Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Экологические основы природопользования. Учебное пособие для СПО

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 115 6 7 8 9 10 11 > Следующая >>>



уменьшением численности хищников, врагов ит.п. После того какчисленность популяции превысит эту новую, более высокую емкость системы, смертность впопуляции резко увеличивается, иразмеры популяции значительно сокращаются.

Отдельные виды с определенной периодичностью (через каждые 3–4 года, 10–11 лет илидругие промежутки времени) резко увеличивают число особей, что затем сопровождается таким же резким падением численности популяции. Данные виды образуют популяции сциклическим ростом их численности. Как правило, это связано спериодической активностью Солнца.



Межвидовые взаимоотношения между отдельными компонентами экосистем отличаются относительной «свободой» ипластичностью. Виды всоставе конкретных экосистем могут замещаться другими видами, сходными поэкологическим характеристикам. Соответственно изменениям видового состава экосистем меняются направленность иинтенсивность потоков веществ и энергии. Экосистемы непрерывно изменяются и развиваются под влиянием многих внешних и внутренних факторов. Динамичность— одно из фундаментальных свойств биологических систем, отражающее зависимость откомплекса абиотических факторов иадаптивный ответ наих изменения. Развитие экосистем может носить циклический и поступательный характер. В первом случае говорят осуточной, сезонной игодовой динамике, во втором— об экологической сукцессии.

Суточная исезонная динамика экосистем.

Одной изхарактерных особенностей экосистем является их суточная, сезонная и годовая динамика. В каждой экосистеме есть группы организмов, активность которых выпадает наразное время суток. Одни активны вночное время иднем скрываются вкаких-либо убежищах, другие, наоборот, активны всветлое время суток. Врезультате всоставе исоотношении видов вэкосистеме происходят закономерные циклические изменения, так какотдельные организмы наопределенное время изнего выключаются. Изменения суточной активности могут иметь каквнутренние причины, так ивнешние. Например, большинство дневных бабочек активны днем потому, что опыляемые ими растения раскрывают свои цветки в светлое время суток. В ночное время раскрывают цветки другие виды растений, опыляемые ночными бабочками.

-41-



Вдругих случаях активность экосистем определяется внешними поотношению кней факторами. Так,впустынях всамое жаркое время суток наблюдается резкий спад активности большинства видов, втом числе идневных. Разделение периодов активности во времени дает экосистемам несколько важных преимуществ. Во-первых, оно снижает уровень прямой конкуренции, что позволяет существовать наодной территории нескольким видам, потребляющим одинаковые ресурсы. Во-вторых, оно способствует более полному использованию ресурсов среды. В-третьих, повышает биологическое разнообразие иприводит кусложнению иповышению устойчивости экосистем.

Сезонные изменения затрагивают более фундаментальные характеристики экосистем. В первую очередь это касается их видового состава. Внеблагоприятные сезоны года ряд видов мигрирует в районы с лучшими условиями существования, например перелетные птицы инекоторые виды антилоп иоленей. Другие виды переносят неблагоприятные условия в состоянии временного физиологического покоя (пониженной жизнедеятельности): спячка умлекопитающих, оцепенение упресмыкающихся иземноводных, диапауза унасекомых иинцистирование у микроорганизмов. Растительные сообщества также претерпевают определенные изменения: листопад, засыхание травянистой растительности, изменение биомассы и интенсивности фотосинтеза и др. В наибольшей степени сезонные ритмы выражены в умеренной климатической зоне.

Суточные исезонные изменения незатрагивают принципиальных параметров экосистем. Они касаются количественных изменений, не влияя на качественные характеристики экосистем. Однако динамика экосистем может иметь принципиально иной характер: подвлиянием комплекса факторов может происходить последовательная смена сообществ.

Экологические сукцессии.

Экологической сукцессией (от лат. successio— преемственность) называется последовательная смена одного сообщества живых организмов другим, образующая цепь сменяющих друг друга биоценозов— сук- цессионный ряд.

