныгх элементов.

1. Круговороты элементов становятся более замкнутими.

2. Увеличивается время оборота и запас важнейших элементов.

3. Возрастает коэффициент цикличности элементов.

4. Удерживается и сохраняется большее количество биоген­ных элементов. Это главная стратегия развития экосистемы.

 

2.4. Учение об экосистемах

 

1. Трансформация вещества и энергии в экосистеме

 

Любой биоценоз взаимодействует со своей средой оби­тания - биотопом, в результате чего образуется более сложная биологическая система - биогеоценоз. Биотоп включает в свой состав почву (эдафотоп), воду (гидротоп) и воздух с кли­матическими факторами (климатотоп). Термин биогеоценоз был введен в 1942 году советским ученым В.Н.Сукачевым. Биогеоценоз - это исторически сложившаяся совокупность на известной протяженности земной поверхности однородных природных явлений - атмосферы, горной породы, гидроло­гических условий, растительного и животного мира, мира микроорганизмов и почвы. Иными словами, биогеоценоз - это исторически сложившаяся совокупность биоценоза и био­топа, основу которой составляет метаболизм ее компонентов, т.е. обмен веществом и энергией.

Параллельно с термином «биогеоценоз» применяется термин «экосистема», который был предложен английским ученым А.Тенсли в 1935 году. Экосистема - это любая сово­купность организмов разных видов и неорганических ком­понентов, в которой возможно осуществление круговорота веществ и превращения энергии. Таким образом, понятие «экосистема» шире, чем понятие «биогеоценоз». В экосисте­ме все организмы связаны между собой пищевыми связями и образуют пищевые цепи. Пищевая цепъ - это линейная пос­ледовательность организмов, в которой происходит переда­ча вещества и энергии от одного звена к другому.

Место организма в пищевой цепи относительно ее нача­ла называется трофическим уровнем и обозначается римской цифрой. Трофических уровней столько, сколько пищевых зве­ньев в цепи питания. Однако, в связи с тем, что почти все организмы являются олиго- или полифагами, то они могут находиться на разных трофических уровнях в одной и той же пищевой цепи в зависимости от характера пищи. Кроме того, они могут быть звеньями разных пищевых цепей одновремен­но. В результате этого пищевые цепи в чистом виде в приро­де не встречаются. Переплетаясь между собой, они образуют пищевые сети.

Пищевая сетъ - это совокупность пищевых цепей сооб­щества, взаимосвязанных между собой общими пищевыми звеньями. Виды с широким спектром питания могут включаться в пищевые цепи на разных трофических уровнях. Только про­дуценты всегда занимают первый трофический уровень. Ис­пользуя солнечную энергию и биогены, они образуют орга­ническое вещество, которое содержит энергию в виде энер­гии химических связей. Это органическое вещество, или биомасса продуцентов, потребляется организмами второго трофического уровня. Однако не вся биомасса предыдущего уровня съедается организмами последующего уровня, потому что исчезли бы ресурсы для развития экосистемы. При пере­ходе от одного трофического уровня к другому происходит трансформация вещества и энергии.

Биологическая продуктивность - это скорость возобнов­ления биомассы растений, животных и микроорганизмов, входящих в состав экосистемы. Она выражается количеством продукции за единицу времени. Продукция - это количество биомассы, образующейся на единице площади или в единице объема биотопа за определенный промежуток времени. Зна­чит, биологическая продуктивность отражает количество био­массы, возобновляемой на единице площади или в единице объема биотопа за единицу времени. Биомасса - это масса всех живых организмов, обитающих на единице площади или в единице объема биотопа. Она выражается в единицах серо­го веса или веса сухого органического вещества. Биомасса биоценоза и его биологическая продуктивность могут очень сильно отличаться.

 

2. Характеристика основных типов экосистем

 

В зависимости от условий существования биоценоза все экосистемы, существующие на планете Земля, подразделяются на три типа: 1) наземные; 2) пресноводные; 3) морские. Рас­смотрим более подробно особенности каждого типа экосистем.

Наземные экосистемы. Наземные экосистемы характе­ризуются целым рядом отличительных особенностей среды обитания, которые можно свести к следующему:

1. В наземных экосистемах лимитирующим фактором яв­ляется влажность. Она колеблется в довольно широких пре­делах и относится к непериодическим факторам. Продуценты тратят много воды на транспирацию, поэтому количество влаги в экосистеме является определяющим фактором для ее существования.

2. Температура также имеет значительные колебания и при­водит к видовому разнообразию, но она играет меньшую ли­митирующую роль, чем влажность, потому что изменяется пе­риодически. Все организмы в ходе эволюции уже приспособи­лись к тому уровню температуры, который существует в данных условиях. Размах колебаний температуры может быть большим, но он не выходит за пределы толерантности организмов.

3. Газовый состав атмосферы постоянен, поэтому концен­трации кислорода и углекислого газа не являются лимитиру­ющим фактором.

4. Воздух как среда обитания не может выполнять фун функ­цию опоры, потому что он очень разрежен. Опорой служит субстрат (почва).

5. Почва является не только опорой, но и практически единственным источником биогенов.

6. Суша в значительной степени прерывиста, поэтому разобщенность организмов велика. Островные экосистемы - пример наибольшей разобщенности. Прерывистость обуслов­лена присутствием гор, рек, озер и т.д.

Что касается характеристики организмов, населяющих наземные экосистемы, то основная часть их представлена высшими эволюционными группами: растения - голосеменными и покрытосеменными; беспозвоночные животные - насекомыми (высшая таксономическая группа среди беспоз­воночных); позвоночные животные - млекопитающими и птицами. Характерным является то, что в качестве самостоя­тельной, хорошо развитой подсистемы присутствует почва, которая представляет собой своеобразное тело на границе между живой и неживой природой. Она является не только продуктом жизнедеятельности живых организмов, но и сама содержит живые организмы.

Из-за большого разнообразия невозможно охарактеризо­вать все типы наземных экосистем и все жизненные формы организмов, их населяющие, поэтому мы будем первые рассмат­ривать на уровне биомов, а вторые - на трофических уровнях.

Совокупность наземных экосистем, которые существуют в однородных ландшафтно-климатических условиях, называ­ется биомом. Биомы имеются только на суше. Они, как прави­ло, совпадают с геоботаническим разделением земной повер­хности. Выделяют десять типов биомов: 1) арктическая и аль­пийская тундры; 2) северные хвойные леса; 3) листопадные леса умеренной зоны; 4) степи умеренной зоны; 5) тропиче­ские степи и саванны; 6) чаппарали и жестколистные леса; 7) пустыни; 8) полувечнозеленые сезонные тропические леса; 9) тропические дождевые леса; 10) тропические скребы. Каж­дый из них обладает своим специфическим комплексом эко­логических факторов и составом флоры и фауны.

Пресноводные экосистемы. Пресноводные экосистемы занимают наименьшую часть Земного шара по сравнению с другими экосистемами, однако их значение очень велико, по­тому что они являются единственным источником пресной воды, которая необходима не только для существования всего живого, но и для хозяйственной деятельности человека.

Особенности среды обитания в пресноводных экосисте­мах сводятся к следующему:

1. Влажность не является лимитирующим фактором.

2. Вода обладает высокой теплоемкостью, поэтому коле­бания температуры небольшие, и она не является лимитиру­ющим фактором. Для повышения температуры 1 мл воды на 1 °С необходима 1 калория тепла, только аммиак и немногие другие вещества имеют более высокую теплоемкость.

3. Содержание кислорода и углекислого газа очень непо­стоянное и является лимитирующим фактором. При недостат­ке кислорода наблюдаются заморы. Они бывают зимние, ког­да нарушен контакт с воздухом, и летние, когда не происходит перемешивания воды из-за температурной стратификации. В зависимости от потребности в кислороде организмы пресно­водных экосистем подразделяются на три группы: а) неус­тойчивые к пониженному содержанию кислорода - реофиль- ные организмы, распространены в быстро текущих водоемах;

б) устойчивые к пониженному содержанию кислорода орга­низмы - организмы медленно текущих и стоячих водоемов;

в) устойчивые к полному отсутствию кислорода - организ­мы , обитающие на дне.

4. Вода как среда обитания более плотная, чем воздух, поэтому может выполнять функцию опоры. Наибольшая плот­ность воды при температуре 4 °С, при более высокой и более низкой температуре вода расширяется и становится легче, плотность ее уменьшается. Некоторые организмы могут иметь удельный вес тела больший, равный или меньший, чем удель­ный вес воды. В зависимости от этого они занимают разное местоположение в экосистеме.

5. Источником биогенов является вода. Грунт утратил свое значение как источник биогенов. Он только может вы­полнять функцию опоры для некоторых организмов, осо­бенно в прибрежных зонах. В последнее время содержа­ние биогенов в пресноводных экосистемах очень возросло за счет того, что около 90% вносимых на сельскохозяйствен­ные поля удобрений попадает в воду (антропогенная эвт- рофикация).

6. Вода содержит низкие концентрации солей, и все орга­низмы находятся в условиях борьбы с осмотическим давле- нием, поэтому они имеют приспособления для выведения излишков воды из организма.

7. Для пресноводных экосистем характерна высокая сте­пень прерывистости.

Организмы, населяющие пресноводные экосистемы, пред­ставлены пятью жизненными формами: 1) бентос; 2) планктон; 3) нектон; 4) нейстон; 5) перифитон. Охарактеризуем их более подробно.

Бентос - это обитатели дна, удельный вес тела которых больше, чем удельный вес воды. Различают эпифауну, или поверхностный бентос, который представлен организмами, лежащими на дне или ползающими по его поверхности, и инфауну, представленную организмами, зарывающимися в грунт. Инфауна присутствует в тех экосистемах, где имеется илистое дно.

Планктон - это организмы, имеющие удельный вес тела, равный удельному весу воды, и ведущие пассивный образ жиз­ни в толще воды. Противостоять течению они не могут. В за­висимости от типа организмов различают фитопланктон (рас­тения), зоопланктон (животные) и микропланктон (микроор­ганизмы), а в зависимости от размера особей планктон подразделяют на планктон-сетку, который вылавливается гид­робиологической сеткой, и нанопланктон, который проходит через сетку и представлен микроскопическими организмами.

Нектон - это организмы, имеющие удельный вес тела, равный удельному весу воды, и ведущие активный образ жиз­ни в толще воды. Он представлен насекомыми, рыбами, зем­новодными, млекопитающими. Организмы способны проти­востоять течению.

