Связанные понятия
Биоразнообра́зие (биологи́ческое разнообра́зие) — разнообразие жизни во всех её проявлениях, а также показатель сложности биологической системы, разнокачественности её компонентов. Также под биоразнообразием понимают разнообразие на трёх уровнях организации: генетическое разнообразие (разнообразие генов и их вариантов — аллелей), видовое разнообразие (разнообразие видов в экосистемах) и, наконец, экосистемное разнообразие, то есть разнообразие самих экосистем.
Биоценоз — это исторически сложившаяся совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство (определённый участок суши или акватории), связанных между собой, а также окружающей их средой. Биоценозы возникли на основе биогенного круговорота и обеспечивают его в конкретных природных условиях. Биоценоз — это динамическая, способная к саморегулированию система, компоненты которой (продуценты, консументы, редуценты) взаимосвязаны. Один из...
Био́та (от др.-греч. βιοτή — жизнь) — исторически сложившаяся совокупность видов живых организмов, объединённых общей областью распространения в настоящее время или в прошедшие геологические эпохи. В состав биоты входят как представители клеточных организмов (растения, животные, грибы, бактерии, протисты и пр.), так и бесклеточные организмы (например, вирусы).
Среда обитания (экологическая ниша) — совокупность конкретных абиотических и биотических условий, в которых обитает данная особь, популяция или вид, часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Среда обитания (экологическая ниша), часто перекрывается с термином "ареал" - географическое распространение биологического вида. Например - бурый медведь. Среда обитания (экологическая ниша)- леса. Ареал - везде, где есть такие леса (Европа, Азия, Северная...
Антропогенные факторы (греч. anthropos — человек, genesisum — происхождение, лат. factor — дело) — экологические факторы, обусловленные различными формами влияния деятельности человека на природу.
Упоминания в литературе
Однако естественные и городские
экосистемы наряду с глубокими экологическими различиями имеют и некоторые общие черты, например: наличие границ; самоподдержание за счет обмена веществ и притока энергии; стабилизация за счет круговорота энергии; тенденция перехода от экспансии к интенсивному росту. Таким образом, урбоэкосистема характеризуется созданием новых типов искусственных техногенных систем в результате деградации, уничтожения и (или) замещения природных экосистем. Антропогенные нарушения функций компонентов в городской экосистеме зависят от источника и вида вмешательства человека, факторов нагрузки, качества среды, что приводит к определенным последствиям, в большинстве своем негативным по отношению как к естественной, так и техногенной среде (рис. 1.8).
Уже из общего определения исходных понятий очевиден многоаспектный и динамичный характер проблем, рассматриваемых учением об экологических функциях почв. Его главный стержень – разнообразие форм участия почвы в функционировании и динамике биоценозов и геосфер Земли. Казалось бы, что традиционное определение почвы, данное В. В. Докучаевым, является функциональным: «Почва – это те дневные или близкие к ним горизонты горных пород (все равно каких), которые были более или менее естественно изменены взаимным влиянием воды, воздуха и различного рода организмов – живых и мертвых, что и сказывается известным образом на составе, структуре и цвете таких образований». В определении подчеркнуто взаимодействие, предполагающее наличие прямой и обратной связи между почвой и факторами, ее образующими. Однако за более чем столетнюю историю почвоведения основная часть исследований состояла в изучении прямого влияния факторов на почву. Обратное ответное действие самой почвы на компоненты среды сколько-нибудь комплексно не исследовалось, работы велись разрозненно и касались в основном роли почв в жизни растений. Поэтому авторы учения делают акцент на исследовании не только прямых взаимодействий (фактор среды – почва), но и обратных (почва – фактор среды). «Исследуя общую экологическую роль почв и различные виды их влияния на атмосферные, гидрологические, биотические и другие компоненты
экосистем биосферы, мы тем самым изучаем ответное воздействие самой почвы на факторы почвообразования» [7].
Основными физическими показателями различий между многолетними и однолетними льдами являются толщина и соленость. Как известно, чем старше лед, тем он мощнее и преснее, и наоборот (Мальмгрен, 1930). В условиях стабильного климата, многолетний морской лед – это целостная и устойчивая во времени экологическая система с постоянным видовым составом флоры и фауны (Мельников, 1989). Ее устойчивость сохраняется за счет поддержания среднеравновесной толщины вследствие летнего стаивания сверху и зимнего компенсационного нарастания снизу (Зубов, 1945). Это свойство, которое можно определить как гомеостаз ледового покрова – способность сохранять свою среднеравновесную толщину, имеет важное экологическое значение. Оно выражается в том, что вертикальная структура населяющих его биологических сообществ сохраняется в результате действия двух разнонаправленных потоков: первого – движения кристаллической структуры снизу вверх вследствие термодинамических процессов ледотаяния и ледообразования, и второго – встречного пассивного и/или активного движения самих организмов сверху вниз. Зимнее нарастание льда происходит снизу на уже существующий лед, толщина которого после летнего таяния сохраняется до 2 м, и организмы, заселяющие эти растущие снизу слои, находятся в мягких температурных условиях, близких к температуре морской воды (около -2 °С), что способствует их выживанию в зимний период. Наличие сбалансированной связи между районами продуцирования и выноса многолетнего льда из бассейна, особенности его циркуляции в совокупности с механизмами, поддерживающими постоянство видового состава ледовых организмов в пределах вертикальной кристаллической структуры, в целом определяют стабильность
экосистемы многолетнего льда в пространстве СЛО.