В большинстве случаев процессы сукцессии занимают годы идесятилетия, но в отдельных случаях смены сообществ могут происходить с большой скоростью (например, во временных водоемах). Они могут быть вызваны сменой климата, изменением рельефа, почвы, уровня грунтовых вод, антропогенными воздействиями наэкосистемы (вырубкой лесов, осушением болот, загрязнением водоемов ит.д.). Сукцессия

-42-



завершается формированием наиболее адаптированного (приспособленного) кданным условиям сообщества. Такое сообщество живых организмов называется климаксным. Теоретически климаксное сообщество поддерживает само себя неопределенно долго, все его компоненты уравновешены друг сдругом ис окружающей средой. Втаком сообществе в отличие отпереходных сообществ годовая продукция органических веществ равна их потреблению. Входе сукцессии водной биоклиматической зоне может образовываться несколько типов устойчивых климаксных экосистем или даже мозаика таких сообществ. Несмотря нато, что климакс, какзавершающая сукцессионный ряд стадия, является относительно стабильным состоянием экосистемы, вней происходят длительные (сотни итысячи лет) «крупномасштабные» изменения, связанные собщей эволюцией биосферы.

При рассмотрении процессов сукцессии впервую очередь изучают развитие фитоценозов— растительных сообществ. Это определяется тем, что автотрофные организмы (растения иводоросли) определяют состав и количество гетеротрофных организмов (животных, грибов инекоторых микроорганизмов). Они формируют определенный микроклимат, изменяют химический состав почвы, влажность, освещенность ит.д., создавая благоприятные условия длясуществования других видов иподготавливая почву длянового фитоценоза.

По общему характеру сукцессии подразделяются на первичные ивторичные.  начинаются наранее незаселенном инеизмененном деятельностью других организмов субстрате. Так через серию промежуточных сообществ формируются устойчивые экосистемы наскалах, песках, обрывах ит.п. В качестве примера рассмотрим образование экосистемы на скалах. Процесс начинается с поселения на скалах накипных лишайников. На этой стадии формируется комплекс видов микроскопических водорослей, простейших, некоторых насекомых и клещей, который способствует созданию первой почвы. Позднее наэтом месте поселяются другие формы лишайников инекоторые виды мхов. Вдальнейшем наобразовавшейся почве поселяются хвойные ицветковые растения, обогащается фауна.

 развиваются на субстрате, первоначально измененном деятельностью живых организмов. Такие сукцессии чаще всего носят восстановительный характер. Примером вторичных сукцессий может служить восстановление климаксного лесного биоценоза после пожара иливырубки. Втаежной зоне Евразии появление открытого пространства наместе еловых лесов резко меняет освещенность, тем-

-43-



пературу, влажность и множество других факторов. Эти изменения неблагоприятны длятаежных видов растений иживотных, иих развитие угнетается. Нахорошо освещенных, прогреваемых исухих местах формируется временное сообщество изсветолюбивых луговых трав.

Через 2–3 года поселяются кустарники исветолюбивые породы деревьев — береза, осина, ива. Одновременно формируется связанный слугово-кустарниковой растительностью комплекс животных (восновном грызуны иразличные насекомые). Примерно через 10–15 лет отначала сукцессии светолюбивые породы деревьев постепенно вытесняют кустарники, наиболее светолюбивые виды трав иобразуют лиственный лес. Под древесным пологом в условиях затенения ивысокой влажности начинается прорастание семян ели. Постепенно хвойный молодняк окончательно заглушает травянистую луговую растительность— ее сменяют мхи илесное разнотравье. Современем ель выходит напервый ярус иначинает затенять лиственные деревья. Вконце концов, кроны елей смыкаются, окончательно вытесняя светолюбивые лиственные породы, ивосстанавливается исходный тип лесного сообщества сгосподством ели. Соответственно фазам смены растительных сообществ меняется ифауна. Весь процесс отвырубки (пожара) занимает всреднем 90–150 лет.

Долговременные изменения экосистем.

В течение сотен и тысяч лет происходят крупномасштабные изменения экосистем, отражающие общий ход эволюции биосферы. Сукцессии такого масштаба охватывают целые геологические эпохи ипроисходят подвлиянием меняющихся климатических условий наЗемле, дрейфа континентов, изменения рельефа, появления новых видов растений и животных ит.д. Приэтом смена флоры и фауны начинается сперестройки внутренних связей уже сложившихся ифункционирующих экосистем. Примером таких изменений может служить смена сообществ животных ирастений помере отступления ледников после крупных оледенений.

