Тема 2. Біосфера: сутність, структура, природні та техніко-економічні фактори формування

Практичне завдання 2.1

Сучасні наукові дослідження екологічних процесів обгрунто­вують існування певних особливостей їх функціонування, що пов’язано з: рециклічністю використання речовин; постійним віднов­ленням ресурсів; самоурегулюванням збільшення популяції. Біль­шість виявлених закономірностей набули узагальнення у вигляді екологічних законів, урахування яких дозволяє раціонально вико­ристовувати природні ресурси та зберігати кількісне та якісне різноманіття всього живого.

Наприклад, закон еволюційно-біфуркаційного розвитку перед­бачає, що еволюція системи обмежена критичними параметрами, які відповідають стану біфуркації (невизначеності); подальший процес розвитку непередбачуваний. Проілюструємо цей закон.

Еволюційні залежності у=/(х) в діапазоні 0 - Х_а в природному і штучному середовищі мають різноманітний характер. На рис. 2.1 наведено два варіанти: 1 - прямолінійна залежність, що характерна для фізичних і хімічних процесів (збільшення напруги внаслідок зростання сили, вплив руху води на її стікання), та 2 - логістичне рівняння, згідно з яким збільшується чисельність особин популяції чи виду, ефективність науково-технічних рішень. За умов перевищення рівня критичного значення закономірність різко змінюється і процес може піти будь-яким шляхом. Зокрема, для біологічних угруповань чисельність особин може різко зменшитися (пінія 3), прийняти регульовано коливальний характер (лінія 4), повторити логістичну фазу на більш високому рівні (лінія 5). Останнє можливе у разі розвитку популяцією додаткових властивостей чи її заміни більш пристосованою популяцією до умов.

•Ф Систематизуйте, класифікуйте та охарактеризуйте екологічні закони: енергетичні, системні, еволюційні, біологічні, соціально- економічні, геофізичні та геохімічні.

•Ф Розкрийте сутність і значення основних законів термодинаміки та їх взаємодію із законами екології.

•Ф Проілюструйте сутність і прояв законів екології: екологічної піраміди, константності, толерантності, необмеженого прогресу, закону Б. Коммонера, закону еволюції К. Рульє, ноосфери В. Вер- надського, закону емерджентності, різноманіття та конкуренції та ін.

Рис. 2.1. Ілюстрація закону еволюційно-біфуркаційного розвитку

-Ф- Які екологічні, енергетичні та економічні закони обгрунтовують важливість раціонального та збалансованого природокористу­вання (рис. 2.2)?

•Ф За яких умов можна досягнути економічного благополуччя та екологічного комфорту?

взаємодія законів сфера дотримання законів та їх

наслідки дотримання законів узгодження і застосування

Рис. 2.2. Вплив енергетичних, екологічних і економічних законів на розвиток суспільства

Втручання людини в природні процеси досить часто зумовлює небажані для екосистеми антропогенні зміни, які можна згрупувати за такими видами:

- інгредіснтне забруднення сукупність речовин, кількісно чи якісно ворожих природним біогеоценозам (відходи металургії, отрутохімікати і добрива, нафтовидобування і нафтопереробка);

- параметричне забруднення зміна якісних параметрів навко­лишнього середовища (шумове, теплове, радіаційне, електро­магнітне);

- біоценотичне забруднення --»вплив на склад і структуру популяції живих організмів (наприклад, акліматизація видів, порушення балансу популяції, перспромисел, браконьєрство);

- стаціонально-деструкційне забруднення зміна ландшафтів та екологічних систем у процесі природокористування (лісові й степові пожежі, ерозія грунтів, урбанізація, дорожнє будівництво).

Визначте складові, які характеризують зазначені види забруд­нень, представлені на рис. 2.3.

Забруднення екологічних систем

Бюценотичнс

1 І

Інгредієнте

Параметричне

: і

Рис. 2.3. Класифікація забруднення екологічних систем

Екосистема є відносно стійкою у просторі й часі спільнота живих істот певного середовища існування, які поєднанні між собою певним обміном речовин, енергії та інтегровані в єдине функціональне ціле внаслідок взаємодії, взаємозалежності та взаємовпливу між окремими екологічними компонентами. У зв’язку з цим доцільно визначити:

■Ф^- Чи належить людина і створені нею штучні об’єкти до екосистеми?

■ф Це природна чи утворена людиною функціональна система сукупності живих істот, пов’язаних між собою трофічними та іншими зв’язками?

•Ф Чи с екосистема живою (біотичною, організованою), чи кіберне­тичною (стійкою до зовнішніх впливів, самоорганізованою)?

Ф- Які класифікаційні ознаки є визначальними та узагальнюючими при вивченні екосистем (рис. 2.4)?

Ряди таксономечричних одиниць енергетичний />©

ЕКОСИТЕМИ

>© ,*С0 біогеохімічний

'_Х. V Ч-'

; <0 © господарський

^ч\ '"чГ““ ~ ~ 1-'^У

:\"-© < у рбаніс'іи чі і и й >

\ \ \»^г V' /

V©)

ТИПОЛОГІЧНИМ

-,0 0 >0

кібернетичний

/.© <0

\ біосферна '

С субстрати і 0

біомні

провінційні

ландшафтні

консорціині

"©©

Рис. 2.4. Класифікація екосистем

Використовуючи рис. 2.4, де зображено багаторядний розподіл екосистем, необхідно: 1) дати визначення їх різновидам (наприклад, біомні екосистеми — цс материкові, океанічні та інші природні фізико-географічні зони, утворені внаслідок складної взаємодії між кліматом, живими організмами та ґрунтом); 2) класифікувати кожний вид екосистеми за рядами таксонометричних одиниць:

- енергетичний ••♦за кількістю та якістю енергії, що надходить до екосистеми;

- типологічний --*за ознаками спорідненості генезису, морфологічної структури і грунтово-гідрологічних умов;

- біогеохімічний -* за показниками темпів кругообігу хімічних елементів, накопичення і розкладу органічних решток тощо;

- господарський ■ ■•за ознаками продуктивності, природоохоронного, грунтозахисного та іншого значення;

урбаністичний -*за рівнем урбанізації, починаючи від хутірського і сільського типу екосистем, через екосистеми селищ міського типу і малих міст, до систем великих міст, міських і промислових агломерацій;

- кібернетичний за показниками ступеня втрати здатності еко­системи до саморегуляції і заміни механізмів природної само­регуляції механізмами антропогенного регуляції.

і-*