3.Какие зоны в зависимости от освещенности можно выделить в пресноводных водоёмах?

4.Какие зоны в зависимости от насыщенности воды кислородом можно выделить в лентических водоёмах? Поясните процессы летней и зимней стагнаций в водоёмах.

5.Какие зоны выделяют в морских экосистемах? Назовите особенности этих зон.

6.Перечислите виды загрязнения водной среды.

7.Назовите источники загрязнения природных водоёмов.

8.Какие самые распространенные и опасные загрязнители водной среды вам известны?

9.Перечислите показатели вредности и дайте их определение.

10.Что называется эффектом суммации и как в этом случае определяют безопасные концентрации загрязняющих веществ?

11.Что такое жёсткость воды? Какие виды жёсткости воды вы знаете? 12.Какие соединения обусловливают временную и постоянную жёсткость воды?

5.АНТРОПОГЕННЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ

5.1.Классификация антропогенных экосистем

Искусственные, или антропогенные, экосистемы – природные экосистемы, коренным образом преобразованные в результате человеческой деятельности или созданные человеком целенаправленно.

Примерами таких экосистем могут быть космический корабль, город, поле, засеянное пшеницей, крупный промышленный комбинат, автомагистраль и т.п. Человек, пытаясь выжить в окружающем его мире, стал изменять природные экосистемы. Более 10 тыс. лет назад он перестал быть охотником и собирателем и начал производить необходимые для выживания продукты самостоятельно. Сначала человек начал заниматься сельским хозяйством: растениеводством и животноводством, затем, чтобы облегчить себе труд, стал создавать приспособления, машины и механизмы. Для их производства понадобилось развитие промышленности. Промышленная революция началась примерно 200 лет назад. Сейчас человек создал техносферу – искусственную среду обитания, в которой изменил природные экосистемы в технические объекты, в результате чего поставил под угрозу существование всей биосферы.

46

По степени вмешательства человека в природные экосистемы различают:

а) модифицированные (природная экосистема изменилась в результате косвенного влияния человеческой деятельности);

б) трансформированные (целенаправленно измененные человеком); в) искусственные (созданные человеком).

Взависимости от вида деятельности человека различают агроценозы (сельскохозяйственные экосистемы), урбанизированные (городские) экосистемы, индустриальные (измененные в результате деятельности крупных промышленных комплексов) экосистемы и техногенные (преобразованные в результате действия крупной техники) экосистемы.

Для существования любой экосистемы требуется энергия. Природные экосистемы получают энергию от Солнца, но антропогенные системы не способны к самостоятельному пополнению энергии, поставлять энергию в антропогенные системы должен человек. В зависимости от способа получения экосистемами энергии американский эколог Ю. Одум выделил четыре типа экосистем.

1.Природные, несубсидируемые, так как получают энергию са-

мостоятельно от Солнца. Это океаны, высокогорные леса.

2.Природные, получающие энергию от других естественных ис-

точников (субсидируемые). Это прибрежные экосистемы (эстуарии), реки, дождевые леса. Кроме энергии Солнца они получают энергию приливных волн, течений, ветра, осадков.

3.Искусственные, получающие энергию от Солнца и субсиди-

руемые человеком. Это агроэкосистемы, которые получают дополнительную энергию от человека в виде энергии топлива, искусственного орошения, внесения удобрений и т.п. Если человек перестанет их субсидировать, экосистемы подвергнутся сукцессии, то есть превратятся в природные (поля зарастут сорняками, водоёмы превратятся в болота и т.п.).

4.Искусственные, существующие за счет энергии топлива, суб-

сидируемые человеком. Это индустриально-городские экосистемы. Энергия топлива затрачивается на обогрев жилища, движение машин и механизмов, освещение, нагрев сырья в металлургии, химической промышленности и т.п. Эти системы без субсидирования человеком существовать не могут.

Втабл. 5 приводится сравнительная характеристика природной

иантропогенной экосистем.

47

Таблица 5

Сравнительная характеристика природных и антропогенных экосистем

5.2. Агроэкосистемы

Главная цель создания агроценозов – рациональное использование биологических ресурсов, которые вовлечены человеком в сферу своей деятельности. Эти ресурсы человек использует как источник пищевых продуктов, технологического сырья, лекарственных средств.

К агроэкосистемам относятся сельскохозяйственные ландшафты, созданные человеком: поля, огороды, сады, парки, искусственные пастбища, цветники. В агросистемах по сравнению с природными экосистемами:

1)резко снижено разнообразие видов (вместо множества растений на поле человек выращивает одну монокультуру, уничтожает на- секомых-вредителей этой культуры, лишает привычных мест обитания животных);

2)виды животных и растений, культивируемых человеком, эволюционируют и теряют способность конкурировать с дикими видами без помощи человека;

3)получают дополнительную энергию, кроме солнечной, от человека;

4)разорван естественный круговорот веществ, так как человек изымает выращенную продукцию, не позволяя органическим остаткам

48

вернуться в экосистему. Для восполнения питательных веществ человек вынужден регулярно вносить органические и минеральные удобрения;

5) это упрощенные экосистемы, равновесие в которых поддерживается человеком, они неустойчивы, не способны к саморегуляции.