В рассматриваемой проблеме взаимосвязи живого организма и среды обитания важным является понятие геобиоценоза (
экосистемы ), стоящего в центре основных теоретических положений экологии (Д. Н. Кашкаров, Н. П. Наумов, Ю. Одум, Р. Дажо и др.). Все исследователи рассматривают геобиоценоз как сложную замкнутую экологическую систему, основные компоненты которой (абиотические факторы, растения, животные, микроорганизмы) тесно связаны между собой. Их жизнедеятельность создает кругооборот энергии и вещества, необходимый для поддержания гомеостаза внутри экосистемы. Выпадение или разрушение одного из звеньев этой цепи может привести к гибели всей экосистемы.
Составляющие окружающей среды, специфические для данного вида живого организма, обеспечивающие его развитие и воспроизводство характеризуют экологическую нишу этого вида. Такой нишей могут быть океан, опушка леса, капля воды. Совокупность неорганической основы, климатических условий (экотоп) и живых организмов (биоценоз) представляет
экосистему (рис. 2). В экотоп входят климат, вода, почва, элементы ландшафта, воздух. Биоценоз составляют живые организмы, (зооценоз), растения (фитоценоз) и микроорганизмы (микробиоценоз). Для полноты компонентов составляющих экотоп, необходимо включить солнечное излучение, электромагнитный и акустический фон, а также, космическое излучение. Биоценоз и экотоп эволюционируют, воздействуя друг на друга через систему связей. Эти связи показаны стрелками, и механизм этого взаимодействия и представляет предмет экологии.
Связанные понятия (продолжение)
Местообита́ние (ме́сто обита́ния) — совокупность биотических, абиотических и антропогенных (при их наличии) экологических факторов на любой определённой территории или акватории, формирующаяся на месте первичного комплекса абиотических факторов — экотопа. Местообитание вида или популяции — важный компонент его/её экологической ниши. По отношению к наземным животным термин считается синонимичным понятиям стация (местообитание вида) и биотоп (местообитание сообщества).
Биогеоцено́з (от греч. βίος — жизнь γη — земля + κοινός — общий) — система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии (природная экосистема). Представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва). Например: биогеоценоз соснового...
Фа́уна (от лат. Fauna — богиня лесов и полей, покровительница стад животных) — исторически сложившаяся совокупность видов животных, обитающих на определённой территории. Фауна любой территории складывается из разных фаунистических комплексов, которые объединяют виды, имеющие сходные ареалы.
Пищева́я (трофи́ческая) цепь — ряд взаимоотношений между группами организмов (растений, животных, грибов и микроорганизмов), при котором происходит перенос вещества и энергии путём поедания одних особей другими.Организмы последующего звена поедают организмы предыдущего звена, и таким образом осуществляется цепной перенос энергии и вещества, лежащий в основе круговорота веществ в природе. При каждом переносе от звена к звену теряется большая часть (до 80—90 %) потенциальной энергии, рассеивающейся...
Экологи́ческие фа́кторы — свойства среды обитания, оказывающие какое-либо воздействие на организм. Например, наличие минеральных веществ, доступ кислорода, влажность почвы, температура почвы, рыхлость почвы. Индифферентные элементы среды, например инертные газы, экологическими факторами не являются.
Инвазио́нный вид , или инвази́вный вид (от лат. invasio — «нашествие, нападение, набег; насилие; насильственный захват») — распространившийся в результате деятельности человека биологический вид, распространение которого угрожает биологическому многообразию. Первоначальная причина их распространения — задуманная или непреднамеренная интродукция организмов за пределы мест их естественного обитания.
Популя́ция (от лат. populatio — население) — это совокупность организмов одного вида, длительное время обитающих на одной территории (занимающих определённый ареал) и частично или полностью изолированных от особей других таких же групп. Этот термин используется в различных разделах биологии, экологии, демографии, медицине и психометрике...
Расти́тельность (расти́тельный покро́в) — совокупность фитоценозов определённой территории или всей Земли в целом. В отличие от флоры, которая характеризуется только видовым составом, растительность характеризуется и видовым составом, и численностью особей (причём как в отдельных растительных таксонах, так и в целом для рассматриваемой территории), и особенностями сочетания представителей различных растительных таксонов, и экологическими связями между ними.
