3 Геоэкологии:
-общая должна изучать геоэкологические процессы в литосфере, связанные с экологией;
-региональная – пространственные закономерности формирования геологических условий на определенных крупных территориях;
-специальная – методы изучения геоэкологии обстановки и восстановления техногенно-нарушенных участков геологической среды.
Геоэкология – наука об окружающей среде;
-наука о ландшафтах;
-междисциплинарное направление наук о земле (географии, геологии, биологии), которые объединяют знания о геоэкологических проблемах;
-наука о природно-социально-экономических системах.
Отличие от экологической географии в том, что у экологической географии – антропоцентрический подход (территории рассматриваются с точки зрения благополучия для человека).
Геоэкология – междисциплинарная наука, объединяющая исследование состава, строения, свойств, процессов, физического и геофизического полей окружающей среды как среды обитания человека.
Основные задачи:
-изучение изменений жизнеобеспечивающих ресурсов геосферных оболочек под влиянием природных и антропогенных факторов; их охрану, рациональное использование и контроль с целью сохранения для нынешнего и будущего поколения людей.
Геоэкология – теоретическая база природопользования;
-наука, исследующая процессы и явления, возникающие в геосистемах при достаточно продолжительном и интенсивном антропогенном воздействии на их состояние.
Фитология – наука, изучающая отношения растений в фитоценозе.
Экологическая система – составная часть геосистемы. Она [геосистема] полицентрична.
Ландшафтная экология -> геоэкология.
- наука о взаимоотношениях человека и природной среды, изучающая те процессы и явления, которые приводят к экологически значительным (существенным), с точки зрения живых организмов, антропогенным изменениям.
Объекты (предприятия, компании) и субъекты (фабрики, с/х) антропогенного воздействия и их отношения.
Предмет
Законы функционирования природных систем в условиях их антропогенного изменения.
Биосфера – замкнутая экосистема.
Исключаются вещественные каналы, существует за счет потоков энергии.
Круговорот веществ из неорганических веществ в биоту и обратно в неорганическую среду. Передается по трофическим уровням. Минерализация, деструкция и синтез органического вещества, т.е. превращение в неорганическое.
Все живые организмы используют солнечную энергию и энергию связи, а человек – энергетику.
Оптимизация хозяйства (промышленного производства)
-уменьшение выбросов в атомосферу
Главные проблемы геоэкологии:
-озоновые дыры;
-глобальное потепление;
-теоретические проблемы.
Становление экологического мировоззрения и проблемы формирования познавательных установок. 4 закона Коммонера (амер. эколог).
Фундаментальные законы геоэкологии:
-все связано со всем
-все должно куда-то деваться
-природа знает лучше
-ничто не дается даром
проф. Розенберг – противник законов.
Экологические исследования – 2,5 тыс. лет.
Китай – 8-9 вв. до н.э. Но интенсивных исследований не проводилось
I этап до 1866 г. Геккель сформулировал определение
1889 Варминг «Экологическая география растительности»
1715 работа Ван Левенгука (голландец) – изучение трофических цепей
1749 «Естественная история» 36 томов, француз, Изменчивость видов под влиянием окружающей среды
1793 г. Палас осуществил экологическое районирование территории
1837 г. – комплексное экологическое исследование Новой Земли, подробное описание
Карл Лурье – более 100 работ экологической тематики, обосновал применение методов
II этап до 1935 г. Тэ(е)нсли (система физико-химико-биологических процессов) заложил учение об экосистемах.
Период формирования факториальной экологии, аут-экологии. Изучает влияние абиотических факторов на организм на уровне особи (температура, хим.сост. и т.д.)
Закон Мечерниха-Баули – биологическая продукция зависит от совокупности абиотических факторов, а не одного (даже если он лимитирующий).
Шелфорд – закон толерантности.
Показатели зрелости экосистемы:
-в процессе сукцессии следит за тем, чтобы была замкнутость биогенных элементов;
-max эффективность использования энергии.
Развитие популяционной/демо экологии
III этап до начала 70-х гг. Одум «Основы экологии» 1971 г.
Синэкологическое исследование
Активное изучение сообществ, их формирования
Начал использоваться системный подход
Математическое, аналитическое моделирование.
Моделирование процессов популяции
1939 Клеманс, Шелфорд «биоэкология» описали концепцию - динамическую экологию.
Вернадский применил понятие биосферы
Геогенетическая миграция элементов
Сочава
Уитьлик – амер., Концепция биоразнообразия
Уменьшение видового разнообразия не всегда приводит к снижению устойчивости экосистем.
1966 г. «Биология популяции» Экологические процессы с точки зрения детерменизма (обусловленности) причинно-следственные связи.
