1. Определение экологии. Предмет, задачи и объекты изучения экологии. Экология

Биосфера-- часть оболочки Земли, населенная живыми организмами. Включает верхнюю часть литосферы, гидросферу, тропосферу и нижнюю часть стратосферы. Учение о биосфере развито акад. В. И. Вернадским.

Воздействие человека на биосферу -- процесс, при котором в биосфере резко ускоряется миграция атомов по сравнению с естественными биогеохимическими процессами. Количество элементов, включающихся в круговорот, увеличивается и усиливает давление на неорганическую среду: создается искусственная оболочка Земли -- ноосфера. Познание закономерностей взаимоотношений человека с биосферой, разумное управление процессами, происходящими в природе, регулирование отношений человека с природой -- главная задача экологии в мировом масштабе. Человек -- часть биосферы, без которой он существовать не может.

Человек существо биосоциальное (по своей сути), является частью природы, вместе с тем неразрывно связан с обществом.

Начало антропогенеза связано с появлением HomoHabilis (человека умелый) приблизительно три миллиона лет назад. Затем можно отметить неандертальца-200 тыс. лет назад. Переход от неандертальца к HomoSapiens (человек разумный), 40-50 тыс. лет назад.

В это же время формируются расы: Европеоидная. Монголоидная. Негроидная.

Человек существо биосоциальное, т.е. слитое во едино.

Биологическое в человеке: асоциальное - его сущность. Биологическое в человеке жестко не запрограммировано, следовательно, это дает возможность приспосабливаться и различать.

25.

2 Изменение факторов н механизмов регулирования численности популяции. Человек снял или частично разрушил практически все природные механизмы популяционного гомеостаза по отношению к своей популяции. Абиотические (модифицирующие) факторы почти не сказываются на численности. Она практически не регулируется хищниками, паразитами и межвидовыми конкурентными отношениями. Острота внутривидовых взаимоотношений снимается социальными и юридическими нормами поведения. Болезни, уносившие ранее миллионы жизней (оспа, малярия, холера, чума и др.), полностью или в основном локализованы. Болезни цивилизации (сердечно-сосудистые, онкологические, СПИД и др.) при современных темпах увеличения народонаселения (на 85-90 млн. человек ежегодно) заметно не изменяют тенденций экспоненциального роста численности вида. Применительно к человеку практически «не работает» принцип территориальности как фактор регулирования численности популяции. Территориальные перемещения ресурсов снимают различия их запасов в пределах обширных регионов и ойкумены (часть планеты, освоенная человеком) в целом. Природно-территориальные (экосистемные) границы все больше заменяются административно-территориальными. Регулирование плотности человеческой популяции, если оно имеет место, осуществляется за счет осознанного воздействия на рождаемость, а не в ответ на имеющуюся численность, что характерно для биологических популяций.

Различают два вида круговоротов веществ: большой (между сушей и океаном), и малый (в пределах экосистем). Малые круговороты чаще нарушаются в результате несоответствия между массой веществ, поставляемых в среду, и потенциалами организмов по их разложению.

Круговорот углерода. Содержащийся в атмосфере углерод в процессе фотосинтеза вводится в органическое вещество растений, а далее – в цепи питания. Высвобождение углерода из органического вещества совершается в процессе дыхания организмов. Большая масса углерода высвобождается из мертвого органического вещества организмами-редуцентами. Нарушение циклов углерода связано с высвобождением его из геологических структур и в результате изменения площадей и производительности растительных сообществ и т. п. Часть углерода накапливается в атмосфере в форме углекислого газа и метана, создавая парниковый эффект.

Круговорот азота. Главным источником этого элемента является атмосфера, откуда в почву, а потом в растительные организмы азот попадает лишь в результате превращения в усвояемое соединение – нитраты. Последние формируются в результате деятельности организмов-азотофиксаторов. К ним относят отдельные виды бактерий, сине-зеленых водорослей и грибов. Немалая доля азота, попадая в океан, используется водными фотосинтезирующими организмами, попадает в цепи питания животных, возвращается на сушу с продуктами морского промысла, птицами Изменения в круговороте азота обусловлены переводом его в усвояемые формы из атмосферного воздуха в итоге техногенных процессов как целенаправленно (получение азотных удобрений), так и непреднамеренно (высокие температуры, создаваемые например двигателями внутреннего сгорания). Отрицательные последствия нарушения круговорота азота проявляются через загрязнение оксидами, аммиаком, другими соединениями атмосферного воздуха и вод, накопление нитратов в пищевых продуктах.

Круговорот серы. Сера является одним из самых агрессивных и общераспространенных загрязнителей среды. Нарушения круговорота серы связаны со сжиганием органических веществ, переработкой серосодержащих руд. Сера поступает в атмосферу в виде токсичного соединения, диоксидов.