Водная экосистема — экосистема в водной среде. В водных экосистемах живут сообщества организмов, которые зависят друг от друга и от их воды как среды обитания. Двумя главными типами водных экосистем являются морские экосистемы и пресноводные экосистемы.
Дикая природа — экологический термин для обозначения природы в естественном состоянии, ненарушенной хозяйственной деятельностью человека; нетронутых человеком участков природы и в значительной степени неконтролируемых им, где поддерживается местное биоразнообразие, экосистемные процессы и имеется малоизменённая человеком неживая природа (скалы, горы, водоёмы и т. д.). На этих участках дикая природа воспроизводится естественным путём, поддерживая саморегуляцию за счёт внутренних процессов. Участок...
Биосфе́ра (от др.-греч. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности, а также совокупность её свойств как планеты, где создаются условия для развития биологических систем; глобальная экосистема планеты Земля.
Биото́п (от греч. βίος — жизнь и τόπος — место) — относительно однородный по абиотическим факторам среды участок геопространства (суши или водоёма), занятый определённым биоценозом. Характерный для данного биотопа комплекс условий определяет видовой состав обитающих здесь организмов. Таким образом, в наиболее общем смысле биотоп является небиотической частью биогеоценоза (экосистемы).
Экозона , царство, биогеографическая зона — единица биогеографического разделения поверхности Земли высочайшего уровня, основанная на историческом и эволюционном распределении картины распространения растений и животных. Экозоны представляют крупные участки земной поверхности, где флора и фауна развивалась в относительной изоляции в течение длительного периода времени, отделенные друг от друга крупными чертами рельефа, такими как океан и, большие пустыне или горные хребты, создававших барьеры миграции...
Водно-болотные угодья , или влажные земли (англ. Wetlands) — участки местности, почва которых является аквифером с постоянной или сезонной влажностью. Такие участки местности могут быть частично или полностью заняты водоёмами. Водно-болотными угодьями являются мелководные озера и участки морских побережий, верховые и низовые болота, также некоторые другие. Вода в водно-болотных угодьях может быть пресной, морской и солоноватой. Крупнейшие водно-болотные угодья в мире — Пантанал, они расположены в...
Абиоти́ческий фа́ктор (др.-греч. α — отрицание, βίος — жизнь) — совокупность прямых или косвенных воздействий неорганической среды на живые организмы; подразделяется на физический (климат, орография), химический (состав атмосферы, воды, почвы). Приспособление растений и животных к жаре, холоду, атмосферному давлению, подводной глубине, зимняя или летняя спячка некоторых животных и прочее связано с абиотическими факторами.
Подробнее: Абиотические факторы
Сукце́ссия (от лат. succesio — преемственность, наследование) — последовательная закономерная смена одного биологического сообщества (фитоценоза, микробного сообщества и т. д.) другим на определённом участке среды во времени в результате влияния природных факторов (в том числе внутренних сил) или воздействия человека.
Рефу́гиум (лат. refúgium — убежище) — участок земной поверхности или Мирового океана, где вид или группа видов пережили или переживают неблагоприятный для них период геологического времени, в течение которого на больших пространствах эти формы жизни исчезали.
Термин «
Экотон » введен в научную литературу в первой половине XIX века для определения переходных территорий (зон) между биомами (тундра — хвойные леса), а также для верхней границы леса в горах. Впоследствии, с развитием экологии и фитоценологии, понятие экотона сузилось до территории стыка или зон резкого перехода между двумя и более различными экологическими видами.
Инва́зия (от лат. invasio — нашествие, нападение) в экологии и биологии — вторжение на какую-либо территорию или в экосистему не характерного для них биологического вида, которое происходит, в отличие от интродукции, без сознательного участия человека.
Фло́ра (в ботанике, лат. flora) — исторически сложившаяся совокупность видов растений, распространённых на конкретной территории («флора России») или на территории с определёнными условиями («флора болот») в настоящее время или в прошедшие геологические эпохи. На практике под выражением «Флора территории» нередко понимают не все растения данной территории, а только сосудистые растения (Tracheophyta) (то есть семенные и папоротникообразные); растения других групп, как правило, рассматриваются отдельно...
Биоиндикация — оценка качества природной среды по состоянию её биоты. Биоиндикация основана на наблюдении за составом и численностью видов-индикаторов.
Загрязнитель — любой природный или антропогенный агент, попадающий в окружающую природную среду в количествах, превышающих фоновые значения и вызывающий тем самым её загрязнение (также загрязнителем именуют и источник загрязнения, например, завод или полигон ТБО). При этом «мерой» загрязнения данным агентом среды является степень отклонения от фоновых значений данного агента. Согласно этой (широкой) трактовке любой новый для среды агент (даже если он не токсичен по отношению к биоте) рассматривается...
