2. Понятие и классификация природных ресурсов
Под природными ресурсами понимают природные объекты, которые используются человеком и способствуют созданию материальных благ.
К ним относятся: солнечный свет, вода, воздух, почва, растения, животные, полезные ископаемые и все остальное, что не создано человеком, но без чего он не может существовать ни как живое существо, ни как производитель.
Природные ресурсы используются в качестве:
непосредсвенных предметов потребления (питьевая вода, кислород воздуха, дикорастущие съедобные и лекарственные растения, рыба и т.д.);
средств труда, с помощью которых осуществляется общественное производство (земля, водные пути и т.д.);
предметов труда, из которых производятся все изделия (древесина, минералы и т.д.);
источников энергии (гидроэнергия, запасы горючих ископаемых, солнечные батареи и др.).
Кроме этого природные ресурсы используются для отдыха, оздоровления людей.
Вся жизнь и деятельность человека, территориальное расселение и размещение производственных сил зависит от количества и местоположения природных ресурсов.
Надолго ли хватит природных ресурсов? Точно и однозначно ответить невозможно, поскольку:
идет разведка и открытие новых месторождений полезных ископаемых;
все шире используются биологические и минеральные богатства морей и океанов;
совершенствуется технология добычи и переработки природных ресурсов, благодаря чему замедляются темпы роста их потребления по сравнению с темпами роста процесса производства продукции;
в процесс производства вовлекаются ранее неиспользовавшиеся природные ресурсы (н-р нефть и алюминий используются 200 лет, ядерное топливо около 50 лет).
Классификация природных ресурсов
В основу классификации положено три признака: по источникам происхождения, по использованию в производстве и по степени истощаемости ресурсов (Протасов, 1985).
По источникам происхождения ресурсы подразделяются на биологические, минеральные и энергетические.
Биологические ресурсы — это все живые средообразующие компоненты биосферы: продуценты, консументы и редуценты с заключенным в них генетическим материалом (Реймерс, 1990). Они являются источниками получения людьми материальных и духовных благ. К ним относятся промысловые объекты, культурные растения, домашние животные, живописные ландшафты, микроорганизмы, т. е. сюда относятся растительные ресурсы, ресурсы животного мира и др. Особое значение имеют генетические ресурсы.
Минеральные ресурсы — это все пригодные для употребления вещественные составляющие литосферы, используемые в хозяйстве как минеральное сырье или источники энергии. Минеральное сырье может быть рудным, если из него извлекаются металлы, нерудным, если извлекаются неметаллические компоненты (фосфор и т. д.) или используются как строительные материалы.
Если же минеральные богатства используются как топливо (уголь, нефть, газ, горючие сланцы, торф, древесина, атомная энергия) и одновременно как источник энергии в двигателях для получения пара и электричества, то их называют топливно-энергетическими ресурсами.
Энергетическими ресурсами называют совокупность энергии Солнца и космоса, атомно-энергетических, топливно-энергетических, термальных и других источников энергии.
Второй признак, по которому классифицируют ресурсы, — использованию их в производстве. Сюда относятся следующие ресурсы:
- земельный фонд – все земли в пределах страны и мира, входящие ни своему назначению в следующие категории: сельскохозяйственные, населенных пунктов, несельскохозяйственного назначения (промышленности, транспорта, горных выработок и т. п.). Мировой земельный фонд — 13,4 млрд га.
— лесной фонд — часть земельного фонда Земли, на которой произрастает или может произрастать лес, выделенный для ведения сельского хозяйства и организации особо охраняемых природных территорий; он является частью биологических ресурсов;
— водные ресурсы — количество подземных и поверхностных вод, которые могут быть использованы для различных целей в хозяйстве (особое значение имеют ресурсы пресных вод, основным источником которых являются речные воды);
— гидроэнергетические ресурсы — те, которые способна дать река, приливно-отливная деятельность океана и т. п.;
—ресурсы фауны — количество обитателей вод, лесов, отмелей, которые может использовать человек, не нарушая экологического равновесия;
— полезные ископаемые (рудные, нерудные, топливно-энергетические ресурсы) — природное скопление минералов в земной коре, которое может быть использовано в хозяйстве, а скопление полезных ископаемых образует их месторождения, запасы которых должны иметь промышленное значение.