Примерами водных антропогенных экосистем служат искусственный пруд, водохранилище. Эти экосистемы также бедны видами, их населяющими. Если человек не будет поддерживать качество воды в таких водоемах, то произойдет эвтрофикация, зарастание водоема водорослями, постепенное превращение его в болото.

5.3. Городские экосистемы

Второй вид антропогенных экосистем – урбоэкосистема. Она представляет собой городской ландшафт, образованный в результате застройки природных территорий.

Российский эколог Реймерс определил урбоэкосистему как «неустойчивую природно-антропогенную систему, состоящую из архи- тектурно-строительных объектов и резко нарушенных естественных экосистем».

Урбанизация – рост и развитие городов, увеличение доли городского населения за счет оттока населения из сельской местности. Происходит рост городов, численности и плотности городского населения. В настоящее время общая площадь урбанизированных территорий превышает 20 млн км2. В крупных мегаполисах плотность населения составляет несколько десятков тысяч на 1 км2. Высокая плотность населения ведет к эпидемиям, появлению специфических болезней, связанных с загрязнением городской среды, к снижению рождаемости.

Человек создает себе искусственную среду, пытаясь улучшить условия жизни, повысить её комфортность. Это приводит к отрыву от естественной природной среды и нарушению природных экосистем.

В городских экосистемах можно выделить промышленную, селитебную и лесопарковую зоны. Промышленные зоны образуют самостоятельный вид антропогенных экосистем – индустриальные. Это территория средоточения промышленных объектов различных отраслей промышленности (металлургической, химической, машиностроительной, электронной и т.п.). Индустриальные экосистемы являются основными источниками загрязнения окружающей среды.

49

Селитебные зоны – это территория, на которой размещены жилые дома, административные здания, объекты культуры, просвещения и.т.п. Воздействие этих зон на окружающую среду выражается в отчуждении сельскохозяйственных территорий, вырубке деревьев, лишении животных привычных мест обитания, создании факторов беспокойства для диких животных (шум транспорта, освещение в ночное время), образовании большого количества коммунальных отходов.

Лесопарковая зона – это парки, скверы, лесные массивы в черте города и вокруг него, окультуренные человеком, приспособленные для массового отдыха, спорта, развлечения. Расположенные в городской черте парки, скверы, бульвары нуждаются в поддержании их в состоянии равновесия, так как в результате действия окружающей городской среды потеряли способность к автономному развитию. Территории, предназначенные для отдыха населения, называются рек-

реационными зонами.

Большую роль в антропогенных экосистемах играет транспорт и транспортные сооружения. Транспорт (автомобильный, электротранспорт, железнодорожный, речной, морской, авиационный) требует больших затрат энергии (ископаемого топлива, ядерной энергии) и является вторым после топливно-энергетического комплекса источником загрязнения окружающей среды. К транспортным сооружениям относятся автомобильные дороги, автозаправочные станции, гаражи, станции автосервиса, железнодорожные станции, ремонтные мастерские, аэродромы и т.п.

Техногенные экосистемы образовались в результате воздействия на окружающую среду крупной техники. Это карьеры, рудники, места добычи нефти и газа, места строительства автомагистралей, водохранилищ и т.п. Крупная техника разрушает верхний плодородный слой почвы, оказывает сильное давление на нижележащие слои литосферы, нарушает в них естественные обменные процессы. В результате действия крупной техники происходит перемещение больших количеств природных материалов. Это приводит к разрушению природных экосистем, нарушению мест обитания диких животных, нарушению природной гидрологической сети экосистемы, загрязнению природных экосистем. Природные экосистемы не приспособлены к действию крупной техники, поэтому процесс восстановления занимает долгие годы и часто приводит к деградации и гибели природных экосистем.

50

Лабораторная работа № 5

Антропогенные экосистемы

Цели работы: сформировать у студентов понятие об антропогенных экосистемах, выяснить их отличие от антропогенных, научить находить пути повышения устойчивости антропогенных экосистем, приближения их к природным системам.

Лабораторная работа выполняется по группам, состоящим из 2 – 3 студентов. Каждая группа получает задание по отдельному виду антропогенной экосистемы.

Предлагается рассматривать следующие экосистемы:

1.Картофельное поле.

2.Животноводческая ферма.

3.Городской квартал в «спальном» районе города.

4.Нефтеперерабатывающий завод.

5.Песчаный карьер.

6.Металлургический завод.

7.Теплоэлектростанция.

Студенты должны ответить на следующие вопросы:

1.К какому виду антропогенных систем относится выбранная ими экосистема?

2.Какие виды воздействия оказывает данная антропогенная экосистема на окружающую среду?

3.Из каких источников эта экосистема получает энергию? является ли она субсидированной?

4.Какие изменения человек произвел в данной экосистеме по сравнению с природной экосистемой? Как изменилось видовое разнообразие? Нарушились ли связи между компонентами экосистемы?

5.Какая устойчивость характерна для данной экосистемы? Какие мероприятия могут повысить устойчивость антропогенной экосистемы?

Ответы каждой группы обсуждаются всем коллективом студентов. После коллективного обсуждения студенты делают вывод о проделанной работе.

51