Эколо́гия (рус. дореф. ойкологія) (от др.-греч. οἶκος — обиталище, жилище, дом, имущество и λόγος — понятие, учение, наука) — наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. Термин впервые предложил немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 году в книге «Общая морфология организмов» («Generelle Morphologie der Organismen»).
Биологи́ческая продукти́вность — понятие, в общем случае, обозначающее воспроизведение биомассы растений, микроорганизмов и животных, входящих в состав экосистемы. В узком смысле оно трактуется как воспроизводство диких животных и растений, используемых человеком.
Пре́сная вода ́ — противоположность морской воды, охватывает ту часть доступной воды Земли, в которой соли содержатся в минимальных количествах.
Фитоцено́з (от др.-греч. φυτóν «растение» + κοινός «общий») — растительное сообщество, существующее в пределах одного биотопа. Характеризуется относительной однородностью видового состава, определённой структурой и системой взаимоотношений растений друг с другом и со внешней средой. По Н. Баркману фитоценоз — суть конкретный сегмент растительности, в котором внутренние флористические различия меньше, чем различия с окружающей растительностью. Термин предложен польским ботаником И. К. Пачоским в...
Су́ша (также часто используются слова земля, твердь) — часть поверхности планеты Земля, не покрытая водами Мирового океана и другими водными объектами.
Экологи́ческая ни́ша — место, занимаемое видом в биоценозе, включающее комплекс его биоценотических связей и требований к факторам среды. Термин введён в 1914 году Дж. Гриннеллом и в 1927 году Чарльзом Элтоном. В настоящее время определение Гриннелла принято называть пространственной нишей (по смыслу термин ближе понятию местообитание), а определение Элтона называют трофической нишей (экологическая ниша представляет собой сумму факторов существования данного вида, основным из которых является его...
Травяни́стые соо́бщества , также Травяны́е соо́бщества — географические области, в которых в растительности преобладают злаки (Poaceae) и другие недревесные травянистые растения (разнотравье). Могут встречаться также осоковые, ситниковые и растения других семейств. Травянистые сообщества встречаются в природе на всех континентах, кроме Антарктиды. В умеренных широтах, например, в северо-западной Европе, на Великих Равнинах и в Калифорнии, преобладают естественные травянистые сообщества с многолетними...
Водоём — постоянное или временное скопление стоячей или со сниженным стоком воды в естественных или искусственных впадинах (озёра, водохранилища, пруды и т. д.). В широком смысле, также — обозначение морей и океанов. Изучением водоёмов занимается наука гидрология.
Дождевые леса — леса с годовым количеством атмосферных осадков 2000—7000 мм и более. Характеризуются сложным ярусным строением, высоким биоразнообразием древесных растений, эпифитов и лиан и бедностью травостоев. Выделяют следующие виды дождевых лесов...
Подробнее: Дождевой лес
Олиготро́фы — растения, а также микроорганизмы, обитающие на почвах (или в водоёмах) с низким содержанием питательных веществ, например, в полупустынях, сухих степях, на верховых болотах.
Почвообразование (почвообразовательный процесс или педогенез) — природный биофизико-химический процесс образования почвы из поверхностных слоёв горных пород под совокупным воздействием факторов почвообразования (климат, рельеф, горные породы, организмы и время), установленных В. В. Докучаевым в 1883 году. В агрономическом почвоведении большое значение также имеют антропогенные факторы, оказывающие всё большее воздействие на почвообразование.
Окружа́ющая среда ́ — обобщённое понятие, характеризующее природные условия некоторой местности и её экологическое состояние. Окружающая среда обычно рассматривается как часть среды, которая взаимодействует с данным живым организмом (человеком, животным и так далее), включая объекты живой и неживой природы.
Орнитофауна , или авифауна (от греч. órnis, род. падеж órnithos — птица; лат. avis — птица и фауна) — совокупность птиц, населяющих определённую территорию или встречавшихся в какой-либо отрезок времени.
Обезле́сение — процесс превращения земель, занятых лесом, в земельные угодья без древесного покрова, такие как поля и пастбища, города, пустоши и другие. Основная причина обезлесения — передача территорий, занятых лесом, под другие цели, в особенности вырубка и выжигание леса под сельхозугодья. Другая заметная причина обезлесения — вырубка леса без лесовосстановления. Кроме того, леса могут быть уничтожены вследствие естественных причин, таких как ураганы, болезни леса, изменение климата, однако...
Флористи́ческое райони́рование — районирование поверхности Земли на соподчинённые регионы, отличающиеся особенностями флористического состава. Крупнейшими единицами флористического районирования являются царства, подцарства, области, подобласти, провинции, округа.
Эвфотическая зона (от др.-греч. «эу» (εύ) — полностью и «фотос» (φωτός) — свет), или фотическая зона, — освещаемая солнцем верхняя толща воды водоёма, в которой, благодаря фотосинтетической жизнедеятельности фитопланктона и высших растений происходит фотосинтез. Одна из трёх экологических зон (наряду с дисфотической зоной и афотической зоной), выделяемых в водоёмах в зависимости от степени освещённости солнечным светом и наличия фотосинтеза. Нижняя граница эвфотической зоны проходит на глубине, на...
