4. Водні екосистеми

Прісноводні екосистеми, серед яких розрізняють сильно зволожені землі; озера; ріки; штучні водосховища.

Солоні, або морські екосистеми, серед яких виділяють естуарії, прибережні зволожені зони, коралові рифи, океанічну мілину (шельф), континентальний схил; океанічні глибини й бентосні екосистеми, екосистеми підводних гідротерм рифтових долин.

Для кожного біома характерні певні види хребетних і безхребетних тварин, редуцентів і фотосинтезуючих видів рослин (продуцентів), які поряд із кліматичними, фізичними й хімічними факторами місцевості формують екосистему.

У кожній екосистемі мешкають місцеві види, види-мігранти, принесені види, види-індикатори, ключові види.

Кожен вид має свою нішу - мікросередовище, яке його оточує й до якого він найкраще пристосувався з точки зору фізичних, хімічних і енергетичних потреб.

Факторами, які впливають на життя екосистем, можуть бути:

1. Фізичні: діапазон температур, характер геофізичного поля, дощі, висота над поверхнею Землі, вітер, тип грунту, кількість світла, кількість завислого матеріалу в водних середовищах, вогонь.

Хімічні: солоність води, концентрація живильних речовин, розчинених у поверхневих водах та опадах, природні й штучні токсини, розчинені у воді, ступінь насиченості води киснем.

Природні катастрофічні: пожежі, повені, засухи, епідемії, землетруси.

Природні поступові: еміграція й іміграція видів, кліматичні зміни, пристосування й еволюція видів, евтрофікація водойм, сукцесія.

Антропогенні, сільськогосподарські та промислові: винищення лісів, зарегулювання річкового стоку, меліоративні роботи, виснаження й ерозія грунтів, перехімізація грунтів, знищення хижаків, забруднення всіх типів вод, забруднення повітря.

Антропогенні соціально-економічні: значний вилов риби, браконьєрство, надінтенсивний туризм, розведення екзотичних, чужих місцевості видів, несумісна рекреаційна діяльність, пожежі, інфекції від домашніх тварин і рослин.

Дослідженнями українських вчених М. Голубця і И. Царика (1991) встановлені такі важливі особливості екосистем: кожна жива система є саморегульованою, має свою програму розвитку й здатна фіксувати в пам'яті всі позитивні й негативні зовнішні впливи на стан її функціонування та розвитку. Система може вибирати таку форму реакції на зовнішні впливи ("збурення"), яка забезпечує їй найефективніший варіант захисту від "збурювальної" дії екологічного фактора.

Саморегуляція екосистем відбувається завдяки стабільності й стійкості.

Стабільність екосистеми - це закладена в її генетичній програмі здатність протягом усього періоду існування реалізувати в мінливих умовах зовнішнього середовища свою життєву програму розвитку. Стабільність - це сума різноманітних стійкостей у часі.

Стійкість живої системи - це її здатність завдяки внутрішнім механізмам захисту протистояти зовнішнім негативним впливам і адаптуватися до них без істотних змін.

Стабільність і стійкість - два різні, але тісно пов'язані між собою поняття: це узагальнена властивість живої системи, що нормально функціонує у конкретних умовах, і окрема властивість живої системи, яка характеризує її здатність протистояти дії негативних екологічних факторів.

Слід відрізняти стабільність від біотичної інтеграції. Остання відрізняється тим, що система в такому стані не може довго існувати.

19. Близько 600 млн. років тому на планеті Земля з'явилися перші багатоклітинні організми (вважають, що саме тоді для цього скла­лися сприятливі умови - вміст кисню в атмосфері досяг 3-4 %), і одразу відбувся еволюційний вибух - виникли нові форми жит­тя - губки, черви, корали, молюски, а також предки перших рослин і тварин, які в палеозойську еру заповнили всі акваторії й вийшли на континенти. Розвиток земної рослинності зумовив збільшення кисню в атмосфері та поживних речовин в ґрунтах, а також появу більших тварин. Активно змінювався склад поверхні Землі, атмос­фери, гідросфери, виникла біосфера.

Величезне значення мав біологічний обмін речовин. Подальший процес еволюції живих організмів призвів до появи людини - най­вищого біологічного виду, який, розвиваючись, дедалі більше впли­вав на природу.

На підставі аналізу результатів археологічних, палеонтологіч­них, антропологічних, історичних і географічних досліджень у взає­мовідносинах людського суспільства з природою виділено чотири пе­ріоди, що різняться за характером цих стосунків і обсягом заподія­ної навколишньому середовищу шкоди.

Перший, давній, період включає палеоліт, мезоліт і неоліт.

У палеоліті (від майже 2 млн. років до 30-35 тис. років тому) Жили збирачі та перші мисливці - пітекантропи, синантропи, неан­дертальці та кроманьйонці.

У мезоліті (від 30 до 10 тис. років тому) до збирання та полювання людей додається рибальство, з'явля­ються більш досконалі знаряддя з кісток, каміння, рогу, дерева (гачки, сітки, сокири, човни, глиняний посуд).