Равновесие экосистем.

Равновесие экосистемы определяется равновесием составляющих ее популяций, а именно стабильным соотношением численностей видов, слагающих экосистему. Видовое разнообразие обеспечивает ее стабильность.

При незначительных изменениях условий среды и структуры экосистем происходят обратимые изменения численности отдельных видов, трофических идругих связей. Приэтом принципиальная структу-

-44-



ра биоценоза неменяется ибыстро достигается состояние равновесия. Вболее илименее стабильных условиях биоценоз находится в состоянии динамического равновесия.

При существенном, но не постоянном изменении абиотических ибиотических условий возникают неустойчивые сменяющие друг друга сообщества, приводящие витоге квосстановлению исходного типа биоценоза.

При устойчивых и необратимых изменениях условий существования происходят направленная смена типов сообществ иформирование нового климакса. Наиболее отчетливо этот процесс прослеживается вгеологическом масштабе времени исоответствует длительным изменениям климата, рельефа, действий человека идругих факторов. Установлено, что охота человека впалеолите намамонтов стала причиной их вымирания, или, во всяком случае, существенно ускорила этот процесс. Это привело ккоренному изменению общего облика фитоценозов, поскольку мамонты, повреждая древесную икустарниковую растительность, способствовали развитию разнотравья и злаковых растений. Их исчезновение, наряду с потеплением климата, дало возможность распространения древесной икустарниковой растительности, что привело кувеличению площади лесов. Приэтом растительный покров умеренного пояса северного полушария уже вмезолите приобрел вид, близкий кего современному состоянию.

Устойчивые биологические системы складывались напротяжении тысяч идесятков тысяч лет. Впоследнее время положение резко изменилось. Втечение 100–200 лет «научно-технический взрыв» вразвитии человеческого общества привел ктому, что масштабы деятельности человека стали сопоставимыми сестественными глобальными процессами вбиосфере.

-45-

  





Среди огромного разнообразия видов живых организмов, составляющих биосферу, выдающееся место занимает вид Homo sapiens (человек разумный). Именно свидом sapiens рода Homo мы связываем понятие «человечество». Однако Homo sapiens— далеко неединственный вид человека: в ходе эволюции прямоходящих приматов (гоминид) нанашей планете появлялись (и исчезали) другие виды, которые современная наука сполным основанием считает людьми.

История антропогенеза— биологической эволюции человека— насчитывает около 2,5 млн лет, приэтом еще около 50 тыс. лет назад наЗемле сосуществовало несколько видов человека (рода Homo). Биологическая наука, располагающая ныне таким точным методом определения родства, какгенетический анализ, относит эти виды к семейству высших приматов (больших обезьян)— вместе сныне живущими шимпанзе, гориллами, орангутангами и гиббонами. Установлено, что генетически кнам наиболее близок шимпанзе: около 6млн лет назад отобщего предка разошлись эволюционные пути современных человека ишимпанзе.

Люди, т.е. животные рода Homo, появились, по современным научным данным, вВосточной Африке около 2,5 млн лет назад какответвление одного или двух видов более древнего рода обезьян Australopithecus (т.е. «южных обезьян», кслову сказать, неимеющих никакого отношения кАвстралии).

Первый представитель человеческого рода, каковым принято считать вид Homo habilis (человек умелый), начав изготовление орудий (пусть еще самых примитивных) положил начало доселе неизвестной

-46-



стратегии выживания, оказавшейся чрезвычайно эффективной. Начавшийся около 2,5 млн лет назад на африканском континенте каменный век открыл историю развития техники итехнологий, которая со временем преобразила нашу планету.

Примерно через миллион лет после этого часть древних людей, к которым относят, наряду с Homo habilis, также вид Homo erectus (человек прямоходящий), мигрировала вначале вСеверную Африку, а затем их потомки попали на евразийский континент, где и расселились. В разных климатических условиях человеческие популяции развивались далеко не одинаково, ив результате появились новые виды рода Homo. Так,Homo neanderthalensis (человек издолины Неандерталь) приспособился кхолодному климату Европы ледникового периода изакрепился не только в Европе, но ив Западной Азии. Натерритории Восточной и Юго-Восточной Азии расселились представители вида Homo erectus. Следует отметить, что этот вид оказался чрезвычайно устойчивым, просуществовав вАзии около полутора миллионов лет. Ответвлениями этого вида, скорее всего, являются обнаруженные вразное время виды Homo soloensis (человек издолины Соло наострове Ява), Homo pekinesis, илисинантроп (китайский человек), атакже найденный относительно недавно наострове Флорес карликовый вид людей, названный Homo oresiensis.