Эдифика́тор — в широком смысле организм, деятельность которого создает или серьезно изменяет окружающую среду. В данную категорию могут включаться доминирующие продуценты, обычно — лесообразующие деревья, доминирующие в степях травы (типчаки, ковыли), водоросли, подобные например, саргассовым водорослям, образующим экосистему Саргассового моря.
Конкуре́нция — в биологии, любые антагонистические отношения, связанные с борьбой за существование, за доминирование, за пищу, пространство и другие ресурсы между организмами, видами или популяциями видов, нуждающимися в одних и тех же ресурсах.
Микрокли́мат (греч. μικρός (mikros) + κλίμα (klimatos)) — особенности климата на небольших пространствах, обусловленные особенностями местности (лес, поле, поляна, болото, берег, водоём, направление склона, защищённость от ветров и т. п.).
Фитопланкто́н (от греч. φυτóν — растение и πλανκτον — блуждающий, странствующий) — часть планктона, которая может осуществлять процесс фотосинтеза.
Охра́на приро́ды (или охрана окружающей среды) — научный комплекс мер по сохранению, рациональному использованию и восстановлению природных ресурсов и естественной окружающей среды, в том числе видового разнообразия флоры и фауны, богатства недр, чистоты вод, лесов и атмосферы Земли. Охрана природы имеет экономическое, историческое, социальное и государственное значение. Охрану природы (как научную дисциплину) изучают в высших учебных заведениях.
Загрязнение (окружающей среды, природной среды, биосферы) — это привнесение в окружающую среду (природную среду, биосферу) или возникновение в ней новых, обычно не характерных физических, химических или биологических агентов (загрязнителей), или превышение их естественного среднемноголетнего уровня в различных средах, приводящее к негативным воздействиям.
Живо́тные (лат. Animalia) — традиционно (со времён Аристотеля) выделяемая категория организмов, в настоящее время рассматривается в качестве биологического царства. Животные являются основным объектом изучения зоологии.
Упоминания в литературе (продолжение)
Существует гипотеза, претендующая на объяснение устойчивости биоценозов на основе обработки информации. Предполагается, что на уровне биоценоза постоянно функционируют два канала информации. Один из них необходим для сохранения устойчивости и воспроизводства популяций различных биологических видов. Второй канал связывает компоненты биоценоза, побуждая популяции отдельных видов к выполнению специфических функций в составе целостной
экосистемы . Первый канал – система самоподдержания и развития вида. Второй канал – это координация, определяющая реализацию глобальных функций биоценоза, в первую очередь – осуществление биогенного круговорота вещества. Эти каналы информации находятся в постоянном конфликте, жизнедеятельность каждого организма определяется выработанными его предками регуляторными механизмами, обеспечивающими компромисс между этими каналами информации.
В экологическом исследовании устойчивого развития систем Х. Босселем среди ряда признаков, характеризующих устойчивое развитие любой из систем, основным называется жизнеспособность. Он считает, что она подразумевает устойчивость (Боссель, 2001). «С экологической точки зрения в устойчивом развитии особое значение имеет жизнеспособность локальных
экосистем , от которых зависит глобальная стабильность всей биосферы в целом» (Гизатуллин, Троицкий, 1998, с. 129). В таком случае возникает необходимость обращения к понятиям природных систем обитания человека, пониманию им экологии среды, в которой он обитает, его жизнеспособности в этой среде. В. Н. Большаков и его коллеги, оценивая возможность резких переходов экологических систем разного ранга из одного более или менее стационарного состояния в другое, говорят о концепции жизнеспособности (resilience), переводя этот термин как упругая устойчивость (Большаков и др., 1996).
Каковы же основные факторы, определяющие устойчивое развитие сохранившихся остатков степных
экосистем , получивших по ряду ценных научных и научно-практических свойств статус ООПТ – ботанических заказников Ставрополя в урочищах Бучинка, Шалево, Бударка, Новомарьевское, Стрижамент и др.? Подчеркнем еще раз, что факторы устойчивого развития носят всеобщий характер, т. е. проявляются всегда, на всех континентах Земли. Отметим также, что центральная, главенствующая роль в экосистемах принадлежит растительному блоку – продукту фотосинтеза, источнику кислорода, основе питания животного мира. Необходимо отметить также важность целостности всех блоков экосистем – абиотического и биотического: в естественной природе нет ничего лишнего. Оси ее экологических ниш – питания, освещения, увлажнения и др. насыщены до предела. Это подтверждается многочисленными примерами безуспешности внедрения в степи, луга и леса инорайонных видов растений – интродуцентов. Как известно, временный успех при этом возможен лишь после нарушения целостности зонального или поясного сообщества – распашкой целины, расчисткой коренного типа леса и т. д. Такие понятия как «сорняк», «вредное животное» и другие связаны с деятельностью человека – антропогенным фактором. Все компоненты природы «равноправны» и искусственное воздействие на одного из них чревато разбалансированием зональной экосистемы. Это положение относится напрямую и к особо охраняемым природным территориям любого уровня: биосферным, региональным заповедникам, заказникам, Национальным паркам, включая их зоны с режимом абсолютной заповедности и т. д.
