Динамика экологических систем. Потоки информации в экосистеме
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ПЕНЗЕНСКАЯ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
Кафедра
«Биотехнология и техносферная безопасность»
ДИСЦИПЛИНА
«Экология»
КОНТРОЛЬНАЯ
РАБОТА
На тему:
Динамика экологических систем. Потоки информации в экосистеме
ПЕНЗА 2010
Содержание
Введение
.
Динамика экологических систем
.
Потоки информации в экосистеме
.
Демографический взрыв: причины, экологические последствия
.
Экологический кризис, экологическая катастрофа: их причины, масштабы, последствия
Заключение
Список
использованной литературы
Введение
Экология изначально возникла как
наука о среде обитания живых организмов: растений, животных
(в том числе и человека), грибов, бактерий и вирусов, о взаимоотношениях между
организмами и средой их обитания и о взаимоотношениях организмов друг с другом.
Само же слово «экология» возникло гораздо позже в сравнении со временем
появления собственно экологических знаний. Оно было введено немецким биологом
Эрнстом Геккелем (1869 г.) и образовано от греческого слова «ойкос» - дом,
жилище. До 30-х годов ХХ столетия общей экологии, как общепризнанной науки, еще
не существовало. Долгое время экология была представлена всевозможными частными
экологическими дисциплинами: экологией растений, экологией животных, экологией
грибов и т.д. Эти дисциплины формировались в рамках соответствующих
таксономических разделов биологии - ботаники, зоологии, микологии и др., как
подразделения этих наук.
По мере накопления знаний о взаимодействии живых
организмов со средой обитания исследователи поняли, что на Земле существуют
своеобразные системы, состоящие из живых организмов и неживого вещества. Для
них характерен высокий уровень организации, наличие прямых и обратных связей
между компонентами (частями этих систем), способность к поддержанию своего
состояния при всевозможных возмущениях, т.е. эти системы состоят из
упорядоченно взаимодействующих и взаимозависимых компонентов, образующих единое
целое. Они были названы экологическими, или экосистемами.
Экосистемы всюду вокруг нас. Там, где есть
жизнь, там есть и экосистемы. А жизнь на Земле повсюду: и в толще океана на дне
самых глубоких морских желобов, и в атмосфере на высоте нескольких десятков
километров, и в глубоких пещерах, куда никогда не проникает луч света, и на
поверхности ледников в Антарктиде и в высокой Арктике. Самая большая экосистема
- биосфера, или экосфера, Земли. Она включает всю совокупность живых организмов
планеты, взаимодействующих с неживой природой, и через нее проходит энергия
Солнца, обеспечивая устойчивое равновесие биосферы.
Но далеко не все свойства экосистем можно
охарактеризовать, изучая лишь их отдельные компоненты (высшие растения,
животных, грибы, бактерии) или отдельные уровни организации (генный уровень,
клеточный, или более высокий - системы организмов). Только изучая все
составляющие биоты в совокупности и с учетом средообразующих факторов можно
получить полные и объективные сведения об экосистемах разного ранга и
предсказать ход их развития, степень устойчивости к разрушающим факторам и
способность к самовосстановлению при воздействии последних.
Экосистемы и являются специфическим объектом
изучения общей экологии. Таким образом, общая экология - это наука об
экосистемах, которые включают в себя живые организмы и неживое вещество, с
которым эти организмы постоянно взаимодействуют. По определению Всеволода
Анатольевича Радкевича (1998:7) "… Экология - это наука, исследующая
закономерности жизнедеятельности организмов в их естественной среде, и с учетом
изменений, которые вносит в эту среду деятельность человека…". Сходное, но
более точное определение экологии дает Игорь Александрович Шилов (2001:9),
трактуя ее "... как науку о закономерностях формирования, развития и
устойчивости биологических систем разного ранга в их взаимоотношениях со средой…".
Следовательно, предметом ее исследований является макросистемы: популяции,
биоценозы, экосистемы, и их динамика во времени и пространстве.