Надо сказать, что вXXIв. произошло значительное количество новых находок древних гоминид (прямоходящих приматов), в том числе ипредставителей рода Homo. Это позволило существенно прояснить реконструкцию истории антропогенеза, хотя она, конечно, еще далека отзавершения. Однако одно обстоятельство стало бесспорным: бытовавшее представление отом, что входе эволюции человека разные виды последовательно сменяли друг друга, является глубоким заблуждением. Линейная модель антропогенеза создавала ложную картину, будто бы наЗемле всегда существовал только один единственный вид человека, авсе известные (и еще неоткрытые) виды представляют собой лишь последовательные модификации современного человека.

На самом деле втечение почти 1,5 млн лет существовало одновременно несколько человеческих видов. Пока потомки древних выходцев изАфрики развивались на территории Евразии, на африканском континенте эволюция порождала новые виды Homo, вчастности, Homo rudolfensis (человек созера Рудольфа), Homo ergaster (человек работаю- щий) и, наконец, наш вид, который вбудущем получит самоназвание Homo sapiens.

-47-



По поводу истории нашего вида большинство исследователей сходятся во мнении, что уже около 150 тыс. лет назад вВосточной Африке обитал так называемый неоантроп, т.е. человек ссовременной анатомией. Удалось установить, что около 70 тыс. лет назад представители Homo sapiens мигрировали на Аравийский полуостров, откуда африканская популяция начала распространение по Евразийскому континенту.

Однако здесь они обнаружили другие виды людей. Итут возникает ключевой вопрос: как развивалось и чем закончилось взаимодействие между людьми разных биологических видов? Совершенно ясно одно: вскоре после появления сапиенсов вновых длясебя местах прежние их обитатели полностью вымерли. Поимеющимся данным последние представители Homo erectus жили около 50 тыс. лет назад. Примерно через 20 тыс. лет ушел в небытие Homo neanderthalensis. Последние представители Homo oresiensis продержались в относительной изоляции насвоем острове еще около 8 тыс. лет.

Что произошло? Каким образом появление сапиенсов привело кстоль печальному исходу длянескольких видов человека? Как установлено современной наукой, между сапиенсами и неандертальцами, которые оказались генетически совместимыми, происходило скрещивание. Результаты проведенного в 2010 г. анализа генома Homo neanderthalensis оказались сенсационными: оказалось, что 4 % генов жителей Европы унаследованы отнеандертальцев. Буквально через несколько месяцев последовало еще одно удивительное открытие: анализ окаменелой фаланги пальца, найденного при раскопках в Денисовой пещере (вСибири), показал, что он принадлежит ранее неизвестному виду человека, который назвали Homo denisova. Так вот 6% уникальных генов денисовского человека входят всостав генома жителей Меланезии иаборигенов Австралии.

Тем не менее, факт есть факт: появление Homo sapiens привело куничтожению, по крайней мере, пяти других видов человека. Поповоду того, какипочему это произошло, существует несколько взаимоисключающих гипотез, ведутся острые, бескомпромиссные дискуссии, нодополной ясности еще далеко.

Остается констатировать факт, который будет постоянно сопровождать историю человеческого вида: так повелось, что Homo sapiens в своей жизнедеятельности стал сокращать разнообразие биосферы. Сегодня это обстоятельство ставит под угрозу существование самого рода Homo.

-48-









Итак, человеческий род существует нанашей планете около 2,5млн лет, нопоследние 30 тыс. лет он представлен единственным видом. Поскольку экология изучает взаимодействие живых организмов между собой исо средой своего обитания, зададимся вопросом: каким был экологический статус доисторического человека, какую экологическую нишу он занимал?

Надо прямо сказать, что напротяжении более 2 млн лет множество поколений людей никак не выделялись среди миллионов других живых существ, скоторыми они разделяли среду своего обитания. Впищевой пирамиде, которая составляет основу взаимодействия живых организмов, род Homo занимал отнюдь не верхнее, а что ни наесть среднее положение. ИвАфрике, ивЕвразии малочисленные популяции всех видов людей, живя впостоянном страхе перед большинством хищников, существовали восновном засчет растительной пищи, ловли насекомых имелких животных. Белковую пищу они получали восновном ввиде падали, оставленной более сильными ибыстрыми хищниками, гиенами ишакалами.

Каменные орудия, которые оставались неизменными в течение многих тысячелетий, использовались впервую очередь длятого, чтобы разбивать кости иизвлекать изних костный мозг. Некоторые современные антропологи небез оснований считают, что таковой ибыла 2млн лет экологическая ниша человека, ивгенетической памяти, даивпсихологии современного человека она оставила свой след.

Только 400 тыс. лет назад люди стали регулярно охотиться накрупных животных, итолько впоследние 70 лет Homo sapiens небывало быстро «забрался» на вершину трофической пирамиды. Этот стре мительный прыжок «из грязи в князи» также наложил свой отпечаток на психологию неоантропа.

Следует отметить, что решающую роль в этом процессе сыграли технологии того времени (каменного века), втом числе огонь, которым человек стал постоянно пользоваться последние 300 тыс. лет. Рядсовременных ученых напрямую связывают использование огня (для приготовления пищи) стакими серьезными анатомическими ифизиологическими изменениями, как сокращение длины кишечника, уменьшение размеров зубов иувеличение размера мозга.

Однако взглянем и «на оборотную сторону медали»: революция вобласти технологий, как выясняется, заложила первооснову тех проблем, которые сегодня оборачиваются угрозой выживанию человече-

-49-



ства. Именно созданная современным человеком среда обитания, которую мы называем техносферой, стала источником самых разнообразных проблем, несущих опасность для его здоровья, жизни и самого существования вида. Как это могло случиться счеловеком разумным?

Ключевое место в истории человечества занимают три события поистине революционного масштаба. Примерно 70 тыс. лет назад состоялась когнитивная революция, обусловленная феноменом возникновения речи. Около 12 тыс. лет назад произошла аграрная революция, связанная спереходом отсобирательства иохоты кпроизводству продуктов питания. Наконец, менее 500 лет назад человечество совершило научную революцию.

Когнитивной революцией современная наука называет появление уHomo sapiens новых способностей вмышлении иобщении. Принято счи- тать, что эти способности были порождены, вобщем-то, случайной генетической мутацией, но«толчком» послужили новые возможности голосового аппарата, позволившие состояться феномену человеческой речи. Вобиход информационного обмена Homo sapiens вошли разно образные абстрактные понятия, т.е. нематериальные объекты, существующие только вмышлении иобщении. Благодаря этому стало возможным нетолько моделировать окружающий мир и обмениваться результатами моделирования, ноиоперировать гипотетическими конструкциями. Тем самым были заложены необходимые условия для становления и мифологии, ирелигии, игипотетико-дедуктивного метода науки.

Считается, что именно когнитивная революция позволила Homo sapiens благодаря совместным действиям большими группами выиграть конкуренцию у других видов рода Homo ив конечном итоге отправить их внебытие. После когнитивной революции сапиенсы стали уже сознательно корректировать свое поведение ипередавать навыки следующим поколениям, в том числе в частиизготовления все более разнообразных орудий, совершенствования техники охоты ит.д. Продуктом когнитивной революции стали зачатки феномена, который принято называть культурой вшироком смысле слова.

На волне когнитивной революции сапиенсы расселились по всем континентам Земли. Примерно 40 тыс. лет назад состровов теперешней Индонезии, разделенных узкими проливами, они добрались доАвстралии. Наконец около 16 тыс. лет назад первые группы людей перебрались изсеверо-восточной Сибири наАляску. Прошло менее двух тысячелетий, идостигли уже южной оконечности Американского континента! Это победное шествие показало поразительную изобретательность нашего вида иего уникальную способность кадаптации.

-50-

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 115 6 7 8 9 10 11 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]