С природоохранной точки зрения важное значение имеет классификация ресурсов по третьему признаку — по степени истощаемости. Истощение природных ресурсов с экологических позиций — это несоответствие между безопасными нормами изъятия природного ресурса из природных систем и недр и потребностями человечества (страны, региона, предприятия и т. д.). На рис. приводится схема классификации по степе ни истощаемости.
Неисчерпаемые (неистощимые) ресурсы - количественно неиссякаемая часть природных ресурсов (солнечная энергия, морские приливы, текущая вода, ветер); иногда сюда относят атмосферу и гидросферу, хотя при значительных загрязнениях антропогенными токсикантами они могут переходить в категорию исчерпаемых (возобновимых).
Исчерпаемые ресурсы — ресурсы, количество которых неуклонно уменьшается по мере их добычи или изъятия из природной среды. Они в свою очередь делятся: на возобновляемые и невозобновляемые.
Невозобновляемые ресурсы – это ресурсы, которые совершенно не восстанавливаются или восстанавливаются во много раз медленнее, чем используются человеком (полезные ископаемые).
Возобновляемые ресурсы – это ресурсы, способные к восстановлению через размножение или другие природные циклы (выпадение в осадок) за сроки, соизмеримые со сроками их потребления. К ним относятся: чистый воздух, пресная вода, плодородная почва, растительность, животный мир растительность, животный мир и некоторые минеральные ресурсы осаждающиеся на дно озер и морских лагун.
К относительно возобновляемым ресурсам относят почву и лесные ресурсы, которые обладают способностью к самовосстановлению, но процесс этот идет в течение многих десятилетий и даже столетий.
Часто бывает очень трудно провести границу между возобновляемыми и невозобновляемыми ресурсами. Так, например, растения и животные, если их использовать расточительно, не заботясь о последствиях, могут исчезнуть с лица Земли. Следовательно, в этом плане их можно отнести к невозобновляемым ресурсам. С другой стороны, растительный и животный мир обладает способностью к самовоспроизведению и при разумном использовании может быть сохранен. Солнце когда-нибудь прекратит свое существование, и, следовательно, этот природный ресурс исчерпаем, но по сравнению с нашими потребностями и временем существования это неисчерпаемый ресурс.
То есть, во многих случаях возобновимость или невозобновимость природных ресурсов определяется отношением к ним человека.
Основной принцип охраны природных ресурсов заключается в их рациональном, экономном использовании и воспроизводстве (по возможности).
Кроме агроценозов, искусственные экосистемы создаются для жизни и работы человека в космическом пространстве (а также в противоатомных убежищах). Для длительного поддержания существования человека необходима замкнутая система жизнеобеспечения, подобная биоценозу.
Примерный состав системы жизнеобеспечения, способной функционировать длительное время, таков: человек, автотрофные организмы, гетеротрофные организмы (для животной пищи человека), звено минерализации и утилизации отходов. В настоящий момент идет экспериментальный поиск организмов, пригодных для создания искусственных экосистем. Пока в качестве автотрофов предполагают использовать тропические корнеплоды (батат и др.), а гетеротрофов — некоторых всеядных рыб, а также птиц.
С технической точки зрения искусственная экосистема должна состоять из следующих компонентов:
1) звено регенерации воды и газовой среды (для поддержания состава кислорода в воздухе, удаления углекислого газа, а также токсичных веществ, обогащения и регенерации воды, выделяемой организмами, и санитарно-гигиенической воды);
2) звено обеспечения пищей и синтеза пищевых продуктов;
3) звено удаления и утилизации отходов жизнедеятельности (сбор отходов, их переработка, очищение от запахов);
4) устройства конденсирования влаги из газовой среды;
5) санитарно-гигиенические устройства.
К настоящему времени не удалось создать искусственную экосистему, способную обеспечить жизнь человека в течение длительного времени. Таким образом, космические полеты к другим планетам и звездным системам пока невозможны.
Общая экология Лекция 24
Миграции и расселение организмов. Экологическая ниша и специализация вида. Принцип Гаузе. Экологические эквиваленты.
