10. Принципы, законы, закономерности и правила пп и охраны ос (по Реймерсу).

Принцип Реди: живое происходит только от живого, между живым и неживым вещ-вом существует непроходимая граница, хотя и имеется постоянное вз/действие.

Структура и функционирование экосистем

Принцип экологической комплементарности (дополнительности): никакая функциональная часть экосистемы (экол.компонент, элемент и т.п.) не может существовать без других функционально дополняющих частей.

Принцип эколог-ого соответствия: функционально дополняя друг друга, живые составляющие экосистемы вырабатывают для этого соответствующие приспособления, скоординированные с условиями абиотической среды, в значительной мере преобразуемой теми же организмами.

Принцип (закон) формирования экосистемы, или связи биотоп-биоценоз: длительное существование организмов возможно лишь в рамках экологических систем, где их компоненты и элементы дополняют друг друга и соответственно приспособлены друг к другу. Это обеспечивает воспроиз-во среды обитания каждого вида и относительно неизменное существование всех экол-их компонентов.

Закон однонапрвленности потока энергии: энергия, получаемая сообществом (экосистемой) и усваиваемая продуцентами, рассеивается или вместе с их биомассой передается консументам первого, второго и т.д. порядков, а затем редуцентами с падением потока на каждом трофич.уровне в рез-те процессов, сопровождающих дыхание. Однонаправленность потока энергии формирует в экосистемах относительно замкнутый круговорот вещ-в.

Закон внутреннего динамического равновесия: вещ-во, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем (в т.ч. экосистем) и их иерархии вз/связаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально-структурные количественные и качественные перемены, сохраняющие общую сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств систем, шде эти изменения происходят, или в их иерархии.

1. принцип цепных реакций (любое изменение среды приводит к цепным реакциям).

2. пр-п снежного кома (изменение компонентов системы происходят нелинейно,т.е. слабое воздействие или изменения одного из показателей может вызвать сильные отклонения в других и во всей системе в целом).

3. пр-п бумеранга (производимые в крупных экосистемах изменения относительно необратимы).

4. пр-пы: все или ничего (слабое воздействие может и не вызвать у природ. системы ответных реакций, пока накопившись не приведут к развитию бурного динамического процесса).

Закон экол-ой корреляции: в экосистеме, как и в любом другом целостном природно-системном образовании с участием живого, все входящие в нее виды живого и абиотические экол-ие компоненты функционально соответствуют друг другу (выпадение одного элемента из системы,например, исчезновение вида, неминуемо ведет к исключению всех тесно связанных с этим элементов системы других ее частей и функциональному изменению целого в рамках внутр.динам.равновесия. При этом выпадение элемента может привести и к включению нового блока).

Правило оптимальной компонентой дополнительности: никакая система не может самостоятельно существовать при искусственно созданном значительном и перманентном избытке или недостатке одного из экол-их компонентов. «Нормой» экол.компонента следует считать ту, которая обеспечивает экол.равновесие опред.типа, позволяющее функционировать именно этой экосистеме, которая эволюционно сложилась.

Принцип экол-ой (рабочей) надежности: эффективность экосистемы, ее способность к самовосстановлению и саморегуляции (в пределах естеств.колебаний) зависит от ее положения в иерархии природных образований, степени вз/действия ее компонентов и элементов, а также от частных приспособлений организмов (размеры, продолжительность жизни, скорость смены поколений и т.д.), составляющих биоту экосистемы.

Принцип катастрофического толчка:природная или природно-антропогенная катастрофа всегда приводит к существенным эволюционным перестройкам, которые относительно прогрессивны для биосферы,т.к. адаптируют ее системы к новым условиям среды.

Законы системы человек – природа

Правило исторического роста продукции за счет сукцессионого омоложения экосистем: человечество с таким «усердием» пользуются землей, что агросистемы теряют свойство стабильности и устойчивости, то же происходит с домашними животными и культурными растениями. Это привело к сукцессионному омоложению экосистем. Но на этом закончился рост биологической продуктивности. Дальнейшее увеличение вложения антропоген. энергии в земледелии ведет к разрушению природ.структур.

Закон бумеранга (чел-к явл-ся неотъемлемым звеном в природ.системе и его любое действие вернется к нему – ничто не дается даром).

Закон незаменимости биосферы.

Закон обратимости биосферы Дансеро: биосфера стремится к восстановлению экол-ого равновесия тем сильнее, чем больше давление на нее: это стремление продолжается до достижения экосистемами климаксовых фаз развития.

Закон необратимости вз/действия человек – биосфера: возобновимые природ.ресурсы делаются невозобновимыми в случае глубокого изменения среды, значительной переэксплуатации, доходящей до поголовного уничтожения или крайнего истощения, а потому превышения возможностей их восстановления.

Закон эволюционно-экологической необратимости. Экосистема, потерявшая часть своих элементов или сменившаяся другой в результате дисбаланса компонентов, не может вернуться к первоначальному своему состоянию, если в ходе изменений произошли эволюционные перемены в экологических элементах. Важность закона: т.к. вернуть экосистему в прежнее состояние невозможно, к ней необходимо подходить как к новому индивидуальному природному образованию, на которое неправомерно переносить выясненные ранее закономерности. (пр: реаклиматизация видов нередко производится (через много лет) фактически в обновленную экосистему и функционально соответствует обычной акклиматизации вида, а не возвращению его в прежние ценозы.

Правило меры преобразования природных систем: в ходе эксплуатации природ.систем нельзя переходить некоторые пределы, позволяющие этим системам сохранять свойства самоподдержания.

Принцип естественности (старого автомобиля): экологическая, социальная, экономическая эффективность технических устройств, обеспечивающих «жесткое» управление природ. системами и процессами со временем неуклонно снижается, а экономические расходы на их поддержание возрастают.

Правило демографического (технико-слциально-экономического) насыщения: насыщение происходит до тех пор, пока это выдерживает система.

Правило социально-экологического равновесия: общество развивается до тех пор и постольку, поскольку сохраняется равновесие между давлением на среду и восстановлением этой среды.

Правило ускорения исторического развития: чем стремительнее под воздействием антропоген. причин изменяется среда обитания чел-ка и условия ведения им хоз-ва, тем скорее по принципу обратной связи происходит перемена в социально-экологических свойствах чел-ка, экономическом и техническом развитии общества (знак процесса м.б. и «+», и «-»).

Законы природопользования

Закон равнозначности всех условий жизни. Все природные условия среды, необходимые для жизни, играют равнозначную роль. Закон нередко игнорируется при планировании природопользования. Напр., при применении тяжелых с/хоз. машин не учитывалось их воздействие на структуру почвы, гидрологический режим.

Закон развития природной системы за счет окружающей её среды. Любая природная система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей её среды.

Закон ограниченности (исчерпаемости) прир.ресурсов: все прир.ресурсы (и естетственные условия) Земли конечны (напр.: условия среды могут стать непригодными для жизни чел-ка). Т.к. планета представляет собой ограниченное целое, то на ней не могут существовать бесконечные части (изменения сверх допустимого предела по правилу 1% чревато серьезными последствиями).

Закон соответствия между развитием производительных сил и природно-ресурсным потенциалом общественного прогресса: развитие производительных сил происходит постепенно до момента резкого истощения природно-ресурсного потенциала, который характеризуется как экологический кризис. Он решается через революционное изменение (техническая, промышленная революция)

Правило основного обмена: вещ-во и энергия в первую очередь расходуется на самоподдержание системы (а что останется – в произ-во).

Закон увеличения наукоемкости общественного развития.

Правило интегрального ресурса: конкурирующие в сфере использования конкретных природных систем отрасли хоз-ва неминуемо наносят ущерб друг другу тем сильнее, чем значительнее они изменяют совместно эксплуатируемый экол.компонент или всю экосистему в целом.

Закон падения природно-ресурсного потенциала: в рамках одной общественно-экономической формации, способа произ-ва и одного типа технологий природ.ресурсы делаются все менее доступными и требуют увеличения затрат труда и энергии на их извлечение, транспортировку, а также воспроиз-во.

Закон убывающей отдачи: повышение удельного вложения энергии в агросистему не дает адекватного пропорционального увеличения ее продуктивности.

Правило (неизбежных) цепных реакций «жесткого» управления природой: «жесткое», как правило, техническое управление прир.процессами чревата цепными природ. реакциями, значительная часть которых оказывается экологически, социально и экономически неприемлемыми в длительном интервале времени.

Правило «мягкого» управления природой: «мягкое» управление прир.процессами, системное направление их в необходимое русло с учетом законов природы в конечном итоге эффективнее грубых техногенных вмешательств.

Закон совокупного действия природных факторов: величина урожая зависит не от отдельного, пусть даже лимитирующего фактора, но от всей совокупности экологических факторов одновременно.

Закон максимума: в данном географическом месте при существующих природных условиях экосистема может произвести биомассу и иметь биологическую продуктивность не выше, чем это свойственно самым продуктивным ее элементам в их идеальном сочетании.

Закон убывающего (естетственного) плодородия: каждое последующее прибавление какого-либо полезного для организма фактора дает меньший эффект, чем результат, полученный от предшествующей дозы того же фактора, уже бывшего в достаточном (для организма) количестве.

Закон снижения природоемкости готовой продукции: удельное содержание природного вещ-ва в усредненной единице общественного продукта исторически неуклонно снижается (замена природных материалов синтетическими).

Принципы охраны среды жизни

Закон шагреневой кожи: глобальный исходный природно-ресурсный потенциал в ходе историч.развития непрерывно истощается, что требует от челов-ва научно-технич.совершенствования, направленного на более широкое и глубокое использование этого потенциала.

Закон неустранимости отходов и/или побочных воздействий произ-ва: в любом хоз.цикле образующиеся отходы и возникающие побочные эффекты неустранимы, они могут быть лишь переведены из одной физико-химич.формы в другую и перемещены в пространстве. Иллюстрация из окр.мира: накопленеи биогенных геологич.пород; вся стратисфера планеты пронизана «отходами» биотич.процессов. Если бы была реальная возможность избавиться от отходов, это было бы нарушением законов сохранения массы и энергии.

Закон постоянства кол-ва отходов в технолог.цепях: суммарное кол-во отходов в виде вещ-ва, энергии и побоч.эффектов фактически постоянно: в производ.циклах меняется лишь место их возникновения, время образования и физико-химическая или биологическая форма.

Правило «экологичное – экономично»: чем рачительнее подход к природ.ресурсам и среде обитания, тем меньше вложений необходимо для успешного развития.

«Железные законы» охраны природы П.Р.Эрлиха:

1. В охране природы возможны только успешная оборона или отступление. Наступление невозможно: вид или экосистема, однажда уничтоженные, не могут быть восстановлены.

2. Продолжающийся рост народонаселения и охрана природы принципиально противоречат друг другу.

3. Экономическая система, охваченная манией роста, и охрана природы т.ж. принципиально противостоят друг другу.

4. Не только для других организмов, но и для челов-ва смертельно опасно представление о том, что при выработке решений об использовании Земли надо принимать во внимание одни лишь ближайшие цели и немедленное благо Homo sapiens.

5. Аргументы об эстетич.ценности различных форм жизни, о том интересе, который они представляют сами по себе, или призывы к сочувствию по отношению к нашим, быть может, единственным живым спутникам в космосе в основном попадают в уши глухих. Охрана природы должна считаться вопросом благосостояния и в более далекой перспективе – выживания человека.

Принцип уникальности: не повторяющееся и неповторимое заслуживает особой охраны.

Принцип разумной достаточности и допустимого риска: расширение любых действий чел-ка не должно приводить к социально-экономическим катастрофам, подрывающим саму возможность существования людей.

Принцип неполноты информации (неопределенности): информация при проведении акций по преобразованию и вообще любому изменению природы всегда недостаточна для априорного суждения о всех возможных рез-татх таких действий, в особенности в далекой перспективе, когда разовьются все природные цепные реакции.

Принцип инстинктивного отрицания – признания: факты и закономерности, в глубине подсознания концептаульно отрицаемые составителем машинной программы, не осознанно исключаются им из модели, а фактам, признаваемым верными, инстунктивно придается больший вес, чем они имеют в реальности.

Принцип обманчивого благополучия, или эйфории первых успехов: излишняя поспешность суждений об успехе мероприятия в ПП недопустима – объективная оценка м.б. дана только после выяснения хода и рез-тов цепных реакций в пределах естетств.природного цикла и лишь после возникновения нового уровня эколог.баланса.

Принцип удаленности события: явления, удаленные во времени и в простанстве, психологичекси кажутся менее существенными (потомки что-нибудь придумают).

Правило экономико-экологического восприятия Дж. Стайкоса:

1. экон.развитие при отсутствии экол-их ограничений,

2. возникновение экол. ограничений,

3. доминанта охраны среды с экол-ими и технологическими ограничениями,

4. все ради выживания.

«Законы» (афоризмы) Б.Коммонера

1. Все связано со всем.

2. Все должно куда-то деваться (проблему отходов).

3. Природа знает лучше.

4. Ни что не дается даром.

Аксиома эмерджентности: целое больше суммы его частей. Целому присущи свойства не характерные для его частей. (эффект толпы; H2О).

Правило 1%. Изменение энергетики природ. системы в пределах 1% и более выводят систему из равновесного состояния, затем нарушает её.

Правило 10%. Закон пирамиды энергии. Переход энергии в трофич. цепях с одного уровня на другой не превышает 10%.

11.Роль организмов – концентраторов и регистрирующих структур организмов в биоиндикации, выявление в экосистемах поллютантов и решении проблемы биолог. очистки угодий и получении эколог. чистой продукции. Приемы биоремедиации.

Организмы, способные накапливать определенные микроэлементы, называют организмами-концентраторамии. Морские водоросли, например, фукус и ламинария, могут накапливать в организмах до 1% йода. Именно водоросли используют для промышленного получения этого микроэлемента.Концентраторами меди являются осьминоги, каракатицы, устрицы и некоторые другие моллюски. В их крови медь, входящая в состав дыхательного пигмента — гемоцианина, — играет ту же роль, что железо в крови человека. Растения из семейства Лютиковые (лютик, водосбор, купальница и др.) способны накапливать литий. Хвощ является рекордсменом среди растений по содержанию кремния.

Приемы биоремедиации В природе, не подвергающейся вмешательству чел-ка, экосистема настроена на самоочищение, т.е. природа сама справляется с переработкой более не нужного ей органического материала. В утилизации органики участвует почва, содержащая естественную биоту (микроорганизмы, эдафон) - живой компонент, представленный разнообразными представителями растительного и животного мира. В одном грамме садовой почвы содержатся десятки миллионов микроорганизмов - сапрофитов, актеномицетов, грибков, олигонитрофилов, азотобактеров и клубеньковых бактерий, бактерий разлагающих клетчатку, аммонификаторов, денитрификаторов, анаэробных фиксаторов азота. Вместе микроорганизмы составляют микрофлору почвы, отвечающую за метаболизм в результате, которого мертвая органика перерабатывается в плодородный гумус. Деят-ть чел-ка оказывает на ОС мощное техногенное воздействие, в частности загрязнением почвы и воды отходами произ-в и жизнедеят-ти, где значительную долю занимают органические загрязнители. В рез-те загрязнений почвы и воды органич. вещ-вами подавляется естественная биота, меняются соотношения между отдельными группами микроорганизмов и в целом изменяется направление метаболизма, нарушаются естественные процессы самоочищения. В районах постоянных загрязнений почвенная микрофлора в субстратах загрязнителях насчитывает, не более нескольких тысяч КОЕ на 100 граммов субстрата. Одни группы микроорганизмов сохраняют присутствие, в то время как количество других - критически уменьшается. В рез-те нарушаются процессы почвообразования; в почве и воде накапливаются неразлагаемые отходы.

В загрязненной экосистеме с подавленной полезной микрофлорой развиваются вредные и патогенные микроорганизмы - в водоемах загрязненных питательными элементами азота и фосфора стремительно развиваются опасные сине-зеленые и бурые микроводоросли вызывающие отравление воды и заморы. Техногенные и антропогенные нарушения экологического баланса серьезно изменяют санитарное состояние в месте их образования, ухудшают условия жизнеобитания людей. Использование микроскопических почвенных обитателей для искусственной утилизации органических отходов и нейтрализации загрязнителей получила название биоремедиации (bio - жизнь, remedio - лечение). В очищаемую среду или в утилизируемые отходы вносятся высокие концентрации специально подобранных микроорганизмов, которые ранее были выделены из почвы, селекционированы и размножены в форме готового к применению препарата. В результате в нужном месте в нужное время искуственно создается высокая концентрация клеток микробных сообществ, быстрой усваивающих загрязнители в качестве главного источника энергии жизнедеят-ти и при этом перерабатывающих их в продукты собственного метаболизма: углекислый газ (СО2), воду (H2O). И в результате полностью нейтрализуется неблагоприятное подавляющее воздействие загрязнителей на естественные процессы биологического самоочищения почвы и воды, нормализуется метаболизм, восстанавливается и активизируется аборигенный видовой состав микрофлоры, естественные процессы почвообразования, дыхания, самоочищения.

К преимуществам биоремедиации относят недеструктивный характер в отношении ОС, возможность целенаправленного применения в нужн

Биоремедиация - биологическая очистка почвы и воды от нефти и нефтепродуктов:

Неблагоприятные для ОС последствия разливов нефти и нефтепродуктов на почву и в водоемы эффективно устраняются cообществом из (12) видов углеводородокисляющих микроорганизмов и биологически активных веществ. В рез-те вз/действия биопрепарата и нефтяного загрязнения, токсичные нефтяные загрязнители (углеводороды нефти) усваиваются и преобразуются м/организмами в воду, углекислоту, и безвредные для ОС продукты микробного метаболизма - нефть и нефтяные отходы подвергаются полному биологическому разложению бактериями и превращаются в безвредные продукты жизнедеят-ти естественных м/организмов.