Круговорот фосфора. После многократного потребления фосфора организмами на суше и в водной среде он выводится в донные осадки. Возвращение фосфора с организмами океана не компенсирует его потребности на суше. Негативным следствием нарушения круговорота фосфора является попадание его в водные экосистемы с минеральными удобрениями и моющими синтетическими средствами.

Механизмы регулирования численности человечества по сравнению с природными популяциями.

Томас Мальтус пришел к выводу, что человечество встретится с кризисным явлением в связи с нехваткой продовольствия, потому что население сильно растет. Для уменьшения населения он предложил заключать более поздние браки. Достижение науки и практике большие возможности повышения урожая, вряд ли поможет снизить численность населения. Дефицит продуктов отдельных государств – это результат не их отсутствия, а неравномерного распределения. Мало влияет и загрязнение среды, и голод на прирост населения. Существует несколько концепций относительно причин и факторов стабилизации и снижения численности населения. Такие как:- демографический максимализм- чем больше населения, тем лучше. Эта концепция воплощалась в Китае. Демографический утопизм- выход будет найден, через заселение космоса, океана и т.п. Демографический финализм- рост численности населения неизбежно приведет к исчерпаемости ресурсов и загрязнению среды, в результате эта проблема решится за счет гибели части человечества. Демографический фатализм- проблемы решатся сами собой через механизмы биологического саморегулирования, как в естественной популяции.

Снижение смертности обусловлено в основном достижениями медицины, причиной снижения рождаемости яв. гарантированная гос-ом материальная обеспеченность старости. Если рождаемость в развивающихся странах будет продолжать расти, то вместо 75% в развивающихся странах населения земли через 50 лет будет 90%, а в развитых – только 10%. Регулирование рождаемости: Регулируется рождаемость в Китае. Здесь семья состоят из родителей и одного ребенка. Такие семьи получают от гос-ва поощрения и льготы. Привилегии более значительны, если первый ребенок девочка. Это делается для того, что бы родители не стремились к рождению мальчика, которому в семьях обычно отдаются предпочтения. При рождении более детей гос-во требует возвращения пособий, полученных на первого ребенка. И коэффициент рождаемости снизился.

В бедных странах воздействие на среду связано с уничтожением природы. Причиной яв. нищета и бедность.

29. транспортная и рассеивающая функции живого вещества. Перемещая большие массы биологической продукции в пространстве, человек нарушает при этом естественные круговороты. Например, с 1 га соснового леса вместе с древесиной удаляется около 140 кг калия, 330 кг кальция, 70 кг магния, 20 кг фосфора и 250 кг азота. Более масштабны негативные последствия от разрушения почв. Вынос водным стоком натрия, магния, кальция, калия и азота с площадей вырубок увеличился соответственно в 3; 8; 9; 20 и 100 раз.Рассеивающая функция усиливается в результате использования человеком практически всех видов ресурсов. Одного железа ежегодно рассеивается около 100—120 млн т (из 6—7 млрд т этого металла, находящегося в использовании);
31.Отчужденность человека от природы. Широкомасштабная антропогенная деятельность не только нарушает развитие биосферных процессов, но и отчуждает человечество от природы. Оно уже не находится в органическом единстве, ни с биотопами, ни с биоценозами в целом. Чаще всего человек выступает как внешний фактор по отношению к последним, стремясь при этом подчинить природу своим интересам. Большая часть его деятельности выходит за рамки экосистемных законов и подчас развивается вопреки им.

32. Экологи́ческая ни́ша — место, занимаемое видом в биоценозе, включающее комплекс его биоценотических связей и требований к факторам среды. Экологическая ниша представляет собой сумму факторов существования данного вида, основным из которых является его место в пищевой цепочке.

Человек как биологический вид занимает свою собственную экологическую нишу. Человек может обитать в тропиках и субтропиках, на высотах до 3-3,5 км над уровнем моря. Реально в настоящее время человек живёт в значительно больших пространствах. Человек расширил свободную экологическую нишу благодаря использованию различных приспособлений: жилища, одежды, огня и пр. Пространственной нишей человека ныне стала вся планета и даже часть космического пространства. Он способен использовать все продукты, предоставляемые природой. Тем самым человечество резко расширило трофические (пищевые) границы ниши.

Природная среда, окружающая человека, - факторы чисто естественного или природно-антропогенного системного происхождения (т.е. имеющие свойства самоподдержания и саморегуляции без постоянного корректирующего воздействия со стороны человека), прямо или косвенно осознанно или неосознанно (регистрируемые и не регистрируемые органами чувств, измеряемые или неизменяемые, например информация, приборами). Бездействующие на отдельного человека или человеческие коллективы (вплоть до всего человечества). Числу этих факторов принадлежат энергетические состояния среды (тепловое и волновое, включенная магнитное и гравитационное поля): химический и динамический характер атмосферы; водный компонент (влажность воздуха, земной поверхности, химический состав вод, их физика, само их наличие и соотношение с населенной сушей); физический, химический и механический характер поверхности земли (включая геоморфологические структуры – равнинность, холмистость, гористость и т.п.); облик и состав биологической части экологических систем (растительность, животного и микробного населения) и их ландшафтных сочетаний (в том числе сочетаний непахотных сельскохозяйственных и лесохозяйственных земель с естественными экосистемами); степень сбалансированности и стационарности компонентов, создающих климатические и пейзажные условия и обеспечивающих определенный ритм природных явлений, в том числе стихийно-разрушительного и иного характера, рассматриваемого как бедствие (землетрясение, наводнение, ураганы, природно-очаговые заболевания и т.п.); плотность населения и взаимовлияние самих людей как биологический фактор; информационная составляющая всех перечисленных явлений.