Нейстон - это организмы, имеющие удельный вес тела меньше удельного веса воды и использующие поверхностное натяжение воды в качестве субстрата. К ним относятся водо­мерки, жуки-плавунцы и другие организмы, живущие на по­верхности воды.

Перифитон - это организмы обрастания. Они образуют сплошную пленку на поверхности живых и неживых объек­тов экосистемы. Среди них могут быть как растения, так и животные.

Морские экосистемы. Морские экосистемы составляют большую часть биосферы, они занимают 70% поверхности Земли и имеют следующие особенности среды обитания:

1. Морские экосистемы имеют очень большие глубины, но при этом абиогенных зон нет, на самом глубоком дне суще­ствует жизнь.

2. В морях и океанах происходит постоянная циркуляция воды. Разница температур на полюсах и экваторе порождает мощные ветры, которые дуют на протяжении года в одном направлении. В результате одновременного действия этих ветров и вращения Земли вокруг своей оси образуются эква­ториальные течения на восток и запад, и прибрежные тече­ния на север и на юг. Есть теплые течения - Гольфстрим, Се­вероатлантическое и др. и холодные - Калифорнийское и др. Кроме поверхностных течений, есть и глубинные течения. В результате этого перемешивание воды в море настолько эф- фективное, что недостаток кислорода наблюдается очень ред­ко и он не является лимитирующим фактором.

3. Вода в морских экосистемах имеет очень высокую со­леность (до 35%о), поэтому организмы имеют различные при­способления для борьбы с потерей воды.

4. В морских экосистемах постоянно наблюдаются при­ливы и отливы, вызываемые притяжением Луны и Солнца. Высота прилива может достигать 3-12м. Приливы повторя­ются через каждые 12,5 часа. Если силы притяжения Луны и Солнца суммируются, то наблюдается максимальный, или сизигиальный, прилив. Если эти силы направлены в разные стороны, то имеет место минимальный или квадратурный прилив. Он и повторяются через каждые две недели.

5. Вода в морских экосистемах имеет более высокую плот­ность по сравнению с пресноводными экосистемами и вы­полняет функцию опоры, одновременно для донных организ­мов опорой служит субстрат.

6. В морской воде очень малая концентрация биогенов, поэтому жизнь бедна и на единицу объема приходится очень мало первичной продукции. В нижних слоях биогенов боль­ше, но автотрофов там нет и использовать их некому. Однако там, где ветры постоянно дуют с суши, они отгоняют поверх­ностную воду в открытое море и на поверхность поднимают­ся глубинные воды, богатые биогенами. В этих местах наблю­даются «вспышки» жизни. А само явление получило назва­ние апвелинг (путешествие вверх). Самая большая зона апвелинга возле берегов Южной Америки, имеются зоны так­же возле берегов Юго-Западной и Северо-Западной Африки. Эти зоны очень продуктивные.

7. Морские экосистемы непрерывны, все моря и океаны соединены между собой. Однако, перемещению организмов часто мешают температурные, солевые, глубинные и другие барьеры.

Лиманы. Промежуточное положение между морскими и пресноводными экосистемами занимают лиманы. Лиманы - это полузамкнутые прибрежные водоемы, соединенные с от­крытым морем, но морская вода в них заметно опреснена за счет материкового стока.

С точки зрения геоморфологии различают пять типов ли­манов:

1. Лиманы в затопленных речных долинах. Они наибо­лее распространены вдоль береговой линии.

2. Лиманы типа фиордов. Это глубокие ^образные вы­емки берега, образовавшиеся в результате вклинивания лед­ника в сушу. Примером могут служить фиорды Норвегии и Аляски.

3. Лиманы, ограниченные мелями или барьерными ост­ровами, разделенными проливами, благодаря которым сохра­няется связь с морем. Они образовались за счет береговых отложений или береговых дюн в связи с повышением уровня моря (побережье Мексиканского залива).

4. Лиманы, образованные тектоническими процессами в результате геологических сдвигов или локальных опусканий суши (залив Сан-Франциско).

5. Лиманы речных дельт, которые образовались в устьях больших рек (Нил, Миссисипи). В них часто наблюдается со­левая стратификация, когда более плотная морская соленая вода находится внизу, а речная пресная - сверху. Это имеет место, когда речной сток превышает прилив. А когда они урав- новешены, то за счет турбулентности происходит перемеши­вание и образуется слабосоленый лиман.

Лиманы характеризуются рядом важных свойств. Во- первых, они обычно очень продуктивные за счет биогенов, которые попадают сюда во время приливов. Во-вторых, в них круглый год идет образование первичной продукции за счет продуцентов трех типов: 1) макрофиты; 2) фитобентос; 3) фитопланктон. В-третьих, лиманы служат местом откор­ма многочисленных морских промысловых видов рыб, жи­вотных и птиц. В связи с этим лиманы играют большую роль в биосфере и поэтому их нельзя нарушать.

 

2.5. Учение о биосфере

1. Биосфера и ее границы. Функции живого вещества

 

Самым высоким уровнем организации жизни на планете Земля является биосфера. Этот термин был введен в 1875 году. Впервые его использовал австрийский геолог Э.Зюсс. Одна­ко учение о биосфере как биологической системе появилось в 20-е годы нынешнего столетия, автором его является совет­ский ученый В.И.Вернадский. Биосфера - это та оболочка Земли, в которой существовали и существуют живые орга­низмы и в образовании которой они играли и играют ос­новную роль. Биосфера имеет свои границы, обусловленные распространением жизни. В.И.Вернадский в биосфере вы­делял три сферы жизни:

1. Атмосфера - это газообразная оболочка Земли. Она не вся заселена жизнью, ее распространению препятствует ультрафиолетовая радиация. Граница биосферы в атмосфере находится на высоте примерно 25-27 км, где располагается озоновый слой, поглощающий около 99% ультрафиолетовых лучей. Наиболее заселенным является приземный слой ат­мосферы (1-1,5 км, а в горах до 6 км над уровнем моря).

2. Литосфера - это твердая оболочка Земли. Она также заселена живыми организмами не полностью. Распростране- ние жизни здесь ограничено температурой, которая постепен­но возрастает с глубиной и при достижении 100?С вызывает переход воды из жидкого в газообразное состояние. Макси­мальная глубина, на которой обнаружены живые организмы в литосфере, составляет 4 - 4,5 км. Это и есть граница био­сферы в литосфере.

3. Гидросфера - это жидкая оболочка Земли. Она заселе­на жизнью полностью. Границу биосферы в гидросфере Вер­надский проводил ниже океанического дна, потому что дно - это продукт жизнедеятельности живых организмов.

Биосфера представляет собой гигантскую биологичес­кую систему, включающую огромное разнообразие состав­ляющих компонентов, охарактеризовать которые по отдель­ности крайне трудно. Вернадский предложил все, что вхо­дит в состав биосферы, объединить в группы в зависимости от характера происхождения вещества. Он выделял семь групп вещества: 1) живое вещество - это совокупность всех продуцентов, консументов и редуцентов, населяющих био­сферу; 2) косное вещество - это совокупность веществ, в образовании которых живые организмы не участвовали, это вещество образовалось до появления жизни на Земле (гор­ные, скалистые породы, вулканические извержения); 3) био­генное вещество - это совокупность веществ, которые об­разованы самими организмами или являются продуктами их жизнедеятельности (каменный уголь, нефть, известняк, торф и другие полезные ископаемые); 4) биокосное веще­ство - это вещество, которое представляет собой систему динамического равновесия между живым и косным веще­ством (почва, кора выветривания); 5)радиоактивное веще­ство - это совокупность всех изотопных элементов, нахо­дящихся в состоянии радиоактивного распада; 6) вещество рассеянных атомов - это совокупность всех элементов, находящихся в атомарном состоянии и не входящих в со­став никакого другого вещества; 7) космическое вещество - это совокупность веществ, попадающих в биосферу из кос­моса и имеющих космическое происхождение (метеориты, космическая пыль).

Вернадский считал, что главную преобразующую роль в биосфере играет живое вещество. Оно выполняет пять ос­новных биосферных функций: 1) энергетическая функция - это способность живых организмов поглощать солнечную энергию, превращать ее в энергию химических связей и пе­редавать по пищевым цепям. Благодаря этой функции по­стоянно идет восполнение потерь энергии в экосистемах и поддержание жизни в биосфере; 2) газовая функция - это способность живых организмов поддерживать постоянство газового состава биосферы в результате сбалансированнос­ти фотосинтеза и дыхания. 3) концентрационная функция - это способность живых организмов накапливать в своем теле определенные элементы окружающей среды, благодаря чему произошло перераспределение элементов в пределах биосфе­ры и образовались полезные ископаемые; 4) окислительно-восстановительная функция - это способность живых орга­низмов в ходе биохимических реакций изменять степень окисления элементов и создавать, таким образом, разнооб­разие соединений в природе, необходимое для поддержания разнообразия жизни в биосфере; 5) деструктивная функция - это способность живых организмов разлагать отмершее орга­ническое вещество до биогенов, поглощаемых продуцента­ми, благодаря чему осуществляется круговорот вещества в биосфере, и жизнь может существовать бесконечно долго без поступления вещества из космоса.

 

2. Биогеохимические круговороты вещества в биосфере

 

Чтобы биосфера не переставала существовать и чтобы не прекращалось ее развитие, на Земле постоянно должен осуще­ствляться круговорот биологически важных веществ. Это зна­чит, что после использования они должны снова переходить в форму, пригодную для усвоения другими организмами. Этот переход биологически важных элементов от звена к звену, ко­торый осуществляется в масштабах всей планеты при опреде­ленных затратах энергии, источником которой является Солн­це, называется геологическим, или большим, круговоротом.

После появления живого вещества на основе геологическо­го круговорота образовался круговорот органического веще­ства, который называется биологическим, или малым, кру­говоротом. По мере развития живой материи из геологиче­ского круговорота изымалось все больше элементов, которые включались в непрекращающийся биологический кругово­рот, являющийся основой жизни. Одни элементы необходи­мы организмам в большом количестве, другие - в меньшем, а некоторых элементов требуется очень мало. Поэтому эле­менты, которые включаются в биологический круговорот, подразделяются на макро-, микро- и ультрамикроэлементы. Однако живое вещество в биологическом круговороте пре­вращается в неживое, а оно в свою очередь под влиянием редуцентов превращается в неорганическое вещество, кото­рое дальше может либо снова включаться в биологический круговорот, либо выходить из него и включаться в геологи­ческий круговорот. В свою очередь элементы из геологиче­ского круговорота могут поглощаться организмами и вовле­каться в биологический круговорот. Поскольку биологиче­ский круговорот связан с геологическим, то логично рассматривать их как единое целое, как биогеохимический круговорот элементов.