Неоліт (8-4 тис. років тому) відзначається появою землеробства, скотарства, сверд­лування, шліфування, перших будинків, святилищ.

Перший, давній, період характеризується накопиченням знань про природу, пристосуванням людини до природи та, порівняно, незначним антропогенним впливом на неї. Основним джерелом енергії тоді була мускульна сила людини, яка повністю залежала від природи.

Проте, саме в цей період виникла перша глобальна екологічна криза в усіх регіонах розселення людей, - проходить винищення великої кількості крупних тварин; випалювання рослинності для полювання та розширення пасовиськ та ріллі на великих територіях призводить до різких змін складу флори, фауни, ґрунтів і клімату в цілому.

Другий період - рабовласницький лад і феодалізм.

У цей період інтенсивно розвивається землеробство, скотарство, виникають ремесла, розширюється будівництво сіл, міст, фортець. Людство своєю діяльністю починає завдавати природі відчутної шкоди, особ­ливо після виникнення та розвитку хімії та одержання перших кис­лот, пороху, фарб, мідного купоросу. Чисельність населення в XV- XVII ст. уже перевищувала 500 млн. Цей період можна назвати пе­ріодом активного використання людиною природних ресурсів, вза­ємодії з природою. Тиск на довкілля в цей час був загалом ще не­значним, але спостерігаються локальні та регіональні екологічні кризи - значні території Близького Сходу, Північної та Центральної Африки перетворилися на кам'яні та піщані пустелі.

Третій період (XVIII ст.— перша половина XX ст.) - час бурхливого розвитку фізики, техніки, винайдення парового та електричного двигунів, атомної енергії. Це - період активного розвитку локальних і регіональних екологічних криз, протистояння природи та людського суспільства, страшних за своїми екологічними нас­лідками світових воєн, хижацької експлуатації всіх природних ре­сурсів.

У XX столітті людина отримала можливість активно впливати на довкілля та користуватися раніше недоступними для неї ресурсами. Виникла ідея, що людина - хазяїн природи, а природа - невичерпне джерело потрібних їй ресурсів. У цьому важливу роль зіграли:

а) стрімко зростаюча чисельність населення, що зробила можливим фактично необ­меженим використання трудових ресурсів;

б) поява атомної енергетики, в початковій ейфорії від якої почало вважатися, що відтепер людство вільне від необхідності застосовувати інші енергетичні джерела;

в) розробка та створення озброєння нового типу, здатного знищити всю живу при­роду нашої планети;

г) формування на базі супутникових та комп'ютерних технологій єдиного світового інформаційного простору.

У сукупності ці фактори визначили у середині та другій половині XX століття технократичну стратегію виробництва та використання природних ресурсів, стратегію.

Четвертий період (останні 40-50 років) характеризується розвитком глобальної екологічної кризи, виникненням і посиленням парникового ефекту, появою озонової дірки та кислотних дощів, суперіндустріалізаціею, супермілітаризацією, суперхімізацією, суперспоживанням і суперзабрудренням усіх геосфер.

Особливостями цього періоду є також виникнення та поширення громадського руху за охорону природу в усіх розвинених країнах світу, активне міжнародне співробітництво в галузі охорони довкілля, апогеєм якого встала найбільша в історії всесвітня конференція ООН з проблемнавколишнього середовища та розвитку, яка відбулася в Ріо-де-Женейро в червні 1992 р., де прийнято пакет важливих міжнародних угод про охорону біосфери, збереження біологічного розмаїття, клімату тощо.

Оскільки екологічна криза екосфери планети в останній, чет­вертий, період розвивалася нерівномірно - залежно від обсягів впливу різних антропогенних факторів, її тривалість умовно можна поділити на три етапи:

А) Перший етап (1945—1970 рр.) характеризується нарощуван­ням гонки озброєнь всіма розвиненими країнами світу, хижацьким знищенням природних ресурсів у всьому світі, розвитком кризових екологічних ситуацій у межах Північної Америки, Європи, окремих регіонів колишнього СРСР.

Б) Другий етап (1970—1980 рр.) позначився бурхливим розвитком екологічної кризи в світі (в Японії, більшості регіонів колишнього СРСР, Південної Америки, Азії, Африки), інтенсивним зростанням ступеня забруднення вод Світового океану та космічного простору. Це - етап дуже широкої хімізації, максимального світового ви­робництва пластиків, розвитку глобального мілітаризму, реальної загрози глобальної катастрофи (внаслідок ядерної війни) та ви­никнення могутнього міжнародного державного й громадського руху за спасіння життя на планеті.

В) Третій етап (з 1980 р. до теперішнього часу) характеризується зміною ставлення людей на планеті до природи, всебічним розвит­ком екологічної освіти в усіх країнах, широким громадським рухом за охорону довкілля, виникненням величезної кількості «зелених» (організацій, асоціацій, товариств), появою й розвитком альтерна­тивних джерел енергії, розвитком дехімізації та ресурсозберігаю­чих технологій, прийняттям нових національних і міжнародних за­конів про охорону природи. На цьому етапі також почалася демі­літаризація в найбільш розвинених країнах.

