
- •Условные обозначения
- •I. Общие вопросы экологии 1. Основы экологии
- •1.1. Введение
- •1.2. Предмет экологии
- •Объекты, изучаемые экологией
- •Экологические процессы
- •Экологические отношения
- •История экологии
- •Методы, используемые в экологии
- •Полевые исследования
- •Лабораторные исследования
- •Математическое моделирование
- •Биосферный подход
- •Приложения экологии
- •Хозяйственная экология
- •Космическая экология
- •Экология человека (теория человеческого общества)
- •Биосфера
- •Биосфера как земная система
- •Свойства биосферы как системы
- •2.3. Процессы в биосфере
- •Основы биосферологии
- •Принципы биосферного подхода
- •Экологические системы
- •Виды экосистем
- •Естественные экосистемы
- •Популяции
- •Биоценоз
- •Объединения биоценозов
- •Атмосферные условия
- •Условия жизнедеятельности в гидросфере
- •Теория экосистемных процессов
- •Общебиосферные процессы
- •Отношения между живыми объектами в биосфере
- •6.2. Пищевые цепи
- •Связи экологических процессов
- •Экологические ниши
- •Закономерности функционирования искусственных экосистем
- •Виды иэс
- •7.2.2 Компоненты иэс
- •Свойства компонентов иэс
- •Процессы в иэс
- •Виды процессов в иэс
- •Отношения в иэс
- •Хозяйственная экология
- •Структура и состав хозяйственной системы
- •Процессы и отношения в хс
- •Отношения хс с ос. Причины возникновения экологических проблем
- •Комплексные экологические проблемы
- •Частные экологические проблемы
та
и включает определенный набор живых
объектов и технических
средств;
в) сейчас
самая малочисленная группа — ЭС, в
которых есть по-
селения людей, но
нет развитой промышленности, из-за чего
ант-
ропогенное влияние мало заметно,
и население живет естественной
природной
жизнью, выполняя, по сути дела, функцию
вершины тро-
фической пирамиды,
подобно крупным хищникам в ЕЭС.
Формаль-
но — это ИЭС, фактически —
ЕЭС. К таким ЭС можно отнести те, в
составе
которых имеются поселения человеческих
племен, находя -
щихся на низкой,
почти первобытной стадии развития —
в Латинс-
кой Америке, Африке,
Юго-Восточной Азии. Число таких ЭС с
каж-
дым десятилетием сокращается
вследствие поступления в них
различных
средств современной цивилизации
(транспорт, продукты
питания,
информационные и другие средства).
Рассмотрим более
подробно ЕЭС и ИЭС.
Классическая
экология рассматривает практически
только ЕЭС
(биогеоценозы) (см. рис.
8,12).
Традиционное
деление всех наземных ЕЭС производится
по двум
признакам:
по
виду ландшафта, занимаемого ЭС,
по
климатическим ха-
рактеристикам,
выражаю-
щимся в типах основной
ра-
стительности в ЭС.
Разные
экологи по-разно-
му классифицируют
ЭС.
Так,
в биогеоценологии
наиболее крупные
группы
ЕЭС называются мегатипа
ми.
Принято выделять четы-
ре мегатипа
ЕЭС в биосфере:
а) континентальные',
б) оке-
анические
и морские;
в) под-
земные;
г) культурные
ЭС
(лесные, полевые и др.), фак-
тически
это ИЭС.
Естественные экосистемы
Мегатипы
делятся на биомы.
Наиболее
близкий нам континентальный мегатип
включает наземный,
земноводный
(в периодически затопляемых речных, и
пойменных участках), наледный
(на ледниках), наземно-наледный
(у раздела атмосфера — ледник),
озерно-речной
биомы.
Территориально
биомы распределяются по биогеоценотическим
областям,
зонам
и провинциям.
Так, наземный биом в России делится
на арктическую,
лесную, степную, пустынную
области.
Подробнее
всего разработана классификация лесных
ЕЭС. Выделяют два типа лесных ЕЭС:
ЕЭС
с непрерывной
жизнедеятельностью
(леса влажных тропиков);
ЕЭС
с перерывами
жизнедеятельности
(леса умеренных.широт и сухих
тропиков).
Во
влажных тропиках различаются леса:
влажно
тропические и экваториальные вечнозеленые
(с самым интенсивным тепло и
влагообменом);
мангровые
(затопляемые приливной морской водой);
заболоченные
(на кислых торфяных грунтах).
Среди
лесов 2-го типа выделяют:
гидропериодические
(саванновые и муссонные);
термопериодические
(прекращающие зимой жизнедеятельность).
Выделяют
три класса термопериодических лесов:
лесотундровые
и северотаежные, таежные
(хвойные), широколиственные.
В
морских
ЭС выделяют две группы:
ЭС
шельфа
и мелководий
— до глубины 200 м;
ЭС
открытых
морских вод,-
Экологи
другой школы не выделяют мегатипы, а
все ЭС делят на биомы. Количество биомов
в их классификациях превышает 30. По
определению американского эколога
Уиттекера, биом
—группа наземных ЭС, имеющих сходную
структуру, состав растительности и
условия ОС (что отражается и в
характеристиках животного сообщества).
При рассмотрении только растительных
сообществ биом называют формацией.
Уиттекер
называет следующие виды биомов.
А.
Наземные,
А1.
Тропические.
Поверхность
континентов на 80 % занята осадочными
породами, а океаническое дно — почти
полностью свежими осадками в виде
продуктов сноса материалов континентов
и деятельности морских организмов.