Так как природные экологические системы и ландшафты в целом представляют собой единое энергетическое поле, то целостность биосферы является и целостностью ландшафтной оболочки Земли, и наоборот. Изменения в общей энергетике
экосистемы или ландшафта приводят к сопряженным изменениям всех составляющих биосферы в виде цепной реакции (например, изменение температуры или количества осадков).
Человечество как элемент
экосистемы связано со всеми земными формами жизни: с воздухом, водами, почвой. Производство, вооруженное наукой и оснащенное современной техникой, часто нарушает нормальное функционирование природных систем, совокупность которых – наша среда обитания.
Основная гипотеза о происхождении жизни на Земле также связана с водой. По мнению ученых, только вода, а если быть точными, волноприбойная зона объединила в себе уникальные условия, необходимые для зарождения жизни. Благодаря наличию сильных энергетических источников был возможен синтез органических веществ; присутствие в водной среде образцов саморепликации – частиц глиняной взвеси – "научило" органические вещества самовоспроизводиться. И, наконец, возникновение
экосистемы , без которой все появившиеся виды могут погибнуть, также было возможно благодаря воде, так как она обеспечила включение экосистемы в геохимические процессы в природе.
Существенное свойство сложной адаптивной системы – разнообразие ее элементов (подсистем). Поддержание разнообразия элементов является основой динамической устойчивости системы в целом. Это известный принцип необходимого разнообразия элементов (У. Росс Эшби). Что означает разнообразие? В тропическом лесу мы можем пройти километр и не встретить на своем пути дважды ни один из биологических видов, настольно богата вариациями
экосистема тропического леса. Мозг млекопитающего – это сложноорганизованная иерархическая система нейронов со сложной морфологией. Нью-Йорк – это мегаполис со сложнейшей сетью оптовых и розничных продавцов и покупателей. Внутреннее разнообразие в сложной адаптивной системе не является случайным. Каждый автономный агент занимает в ней свою экологическую, рыночную, когнитивную и т. п. нишу. Новый агент, как правило, занимает нишу исчезнувшего агента, возобновляя и поддерживая те связи, которые были наработаны его предшественником.
Воздействие на функционирование
экосистем . Отдельные экосистемы и даже их крупные блоки (например, степи, прерии) человек практически полностью уничтожил. В других он серьезно нарушает свойственные им процессы, принципы и закономерности функционирования:
Биогеоценозы и
экосистемы различаются по временному фактору. Любой биогеоценоз потенциально бессмертен, так как все время получает энергию от деятельности растительных фото– или хемосинтезирующих организмов. А также экосистемы без растительного звена, заканчивая свое существование высвобождают в процессе разложения субстрата всю содержащуюся в нем энергию.
На основании этих подходов выделяются следующие объекты, разнообразие которых надо сохранять: организм, популяция, вид, сообщество организмов,
экосистема , территориально-сопряженный комплекс экосистем, биосфера. При этом внутреннее разнообразие организма не рассматривается в рамках практических проблем сохранения биоразнообразия. Биотопы (составляющие экосистемы), несмотря на то, что они не являются биосистемами, следует рассматривать как важнейший элемент при решении задачи сохранения биоразнообразия, поскольку без их сохранения невозможно сохранение экосистем и видов.
Комплексное воздействие вышеперечисленных и других экологических факторов среды обитания привело к тому, что в городской
экосистеме возникают и формируются специфические растительные сообщества. При этом практически параллельно протекают два противоположных процесса: исчезают одни виды растений (местные или аборигенные), появляются новые (пришлые, аллохтонные) виды. При этом сравнительно недавно попавшие виды называют адвентивными. Внедрение какого-то нового вида растений в местные биоценозы называется интродукцией.