Появились общие представления, 6 положений:
-экология – фундаментальная наука, имеющая свой терминологический аппарат;
-природа существует в равновесном состоянии;
-ведущим подходом должен быть синэкологический подход;
-главный фактор формирования сообществ – конкурентные отношения;
!- экосистемы дискретны, т.е. имеют границы;
-детерминирование взаимосвязей между компонентами экосистемы.
IV период до 1986 г.
Биг, Тоусенд «Экология особи, популяции, сообщества».
Гипотеза Геи Ломак, маргулисм. Земля – единая кибернетическая система с биологическими организмами регуляции.
Обратные связи – осуществляют процессы саморегуляции. Обязательно должны быть регуляторные центры, в неживой природе нет.
1980 Симберлов «Сукцессия парадигм в экологии». Период антитезы 6 положениям 3го периода.
-Возникают трудности в формировании ядра экологии, не выявить общие законы развития сообществ;
-В природе наблюдаются постоянные нарушения равновесных состояний;
-необходимы геоморфологические исследования;
-отказ от конкуренции как основного фактора сообществ;
-необходимость включения экосистем в их развитии.
В ходе динамики их функционирования
-превалирует концепция континуума над детерменизмом, т.е. плавный переход из одной системы в другую.
Биом – природная зона.
Экотон – природная зона между биомами
V период. До настоящего времени.
Становление системного подхода в экологии
«Порядок из хаоса (случайных событий)» - лозунг науки.
Основные парадигмы в экологии.
Как функционируют?
Какие механизмы лежат в основе
Виде идентификаторы – доминирующие в биомассе.
Идея концептуальности подхода.
Есть точки экологического максимума и экологического минимума.
Общая система представлений и понятий.
Экологический мир:
1.до 60 гг. прошлого столетия рассматривался как стабильный или стремящийся к стабильности;
2.предсказуемый благодаря своей детерминированности (определенности) между живыми организмами;
3.экологический мир находится под воздействием конкурентных взаимоотношений
4. экологический мир объективен (то, что мы видим, есть на самом деле);
5.дискретность (классификация экологических систем)
Интуиция – это быстрая обработка информации.
1.Представление о субъективности экологического мира (зависит от масштаба систем). Масштаб понимается не как свойство экологической системы как материальной системы, а как лично связан с нашими наблюдениями и анализом.
Пример, демонстрирующий субъективность, обусловленную выбранным масштабом:
Если мы изучаем природные системы на основе биосистемного подхода.
Масштаб определяется следующим уровнем организации биологических систем:
Уровни организации – биосистемный ряд (органелла –> клетка –> ткань (орган/система орагнов) –> особь –> репродуктивная группа –> популяция –> вид [самый высокий уровень]).
Экологический ряд: биогеоценоз, биогеоценотический комплекс, индивидуальный ландшафт, ландшафтная провинция, природный пояс, биогеографическая область, экосистемы суши и океана, экосистемы океана (гидробиосфера), экосистема литосферы (литобиосфера), биосфера.
2. Представление о сложности экологического мира.
Масштаб, гетерогенность (неоднородность) – важные понятия.
Субъективность ПК подразделяется на множество подпространств различных масштабов.
Децибел – логарифмическая величина
3. Представление о сложности времени.
Время рассматривается как скорость биологических процессов.
4. Представление о чрезвычайной динамичности экологического мира.
Экологическая система- сплошной поток разномасштабных изменений.
Нет стабильности. Экологический мир во всеобщем, беспорядочном движении.
Основные тенденции изменения экологического мира:
1.от объективно существующего экологического мира к возникающему в процессе наблюдения;
2.от детерменистского (упорядоченного) понимания здравого смысла к взаимообусловленному пониманию связей;
3.от дискретности;
4.от стабильности. Неподвижность к потоку нескончаемых изменений.
Андерье «Экология и наука об окружающей среде», «Биосфера экосистемы человека»
Уровни:
Локальный
Региональный
Глобальный
Теоретическое ядро геоэкологии. Швеназ?: Концепция природно-хозяйственных систем зависит от:
-интенсивности обмена веществом и от ряда других факторов, формируются вторичные по отношению к исходным ландшафтам.
Природно-хозяйственные системы разного ранга.
Хагет дал понятие – тотальные районы – компаж
Уитсли – компаж (тотальный район – район, включающий физическую, биологическую и социальную среды, тотально связанный с деятельностью человека)
Морачевский Аксиоматика:
1.Аксиома Докучаева-Вернадского – географическая оболочка биосферы представляет собой целостную природную систему, в которой живое вещество взаимодействует с элементами литосферы, атмосферы, гидросферы и техносферы.
2.положение о составе элементов.
Общее положение: природа элементов двойственна (неодинакова). Природные системы состоят из 3-х начал, выполняющих разные функции.
