1.2.Основные понятия общей экологии

Одним из главных понятий в экологии является понятие «экосистема» - характеризующееся как сообщество живых организмов и среды их обитания, которые существуют как единое целое.

Основные свойства экосистемы: круговороты веществ, природные потоки энергии, способность противостоять (в определенных пределах) внешним деструктивным воздействиям, саморазвиваться и саморегулироваться.

Различают микроэкосистемы (напр., ствол гниющего дерева, небольшой пруд и т.п.), мезоэкосистемы (лес, озеро, река и т.п.), макроэкосистемы (океан, континент и др.) и глобальную экосистему в границах всей планеты (биосферы). Более крупные экосистемы включают в себя системы меньшего ранга.

Биогеоценоз является самой элементарной частью экосистемы, его свойства определяет сообщество взаимосвязанных живых организмов - биоценоз, на относительно однородном пространстве- биотопе или экотопе. Каждый биоценоз состоит из множества видов живых организмов, но виды входят в него не отдельными особями, а популяциями или их частями.

Популяция – часть особей одного вида, населяющая определенное пространство в течение большого числа поколений и обладающая определенной степенью изоляции.

Можно сказать, что биогеоценоз – это взаимосвязанные между собой и с условиями среды популяции различных видов.

В экологии часто используется термин «сообщество». Под ним понимается совокупность взаимосвязанных организмов разных видов (синоним биоценоза), или совокупность только растительных организмов - (фитоценоз или растительное сообщество), только животных организмов - (зооценоз),только микробного населения - (микробиоценоз).

Практически все природные системы обмениваются друг с другом веществом, информацией и энергией, т.е. они относятся к типу открытых систем, однако есть еще изолированные, у которых нет никакого обмена, и закрытые – они обмениваются с соседними только энергией.

Эмерджентность - универсальное качество экосистем – (эмедж – англ. возникновение нового) которое заключается в том, что свойства системы, как целого, не являются суммой свойств, слагающих ее частей. Элементарные части экосистем (биогеоценозы) объединяясь, резко изменяют свои свойства и создают более организованную (по энергетике, информации, продуктивности и устойчивости) систему. Например, одно дерево, как и редкий древостой, не обладают свойствами леса, только взаимодействие всех природных организмов леса создают определенный набор качества природной лесной среды.

Солнечная энергия является основой всех жизненных процессов в биосфере и поэтому экология изучает связь между солнечной энергией и энергией экологических систем. Общая энергетика этих процессов подчиняются первому и второму правилу термодинамики.

Первое правило показывает, что энергия не возникает и не исчезает, а лишь переходит из одной формы в другую.

Второе правило свидетельствует, что часть энергии любого превращения живого вещества теряется в виде тепла, рассеивается.

Живая материя способна аккумулировать из окружающего пространства свободную энергию, например, энергию солнечного излучения. А потеря энергии живых систем определяется понятием-энтропия. Например, мертвый организм, как бывшая часть природной системы, характеризуется полной потерей энергии, его температура понижается до температуры окружающей среды, а составляющие его химические элементы и соединения становятся частью среды и включаются в круговорот. Он не может извлекать энергию из окружающей среды и приходит в состояние полной неупорядоченности или к своей максимальной энтропии.

Живой же организм или нормально функционирующая экосистема характеризуется высокой степенью жизненного взаимодействия своих элементов, которые в своих процессах способны получать и использовать энергию из окружающей среды. Это взаимодействие сохраняет и поддерживает необходимый для жизни уровень энергии и противостоит энтропии.

Негоэнтропия – показатель противоположный энтропии. Чем лучше взаимодействие элементов системы, чем лучше они используют энергию внешней среды, тем выше значение ее негоэнтропии. Опасно любое вмешательство в систему если оно ведет к снижению ее негоэнтропии, а, следовательно, к снижению устойчивости и способности противостоять внешним воздействиям.

Человек разрушая своей деятельностью элементы природных систем, их внутренние и внешние связи уменьшает или ликвидирует способность природных систем к жизни, развитию и саморегуляции.

Некоторые основные и необходимые законы для деятельности человека в биосфере сформулированы Б.Коммонером (четыре закона).

Первый закон отражает, по сути, всеобщую связь процессов и явлений в природе и звучит так: «Всё связанно со всем», т.е. указывает на отсутствие изолированных природных систем.

Второй закон базируется на положении сохранения вещества и энергии: «Всё должно куда-то деваться».

Третий закон ориентирует человека на действия, которые должны быть согласующимися природными процессами: «Природа знает лучше». Он говорит о первенстве природы и о том, что не имея абсолютно достоверной информации о жизненных механизмах и функциях природы мы можем нарушать природные системы (человек пока не может постигнуть глубину природных процессов, например, математический расчет в современных условиях простейшего параметра биосферы требует намного больше времени, чем время существования нашей планеты).

Сущность четвертого закона предупреждает человека о том, что любое его действие в природе не остается бесследным и уничтожение природных систем приведет в дальнейшем к деградации социального общества, а в настоящее время требует значительных экономических затрат. Закон предупреждает- «Ничего не дается даром».