В избранном аспекте исследования развития наиболее приемлемым является критерий, основанный на сочетании понятий взаимодействия и эффективности – появление новых взаимодействий или исчезновение старых, обеспечивающих изменение эффективности комплекса взаимодействий и эффективности развивающегося объекта в целом. При этом прогрессивным для конкретного развивающегося объекта, процесса развития или нового состояния является такое (новое либо старое) взаимодействие (тип взаимодействия) с включением новых элементов или без них, которое повышает его эффективность, масштаб, ускоряет темпы развития объекта, увеличивает эффективность воспроизводства (репродуктивный потенциал), улучшает иные параметры его феноменального осуществления, потенциал развития, конкурентный потенциал в аспектах приспособления, выживания, перспективности и совершенствования. Признаками более эффективных взаимодействий и объектов являются: увеличение масштабов (объемов) перерабатываемых потоков вещества, энергии, информации, улучшение «качества» переработки; ускорение скорости переработки субстратов данных потоков; расширение доступа системы к ресурсам; расширение спектра ресурсов, годных для системы, перерабатываемых и усваиваемых системой; получение и/или сохранение доступа к уникальным конкретным типам ресурсов; обеспечение конкурентоспособного способа доступа к ресурсу, используемому многими, при дополнительных условиях внешней среды; степень адаптационности при изменении среды и способность приспособиться к изменяющейся внешней среде (как естественной, так и искусственной, создаваемой человеком, формирующим, например, новые виды биосистем, новые условия
экосистем , «общество знания» как форма информационной среды обитания, выступающей как дополнительное внешнее условие развития цивилизаций). Этот перечень может быть продолжен, но сущность одна – критерием прогрессивности взаимодействия является эффективность взаимодействия с внешней средой и взаимодействия внутри системы (см. также § 37). Свою роль при этом играют статистические, гармонические и иные критерии эффективности системы и иные типы критериев выбора нового состояния.
Таким образом, при становлении доиндустриальной аграрной цивилизации
экосистема имела высокий уровень гомеостаза. Несмотря на антропогенное изменение или замещение экосистем, деятельность человека вписывалась в биогеохимический круговорот и незначительно изменяла приток энергии в биосферу.
Рассмотрев вопросы, связанные с эволюцией самой Земли, мы приступаем теперь к изучению эволюции жизни на ней. Сразу оговорюсь: я не собираюсь ни углубляться в дебри определений того, что такое «жизнь», ни обсуждать чисто химические аспекты этого явления – это увело бы нас слишком далеко от темы спецкурса[8]. Наш подход к проблеме жизни на Земле будет сугубо функциональным, и в его рамках нам следует принять одно аксиоматичное утверждение: эволюция биосферы и составляющих ее
экосистем идет в целом в сторону возникновения все более совершенных (т. е. устойчивых и экономных) круговоротов вещества и энергии. Совершенствование циклов направлено на то, чтобы минимизировать безвозвратные потери биологических систем: экосистема стремится препятствовать вымыванию микроэлементов и захоронению неокисленного углерода, переводить воду из поверхностного стока в подземный и т. д. Поэтому с общепланетарной точки зрения жизнь следует рассматривать как способ стабилизации существующих на планете геохимических циклов.
Имеют место и такие трактовки устойчивого развития, как «экономический рост, обеспечивающий удовлетворение материальных и духовных потребностей настоящих и будущих поколений при сохранении равновесия исторически сложившихся
экосистем » [125]. С таким определением трудно согласиться, ибо здесь не просматривается требование внутреннего сопряженного, сбалансированного развития природы, населения, экономики. Кроме того, широко используемое понятие «устойчивый экономический рост» применяется при характеристике динамического равновесия и устойчивого эффективного развития.
В других работах говорится об устойчивом развитии как о комплексном понятии, которое включает: обеспечение потребностей живущих людей, не лишая будущие поколения возможности удовлетворения своих потребностей; согласование образа жизни с экологическими возможностями региона; определённые ограничения в эксплуатации природных ресурсов, связанные со способностью биосферы Земли справляться с последствиями человеческой деятельности; согласование роста численности населения Земли с производительным потенциалом
экосистемы .
По В. И. Вернадскому (это русский ученый начала XX в.), биосфера есть область жизни и среда обитания всех видов организмов, включая самого человека; она представляет собой особую оболочку земного шара со сложным строением. Формирование биосферы происходило в течение нескольких миллиардов лет. Современные ученые рассматривают биосферу как наиболее крупную, глобальную
экосистему , поддерживающую планетарный круговорот веществ. В настоящую эпоху жизнь распространена в верхней части земной коры (литосфере), в нижних слоях воздушной оболочки Земли (атмосфере) и в водной оболочке земного шара (гидросфере). В глубь земной коры живые организмы проникают на сравнительно небольшое расстояние. Это объясняется тем, что в литосфере жизнь ограничивает прежде всего температура горных пород и подземных вод, которая постепенно возрастает с глубиной и на уровне от 2 до 16 км достигает 100 °С и более (в зоне вулканической активности от 200 °С до 1500 °С).
Состояние поверхностных вод оценивается по поступлению и накоплению в них, в донных отложениях и в гидробионтах загрязняющих веществ различных классов опасности. Устанавливаются стандарты качества вод, используемых в разных целях – для технических нужд, для питья, для купанья и т. д. Показателями состояния водных
экосистем служит присутствие патогенных организмов и численность организмов-индикаторов, например, дафний.
