Структура, функционирование и продуктивность экосистем.

Тема 2. Основные понятия экологии. Экосистема - основная функциональная единица в экологии

Основные понятия экологии

n Окружающая среда - совокупность компонентов природной среды (земля, недра, почвы, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, растительный и животный мир и иные организмы, а также озоновый слой атмосферы и околоземное пространство), природных и природно – антропогенных объектов, а также антропогенных объектов.

n Природная среда - совокупность компонентов природной среды, природных и природно – антропогенных объектов;

n Природные объекты - естественная экологическая система, природный ландшафт и составляющие их элементы, сохранившие свои природные свойства (лес, озеро, луг);

n Природно – антропогенные объекты - это природный объект, измененный в результате хозяйственной и иной деятельности или объект, созданный человеком, обладающие свойствами природного объекта и имеющий рекреационные и защитное значение (пруд, парк, ООПТ);

n Антропогенный объект - объект, созданный человеком для обеспечения его социальных потребностей и не обладающий свойствами природных объектов (здание, машина, завод).

Негативное воздействие на окружающую среду - воздействие хозяйственной и иной деятельности, последствия которой приводят к негативным изменениям качества окружающей среды;

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрица­тельного воздействия человека на биосферу является загрязне­ние.

Загрязнение окружающей среды - поступление в окружающую среду вещества и (или) энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду (ФЗ № 7 «Об охране окружающей среды»).

- поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем.

- Ф. Рамад (1981): «Загрязнение есть неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровня радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственную продукцию, через воду или другие биологические продукты (вещества)».

- любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения;

Классификации загрязнений:

1. По объектам:

- загрязнение поверхностных и подземных вод,

- загрязнение атмосферного воздуха,

- загрязнение почв,

- загрязнение околоземного космического пространства и т.д.

2. По происхождению:

- Природное (естественное),

- Антропогенное (искусственное).

3. По времени действия:

- Постояннодействующее,

- Периодически действующее.

4. По масштабу и распространению:

- локальное (местное),

- региональное,

- глобальное.

5. По природе:

- физическое (тепловые, шумовые, вибрационные, радиоактивные, электромагнитные, световые),

- химическое (аэрозолями, тяжелыми металлами, отдельными химическими веществами, пестицидами, СПАВ, пластмассами)

- биологическое (биогенное, микробиологическое, генное).

Загрязняющее вещество - вещество или смесь веществ, количество и (или) концентрация которых превышают установленные для химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов нормативы и оказывают негативное воздействие на окружающую среду;

Загрязнители (загрязняющие вещества - ЗВ, поллютанты, токсичные, опасные или вредные вещества) - это неутилизированные материальные и энергетические отходы производства, а также естественные компоненты, нехарактерные для данной среды, оказывающие нежелательное действие на человека и ценные для него ресурсы живой (биотической) и неживой (абиотической) природы.

Все виды загрязнителей можно разделить:

По природе:

- Физические (тепловое, шумовое, электромагнитное, световое, радиоактивное)

- Химические (тяжелые металлы, пестициды, пластмассы и др. химические вещества);

- Биологические (биогенное, микробиологическое, генетическое)

- Информационные (информационный шум, ложная информация, факторы беспокойства)

По происхождению:

- загрязняющие вещества природного происхождения - попадающие в природную среду в результате естественных, обычно катастрофических процессов (пример - загрязнение прилегающих территорий пеплом при извержении вулкана)

- загрязняющие вещества антропогенного происхождения.

По характеру:

- первичные (поступившие в окружающую среду непосредственно из источников загрязнения)

- вторичные, образующиеся из первичных в объектах окружающей среды в результате биогенных и абиогенных трансформаций.

Источник загрязнения - объект, выбрасывающий (сбрасывающий) загрязняющие вещества, энергетические излучения и информацию в окружающую среду.

К источникам загрязнения относят:

- точка выброса вещества (труба);

- хозяйственный или природный объект, выбрасывающий загрязняющее вещество;

- рассматриваемый как единое целое город или регион, из которого поступает загрязняющее вещество;

- материальный носитель загрязнения (частица загрязняющего вещества) .

Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опас­ного для популяций любых организмов, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии.

Источники загрязнения могут быть природные (пыльные бури, вулканическая деятельность, сели и др.) и антропогенные, постоянно и периодически действующие.

Вред окружающей среде - негативное изменение окружающей среды в результате ее загрязнения, повлекшее за собой деградацию естественных экологических систем и истощение природных ресурсов;

Последствия загрязнения для человека: воздуха (бронхиты, астма, аллергические дерматиты, сердечно-сосудистые заболевания); воды (мочекаменная болезнь, сердечно-сосудистые заболевания, отравления, кишечные инфекции), физическое загрязнение (нервные заболевания, сердечно-сосудистые, онкологические).

Глобальный экологический кризис – критическое состояние окружающей среды, угрожающее существованию человека и отражающее несоответствие развития производительных сил и производственных отношений.

- это такая стадия взаимодействия между обществом и природой, на которой до предела обостряются противоречия между экологией и экономикой, а возможности сохранения потенциального гомеостаза, способности саморегуляции экосистем, в условиях антропогенного воздействия серьезно подорваны.

Структура, функционирование и продуктивность экосистем.

Термин «экосистема» впервые был предложен в 1935 г. английским экологом А. Тэнсли, но, разумеется, само представление об экосистеме возникло значительно раньше. Упоминание о единстве организмов и среды (а также человека и природы) можно найти в самых древних письменных памятниках истории. Но в системном виде подход к экосистеме стал появляться в конце прошлого века. Так, немецкий ученый Карл Мёбиус писал в 1877 г. о сообществе организмов на устричной банке как о «биоценозе», а в 1887 г. американский биолог С. Форбс опубликовал свой классический труд об озере как «микрокосме». Большой вклад в этот вопрос внесли русские и советские экологи. Так, известный ученый В.В. Докучаев (1846-1903) и его ученик Г.Ф. Морозов, специализировавшиеся в области лесной экологии, придавали большое значение представлению о «биоценозе».

Экологическая система или экосистема — это «объективно существующая часть природной среды, которая имеет простран­ственно-территориальные границы и в которой живые (расте­ния, животные и другие организмы) и неживые ее элементы взаимодействуют как единое функциональное целое и связаны между собой обменом веществом и энергией» (Закон РФ «Об охране окружающей среды», 2002, ст. 1).

—совокупность популяций различных видов растений, животных и микробов, взаимодействующих между собой и окружающей их средой таким образом, что эта совокупность сохраняется неопределенно долгое время.

— это сообщество живых организмов и среда их обитания, которые функционируют совместно, т.е. в этих сообществах во взаимной связи происходит обмен вещества и энергии.

По происхождению экосистемыделятся на:

n искусственные, например аквариум, теплица, космический корабль, город;

n естественные - озеро, лес, океан.