В останній період людина виступає як могутня геологічна сила, що змінює стан екосфери всієї планети. Масштаби людської діяль­ності вражають своїми розмірами. На превеликий жаль, ця діяль­ність переважно негативно впливає на природу.

20. нтропогенні екологічні кризи — такі неурівноважені стани у функціонуванні та розвитку екосистем, які спричинені людиною (її діяльністю, існуванням, опосередкованими впливами тощо). У сучасній біосфері саме такі екологічні кризи є переважаючими і мають особливе значення, що викликано головним чином двома обставинами: по-перше, людина, яка за визначенням В. І. Вернадского, нині є головною геологічною силою на поверхні планети, зумовлює особливо потужний вплив на довкілля; по-друге, подібні кризи спричинилися до багатьох негативних ефектів у житті людини, тобто вони діють за принципом бумеранга, обертаючись своєю дією на самого суб'єкта негативного впливу на екосистеми.

Оскільки антропогенні екологічні кризи зумовлюють різкі соціальні наслідки — вимирання етносів, політичні трансформації, загрозу глобального омніциду в наші дні, остільки вони становлять непересічний інтерес не лише для екології, а й інших наук, насамперед гуманітарних.

Велика лондонська пожежа – найжахливіша пожежа в історії. Вона трапилась 5 вересня 1666. Вогонь дуже швидко поширився майже по всіх частинах міста, знищивши понад 70 тисяч будинків по всьому Лондону. Близько 80 тисяч людей опинилися в пастці і загинули в жахливому вогні. Як свідчать записи, катастрофапочалася в пекарні Томаса Фаррінера, яка знаходилась на Паддінг-лейн, після цього вогонь швидко поширився на захід, знищуючи центр Лондона. Велика лондонська пожежа тривала 4 дні, під час яких безліч людей були змушені покинути домівки і втікати, однак не всі встигли це зробити. У північному кінці Лондонського моста знаходиться пам’ятний монумент, присвячений цій катастрофі.

Найсмертоноснішим тропічним циклоном став циклон “Бола”, що пронісся 12 листопада 1970 сучасною територією Бангладешу та індійської Західної Бенгалії. Число людей, які загинули через цю катастрофу, коливається від 3 до 5 мільйонів осіб. Циклон не був надто потужним – його можна було віднести до урагану категорії 3, однак хвиля, що утворилася в результаті, затопила велику частину низько розташованих островів у дельті Гангу, буквально стираючи поселення з лиця землі. За всю людську історію було зафіксовано чимало великих землетрусів, проте найбільш руйнівний відбувся 1960 року в Чилі. Сила землетрусу склала 9,5 балів за шкалою Ріхтера, і 8,5 – магнітуда поверхневих хвиль. Епіцентр землетрусу знаходився в 60 км нижче океанського дна в Тихому Океані на відстані 100 миль від узбережжя Чилі. Найближчі міста Вальдівія і Пуерто Монт отримали величезні ушкодження через близькість до центру масивних коливань. Втрати людських життів не виявилися такими великими, як можна було б очікувати, завдяки тому, що люди вчасно вибігли на вулиці при перших же поштовхах. Через 30 хвилин після початкових поштовхів, коли прийшов основний удар, багато людей все ще перебували назовні, намагаючись заспокоїтися. Однак, вартість ушкоджень, спричинених катастрофою, перевищила півмільярда доларів. Величезні зсуви, масивні потоки бруду і каменів зійшли з гірських схилів. Деякі зсуви були такими великими, що змінили напрям головних річок.

Землетрус, що послужив початком великого цунамі 2004 року в Індійському Океані, вивільнив енергію, що дорівнює 23-м тисячам атомних бомб, скинутих на Хіросіму. Гігантські сили сотні років накопичувалися в надрах Землі, а 26 грудня раптово вирвалися на свободу. За один день в 11 країнах загинуло або пропало безвісти понад 150 000 чоловік, мільйони людей залишилися без житла.

Ще одна жахлива катастрофа відбулася зовсім нещодавно – 11 березня 2011 року. Розпочалися землетруси і цунамі в Японії. Землетруси в Японії є звичайною справою, і з давніх часів японці пристосовані до виживання під час таких лих. Але останній землетрус вважається найсильнішим в історії Японії. За оцінками експертів, він також є п’ятим за величиною серед усіх землетрусів в історії Землі. Крім жахливих поштовхів магнітудою 8,9 балів, на узбережжя Японії обрушилося потужне цунамі, яке буквально змивало будинки, людей і машини в море. Але на цьому все не закінчилося – нові поштовхи відбувалися щодня, приносячи все нові руйнування і людські втрати. І на довершення всіх цих трагедій, сталося дещо зовсім незвичайне – пожежа на атомній електростанції. Через землетрус, системи охолодження на декількох АЕС вийшли з ладу, і 12 березня на станції Фукусіма-1 прогримів вибух і почалась пожежа. В результаті землетрусу в Японії вісь обертання землі змістилася на 15 см, а час доби зменшилася на 1,6 мікросекунди. Японський острів Хонсю перемістився на 2,4 метра.