Среда “второй природы”, или квазиприродная среда, - все модификации природной среды, искусственно преобразованное людьми и характеризующимися свойством отсутствия системного самоподдержания (т.е. постепенно разрушающаяся без регулирующего воздействия со стороны человека): пахотные и иные преобразованные человеком угодья (“культурные ландшафты”); грунтовые дороги; внешние пространства населенных мест и его природными физико-химическими характеристиками и внутренней структурой (разграничением заборами, различными постройками, изменяющими тепловой и ветровой режимы, зелеными полосами, прудам и т.д.); все эти образования имеют природное происхождение, представляют собой видоизменяемую природную среду и не являются чисто искусственными, не существующими в природе (здания рассматриваются как целое, подобное скалам, вообще пересеченной местности, энергетика лишь как преобразованный естественный поток солнечного тепла и т.п.). Видимо, ко “второй природе” следует относить и домашних животных, в том числе комнатных. То же кажется культурных растений (с включением домашнего растениеводства).

Расширение территорий “второй природы” требует все больших усилий по ее поддержанию. Это одна из причин роста абсолютных и относительных энергетических затрат, составляющих один из существенных лимитов в развитии человечества в рамках биосферы. Глобальное поддержание экологического баланса (как и регионально-локальное), очевидно, требует расчетов оптимального пространственно-объемного и функционального соотношения “первый” и “второй” природы.

“Третья природа”, или артеприродная среда, - весь искусственный мир, созданный человеком, вещественно энергетический не имеющий аналогов в естественной природе, системно чуждый ей и без непрерывного обновления немедленно начинающий разрушаться. Это уже не “очеловеченная природа”, а в корне преобразованная человеком вещество, либо входящая в них с трудом. К “третьей природе” можно отнести асфальт и бетон современных городов, внутреннее пространство мест жизни и работы, транспорта и предприятий сферы обслуживания (физико-химические характеристики, размерность, эстетика помещений и т.п.); технологическое оборудование; транспортные объекты; мебель и другие вещи (“среда вещей”, включая даже мелочи); всю синтетику. Особенное внимание следует обратить на культурно-архитектурную среду, утверждающейся в не совсем семантически корректном названии “экологи культуры”.

Современного человека главным образом окружает именно эта среда, а не природная – “первой” и “второй” природы, особенно “первой”, создающий лишь фон и фундамент, на который накладывается весь комплекс антропогенных изменений. В одних случаях среда “второй” и “третьей” природы смягчает воздействие природной среды (например улучшает микроклимат), в других – заменяет своими элементами природную среду (информативность архитектуры, воздействие кондиционеров и т.п.), в-третьих, артеприродная среда оказывается резко ухудшенной, особенно по физико-химическим и информационным показателям (загрязнение всех видов, однообразие архитектуры и т.п.). Сравнение “природного оптимума” с факторами воздействия “второй” и “третьей” природы позволяет определить направление управляющего воздействия, нацеленного на оптимизацию этих “природ”.

Искусственно созданная человеком среда обитания — городская, урбанизированная — становится повседневной реальностью жизни значительной части населения. Обязательными элементами урбосистемы (рис. 7.1) являются следующие:• природно-климатический комплекс, включающий абиотические (рельеф, почву, климат, воды) и биотические (растительный и животный мир) компоненты. В городе происходит выраженное изменение природно-климатических компонентов, особенно с увеличением влияния урбофакторов: плотности жилой застройки, концентрации транспортных магистралей, промышленных предприятий, социальной инфраструктуры;• техносферный комплекс — это часть биосферы, преобразованная людьми в технические и техногенные объекты для обеспечения своих социально-экономических потребностей;• социальный комплекс — население, которое является потребителем продукции производства, а также носителем различных потребностей нематериального характера в области науки, образования, культуры. Именно этот компонент урбосистемы выполняет функцию управления, которая обеспечивает сохранение определенной структуры города, поддерживает режим деятельности, реализацию программ и целей развития системы.

Все компоненты урбосистемы активно взаимодействуют между собой, что обеспечивает их тесную взаимосвязь и целостность. Однако городская среда как урбосистема имеет специфические особенности.

Урбосистема является вероятностной, так как ответные реакции природы на антропогенные воздействия не удается точно спрогнозировать, функционирование системы идет не только по законам природы, но и по законам социально-экономического развития общества.