Земная
кора первоначально возникла как продукт
выплавления материала первичной мантии,
который в дальнейшем был полностью
переработан в биосфере под воздействием
воздуха, воды и жизнедеятельности
живых объектов. В континентальной части
земной коры большую часть занимают
осадочные горные породы, содержащие
уголь, нефть, горючие сланцы, кремнистые
и карбонатные породы.
В
ИЭС кроме вещества земной коры заметную
роль играют биокосные объекты
искусственного происхождения —
различные сооружения, ХС и результаты
их деятельности в виде разной продукции
и неизбежных отходов, обычно в десятки
раз превышающих полезную продукцию.
Косного
вещества в современных ЭС практически
нет. Оно существует только в виде
лавы и пепла, извергающихся из вулканов,
а также вещества метеоритов, достигающих
поверхности Земли.
Живое
вещество по массе занимает ничтожную
долю в каждой ЭС, но на поверхности
наземных ЭС живые объекты — основной
материал, особенно в местах с
благоприятными климатическими
условиями.
Основная
функция живого вещества в биосфере —
изменение свойств и состава доступного
косного и биокосного вещества путем
концентрации его в вещественной,
энергетической и информационной
формах.
Выполняется
эта функция всеми живыми объектами с
разделением роли между различными
группами живых существ. Результат
выполнения этой функции — непрерывное
изменение поверхности земной коры с
проникновением измененного вещества
на все большую глубину, а также
изменение свойств гидросферы и атмосферы.
В последние десятилетия в связи с
полетами авиационной и космической
техники у живых объектов появилась
новая функция — расширение границ
биосферы в космосе.
Функцию
изменения облика земной природы
современная традиционная наука,
следуя за В. И. Вернадским, разбивает
на несколько частных функций (см. разд.
2.2).
По
вопросу о размере наименьших и наибольших
ЭС у специалистов единого мнения
нет. В отечественной экологии
(биогеоценоло-
гии)
принято такое определение территории,
занимаемой ЭС (биогеоценозом): участок
земной поверхности (суши или водоемов),
через который не проходят никакие из
установленных геоморфологических,
климатических, геохимических, почвенных,
гидрологических, стоковых и биоценотических
границ.
Эти участки считаются ячейками, в
которых протекают биогеохимические
процессы и содержится комплекс
биотических и абиотических факторов,
позволяющих существовать элементарным
эволюционным явлениям и пусковым
механизмам эволюции.
Более
упрощенно за границы элементарной ЭС
(а также и любого самостоятельного
объединения элементарных ЭС) можно
принимать участки территории, на
которых отмечаются очень слабые
массоэнергетические связи с
функциональным центром ЭС.
Структура
ЭС включает большое число различных
живых объектов, объединенных в
многочисленные группы. Наиболее крупные
группы — растения, животные и
микроорганизмы. Кроме этого деления
некоторые авторы выделяют уровни
организации живого вещества:
молекулярный,
клеточный, тканевый, органный, организ-
менный, популяционно-видовой, биоценозный,
экосистемный, общебиосферный
(практически никогда не рассматриваемый).
В
пределах определенной территории ЭС
образуют не беспорядочную мозаику,
а закономерное сочетание, называемое
природным ландшафтом. ЭС, образующие
ландшафт, связаны между собой прежде
всего поверхностным и грунтовым стоком,
с которым происходит основной перенос
веществ от автономных (водораздельных)
ЭС через переходные (транзитные) к
аккумулятивным ЭС; эоловым (ветровым)
транспортом; активной миграцией
животных.
В
каждой географической зоне выделяется
один или небольшое число типов ЭС. В
зависимости от особенностей рельефа,
состава пород и гидрологии местности
зональные ЭС комбинируются в ландшафте,
образуя ЭС большего масштаба.
Процессы
в ЭС
Процессы
в ЭС различаются длительностью и
масштабом и входят друг в друга, как
матрешки.
В
каждой ЭС в зависимости от действующих
в ней условий формируется свой состав
живых объектов и по-своему проявляются
биосферные процессы (общебиосферные,
общесистемные, индивидуальные).
И.
ТЕОРИЯ
ЕСТЕСТВЕННЫХ И ИСКУССТВЕННЫХ ЭКОСИСТЕМ
КОМПОНЕНТЫ
ЭКОСИСТЕМ
Виды
элементов экосистемы
Группы
особей одного вида
Изучение
связей каждого вида с условиями внешней
среды (предмет аутэкологии) позволило
накопить материал, объясняющий
географическое распространение и
локализацию видов, их наличие в одних
местах, отсутствие в других, обилие
одних видов и редкость других.
Наиболее
распространенный тип распределения
групп —мозаичный, или пятнистый. Он
связан с небольшими, но важными для
организмов изменениями в окружающей
среде на разных участках территории,
занимаемой популяцией. Группы (пятка)
могут распределяться случайно или
образовывать закономерные скопления.
Особенно хорошо изучено размещение
деревьев в лесу. В однородном лесу
молодые деревья размещаются скоплениями,
а по мере взросления они распределяются
более равномерно, при одновременном
снижении плотности (густоты) из-за
внутривидовой конкуренции. Таковы
старые сосновые и буковые леса. В
смешанных растительных сообществах
подавляемые виды обычно группируются
«букетами» (пятнистое распределение),
а доминирующие виды имеют равномерное
распределение.
Отдельные
особи группируются в пространстве под
действием определенных факторов.
Возможны объединения особей общественного
и необщественного характера.
Общественные
группировки особей
— объединения особей одного вида,
группирующиеся благодаря взаимному
притяжению
(интераттракции) или силе одностороннего
импульса (общественным
влечением),
которые не зависят от физических условий
окружающей среды.
Общественное
влечение играет важную роль в образовании
сообществ у позвоночных животных.
Почти все приматы живут сообществами.
Если изолировать хпимпанзе от его
группы, поведение обе