Каждый вид формирует свою зону жизнедеятельности в процессе эволюции, выбирает оптимальные условия существования по различным параметрам, чтобы занять определенное положение в экосистеме. Места обитания вида, т.е. физическое пространство, занимаемое видом, организмом или сообществом, можно обозначить как пространственную нишу. Функциональное положение в сообществе, в путях переработки вещества и энергии в процессе питания называют трофической нишей. А сочетание этих и других параметров принято называть экологической нишей.
Экологическая ниша — это совокупность всех факторов среды, в пределах которых возможно существование вида в природе. Экологическую нишу можно представить как часть воображаемого многомерного пространства (гиперобъема), отдельные измерения которого соответствуют факторам, необходимым для вида. Чем больше варьирует параметр (т.е. приспособленность вида к определенному экологическому фактору), тем шире экологическая ниша (она увеличивается и в случае ослабленной конкуренции). В природе встречаются как узко, так и широко специализи-рованные виды. Например, одни насекомые могут питаться многими видами растений, а другие — только определенными частями одного вида. Специализированные виды более эффективно используют свои ресурсы, но только в том случае, когда ресурс находится в неограниченном количестве. С другой стороны, они сильнее подвержены неблагоприятному воздействию экологических факторов. Виды, экологическая ниша которых широка, лучше приспосабливаются к изменениям среды, хотя могут встречаться даже в небольших количествах.
По взаимному расположению ниши подразделяются на три типа: 1) не соприкасающиеся экологические ниши; 2) соприкасающиеся, но не перекрывающиеся ниши; 3) соприкасающиеся и перекрывающиеся ниши. В последнем случае вследствие жесткой конкуренции должно последовать расхождение ниш. Этот механизм носит название принципа Гаузе — принципа соревнования-исключения. Этот принцип приводит либо к экологическому разделению близких видов, либо к уменьшению их плотности там, где они в состоянии сосуществовать, т.е. два вида не могут занимать одну экологическую нишу. В результате конкуренции происходит вытеснение одного из видов.
Организмы, занимающие несоприкасающиеся экологические ниши (в разных географических областях), называются экологическими эквивалентами. К ним относится питающиеся травой кенгуру в Австралии, бизоны в прериях Северной Америки, антилопы в саваннах Африки и т.п.; они занимают одну экологическую нишу. В некоторых случаях один и тот же вид занимает разные экологические ниши в различных местах обитания или географических районах. Например, медведь в тайге является консументом третьего порядка (всеядным животным), а в лесах Малайзии — он консумент первого порядка, т.е. травоядное животное.
В каждой экосистеме, по разным причинам, могут быть свободные экологические ниши, позволяющиеся внедряться в сообщество новым видам. Так было со случайно завезенным колорадским жуком и самостоятельно расселившейся кольчатой горлицей, заселившими большую часть Евразии.
Таким образом, преимущество видового разнообразия экосистемы заключается в повышенной стабильности, т.е. выживаемости сообщества. Можно утверждать, что чем больше генетическое разнообразие (генофонд), тем выше адаптационный потенциал экосистемы.
Сохранение видового разнообразия организмов, которое создалось в процессе длительной эволюции биосферы, является первоочередной задачей всех мероприятий по охране природы. Разнообразие жизненных форм должно считаться национальным и интернациональным сокровищем, обязательным условием сохранения экосистем и обеспечения дальнейшего существования человека.
Экосистема живет и развивается как единое целое. В природе менее
Отдельные стадии развития суксцесии принято называть серийными стадиями (или серийными экосистемами), а состояние окончательного равновесия (гомеостаза сообщества) - климаксом. Климаксовое сообщество это первобытное, не тронутое человеком, девственное сообщество, сделавшее себя максимально независимым от среды.
Климаксовые экосистемы относительно стабильны, обладают способностями к саморегулированию в течение длительного времени (по сравнению с начальной стадией). С эволюционной точки зрения достижение стабильности важнее, чем просто повышение продуктивности в изменчивых условиях существования. В свою очередь, климаксовые экосистемы могут подвергаться процессам биологического саморазрушения (то, что применительно к отдельному организму называется старением). Изменение условий, развитие новых живых существ и формирование новых взаимосвя-зей между ними, помимо действия абиотических и антропогенных факторов, могут приводить к отмиранию климаксов. На смену им приходят более молодые и, возможно, совсем иные по составу сообщества.