При рассмотрении биогеохимического круговорота любо­го вещества необходимо выделять две части запаса этого веще­ства: 1) обменный фонд - это часть элемента, которая находит­ся в круговороте, он составляет незначительную часть общего объема элемента; 2) резервный фонд - это часть элемента, ко­торая не циркулирует и пока что не будет циркулировать, одна­ко может быть при необходимости включена в круговорот. Ре­зервные фонды отличаются по степени подвижности и легкос­ти вовлечения в круговорот. Различают газообразный резервный фонд, который находится в атмосфере и является наиболее подвижным и доступным, и осадочный ре­зервный фонд, который находится в литосфере или гидросфе­ре и труднее включается в обменный фонд по двум причинам: 1) он предварительно должен быть переведен в водораствори­мое состояние, чтобы живые организмы могли его ассимилировать; 2) он доступен не везде одинаково, потому что может находиться под землей на разной глубине.

 

Контрольные вопросы

1. Что принято понимать под термином «среда»? Перечислите основные факторы среды.

2. Что подразумевается под термином «популяция»? Каковы ее основные свойства?

3. Перечислите существующие типы межвидовых взаимоотношений.

4. Дайте определение понятию «биоценоз» и опишите его структуру.

5. Охарактеризуйте основные типы экосистем.

6. Каковы границы биосферы? Перечислите функции живого вещества.

 

Глава 3. Теоретические основы ресурсоведения. Ресурсы и их использование

 

3.1. Природно-ресурсный потенциал и его оценка

 

1. Классификация природных ресурсов

Существует множество классификаций природных ресурсов. Рассмотрим основные из них.

В старых классификациях на первой стадии ресурсы делились на исчерпаемые и неисчерпаемые. Поскольку, по современным понятиям, ничего неисчерпаемого в природе нет, ресурсы могут подразделяться лишь по скорости исчерпания: быстро исчерпаемые и медленно исчерпаемые (что относительно).

По возможности самовосстановления и культивирования ресурсы подразделяются на возобновимые (почва, растительность, вода, животный мир) и невозобновимые (полезные ископаемые). Охрана возобновимых ресурсов включает меры, направленные на обеспечение их воспроизводства (поддержание плодородия почв, продуктивности лесных и луговых угодий, регулирование численности популяций). Охрана невозобновимых ресурсов сводится к их экономному расходованию, замене более дефицитных видов менее дефицитными и/или возобновимыми (например, замена моторного топлива на основе нефти спиртом, получаемым из растительного сырья). При нерациональном использовании возобновимые ресурсы переходят в разряд невозобновимых (почвы, животный мир), либо их возобновление становится долгим и труднодостижимым. Поэтому разделение на возобновимые и невозобновимые дополняется делением на восполнимые (за счет новых источников, новых технологий) и невосполнимые, а также – по возможности замены – на заменимые (например, металл может быть заменен пластмассой, натуральные волокна – искусственными и т.д.) и незаменимые (например, атмосферный воздух).

По использованию ресурсы подразделяют на реальные (актуальные), т.е. такие, которые могут быть использованы при существующих технико-экономических условиях, и потенциальные, т. е. такие, которые не могут быть пока вовлечены в использование по техническим причинам или вследствие экономической нецелесообразности, отсутствия экологически приемлемых технологий (ресурсы дейтерия и трития в Мировом океане, полезные ископаемые со сложными горно-геологическими условиями или залегающие в пределах особо охраняемых природных территорий и курортных зон). Граница между реальными и потенциальными ресурсами весьма условна. История развития человечества – это в то же время история превращения все новых потенциальных ресурсов в реальные, что, очевидно, будет продолжаться и далее (вода как термоядерное сырье, железо-марганцевые конкреции на океаническом дне). Параллельно с освоением новых видов ресурсов шел процесс вовлечения в производство уже известных видов ресурсов на новых территориях или в более сложных условиях (например, рудные месторождения в отдаленных районах, на больших глубинах, с низким содержанием полезных компонентов). Во второй половине ХХ века этот резерв экстенсивного развития оказался практически исчерпанным, что стало одним из факторов пересмотра парадигмы развития (рост наукоемкости, развитие ресурсосбережения).

Природные ресурсы могут классифицироваться по характеру использования (экономический подход), или по принадлежности к тому или иному компоненту географической оболочки (географический подход).

В рамках экономической классификации различают ресурсы материального производства и непроизводственной сферы. Ресурсы материального производства далее делятся на ресурсы промышленности, сельского хозяйства (с дальнейшим подразделением по отраслям), транспорта. Ресурсы непроизводственной сферы делятся на ресурсы прямого потребления (непосредственно используются населением) и ресурсы косвенного использования (ресурсы, которые важны для удовлетворения физических и моральных потребностей, но не потребляются непосредственно – для отдыха, спорта, эстетического восприятия).

В рамках географической классификации ресурсы подразделяются по признаку принадлежности к компонентам географической оболочки: ресурсы недр (ископаемые), атмосферные, земельные, водные, растительного, животного мира. Далее деление осуществляется в соответствии со структурой соответствующих компонентов природы. Например, водные ресурсы включают поверхностные и подземные воды, далее поверхностные воды делят по типам водоемов, подземные – по горизонтам подземной гидросферы, в рамках указанных категорий воды классифицируют также по минерализации, составу растворенных веществ, температуре и т.д.

Все виды ресурсов связаны между собой множеством прямых и обратных связей. Чрезмерное наращивание использования какого-либо ресурса всегда сопровождается истощением и других ресурсов, вследствие возникновения цепных реакций в биосфере (закон внутреннего динамического равновесия). Поэтому ключевая задача природопользования – установить оптимальный уровень использования природных ресурсов, обеспечивающий как их сохранение и, по возможности, возобновление (либо замену) в будущем, так и удовлетворение потребностей человека, т.е. эколого-экономическую сбалансированность. При сочетании нескольких направлений использования природных ресурсов поиск оптимального решения – уравнение со множеством неизвестных. Экономическая целесообразность диктует необходимость комплексного использования природных ресурсов, экологические требования – обеспечение воспроизводства, предвидение и предотвращение цепных реакций.

2. Подходы к оценке природных ресурсов

Следует подчеркнуть, что методов, приемов и способов оценок отдельных видов ресурсов и ресурсного потенциала в целом доста­точно много. При этом оценки могут быть как абсолютными, так и относительными; как качественными, так и количественными. Рассмотрим основные приемы и способы оценки.

Оценка природных ресурсов(экономическая и внеэкономическая) предшествует их использованию. Экономическая оценка природных ресурсов– это определение их общественной полезности, т. е. вклада данного ресурса (его единицы) в повышение уровня удовлетворения человеческих потребностей. Экономическая оценка дается в денежных единицах. В узко экономическом смысле экономическая оценка – это определение в денежном выражении максимального народнохозяйственного эффекта от использования определенных природных ресурсов при возможных вариантах их использования. В более широком, эколого-экономическом смысле экономическая оценка природных ресурсов включает и учет экономических ограничений, связанных с воздействием возможных вариантов использования данных природных ресурсов на другие, сопряженные с ними ресурсы, и на здоровье человека.

Внеэкономическая оценка природных ресурсоввключает определение экологической, гигиенической, социально-психологической, культурной и др. ценности природного ресурса или объекта, в экономических показателях обычно не выражается (уникальный ландшафт, исторические памятники), но может быть условно исчислена как сумма, которую общество может и готово пожертвовать для сохранения данного природного ресурса (объекта).

В оценке природных ресурсов выделяется 4 компонента: субъект (кто оценивает, от чьего имени), объект оценки, характер оценки, основание оценки. Природные ресурсы сами по себе не бывают ни хорошими, ни плохими, ни эффективными, ни неэффективными. Вопрос о ценности природных ресурсов возникает лишь при использовании, при взаимодействии с человеком. Характер оценки (экономической, внеэкономической) определяется исходя из специфических требований тех или иных субъектов (река может быть хороша для гидроэнергетического строительства и неудачна для судоходства, или наоборот, климат может быть неблагоприятен для хлопководства, но благоприятен для картофелеводства и наоборот). Оценки природных ресурсов нередко зависят от социально-экономических условий и в силу этого бывают субъективны: так, по меркам 1960-х годов район Байкала считался благоприятным для развития целлюлозно-бумажной промышленности.

Помимо описанных выше способов можно выделить следующие:

Стоимостная оценка опирается на использование сложившихся на данный момент текущих величин мировых и внут­ренних цен на тот или иной ресурс (доллары, рубли и т. д.).

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА является абсолютной и зави­сит от степени изученности или разведанности конкретного ресурса. Единицей измерения в зависимости от вида ресурса служат тонны, кубические метры, гектары и т. д.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА - это оценка технологической пригодности и доступности того или иного ресурса для различных народно-хозяйственных целей.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА связана с выявлением пригодности для эксплуатации конкретного ресурса имеющимися в современном обществе техническими средствами.

ИСТОРИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА - оценка пригодности и возмож­ности использования ресурса с точки зрения важности исторического момента, с учетом культурологической специфики региона.

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА - это относительный показатель, который используется для оценивания всей совокупности ресурсов, т.е. для природно-ресурсного потенциала в целом. Выражается в относительных величинах, в баллах.

Между тем, несмотря на востребованность реальной оценки природных ресурсов, большая часть из них такой не имеет. Осо­бенно это касается оценки экологической, рекреационной, эстети­ческой составляющей ресурсных возможностей природной среды.

 

3. Природно-ресурсный потенциал (ПРП)

 

К числу важнейших категорий ресурсоведения, экологии и природопользования относится природно-ресурсный потенциал(ПРП). Определению и анализу этого понятия посвящено большое количество работ.

Во всех работах отмечается двойственный характер природно-ресурсного потенциала. С одной стороны, это тела и силы природы, а с другой – ценности экономические. Н.Ф. Реймерс дает несколько определений природно-ресурсного потенциала, которые можно объединить в две группы. Во-первых, это та часть природных ресурсов Земли, которая может быть реально вовлечена в хозяйственную деятельность при данных технических и социально-экономических условиях общества при условии сохранения среды жизни человечества. Во-вторых, это совокупность природных ресурсов, условий и процессов, которая, с одной стороны, составляет основу жизнедеятельности общества, а с другой – противостоит ему как объект антропогенного воздействия.

