- •Лекция 1 Краткая история экологии. Определение и содержание
- •Строение биосферы. Живое, косное и биокосное вещество.
- •Лекция 2
- •Три основных направления в биоэкологии
- •Иерархия биосистем
- •Лекция 2 Популяции.
- •Лекция 3
- •Сообщество, абиотическая среда и биогеоценоз.
- •Соотношение понятий «биоценоз» и «сообщество», «биогеоценоз» и «экосистема».
- •Экологическая система.
- •Лекция 4 Энергия в экосистемах.
- •Лекция 5 Трофические цепи и уровни.
- •Лекция 6 Экологический смысл фотосинтеза.
- •Перенос энергии и вещества по пищевым цепям.
- •Солнечная энергия
- •Структура и основные компоненты экосистем.
- •Лекция 6 Свойства экологических систем.
- •Закономерности функционирования экосистем.
- •Лекция 7 Гомеостаз экосистемы.
- •Лекция 8 Популяционный анализ.
- •Лекция 9 Образование и разложение органических веществ. (Фотосинтез, дыхание, транспирация)
- •Основные закономерности водопотребления растениями.
- •Развитие экосистем.
- •Лекция 10 Искусственные экосистемы.
- •Лекция 11 Экологические факторы.
- •Лекция 12 Экологическая пластичность.
- •Лимитирующие факторы.
- •Обобщающая концепция лимитирующих факторов.
- •Лекция 13 Примеры лимитирующих факторов.
- •Закон конкурентного исключения
- •Основной закон экологии.
- •Лекция 14 Виды и методы экологических исследований
- •Моделирование экосистем.
- •Лекция 15 Основные экологические системы
- •Лекция 16 Систематика растений
- •Методы исследования в систематике.
- •Понятие о виде.
- •Лекция 17
- •Лекция 18 Основы климатологии
- •Лекция 19 Основы почвоведения. Роль почвы в биосферных процессах
- •Основы почвоведения
- •Роль почвы в биосферных процессах
- •Лекция 21 Основные понятия системной экологии
- •Общие свойства систем
- •Понятие о причинных связях
- •Причинные связи
- •Система «природа человек»
- •Система «чэбс»
- •Лекция 22 Основы биогеохимии
- •Лекция 23 Биогеохимический круговорот вещества и связанные с ним формы удержания, перераспределения и накопления энергии
- •Биогеохимический круговорот вещества
- •Биогеохимические круговороты основных биогенных элементов и их нарушение человеком Биогеохимические циклы отдельных элементов.
- •Круговорот второстепенных элементов
- •Возвращение веществ в круговорот
- •Поток энергии
- •Лекция 24 Экология человека и проблемы экоразвития
- •Экология и здоровье человека.
- •Влияние природно-экологических факторов на здоровье человека
- •Влияние социально-экологических факторов на здоровье человека
- •Гигиена и здоровье человека
- •Взаимодействие человека с окружающей средой
- •Факторы, источники и последствия экологической опасности
- •Технологический кризис
- •Глобальный кризис
- •Лекция 25 Экологическое нормирование
- •Лекция 26 Глобальные и региональные экологические проблемы
- •1.Глобальные экологические проблемы
- •1.1 Глобальное потепление
- •1.2 Озоновый кризис
- •1.3 Загрязнения морей и мирового океана
- •1.4 Опустынивание
- •2. Региональные экологические проблемы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •1. Влияние атмосферных загрязнений на окружающую среду и здоровье человека
- •2. Парниковый эффект
- •3. Кислотные дожди.
- •4. Разрушение озонового слоя.
- •5.Системный анализ.
- •6. Методы исследования.
- •7.Заключение.
- •6. Список литературы.
- •Введение
- •Эксплуатация биологических ресурсов.
- •Заключение
- •Библиографический список
Лекция 21 Основные понятия системной экологии
Практически все явления в природе, обществе происходят в тех или иных системах. Например, в системе циркуляции атмосферы возникают явления погоды. До недавнего времени основным подходом в науке было выделение изучаемого элемента из системы, «очищение» его от посторонних влияний, чтобы «в чистом виде» изучить связь конкретного воздействия с конкретным результатом. Знания, полученные на основе такой редукции, использовались потом для конструирования систем. Такой подход характерен для химии, физики, биологии и др. естественных наук.
В экологии основным объектом изучения являются экосистемы, принадлежащие к системам высокого уровня сложности. Их описание, анализ изменений, закономерности развития до сих пор не могут быть сделаны с математической точностью. Лишь самые общие тенденции, закономерности, практически не отражающие внутреннюю структуру сложных систем, доступны формализации и исследованию на моделях.