Таким образом, снижение и предотвращение экологической опасности при подземном строительстве базируется на учете всех уровней горно-строительного производства, начиная со стадии получения геологической информации, прогноза, моделирования, составления проекта строительства и заканчивая выбором эффективных мероприятий инженерной защиты окружающей среды при эксплуатации сооружения. Экологическая стратегия включает также в себя изучение динамики развития в пространстве и во времени искусственно сложившейся
экосистемы «подземный объект – массив горных пород – окружающая среда», т. е. геомониторинг.
В отличие от иных течений эволюционизма, пунктуализм был быстро принят обществом и вошел в некоторые учебники как расширение дарвинизма. Вторым расширением стал горизонтальный перенос генов между организмами (через вирусы и т. п.). Много раз открытый в опыте, начиная с Фредерика Гриффитса (1928), он в 1970-х был понят как фактор эволюции вообще, а затем – как ведущий фактор в
экосистемах [Проворов, Тихонович, 2014], что оттеснило филогению на задний план науки и сделало ее «игрой в бисер». Многие видят здесь снятие трудностей дарвинизма, однако горизонтальный перенос только радикально расширил понимание объема изменчивости (ее резервуаром стала вся биосфера), но ничего не предложил в качестве источника новизны.
В эзотерическом мире традиционно считается возможным существование других видов живых или даже разумных существ, способных взаимодействовать с другим набором параметров объективного мира[6]. Их архитектура основывается на другой комбинации этих же ключевых качеств, либо на других ключевых качествах в принципе. Разумные существа, способные взаимодействовать с другим набором параметров объективного мира, в эзотерическом мире называются демонами. Этот термин несет несколько негативный оттенок, так как формы разумной жизни, основанные на иной архитектуре, противоестественны человеку, и их присутствие в
экосистеме будет разрушать ее пригодность к обитанию людей в большей или меньшей степени.
Автор предлагает на период становления понятия, принять следующее общее определение: природа – это весь материально-энергетический и информационный мир Вселенной. Природный, в данном случае, будет означать как относящийся к этому миру. Природу условно подразделяют на три природы: природа «первая» – естественные
экосистемы Земли (близко к этому определению «девственная природа»); природа «вторая» («квазиприродная среда», «квази» – как будто) – преобразованная человеком природа, имеющая черты естественной – сады, поля, каналы, водохранилища; природа «третья» («артеприродная среда», «арте» – искусственная) – глубоко преобразованная природа, не имеющая аналогов в естественной природе – урбакомплексы, внутриквартирная среда, производственная и бытовая техника и т.д.
– основные компоненты лесных и урбоэкосистем: растительного и животного мира, почв; свойства лесных
экосистем , роль компонентов биоценоза, поверхностных и подземных вод, воздушных масс тропосферы в функционировании и динамике лесных экосистем; (ПК – 5)
Если с этих позиций даже в самых общих чертах рассмотреть
экосистему водоема (рис. 1) со стоячей водой, то можно выделить несколько достаточно характерных зон.
Динамика численности животных неминуемо изменяет пресс на природную среду. Содержание и разведение копытных, их интродукция в природные
экосистемы могут оказать негативное влияние на функционирование последних. Таким образом, планируя увеличение численности копытных (акклиматизация, реакклиматизация), необходимо проведение систематического мониторинга их воздействия на фитоценозы.
За многие годы исследований, Андреевы проделали очень большую работу, устанавливая те многочисленные изменения, которые происходили с
экосистемами быстро высыхавшего Арала. По сути, это был протокол «умирания» целого моря.
Итак, в земле находится несметное число видимых и невидимых организмов. Все эти живые существа миллиарды лет эволюционировали вместе с растениями, которые сейчас называют культурными, а мы ради повышения урожайности, извлечения прибыли из почвы травим почвенную живность пестицидами и минеральными удобрениями. Пытаемся сложнейшую, отлаженную за миллионы лет
экосистему заменить простыми схемами применения химических удобрений.
Подобные вопросы носят прежде всего общеметодологический, философский характер, В то же время трудности, порожденные развитием цивилизации, и растущая деградация окружающей среды, и ухудшение условий жизни людей рождают желание действовать, искать новые концепции общественного развития, создавать международные программы и т. д. Тем более что существует множество дел, которые, не откладывая на завтра, надо делать уже сегодня, – проектировать и внедрять безотходные технологии, пытаться сохранить такие уникальные
экосистемы , как озеро Байкал и ему подобные природные феномены, защитить от «цивилизованных хищников» остатки былого разнообразия жизни на нашей планете и т. д. И может статься, что общие рассуждения о ноосфере, о единой картине эволюционного процесса могут показаться людям, которые занимаются практическими вопросами защиты природы, по меньшей мере неуместными в книге, которая претендует на анализ самых больных вопросов современности. Поэтому, прежде чем начать изложение, мне придется кое-что объяснить.