При разработке основ природопользования представляется исключительно важным определить, какая же часть природных ресурсов (составляющих ПРП, исходя из первого определения) "может быть реально вовлечена в хозяйственную деятельность... при условии сохранения среды жизни человечества".

Одним из первых сформулировал определение природного потенциала Н.А. Солнцев. Он понимал под ним "скрытые природные возможности, которые имеются в каждом ландшафте, но которые не могут быть реализованы без содействия человека".

В дальнейшем этому понятию обращаются многие отечественные и зарубежные ученые. G. Haase включает в него природные ресурсы и природные условия общественного воспроизводства. В известном "Словаре по общей географии" авторы определяют природный потенциал как природные ресурсы, включающие все природные вещества, такие, как вода, почвы, биомасса и т.д. Синонимами природного потенциала эти авторы называют "природно-пространственный потенциал" и "геопотенциал".

Последний термин не встречается в отечественной литературе, хотя широко распространен в зарубежной и, пожалуй, наиболее точно отражает сущность этого понятия.

В.В. Рюмин со ссылкой на ряд работ ведущих ученых ГДР природный потенциал представляет как интегральное единство частных потенциалов:

биотической продуктивности (способности геосистем производить биомассу),

минерально-сырьевого, водного, застройки (наличия подходящих условий, проточных

вод и грунтового увлажнения, климатических условий для строительства жилья,

коммуникаций, производственных корпусов и других сооружений), устойчивости против

нарушений, естественной утилизации отходов (самоочищения), биотической регуляции

(способности сохранять генофонд и устойчивость биоты), рекреационного потенциала.

 

4. Ресурсообеспеченность

 

Ресурсообеспеченность - соотношение между величиной природных ресурсов и размерами их использования. Ресурсообеспеченность выражается либо числом лет, на которое должно хватить данного ресурса, либо запасами из расчета на душу населения.

На показатели ресурсообеспеченности прежде всего влияет богатство или бедность территории природными ресурсами. Но не меньшее значение имеют и размеры их потребления например, добыча полезных ископаемых, поэтому само понятие «ресурсообеспеченность» является социально-экономическим. Таким образом, о ресурсообеспеченности нельзя судить только по размерам запасов, а надо учитывать интенсивность извлечения (потребления их обществом).

Потребление природных ресурсов обусловлено прежде всего тем, что человек, стремясь «снять» влияние лимитирующих природных факторов, для того, чтобы выжить и победить в конкурентной борьбе, начал создавать свои, антропогенные экосистемы.

Например, по расчетам ученых, мировые общегеологические запасы минерального топлива превышают 12,5 трлн. т. Это значит, что при современном уровне добычи их может хватить более, чем на 1000 лет. Однако, если учитывать запасы, доступные для извлечения, а также постоянный рост потребления, обеспеченность сократится в несколько раз. Другим примером, иллюстрирующим различия в ресурсообеспеченности, может служить характеристика душевой обеспеченности землями в разных странах мира. Так, при среднемировом его показателе 0,25 га на душу населения, он колеблется от 0,04 га в Японии до 3,00 га в Австралии. Ресурсообеспеченность - важное понятие экологии.

В общем случае, существуют заметные различия в уровне и характере обеспеченности природными ресурсами различных стран. Так, Ближний Восток выделяется крупными ресурсами нефти и газа. Андские страны богаты медными и полиметаллическими рудами. Государства, располагающие большими массивами тропических лесов, обладают ресурсами ценной древесины. В мире есть несколько государств, имеющих практически все известные виды природных ресурсов. Это Россия, США и КНР. Высокообеспеченными, с точки зрения природных ресурсов, являются Индия, Бразилия, Австралия и некоторые другие страны. Многие государства обладают крупными запасами мирового значения одного или нескольких ресурсов. Так, Габон выделяется запасами марганца, Кувейт — нефти, Maрокко — фосфоритов. Большое значение для каждой страны имеет комплексность имеющихся природных ресурсов. Например, для организации черной металлургии в отдельно взятой стране желательно располагать ресурсами не только железной руды, но и марганца, хромитов и коксующегося угля.

Большинство стран располагают некоторым набором природных ресурсов. Однако встречаются государства с очень скудными их объемами. Но это не всегда обрекает эту страну на нищенское существование, и наоборот, обладая большим их числом и количеством, можно нерационально ими воспользоваться. Например. Япония, являясь высокоразвитой страной, имеет ограниченное количество минеральных ресурсов. В противоположность Японии можно привести примеры многих государств, обладающих богатейшими ресурсами, но не достигших больших успехов в социально-экономическом развитии.

Уро­вень эколого-экономического развития общества характеризует показатель ресурсоемкости. Для каждого ви­да производства существует определенная величина потребляемого ресурса, что в конечном итоге составляет общую ресурсоемкость хозяйства.

Ресурсоемкость – это показатель, отражающий размер изымаемого из природы вещества и энергии, измеряется количеством ресурсов, используемых для производства одной единицы конечной продукции. Ресурсоемкость скла­дывается из двух составляющих: ресурсов, входя­щих в состав конечного продукта, и ресурсов, по­требляемых в ходе его производства.

Например, для производства одной единицы продукции необ­ходимо такое количество воды: 1 кг зерна пшеницы - до 2,5 т, 1 кг хлопка - 10 т, 1 кг риса - 4,5 т, 1 кг говядины - 30 т, для выплавки 1 кг чугуна - 5 кг, 1 кг стали - 30 кг, для получения 1 кг спирта - 0,3 т воды, 1 кг синтетического каучука - 2,8 т, 1 кг лекарственных веществ -17 т [107].

В широком смысле ресурсоемкость характеризует уровень эколого-экономического и социального развития общества. Различают два уровня ресурсоемкости: макроуровень (уровень всей экономики) и отраслевой. На макроуровне основным показателем ресурсоемко­сти являются затраты ресурсов на единицу валового внутреннего продукта (ВВП), валового национального продукта (ВНП). Он изме­ряется в стоимостной форме (руб./руб.), натурально-стоимостной форме (т/руб.), а для международной статистики – в едином денежном измерении – долларах США.

Взаимодействие общества и природы в процессе ресурсопользования

Концепция ресурсных циклов разработана известным географом И.В.Комаром и основана на идее круговорота веществ в природе, когда в ходе естественных… Хозяйственное звено круговорота вещества получило название ресурсного цикла,… · цикл энергоресурсов и получения энергии;

Анализ природно-ресурсного потенциала и его использования: эколого-экономический аспект

Земельные ресурсы - ресурсы, которые используются или могут быть использованы в хозяйственной деятельности человеком. Земля является средством… Обеспеченность человечества земельными ресурсами определяется мировым… Структура земельного фонда мира состоит из:

Глава 4 Современные системы взаимодействия общества и ресурсов и их последствия

4.1. Основные противоречия в системе «ресурсы-использование-проблемы»

 

Состояние природной среды в значительной мере зависит от культуры поведения людей во всех сферах деятельности и осо­бенно при эксплуатации природных ресурсов. Единство при­родных и социально-экономических процессов выражается в их пространственно-временном взаимодействии, проявляю­щемся при эксплуатации ресурсного потенциала. Результат этих взаимоотношений - это определенная, благоприятная или неблагоприятная, складывающаяся ситуация, которая опреде­ляет в конечном счете дальнейшее развитие как природной среды, так и общества.

Основные противоречия в системе "ресурсы - использование - проблемы" предопределены многими факторами, среди которых важнейшими являются следующие: нерациональное освоение ресурсного потенциала, его ограниченность и неравномерность рас­пределения, незавершенность ресурсных циклов и ресурсно-экологическая безграмотность населения. Конечным результатом возникающих противоречий является формирование экологических проблем различной направленности и степени проявления, которые в сочетании друг с другом определяют экологическую ситуацию в регионе, нередко перерастая в экологические кризисы.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА - негативное из­менение природной среды в результате взаимодей­ствия природы и общества, ведущее к нарушению структуры и функций природных систем и приво­дящее к социальным, экономическим и иным по­следствиям.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ - сочетание раз­личных, в том числе негативных и позитивных, с точки зрения проживания и состояния здоровья че­ловека условий и факторов, создающих определен­ную экологическую обстановку на территории.

Очень часто понятие "экологическая ситуация" трактуется не­сколько шире - как эколого-географическая ситуация. Ее понима­ют как такое пространственно-временное сочетание взаимосвязан­ных природных, социально-экономических, демографо-этнических и политических условий и процессов, которое характеризует изме­нения в географической среде, обусловливающие на территории относительно устойчивую во времени обстановку систем жизне­обеспечения человека и влияющие на уровень развития и степень удовлетворения потребностей общества.

Изучение экологических проблем и экологических ситуаций в нашей стране проводится сравнительно недавно - с середины 70-х гг. прошлого столетия.

В качестве классификационных признаков выделим следующие: причина возникновения, сложность, основной изменяющийся компонент природы, время возникновения, время проявления, скорость развития, место возникновения, масштабность, зональность, форма проявления, принадлежность, последствия, острота, возможность решения, способ решения.

При классификации экологических проблем и ситуаций как объектов пространственного анализа соблюдаются следующие принципы:

системный -- рассмотрение объекта как системы взаимосвязанных характеристик

генетический -- анализ исходного состояния явления и выделение из него последующих состояний

антропоэкологический -- учет условий проживания и состояния здоровья населения, сохранения генофонда

информационный -- фиксация устойчивых признаков, опирающихся на эмпирическую базу

конструктивный -- выбор путей гармонизации взаимоотношений природы и общества и подходов к решению экологических проблем.

Например, практически все экологические проблемы можно разделить:

по причине или виду воздействия: эколого-ирригационные, эколого-транспортные, эколого-промышленные, эколого- гидротехнические и т. д.;

по сложности ситуации: простые, сложные, очень острые;

по основному компоненту природной среды: атмосферные, вод­ные, почвенные, биотические, комплексные;

по времени возникновения: прошлые, современные, унаследо­ванные, возникающие одновременно или с определенными интер­валами и т. д.;

по времени проявления: кратковременные, длительные, перио­дические, неисчезающие и т. д.;

по скорости развития: быстро развивающиеся, медленно разви­вающиеся, скачкообразные;

по месту возникновения и пространственному охвату: местные, локальные, региональные, глобальные;

по форме проявления: точечные, линейные, площадные;

по возможности решения: решаемые, труднорешаемые, практи­чески нерешаемые;

по приоритетности решения: приоритетные, неприоритетные;

по способу решения: организационные, экономические, техниче­ские, правовые и т. д.

по остроте: катастрофические, кризисные, критические, напря­женные, конфликтные;

Рассмотрим некоторые позиции, выделенные по вышеперечисленным признакам.

Экологические проблемы, связанные с нарушением отдельных компонентов ландшафта или их комплекса, можно условно разделить на шесть групп:

атмосферные (загрязнение атмосферы: радиологическое, химическое, механическое, тепловое);

водные (истощение и загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение морей и океанов);

геолого-геоморфологические (интенсификация неблагоприятных геолого-геоморфологических процессов, нарушение рельефа и геологического строения);

почвенные (загрязнение, эрозия, дефляция, вторичное засоление, заболачивание и др.);

биотические (сведение растительности, деградация лесов, пастбищная дигрессия, сокращение видового разнообразия и др.);

комплексные, или ландшафтные (опустынивание, снижение биоразнообразия, нарушение режима природоохранных территорий и др.)

Поскольку экологическая проблема определяется нами по изменению свойств ландшафтов, то степень ее проявления может быть охарактеризована через интенсивность и площадь распространения этих изменений и характер последствий. Условно можно выделить три степени распространения природных свойств -- признаков отдельных проблем:

Слабое (изменение природных свойств ландшафта менее чем на 10%) Среднее (от 10 до 50 %)

Сильное (превышает 50%)

Выделяют три основные группы проблем и ситуаций по экологическим последствиям изменения природы:

антропоэкологические -- по изменению условий жизни и здоровья населения;

природно-ресурсные, связанные и истощением и утратой природных ресурсов, ухудшающие хозяйственную деятельность на территории;

ландшафтно-генетические, обусловленные нарушением целостности ландшафтов, утратой генофонда, потерей уникальных природных объектов и т. п.

В связи с этим выделяют три основных типа системы оценки экологической ситуации:

оценка качества природной среды для здоровья человека, включая анализ опасности окружающей среды;

оценка антропогенных воздействий и нагрузок;

оценка негативных изменений окружающей природной среды.

Оценка остроты экологических ситуаций основана на анализе территориальных сочетаний экологических проблем, характере и интенсивности проявления последствий этих проблем. Определение остроты ситуации зависит от региональных особенностей и специфики ведущих проблем и может рассматриваться отдельно с точки зрения условий проживания населения и состояния его здоровья, состояния природных ресурсов, сохранения уникальности и генофонда ландшафта. Выделяют следующие категории экологических ситуаций по степени остроты: Катастрофическая, кризисная, критическая, напряженная, конфликтная, удовлетворительная.

Катастрофические ситуации характеризуются глубокими и часто необратимыми изменениями природы, утратой природных ресурсов и резким ухудшением условий проживания населения, вызванным в основном многократным превышением антропогенных нагрузок на ландшафты региона. Важным признаком катастрофической ситуации является угроза жизни людей и их наследственности, а так же утрата генофонда и уникальных природных объектов.

Кризисная ситуация приближается к катастрофической, в ландшафтах возникают очень значительные и практически слабо компенсируемые изменения, происходит полное истощение природных ресурсов, резко ухудшается здоровье населения. Если не принять срочных кардинальных мер, то этот переход может произойти в течении небольшого промежутка времени (3-5 лет).

При критической ситуации возникают значительные и слабо компенсируемые изменения ландшафтов, происходит быстрое нарастание угрозы истощения или утраты природных ресурсов, уникальных природных объектов, наблюдается устойчивый рост числа заболеваний из-за резкого ухудшения условий проживания. Антропогенные нагрузки превышают установленные нормативные величины и экологические требования. При уменьшении или прекращении антропогенных воздействий и проведении природоохранных мероприятий возможно нормализации экологической обстановки, улучшение условий проживания населения, повышение качества отдельных природных ресурсов и частичное восстановление ландшафтов.

При напряженной ситуации отмечаются негативные изменения в отдельных компонентов ландшафтов. Что ведет к нарушению или деградации отдельных природных ресурсов и в ряде случаев к ухудшению условий проживания населения. При соблюдении природоохранных мер напряженность экологической ситуации спадает.

Конфликтная ситуация имеет место в том случае, когда наблюдаются незначительные в пространстве и во времени изменения в ландшафтах, в том числе и в средо- и ресурсопроизводящих свойствах, что ведет к сравнительно небольшой перестройке структуры ландшафтов и восстановлению в результате процессов само регуляции природного комплекса или проведения не сложных природоохранных действий.

При удовлетворительной ситуации из-за отсутствия прямого ил косвенного антропогенного воздействия свойства ландшафтов не изменяются.

Все экологические ситуации от конфликтной до катастрофической, возникшие в результате антропогенной деятельности, относятся к проблемным ( негативным, неблагоприятным). Последние можно разделить на две группы -- напряженные и острые. К первой относятся конфликтные и напряженные ситуации, ко второй -- критические, кризисные и катастрофические.

Первичные экологические ситуации формируются при естественных не тронутых ландшафтах. Их состояние формирует степень благоприятности проживания населения. Они могут приближаться к пороговому (критическому) уровню и даже превышать его, но это ужен не связано с хозяйственной деятельностью человека.

Особое место уделяется экстремальному состоянию окружаю­щей среды. В законе РФ "Об охране окружающей природной сре­ды" дано определение зоны экологического бедствия, диффе­ренцируемой по трем уровням экологической ситуации: экологиче­скому риску, экологическому кризису, экологическому бедствию.

Зона экологического риска включает территории с заметным снижением продуктивности и устойчивости экосистем, максиму­мом нестабильности, ведущим в дальнейшем к спонтанной дегра­дации экосистем, но еще с обратимыми нарушениями экосистем, предполагающими сокращение хозяйственного использования и планирование реставрационных мероприятий. Деградация земель наблюдается на 5-20 % площади.

Зона экологического кризиса объединяет территории с силь­ным снижением продуктивности и потерей устойчивости, трудно­обратимыми нарушениями экосистем, предполагающими лишь вы­борочное их хозяйственное использование и планирование углуб­ленных реставрационных мероприятий. Деградация земель наблю­дается на 20- 50 % площади.

Зона экологического бедствия включает территории с полной потерей продуктивности, практически необратимыми нарушения­ми экосистем, полностью исключающими территорию из хозяйст­венного использования и требующими коренной реконструкции. Деградация земель превышает 50 % площади.

Экологические ситуации спонтанно или периодически возни­кают, исчезают и возникают вновь на различных участках геогра­фического пространства, в различные периоды времени и имеют различное «время жизни». Они связаны между собой сложной сис­темой отношений, к которым относятся, в частности, и иерархиче­ские отношения, обусловливающие наличие геоситуаций как со­ставных частей ситуаций более высокого уровня, имеющих боль­ший территориальный охват и перерастающих в экологические кризисы.

Экологический кризис — это нарушение естественных природных процессов в биосфере, в результате которого происходят быстрые изменения окружающей среды. Возникает напряжение во взаимоотношениях между человечеством и природой, связанное с несоответствием объема потребления природных компонентов человеческим обществом и ограниченными ресурсно-экологическими возможностями биосферы. При этом важно обратить внимание на различия в масштабах между глобальным, общим для биосферы экологическим кризисом и локальными или региональными экологическими нарушениями и локальными экологическими катастрофами.

Экологические кризисы по характеру протекания можно разделить на две группы. В первую входят кризисы, носящие взрывной, внезапный характер. Типичными случаями такого рода кризисов являются промышленные катастрофы. Это и Чернобыльская авария, и взрыв на химическом комбинате в Бхопале (Индия), унесший тысячи жизней, и аварии на химических производствах в Уфе и др. Данные кризисы можно предсказать с той или иной долей вероятности. Но, как правило, точное время их возникновения неизвестно.

Во вторую группу входят «ползучие», медленные по характеру течения кризисы. Такого рода экологические кризисы могут существовать в течение десятилетий, прежде чем количественные изменения перейдут в качественные. Характерными примерами таких кризисов являются аграрные экологические кризисы. Здесь и Аральский кризис, и колоссальная экологическая катастрофа в США в 30-е гг. В США неправильная технология обработки почвы привела к огромному по масштабам развитию эрозионных процессов. В результате в течение 2-3 лет пыльные бури уничтожили плодородный слой на десятках миллионов гектаров сельскохозяйственных угодий. В настоящее время яркими примерами ползучего экологического кризиса являются аридизация, опустынивание огромных территорий и обезлесение. Нерациональное ведение сельского хозяйства, вырубка лесов ведут к экологической деградации огромных территорий.

Экологические кризисы порождают целый комплекс негативных последствий. Среди них можно выделить следующие:

1) экологические

2) социальные

3) экономические

4) политические

В предистории и истории человечества выделяют ряд экологических кризисов и революций:

1. Изменение среды обитания живых существ, вызвавшее возникновение прямоходящих антропоидов — непосредственных предков человека.

2. Кризис относительного обеднения доступных примитивному человеку ресурсов промысла и собирательства, обусловившего стихийные биотехнические мероприятия типа выжигания растительности для лучшего и более раннего роста.

3. Первый антропогенный экологический кризис — массовое уничтожение (перепромысел) крупных животных («кризис консу-ментов»), связанный с последовавшей за ним сельскохозяйственной экологической революцией (рис. 13.21).

4. Экологический кризис засоления почв и деградация примитивного поливного земледелия, недостаточность его для растущего народонаселения Земли, что привело к преимущественному развитию неполивного земледелия.

5. Экологический кризис массового уничтожения и нехватки растительных ресурсов, или «кризис продуцентов», связанный с общим бурным развитием производительных сил общества, вызвавший широкое применение минеральных ресурсов, промышленную, а в дальнейшем и научно-техническую революцию.

6. Современный кризис угрозы недопустимого глобального загрязнения. Здесь редуценты не успевают очищать биосферу от антро-погенных продуктов или потенциально не способны это сделать в силу неприродного характера выбрасываемых синтетических веществ. Этот кризис называют «кризисом редуцентов», которому соответствует высший этап научно-технической революции — реутилизация продуктов и условное замыкание технологических циклов.