-инертное начало (минеральный субстрат и рельеф) – скелет природной системы. Дает фиксированное местоположение, пространственную обособленность. Кроме этого, инертная система связывает экосистему с геологическим прошлым данной территории.
-мобильное начало – энергия солнца, воздушные, водные массы перемещают химические элементы внутри системы. Мобильное начало осуществляет обменные и транзитные функции, связанные с ………
и объединенные с внешней средой. Ослабляет зависимость экосистем и природного комплекса от наследованных факторов данного местоположения.
-биотическое начало – выполняет функции атомного и мобильного начала. Фукнция в активности биоты и ее пластичности. Биота обеспечивает процессы устойчивости, динамики, эволюции систем.
Роль этих начал.
Солнцев – нижним звеном в геосистеме является земная кора с ее структурными формами. Далее поверхностные воды, потом метеорологические условия, завершающее звено – почвенно-растительный покров и животный мир.
Мази(нг)? (ряд элементов геосистем) – факторы, влияющие на растительный покров:
1.количество тепла (первый по значимости);
2.количество осадков и их сезонное распределение
3.водный режим (от стока, от свойств почв, от богатства минеральными веществами).
Положение о системообразующих отношениях.
Связи и отношения элементов, входящих в геосистему, являются их обязательными атрибутами.
Существуют следующие связи между элементами:
-необратимое отношение ряда;
-параллельные – воздействие нескольких элементов на третий элемент;
-отношение обратной связи – один элемент влиял на другой, опосредованно влияет на себя.
Может быть «+»ным – приводит к ускорению процессов, «-»ный – регулирует деятельность всей системы. В основе саморегуляции систем лежит обратная «-» связь.
2 типа регуляции в регуляторной системе (по Эмби).
1.регуляция с усилением
2.регуляция без усилений
В 1. взаимодействия носят динамический характер;
Во 2.только информационный характер. Только в информационных регуляторах есть обратная связь. Это определяется наличием замкнутого канала связей и….
Т.о. обратная связь – это взаимодействие между системами, когда изменение 1 системы, влечет за собой изменение 2й, а изменение второй, ведет к изменению первой (на основе действия цели содержания информации).
Природный комплекс регулируется на основе динамического ряда, а взаимодействие между элементами носит динамический характер.
Аксиома об иерархиях природных систем. Природные системы – организмы в виде множеств территориальных систем, различных размерностей.
Геосистемы как один из объектов изучения геоэкологии.
Геосистемы – закономерные сочетания взаимосвязанных биотических и абиотических соподчиненных комплексов, относительно ограниченные в пространстве и функционирующие как одно целое.
Экосистема – это биотическое сообщество, на конкретном участке взаимодействия с окружающей средой таким образом, что поток энергии создает четко определенные биотические структуры, круговорот веществ между живой и неживой частями.
Трофические связи – четко определенные структуры.
Понятия геосистема и экосистема неравнозначны согласно Сочаве.
Общие черты (сходство в понятиях):
-общий набор компонентов природы – абиотические и биотические (элементы атмосферы, гидросферы, литосферы);
-близость их свойств и механизмов функционирования;
-компоненты тесно связаны между собой потоками вещества и энергии;
-среди этих компонентов особое место занимают воздух, вода, биота и определяют многие процессы, происходящие в природе. Являются наиболее мобильными и уязвимыми компонентами;
--открытые системы, изменяющиеся в пространстве и во времени.
Различия:
-в направленности изучаемых связей. При изучении экологической системы направленные связи между живыми организмами и элементами окружающей среды причем считается что экологическая система моноцентрична. Экосистема состоит из живых организмов и абиотической среды (влияние ее факторов как раз и изучается)
Геосистема полицентрична, т.е. там нет главного компонента.
-характер выделения пространственных границ. Экосистема не ограничена четкими пространственными рамками. Геосистема – рамки выделяются на основе признаков, разработанных в географии.
Экосистема – как система физико-химико-биологических процессов, протекающих в рамках определенного ранга (рассматривал Тенсли).
Геосистема и экосистема – понятия, определяющие одно и то же явление, но
Геосистема – рассматривает с точки зрения объекта,
Экосистема – на его функцию работу.
Выделяют 3 уровня размерности природной среды:
-планетарный (материки, океаны, климатические пояса);
-региональный (крупные регионы, выделение которых основывается на макроклиматических особенностях – физико-географические страны, ландшафтные области);
-локальный (на основе мезорельефа и особенностях гидроклиматического развития – урочища, фации).
Структура природных систем
-совокупность наиболее устойчивых связей между компонентами и соподчиненными комплексами системы.
Нарушение одного компонента за счет этих связей передается другому компоненту.
Свойства природной системы: