- •Раздел 1. Общая экология 2
- •Раздел 2. Социальная экология. Содержание и причины
- •Раздел 3. Загрязнения и рациональное природопользование 66
- •Раздел 1. Общая экология Лекция 1. Экология как наука
- •Этапы развития экологии как естественнонаучной дисциплины
- •II. Социальная экология как наука о взаимодействии общества с природной средой
- •III. Задачи общей экологии
- •Вопросы и задания
- •Лекция 2. Структура экосистем
- •I. Абиотические факторы
- •II. Биотические факторы
- •III. Антропогенные факторы
- •Вопросы и задания
- •Лекция 3. Функционирование экосистем
- •I. Пищевая цепь и типы питания
- •II.Экологические пирамиды
- •III. Продуктивность экосистем
- •Вопросы и задания
- •Лекция 4. Эволюция экосистем
- •I. Закон сукцессии
- •Коэволюция в экосистемах
- •Вопросы и задания
- •I. Естественные экосистемы Земли
- •II. Социоприродные экосистемы
- •Вопросы и задания
- •Лекция 6. Экология популяций
- •I. Показатели состояния популяции
- •II. Динамика роста численности популяции
- •Экологические стратегии выживания
- •Вопросы и задания
- •Лекция 7. Понятие биосферы
- •I. Учение Вернадского о биосфере
- •II. Круговорот веществ в биосфере
- •III. Эволюция биосферы и ноосфера
- •Вопросы и задания
- •II. Методы социальной экологии
- •III. Законы социальной экологии
- •IV.Экологическая ниша человека
- •Вопросы и задания
- •Лекция 9. История взаимодействия общества с природой
- •I. Общество непосредственного единства с природой
- •II. Охотничье-собирательское общество
- •III. Земледельческо-скотоводческое общество
- •IV. Индустриальное общество
- •Вопросы и задания
- •Лекция 10. Глобальный экологический кризис: содержание и причины
- •I. Научно-техническая революция и глобальный экологический кризис
- •II. Причины глобального экологического кризиса
- •Вопросы и задания
- •Лекция 11. Глобальные проблемы современности, связанные с экологическим кризисом
- •Вопросы и задания
- •Лекция 12. Экологические аспекты демографической проблемы
- •Некоторые демографические показатели
- •Демографические отличия между странами Севера и Юга
- •III. Современная демографическая ситуация в Российской Федерации
- •Вопросы и задания
- •Лекция 13. Экологические аспекты продовольственной проблемы
- •Вопросы и задания
- •Лекция 14. Энергетическая проблема и истощение природных ресурсов
- •I. Энергетическая проблема
- •II. Проблема исчерпания полезных ископаемых
- •Вопросы и задания
- •Лекция 15. Некоторые аспекты глобальной экологии
- •Проблема разрушения озонового слоя
- •«Парниковый эффект» или перегрев планеты
- •Проблема кислотных дождей
- •Вопросы и задания
- •Раздел 3. Загрязнение и рациональное природопользование Лекция 16. Глобальные модели будущего и «пределы роста»
- •I. Глобальное моделирование
- •II. Концепция устойчивого развития
- •Вопросы и задания
- •Лекция 17. Некоторые аспекты экологии человека
- •Понятие здоровья и комфортности окружающей среды
- •II. Гигиена здоровья
- •Вопросы и задания
- •Лекция 18. Загрязнение как основная тенденция экологического кризиса
- •Загрязнение гидросферы
- •Загрязнение литосферы
- •III. Загрязнение атмосферы
- •Вопросы и задания
- •Лекция 19. Охрана окружающей среды: снижение загрязнения
- •Экологический мониторинг
- •II. Охрана гидросферы
- •III. Охрана литосферы
- •IV. Охрана атмосферы
- •Вопросы и задания
- •Лекция 20. Охрана окружающей среды: сохранение биоразнообразия
- •Уровни биоразнообразия
- •II. Уровни защиты биоразнообразия
- •Вопросы и задания
- •Лекция 21. Экологизация культуры
- •Экологическое сознание
- •Экологическая культура и экологическое воспитание
- •Вопросы и задания
- •10.«Прекрасное – манифестация сокровенных законов природы; без его возникновения они навсегда остались бы сокрытыми» (и.В. Гете). Список литературы ко всему курсу Основная литература:
- •Дополнительная литература:
- •Словарь терминов
Вопросы и задания
1. Почему в живой природе необходимы автотрофы и гетеротрофы; продуценты, консументы и редуценты?
2. Каково энергетическое значение трофических цепей? Почему природа строит пищевые сети?
3. Что такое экологическая пирамида?
4. Что такое продукция пищевой цепи? Кем она создается? На что тратится?
5. Почему энергетическая эффективность экосистем существенно ниже машин, созданных человеком?
Лекция 4. Эволюция экосистем
I. Закон сукцессии
В масштабах времени экосистемы не остаются неизменными, они меняются по определенным законам и эти изменения называются сукцессией. Так, в умеренном поясе непроточное озеро через сотню-тысячу лет заболачивается, болото постепенно превращается в луг, луг, зарастая кустарником, березой и осиной, становится смешанным или лиственным лесом – дубравой. Листопадный лес – зрелое сообщество суши умеренной зоны, которое может существовать намного дольше, чем предшествующие ей стадии. Сукцессия – это последовательное смена сообществ, преемственно возникающая на одной и той же территории (биотопе) под влиянием внутренних причин. Сукцессия происходит в результате изменения физической среды под действием сообщества, т.е. контролируется им. Замещение видов в экосистемах вызывается тем, что популяции, стремясь модифицировать окружающую среду, создают условия, благоприятные для других популяций; это продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие между биотическими и абиотическими компонентами. Такое равновесное сообщество называется зрелым, или климаксным.
Сукцессия в энергетическом смысле связана с фундаментальным сдвигом потока энергии в сторону увеличения количества энергии, направленной на поддержание системы. Сукцессия состоит из стадий роста, стабилизации и климакса. Их можно различать на основе критерия продуктивности: на первой стадии продукция растет до максимума, на второй остается постоянной, на третьей уменьшается до нуля по мере деградации системы. Посмотрим, каковы различия между растущими и зрелыми сообществами в одной и той же зоне (табл. 2).
Таблица 2. Различия между растущими и зрелыми экосистемами
Показатель |
Растущая экосистема |
Зрелая экосистема |
Урожай |
Высокий |
Низкий |
Видовое разнообразие |
Мало |
Велико |
Структурное разнообразие |
Слабо организовано |
Хорошо организовано |
Специализация по нишам |
Широкая |
Узкая |
Размеры организма |
Небольшие |
Крупные |
Жизненные циклы |
Короткие и простые |
Длинные и сложные |
Скорость обмена биогенных веществ между организмом и средой |
Высокая |
Низкая |
Давление отбора |
На быстрый рост |
На регуляцию обратной связи |
Внутренний симбиоз |
Не развит |
Развит |
Сохранение биогенных веществ |
С потерями |
Полное |
Стабильность |
Низкая |
Высокая |
Энтропия |
Высокая |
Низкая |
Информация |
Мало |
Много |
Экосистема стремится создать максимально разнообразное сообщество при данных ресурсах. В тропической зоне – это влажный тропический лес (или саванна, если мало воды), в умеренной зоне – это листопадный лес (или степь, если мало воды), в зоне резко континентального климата – это хвойный лес (тайга), в экстремальной зоне – это тундра, т.е. при благоприятных условиях природа стремится покрыть сушу лесами, так как лес – разноярусная среда, где может обитать максимальное количество видов. Первое вмешательство человека в природу – вырубка лесов, которая началась в результате неолитической революции, стала началом глобального экологического кризиса продуцентов. Стратегия экосистем – «наибольшая защита», стратегия человека – «максимум продукции». Общество стремится получить с осваиваемой территории максимальный урожай и для осуществления своей цели создает искусственные экосистемы, а также замедляет развитие экосистем на ранних стадиях сукцессии, на которых можно собрать максимальный урожай. Сами же экосистемы стремятся развиваться в направлении достижения максимальной стабильности. Для поддержания максимального энергетического выхода, быстрого роста и достижения высокой стабильности природным системам необходима низкая эффективность. Обращая развитие экосистем вспять и приводя их тем самым в неустойчивое состояние, человек вынужден поддерживать «порядок» в экосистемах и затраты на это могут превысить выгоду, получаемую при переводе экосистемы в нестабильное состояние. Любое повышение человеком эффективности экосистемы приводит к повышению затрат на ее поддержание вплоть до какого-то предела, когда дальнейшее повышение эффективности невыгодно из-за слишком большого роста затрат. Необходимо, таким образом, достижение не максимального, а оптимального КПД экосистем, с тем, чтобы повышение их продуктивности не приводило к потере стабильности, и результат оказывался экономически оправданным.
Естественная сукцессия, о которой говорилось в начале данной лекции, является первичной сукцессией. Она происходит на первично свободном субстрате: на склоне после оползня или обвала, на отмели при отступлении моря, на обнаженных эоловых песках пустыни, на песчаной дюне и т.п. Классическим примерами первичной сукцессии в России являются зарастание еловым лесом северных территорий. Вначале здесь формируются березняки и осинники, но в конкурентной борьбе они проигрывают ели и через 100-120 лет образуется климаксная стадия сукцессии – ельник.
Вторичная (антропогенная) сукцессия является следствием деятельности человека и происходит быстрее первичной. Она возникает на вырубках и после пожаров в лесу, при рекультивации в местах добычи полезных ископаемых, на пастбищах при перевыпасе, в рекреационных зонах, а также как цветение пресных водоемов из-за избыточного стока удобрений с полей.
Сукцессии разномасштабны и иерархичны: они происходят не только на обширных территориях суши, но на стволах деревьев и в пнях, не только в океанах, но в лужах и прудах.