С «кризисом редуцентов» почти одновременно наступают два других экологических напряжения: термодинамическое (тепловое) и снижение надежности экосистем. Они связаны с экологическими ограничениями производства энергии в нижней тропосфере и нарушением природного экологического равновесия. Данные экологические кризисы ближайшего будущего будут разрешены на основе энергетической и эколого-плановой экологических революций. Первая будет заключаться в максимальной экономии энергии и переходе к ее источникам, практически не добавляющим тепло в приземный слой тропосферы (главным образом солнечным), вторая — в регулируемой коэволюции в системе «общество — природа».

 

Тема 4.2. Современные концепции взаимоотношения природы, ресурсов, общества

 

Исторически так сложилось, что до сих пор сосуществуют и противостоят друг другу различные представления о взаимоотно­шении человека и общества с окружающей средой. Это концепции природоохранной деятельности, технократического оптимизма, экологического алармизма и паритета между природой и обще­ством (С.В.Клубов, Л.Л.Прозоров, 1993).

Природоохранная концепция. Наблюдающееся ухудшение при­родной среды и, как следствие, ухудшение материального состоя­ния человеческого общества требовали определенных противодей­ствий. На плохое состояние природной среды, особенно лесных массивов, обратил внимание еще Петр I, который издал специ­альный указ об охране лесов. В самом конце XIX в. в России стала реализовываться идея защиты территорий дикой природы. Начали создаваться первые заповедники и заповедные территории. Уже в начале XX в. в России были предприняты попытки наладить «ми­ровую охрану природы». При Русском географическом обществе была создана специальная так называемая Природоохранительная комиссия. Природоохранное движение возникло и в связи с трево­гой научной общественности о судьбах диких животных и расте­ний. Во главе этого движения стоял географ, антрополог, этно­граф и археолог профессор Московского университета Д.Н.Ану- чин (1843—1923). Он понимал всю сложность взаимоотношения человека и природы, с научной точки зрения обосновал это новое направление и ввел в научный оборот термин «антропосфера». Большую роль в сохранении природы сыграли исследования, ко­торые проводились под эгидой КЕПС (Комиссии естественных про­изводительных сил).

В последние десятилетия XX в. противостояние и столкновения между природой и обществом стали настолько сильными, а урон, вносимый природе, настолько огромным, что и в современном обществе развернулось широкое экологическое движение. Оно, как движение в начале XX в., ставит своей целью сохранить природу уберечь ее от пагубного воздействия человека, техническая оснащенность которого с каждым годом увеличивается. Ярким пред­ставителем этого направления является американский ученый и убежденный оптимист Р. Дюбо. По его мнению, путь к ликвида­ции противоречий между человеком и природой состоит в опреде­ленном «одомашнивании» биосферы. Речь идет о сохранении при­родных ландшафтов в их первозданном состоянии и обеспечении жизнедеятельности всех систем биосферы только возобновляемыми ресурсами.

Реальные успехи движения за сохранение природы сводятся к разработке и применению разрозненных мероприятий по охране исчезающих видов животных и растений, превращению опреде­ленных территорий в заповедники, к сокращению вредных выбро­сов и отдельных загрязнений. Речь в данном случае идет об образо­вании заповедников и особо охраняемых территорий, которые сегодня занимают только несколько процентов земель. Но до сих пор отсутствуют системные и глобальные мероприятия, хотя разраба­тываются многочисленные программы по защите или отдельных территорий, или даже отдельных частей геосфер. К их числу от­носятся мероприятия по предотвращению выбросов хлор- и фтор- содержащих элементов (фреонов), снижению выбросов углекис­лого газа и целый ряд других мероприятий, связанных с выбро­сами антропогенных газов в атмосферу и загрязнениями водных систем.

Концепция технократического оптимизма. В основе этой концеп­ции лежит представление о неисчерпаемости природных ресур­сов, их возобновляемости и полном господстве человека над при­родой. Несмотря на полную очевидность негативных последствий научно-технического прогресса, когда на глазах одного-двух поко­лений антропогенная деградация экосистем достигла огромных масштабов и периодически перерастает из локальных кризисов в межрегиональные катастрофы, эта концепция пользуется большой популярностью. Ухудшение экологической обстановки все разру­шительнее действует на огромных территориях и отражается на жизнедеятельности многочисленных экосистем. Исходя из этого часть научной общественности разных стран, осознав необходи­мость и неизбежность прогрессирующего использования природы во имя процветания человека, обосновала свое положительное отношение к нему.

В течение нескольких десятилетий в советской науке господ­ствовала идея о прямом использовании природных ресурсов на благо населения. Эта идея была ориентирована на теоретическое обоснование и осуществление разработанного перспективного пла­на преобразования природы. Частичное осуществление данного пла­на вызвало локальные и региональные экологические кризисы. При­мерами такого негативного преобразования являются не только проекты «регулирования стока северных и сибирских рек» путем строительства в их долинах каскада электростанций и систем круп­нейших водохранилищ, но и проект переброски части стока се­верных рек на юг, строительство плотин и крупных водохранилищ в низовьях крупнейших сибирских рек, в частности в низовьях Оби и Енисея, которые по площади затопления намного превос­ходили площади любых европейских государств, и другие подоб­ные проекты.

В то же время надо отметить и некоторые положительные сто­роны этого плана. Так, в планах покорения природы речь идет и о создании систем лесозащитных полос на юге европейской части России, благодаря которым удалось спасти урожаи от действия суховеев, предотвратить масштабную эрозию почв, осуществить некоторые мелиоративные работы и т.д.

Идеи преобразования природы были распропагандированы на­столько широко, что даже один из зачинателей природоохранного движения в нашей стране А. Д. Арманд поддался их соблазну и стал пропагандировать идеи «конструктивного преобразования приро­ды». Он считал возможным и даже необходимым глобальное изме­нение природных ландшафтов во имя блага человечества. На Зем­ле, по его мнению, не должно быть неиспользованных террито­рий. Преобладающая часть, или около 90 % земной поверхности, должна использоваться для производственных нужд человека. При­мерно 9 % необходимо отвести под рекреации, создав в них обста­новку приближающуюся к естественной. И только 1 % надо оста­вить под заповедники и национальные парки.

Технократические взгляды на преобразование природы и взаи­модействие природы, общества и человека свойственны в основ­ном американским ученым. Они преклоняются перед могуществом техники и подводят теоретическую базу под это.

По мнению американского ученого Д.Эллула (1974), техника подчиняется собственным законам, существуют технологические законы и закономерности, которые глубоко отличаются от при­родных.

Для осуществления концепции технократического оптимизма вместо прежнего подхода с лозунгом о «покорении природы» ста­ли раздаваться новые призывы к ее преобразованию и управлению, которые способны привести к облагораживанию окружающей еды. Фактическое следование концепции технократического опти­мизма привело к разработке и частичной реализации таких глобальных проектов, как разработка нефтяных месторождений на шельфе Баренцева моря, сахалинском шельфе, освоение крупнейших нефтяных месторождений Западной Сибири, железорудных месторождений Северного Казахстана и юга Западной Сибири, а также к разработке месторождений Курской магнитной аномалии, к строительству целлюлозно-бумажных комбинатов на Байкале и Ангаре др.

Концепция экологического алармизма. Связанный с научно-технической революцией экологический кризис XX в. оказался настолько сильно выраженным, что в западных странах появилось научное направление, сторонники которого обратили серьезное внимание на катастрофические последствия воздействия человека на природу и стали разрабатывать мероприятия и принимать решения для оптимизации системы «природа — общество». Это течение получило название алармизма (от англ. а1апп — тревога, страх).

На волне алармизма в 1968 г. группа ученых, промышленников и политических деятелей из 25 стран (на начальном этапе их было 5 человек) по инициативе управляющего фирмы «Фиат» Аулерио Печчеи образовало сообщество, получившее название «Римский клуб». Это сообщество взяло на себя задачу исследовать глобаль­ные кризисные процессы и наметить пути выхода из них незави­симо от интересов конкретных государств. По заданиям Римского клуба работали группы, в которые входили крупнейшие ученые фа. Группа, состоящая из специалистов по кибернетике, естественным и инженерным наукам Массачусетского технологического института под руководством Денниса и Донеллы Медоуз, с 1971 по 1981 г. подготовила серию докладов по наиболее острым экологическим проблемам. Наиболее известными из них являются доклад супругов Медоуз «Пределы роста» (1972) и работа кибер­нетиков А. Массаровича (США) и Д. Пестеля (ФРГ) «Человече­ство на перепутье». В 1982 г. супруги Медоуз сделали обобщение по проведенным моделям, в которых обсчитывались математические модели и имитации физических и социально-экономических сис­тем мира. В этом обобщении основные положения сводились к сле­дующему:

технологический прогресс жизненно важен, но требует при этом социально-экономических и политических изменений;

народонаселение и ресурсы как отдельных стран, так и всего мира не могут расти беспредельно;

надежная и полная информация о жизненно необходимых ре­сурсах Земли, способных удовлетворить потребности растущего населения, отсутствует. Резкое снижение роста этих ресурсов умень­шит вероятность экологических бедствий и катастроф;

народы, страны и окружающая среда находятся в более тесной зависимости друг от друга, чем это обычно представляется. Поэто­му действия, направленные на достижение узко ограниченных целей, чаще всего непродуктивны;

природа будущего не предопределена; многое зависит от того, как скоро изменятся существующие нежелательные тенденции;

действия по предотвращению опасных последствий окажутся наиболее эффективными и менее дорогостоящими, чем те же дей­ствия, предпринятые с опозданием. Это требует сильного руко­водства и более широкой макрообразованности, поскольку к тому времени, когда проблема станет очевидной каждому, предприни­мать какие-либо действия будет уже слишком поздно.

Исследования супругов Медоуз допускают один из трех воз­можных сценариев развития.

1. В случае истощения природных ресурсов неизбежно замедле­ние промышленного и сельскохозяйственного производств с по­следующим падением численности населения Земли и возникно­вением экологической катастрофы.

2. Организация достаточно эффективной защиты природной среды обеспечит еще более форсированный рост народонаселе­ния, вызовет нехватку пахотных земель и экологический кризис.

3. При практически неограниченных природных ресурсах с неизбежностью прогнозируется гибель цивилизации от загряз­нения.

Несмотря на то что прогнозы не являются оптимистическими, Римским клубом давались по крайней мере две важнейшие реко­мендации: стабилизировать рост народонаселения и развить со­временное экологически чистое производство. Их выполнение смо­жет по мере возможности отдалить, а возможно даже и предотвра­тить катастрофу. Игнорирование рекомендаций Римского клуба привело к региональным и локальным экологическим катастро­фам. Среди них авария на Чернобыльской АЭС, продолжающееся захоронение отходов промышленного производства, в том числе и высоко радиоактивных, в глубоких горизонтах земных недр, захоронение радиоактивных отходов и химического оружия в водах много океана.