Так как понятие система лежит в основе экологии, то в изучении экологии необходим системный подход, то есть рассмотрение различных систем.
Согласно общей теории систем система - это реальная или мыслимая совокупность частей, целостные свойства которой определяются взаимодействием между частями (элементами) системы.
Обычно систему определяют как совокупность объектов, объединенных некоторой формой регулярного взаимодействия или взаимозависимости для выполнения заданной функции.
В материальном мире существуют определенные иерархии систем. Они служат основой системологии. Все многообразие нашего мира можно представить в виде трех последовательно возникших иерархий. Это основная, природная, физико-химико-биологическая иерархия и побочные, возникшие на ее основе, социальная и техническая иерархии. Существование последних влияет на основную иерархию. Объединение систем из разных иерархий приводит к «смешанным!» классам систем. Так, объединение систем из физико-химической части иерархии с живыми системами биологической части иерархии приводит к смешанному классу систем, называемых экологическими. А объединение систем из социальной и технической иерархий приводит к классу хозяйственных или технико-экономических систем.
Общие свойства систем
Всем системам присущи некоторые общие свойства.
1. Каждая система имеет определенную структуру. Структурная упорядоченность сама по себе не определяет организацию системы. Систему можно назвать организованной, если ее существование либо необходимо для поддержания некоторой функциональной (выполняющей определенную работу) структуры, либо, напротив, зависит от деятельности такой структуры.
2. Согласно принципу необходимого разнообразия система не может состоять из идентичных элементов, лишенных индивидуальности, нижний предел разнообразия - не менее двух элементов, верхний - бесконечность. Разнообразие - важнейшая информационная характеристика системы. Оно отличается от числа разновидностей элементов и может быть измерено.
3. Свойства системы невозможно постичь лишь на основании свойств ее частей. Решающее значение имеет именно взаимодействие между элементами. Изучая по отдельности некоторые формы грибов и водорослей, нельзя предсказать существование их симбиоза в виде лишайника. Совместное действие двух или более различных факторов на организм почти всегда отличается от суммы их раздельных эффектов. Степень несводимости свойств системы к сумме свойств отдельных элементов, из которых она состоит, определяет эмерджентность системы.
4. Выделение системы делит ее мир на две части - саму систему и ее среду. В зависимости от наличия (отсутствия) обмена веществом, энергией и информацией со средой принципиально возможны: изолированные системы (никакой обмен невозможен); замкнутые системы (невозможен обмен веществом); открытые системы (возможен обмен веществом и энергией). Обмен энергии определяет обмен информацией. В живой природе существуют только открытые динамические системы, между внутренними элементами которых и элементами среды осуществляются переносы вещества, энергии и информации.
5. Преобладание внутренних взаимодействий в системе над внешними определяют ее способность к самосохранению. Внешнее воздействий на систему, превосходящее силу и гибкость ее внутренних взаимодействий, приводит к необратимым изменениям и гибели системы. Устойчивость динамической системы поддерживается непрерывно выполняемой ею внешней циклической работой. Для этого необходимы поток и преобразование энергии в системе. Вероятность достижения главной цели системы - самосохранения (в том числе и путем самовоспроизведения) определяется как её потенциальная эффективность.
6. Действие системы во времени называют ее поведением. Вызванное внешним фактором изменение поведения обозначают как реакцию системы, изменение реакции системы, связанное с изменением структуры и направленное на стабилизацию поведения, как ее приспособление, или адаптацию. Закрепление адаптивных изменений структуры и связей системы во времени, при котором ее потенциальная эффективность увеличивается, рассматривается как развитие, или эволюция, системы.
7. Важной особенностью эволюции сложных систем является неравномерность, отсутствие монотонности. Периоды постепенного накопления незначительных изменений иногда прерываются резкими качественными скачками, существенно меняющими свойства системы. Обычно они связаны с так называемыми точками бифуркации - раздвоением, расщеплением прежнего пути эволюции. От выбора того или иного продолжения пути в точке бифуркации очень многое зависит. Выбор в точке бифуркации может быть обусловлен случайным импульсом.
8. Любая реальная система может быть представлена в виде некоторого материального подобия или знакового образа, т. е. соответственно аналоговой или знаковой моделью системы. Моделирование неизбежно сопровождается некоторым упрощением и формализацией взаимосвязей в системе. Эта формализация может быть осуществлена в виде логических и/или математических отношений.