В 1992 г. Д. Медоуз с соавторами опубликовали работу «За пределами роста», в которой были изложены результаты исследований проводимых в течение 20 лет. В этой работе автора сформулировали очевидные вопросы: «Сколько людей может быть обеспечено питанием и жильем на нашей планете? При каком уровне территориального потребления? Как долго? Насколько напряжена физическая система, поддерживающая человечество вместе с его экономикой и другие биологические виды? Насколько эластична эта поддержка, от скольких и какого рода стрессов она может уберечь?»

Многочисленные эксперименты с компьютерными моделями развития мира убедительно показали, что в условиях непрерывного роста всех его показателей обязательно достигаются пределы. Чем успешнее общество отодвигает пределы, используя экономические механизмы (свободный рынок) и новейшие технологии, тем больше вероятность достигнуть в будущем одновременно нескольких пределов. Авторы книги «За пределами роста» подчеркивают, что для лучшего будущего необходимы новые представления о мире и новые взаимоотношения среди людей, нужно изменить принципы и нормы, которые считаются неприкосновенными, способствовать становлению новой системы ценностей. Надо исходить из того, что мир ожидает заранее предопределенное будущее. Авторы считают, что существуют по крайней мере три модели для выбора. Одна модель свидетельствует о том, что для всех практических целей этот конечный мир не имеет пределов. Но, оказавшись за пределами, нам не удастся избежать катастрофы. Другая модель утверждает, что пределы существуют и они близки, а времени почти не осталось. Если люди не смогут умерить запросы, стать ответственными и испытывать сострадание, может наступить катастрофа.

Согласно третьей модели, пределы существуют и они близки, однако в запасе еще имеется время, и если люди не перестанут попусту тратить, то мир успеет улучшиться, так как окружающая среда способна к восстановлению. Это означает, что у человечества еще сохраняется ровно столько энергии, материальных ресурсов, денег, добродетелей, чтобы мог произойти революционный переход к лучшему миру.

Концепция паритета между природой и обществом. Эта концепция в настоящее время находится в стадии разработки и ее нередко называют концепцией устойчивого развития. Впервые призыв к устойчивому развитию был сформулирован на конференции по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жайейро в 1992 г. Единство природы и человека неоднократно отражалось научными раз­работками начиная с XVIII в., а в настоящее время это много­кратно подтверждается практикой. Ж. Дорет неоднократно обращал внимание на необходимость охраны ландшафтов для обеспечения гармоничного фона жизни. Для решения проблемы надо преодолеть постоянный антагонизм между «охранителями природы» и «экономистами». Первые долж­ны, по его мнению, смириться с тем, что для своего жизнеобес­печения человеку необходимо вести интенсивное земледелие, дли­тельное время и глубоко преобразовывать некоторые естественные среды.

Поборникам технической цивилизации следует признать, что человек не может не считаться с биологическими законами и что рациональная эксплуатация природных ресурсов не должна пре­следовать цель их расхищения. По мнению Ж.Дорста, только дос­тигнув истинного взаимоотношения между экономистами и био­логами, можно прийти к здравому решению проблемы и обеспе­чить рациональное развитие человечества в полной гармонии с законами природы.

Сторонники гармоничного развития природы и общества счи­тают совершенно недостаточным и в корне ошибочным мнение сторонников концепции технократического оптимизма о том, что только одного процента нетронутой заповедной территории Зем­ли вполне достаточно для существования человечества. Основатель Римского клуба А. Печчеи предлагает территорию земной поверх­ности разделить в следующей пропорции: 80 % оставить на долю природы, 10 % — на сельское хозяйство и 10 % — на долю урбани­зированных промышленных комплексов. Среди других предложе­ний большую поддержку находит мнение разделил» всю поверх­ность Земли на три равные части. Одну оставить за природой, дру­гую — за сельским хозяйством и остальную отдать урбанизирован­ным территориям —промышленным комплексам и населенным пунктам.

В настоящее время в перечне основных экологических проблем доминирующей как в глобальном, так и в региональном плане остается проблема загрязнения. Это не только загрязнение воздуш­ной и водной среды, но и изменения глобального и регионально­го климата, истощение озонового слоя.

В 1991 г. была опубликована книга «Сохранение Земли. Страте­гия устойчивой жизни», в подготовке которой принимали участие более 300 представителей разных стран со всех континентов. В дан­ной работе предлагается оригинальное определение понятия «устойчивое развитие». Это — «улучшение качества жизни людей, про­сеивающих в пределах несущей емкости поддерживающих экосистем. Устойчивая экономика — продукт устойчивого развития, она поддерживается ресурсной базой и развивается путем адаптации и через развитие знания, организацию, техническую эффективность и мудрость».

В заключение отметим, что в последней четверти XX в. мировое научное сообщество все большее внимание обращает на такие про­блемы, как разрушение экосистем, выявление их роли в биосфе­ре, приходит к осознанию необходимости сохранения биоразно­образия экосистем, рассматривает проблемы пределов роста и ус­тойчивого развития, синэнергически изучает биосферу и геосферу Земли в целом как системы и одновременно в их взаимной связи и действии. Указывает на необходимость смены взглядов на разум­ность и осторожность действий по отношению к природе, а также рассматривает существующие технологии только как один из эле­ментов решения экологических проблем и устойчивого развития (К.С.Лосев, 2001).

Во взаимодействии человека с природой выделяют три неравнове­ликих этапа: этап ручного производства с применением естественных источников энергии, этап машинного производства с применением искусственных источников энергии и этап автоматизированного производства с применением искусственных способов получения и ис­пользования информации. Экологические кризисы начались с момента возникновения человеческой цивилизации и усиливались по мере возникновения и усиления мощи государств, развития промышленности и науки. В настоящее время существуют четыре группы концепций вза­имодействия человека, природы и общества: природоохранная концеп­ция, концепция технократического оптимизма, концепция экологичес­кого алармизма и концепция паритета между природой и обществом. Все концепции имеют как положительные, так и отрицательные стороны. Большую роль в природоохранной политике сыграли иссле­дования Римского клуба и особенно серия докладов супругов Медоуз. Ими даны три сценария развития природной среды, каждый из кото­рых заканчивается кризисной ситуацией, за которой может последо­вать катастрофическое развитие событий. В настоящее время все большее внимание привлекает концепция паритета между природой и обществом, которая иногда именуется «устойчивым развитием», хотя было бы правильнее назвать ее гармоничным развитием.

 

Контрольные вопросы

1. Охарактеризуйте понятия «экологическая проблема» и «экологическая ситуация». В чем заключаются их существенные отличия?

2. Объясните суть природоохранной концепции.

3. Раскройте основные положения концепции технократического оптимизма.

4. Дайте анализ концепции экологического алармизма.

5. Назовите основные направления концепции устойчивого развития.

Раздел 3. Методические указания к самостоятельной работе

 

В соответствии с учебным планом каждый студент, изучающий дисциплину "Экология и ресурсоведение", должен выполнить контрольную работу по одному из предложенных вариантов.

Вариант контрольной работы студент определяет по начальной букве своей фамилии.

 

а, р	б, с	в, т	г, у	д, ф
е, х	ж, ц	з, ч	и, ш	к, щ
л, э	м, ю	н, я	о	п

 

Контрольная работа состоит из шести заданий, отличающихся по сложности и объему изложения материала. Выполняя работу, студент должен показать знание основных определений, умение логически мыслить, знать необходимую литературу.

Практическое задание выполняется аудиторно, однако необходима предварительная подготовка по выбранной бакалаврантом теме. Предварительная подготовка по практическому заданию сводится к обзору литературы по выбранному вопросу и подготовки письменного доклада по нему. При подготовке рекомендуется использовать материалы, публикуемые в периодической печати, Интернет.

Обсуждение подготовленных бакалаврантами практических заданий проводится в режиме семинарского занятия аудиторно. Время, отведенное на доклад бакалавранта – 8 минут, обсуждение и вопросы по теме доклада – 10 минут.

Задания для выполнения контрольной работы

ВАРИАНТ 1

1. Понятие, предмет, задачи и методы ресурсоведения.

2. Понятие ресурсов, группы ресурсов (примеры по каждой группе).

3. Классификация природных ресурсов.

4. Понятие ПРП.

5. Использование земельных ресурсов и их деградация.

6. Резервы и пути оптимизации использования земельных ресурсов.

 

ВАРИАНТ 2

1. Понятие, предмет, задачи и методы экологии.

2. Понятие о среде. Факторы среды и их классификация.

3. Отношение к ресурсам в доиндустриальную эпоху.

4. Понятие «ресурсообеспеченность».

5. Особенности водных ресурсов. Обеспеченность водными ресурсами.

6. Экологические проблемы использования водных ресурсов.

ВАРИАНТ 3

1. Понятие ресурсных циклов. Отличие антропогенных циклов от природных.

2. Модели взаимодействия общества и природы в процессе ресурсопользования.

3. Законы экологии и их содержание.

4. Понятие «эффективность ресурсопользования».

5. Специфика лесных ресурсов. Локализация и запасы древесных ресурсов леса.

6. Ресурсно-экологические проблемы освоения древесных ресурсов леса.

 

ВАРИАНТ 4

1. Типы межвидовых взаимоотношений. Биоценоз и его структура. Динамика биоценозов.

2. Способы и подходы к оценке природных ресурсов.

3. Ресурсопользование в индустриальную и постиндустриальную эпохи (XVI – XX вв.).

4. Понятие «ресурсоемкость хозяйства».

5. Вторичные ресурсы: отходы как особый ресурс.

6. Причины, ограничивающие использование отходов в качестве вторичных ресурсов.

ВАРИАНТ 5

1. Биосфера и ее границы. Функции живого вещества.

2. Современные концепции взаимоотношения природы, ресурсов, общества.

3. Классификация экологических проблем и экологических ситуаций

4. Понятие «экономическое плодородие».

5. Рекреационные ресурсы: понятие, специфика, виды.

6. Факторы, ограничивающие использование рекреационно-туристического потенциала.

Раздел 4 Вопросы к зачёту по дисциплине

1. Экология: основные понятия, цели, задачи, объект, предмет и методы исследования.

2. Ресурсоведение: основные понятия, цели, задачи, объект, предмет и методы исследования.

3. Отношение к природе и ресурсам в доиндустриальную эпоху.

4. Отношение к природе и ресурсам в индустриальную и постиндустриальную эпохи.

5. Понятие о среде. Факторы среды и их классификация.

6. Закономерности взаимодействия организма со средой.

7. Понятие о популяции и популяционная структура вида. Характеристика свойств популяции.

8. Типы межвидовых взаимоотношений. Биоценоз и его структура.

9. Понятие «экосистема» и характеристика ее основных типов.

10. Биосфера и ее границы. Функции живого вещества.

11. Природно-ресурсный потенциал и его оценки.

12. Современные классификации природных ресурсов.

13. Основные модели взаимодействия общества и природы.

14. Возобновление ресурсов и развитие ресурсных циклов.

15. Территория как объект деятельности человека и как универсальный ресурс.

16. Земельные ресурсы, их структура и специфика. Плодородие почв.

17. Особенности размещения и использования водных ресурсов.

18. Ресурсное многообразие Мирового океана.

19. Приоритеты и конфликтные ситуации в использовании ресурсов Мирового океана.

20. Экологические проблемы использования водных ресурсов.

21. Многофункциональность лесных ресурсов, особенности их использования.

22. Особенности использования минерально-сырьевых ресурсов, их локализация.

23. Минерально-сырьевые ресурсы: резервы восполнения и экологические последствия освоения.

24. вторичные ресурсы как особый вид ресурсов. Виды и типы отходов.

25. Факторы, ограничивающие использование отходов в качестве вторичных ресурсов.

26. Экологические ресурсы в структуре ресурсоведения.

27. Экологический каркас территории как основа экологического планирования и управления.

28. Особенности трудовых ресурсов, основные понятия и характеристики. Интеллектуальные ресурсы.

29. Экологические кризисы. Типы экологических кризисов.

30. Экологические проблемы и их классификация.

31. Понятие устойчивого развития. Ресурсный блок в концепции устойчивого развития. Основные противоречия.

32. Доклады Римскому клубу.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Список рекомендуемой основной литературы

1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: Учебник для вузов. - М.: Юнити, 1998.

2. Бобылев С.Н., Ходжаев А.Ш. Экономика природопользования. - М.: Тейс, 1997.

3. Бойко Т.С., Рожков Ю.В. Научные работы: учебно-методическое пособие по написанию и оформлению научных работ для студентов, магистрантов, аспирантов всех форм обучения и специальностей. — Хабаровск: РИЦ ХГАЭП, 2009. — 76 с.

4. География и природные ресурсы. Журнал. 1990-2002 гг. № 1-4.

5. Гирусов Э.В., Бобылев С.Н., Новоселов А.Л., Чепурных Н.В. Экология и экономика природопользования. - М.: Закон и право; "Юнити", 1998.

6. Дальний Восток России: экономическое обозрение / Под ред. П.А. Минакира. - Хабаровск: Риотип, 1995.

7. Комар И.В. Рациональное использование природных ресурсов и ресурсные циклы. - М.: Наука, 1075.

7. Люри Д.И. Развитие ресурсопользования и экологические кризисы. - М.: Дельта, 1997.

8. Максаковский В.П. Новое в мире. Цифры и факты. - М.: Дрофа, 1999.

9. Мирзеханова З.Г. Ресурсоведение: учебное пособие. - Владивосток: Дальнаука, 2008. – 460 с.

10. Неверов А. В. Экономика природопользования. – Минск: Высшая школа, 1990.

11. Нестеров П.М., Нестеров А.П. Экономика природопользования и рынок. - М.: Закон и право; "Юнити", 1997.

12. Павлова И.Ю., Шевченко А.Г. Основы природопользования. – М, 1996.

13. Природопользование Российского Дальнего Востока и Северо-Восточная Азия / Под ред. А.С. Шейнгауза. - Хабаровск: Риотип, 1997.

14. Пыльнева Т.Г. Природопользование. - М.: Финстатинформ, 1997.

15. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. - М.: Мысль, 1990.

16. Розенберг Г.С., Краснощеков Г.П., Крылов Ю.М. Павловский В.А. и др. Устойчивое развитие: мифы и реальность. Тольятти: ИЭВБ РАН, 1988.

17. Солопов Е.Ф. Концепции современного естествознания.: Учеб. пособие для вузов. – М.: Гуманит. изд. цент ВЛАДОС, 1999.

18. Хачатуров Т.С. Экономика природопользования. - М.: МГУ, 1991.

19. Шишов С.С. Экономическая география и регионолистика. М.: "Финстатинформ". 1998.

20. Экономическая география России: Учебник / Под общей ред. акад. В.И. Видяпина. М.:ИНФРА – М., Российская экономическая академия, 1999.

Список рекомендуемой дополнительной литературы

Агранат Г.А. География – экономика – общество // Изв. РАН. Сер. геогр. 2001. № 6.

Бакланов П.Я. Динамика природно-ресурсного потенциала территории и методы ее оценки // География и природные ресурсы, 2000. №3.

Батуев А.Р, Буянтуев А.Б., Снытко В.А. Геосистемы и картографирование эколого-географических ситуаций приселенгинских котловин Байкальского региона. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000.

Винокурова Н.Ф., Камерилова Г.С., Николина В.В. и др. Природопользование: Проб. учеб. для 10-11 кл. профильных школ.- М.: Просвещение, 1995.

Вишнякова Г.И. Хозяйствовать, оберегая природу. – М.: Колос, 1993.

Воронов Б.А., Мирзеханова З.Г., Шлотгауэр С.Д. Территория, экология, хозяйство. - Хабаровск: Дальнаука, 1991.

Гедакян В.А. Организация систем – живых и неживых / Ежегодник "Системные исследования". - М., 1970.

Григорьев А.А. Роль катастроф в экологических ситуациях на планете в истории цивилизации // География на грани веков. Труды Х1 съезда РГО. Т. 1. 2000.

Дьяконов Ф.В. Формирование народохозяйственного комплекса Дальнего Востока. - М.: Наука. 1990.

Об охране окружающей природной среды Закон РФ от 19 декабря 1991 г // Российская газета, 1992. 3 марта.

Ишаев В.И. Концепция развития Дальнего Востока России: Научный доклад на президиуме РАН. - Хабаровск, 2001.

Клюев Н.Н. Ростовская область: геоэкологическая характеристика и современные тенденции в природопользовании // Проблемы региональной экологии. 2000. №3.

Коммонер Б. Замыкающийся круг. - Л.,1974.

Кочуров Б.И. Геоэкосистемы: социально-экологический кризис конца ХХ в. // География на грани веков. Труды Х1 съезда РГО. Т. 1. 2000. Кузьменко С.П. Ноосфера. Ч. 1. - Хабаровск: Изд-во Приамурского географического общества, 2000.

Лисаускайте Ю.В. Развитие туристского рынка в Байкальском регионе // География и природные ресурсы. 2000. №3.

Миланосова Е.В., Рябчиков А.И. Использование природных ресурсов и охрана природы. - М.: Высшая школа, 1986.

Минакир П.А., Рензин О, М., Чичканов В.П. Экономика Дальнего Востока: перспективы ускорения. - Хабаровск: Хабаровское книжное издательство, 1986.

Мирзеханова З.Г. Эколого-географическая экспертиза территории (взгляд с позиции устойчивого развития). - Хабаровск: Дальнаука, 2000.

Мотрич Е.Л. Демографическая история Российского Дальнего Востока.//Человеческое измерение в региональном развитии. Тез. докл. У Межд. симпозиума, 2000.

Новая парадигма развития России. (Комплексные исследования проблем устойчивого развития) / Под ред. В.А. Коптюга, В.М. Матросова, В.К. Левашова. - М.: МГУК, 1999.

О разработке проекта государственной стратегии устойчивого развития РФ. Постановление правительства РФ от 17 апреля 1996 г.

Об экологической экспертизе. Федеральный закон от 22 ноября 1995 г. № 174-ФЗ. Собрание законодательства РФ 1005 №48 ст. 4556.

Покровский В.И. Медико-экономические аспекты устойчивого развития в России // Проблема устойчивого развития России в свете научного наследия В.И. Вернадского. - М., 1997.

Приваловская Г.А., Волкова И.Н. Динамика ресурсопользования в России и его воздействие на окружающую среду (1985-1997) \ Изв. РАН (Сер. геогр.) 2001. № 4.

Розенберг Г.С. Краснощеков Г.П. Волжский бассейн: экологическая ситуация и пути рационального природопользования. Тольятти: ИЭВБ РАН, 1996.

Савельева И.Л. Золотодобывающая промышленность Азиатской России в конце ХХ века // География и природные ресурсы, 2000. №3.

Селиверстов Ю.П. Современная география – наука об окружающей среде // География: на грани веков. Труды Х1 съезда РГО. СПБ., 2000.

Селиверстов Ю.П. Современная география – наука об окружающей среде // География: на грани веков. Труды Х1 съезда РГО. СПБ., 2000.

Смирнов К.А. Рациональное использование материальных ресурсов: Учебное пособие для ВУЗов. - М.: Высш. школа, 1990.

Современная география – наука об окружающей среде // География на грани веков. Труды Х1 съезда РГО. Т. 1, 2000.

Тугов А.Н. Не превратить планету в свалку // Наука и жизнь. 1998. №5.

Флинт Р. Ледники и палеогеография плейстоцена. - М., 1963.

Хорев Б.С. Проблема депопуляции в России // География на грани веков. Труды Х1 съезда РГО. Т. 1, 2000.

Шелепа А.С. Тенденции развития и направления восстановления сельского хозяйства Дальнего Востока. // Экономика природопользования Российского Дальнего Востока на рубеже веков: Материалы научной конф. Хабаровск: Изд-во ХГТУ, 1999.

Экономическая жизнь Дальнего Востока. Журнал, 1995-2002 гг.

Анна Николаевна Мартынова

 

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОВЕДЕНИЕ

Программа дисциплины, материалы учебного пособия и методические указания к самостоятельной работе

Для бакалаврантов 1 – 3 курсов направления 080200.62 «Менеджмент» заочной формы обучения

 

 

Редактор Г.С. Одинцова

 

Подписано в печать ___________ . Формат 60´84/16. Бумага писчая.

Печать цифровая. Усл.п.л. 1,6. Уч.- изд.л. 1,2. Тираж 50 экз.

Заказ № ____________

680042, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 134, ХГАЭП, РИЦ