1. Динамика экологических систем
Понятие о динамике экосистем. Экосистемы
подвержены непрерывным изменениям. Одни виды постепенно отмирают или
вытесняются, уступая место другим. Внутри экосистем постоянно протекают
процессы разрушения и новообразования. Например, старые деревья отмирают,
падают и перегнивают, а покоящиеся рядом до поры до времени в почве семена
прорастают, давая новый цикл развития жизни.
Постепенные процессы изменения экосистем могут
носить иной характер в случае катастрофических воздействий на них. Если
разрушение биоценоза вызвано, например, ураганом, пожаром или рубкой леса, то
восстановление исходного биоценоза происходит медленно.
Изменение экосистемы во времени в
результате внешних и внутренних воздействий носит название динамики экосистемы.
Изменения сообществ отражаются суточной,
сезонной и многолетней динамикой экосистем. Такие изменения обусловлены
периодичностью внешних условий.
Суточная динамика экосистем. Составляющие
любую экосистему виды не одинаково реагируют на факторы внешней среды. Поэтому
одни из них более активны в дневное время суток, другие - к вечеру и ночью.
Суточная динамика происходит в сообществах всех зон - от тундры до влажных
тропических лесов.
Наиболее четко суточная динамика выражена в
природных зонах с резким колебанием факторов среды на протяжении суток.
Например, в пустыне жизнь летом в полуденные часы замирает, хотя некоторые
животные и проявляют определенную активность [2].
В умеренной зоне в дневное время господствуют
насекомые, птицы и некоторые другие животные. В сумеречное и ночное время
активными становятся ночные насекомые, например, бражники, комары, многие
млекопитающие, из птиц - козодои, совы и др. Суточная динамика прослеживается и
у растений. Большинство покрытосеменных раскрывают свои цветки только в дневное
время. Однако у некоторых растений наблюдается увеличение жизненной активности
к ночи. Так, вечером усиливается аромат такой представительницы семейства
орхидейных, встречающейся в наших лесах, как любка двулистная, что служит для
привлечения ночных насекомых-опылителей.
Чрезвычайно интересное суточное явление
наблюдается у представителей животного планктона (зоопланктона) в морях и
пресных водоемах. Днем они держатся на глубине, а ночью поднимаются в
поверхностные слои.
Сезонная динамика экосистем определяется
сменой времен года. Это выражается в изменении не только состояния и активности
организмов отдельных видов, но и их соотношения. В первую очередь сезонная
динамика затрагивает видовой состав. Неблагоприятные сезонные погодные условия
заставляют многие виды мигрировать в районы с лучшими условиями существования.
У видов же, остающихся зимовать в экосистеме, значительно изменяется их
жизненная активность. Большинство видов деревьев и кустарников на зиму
сбрасывает листву. Приостанавливается активное деление клеток образовательной
ткани. Вегетативные органы однолетних растений отмирают. У многолетних трав
жизнеспособными остаются только корневая система и зимующие почки, прикрытые от
замерзания почвой и снежным покровом. Некоторые виды оседлых животных впадают в
спячку, предварительно накопив запасы энергетического сырья - жира. Другие
ведут зимой активный образ жизни и способны обеспечить себя кормом.
Со сменой сезонов года связано изменение
флористического состава экосистем. Так, войдя в березняк, осинник или дубраву
ранней весной, когда еще не распустились листья на деревьях, можно увидеть
целые пятна цветущих растений-первоцветов. Эту группу растений составляют виды
из семейства лютиковых (ветреница дубравная, чистяк весенний, перелеска
благородная, сон-трава) и некоторые другие. Их раннее развитие является
приспособлением к более полному использованию условий местообитания. Снег уже
сошел, света и тепла достаточно, а вегетация основных растений еще не началась.
А если вы войдете в тот же лес в конце мая - начале июня, то не узнаете этого
места. Здесь развились уже другие травы, и ничто не говорит о бывшем буйном
весеннем цветении первоцветов.
Таким же образом к смене сезонов года
приспособились и животные. Весной у них появляется потомство. Активизация
жизненных процессов приходится на летний период, а осенью они уже начинают
готовиться к предстоящей зимовке [6].
Пройдем по речной долине. Вот место, где река
изменила свое русло и оставила чистый песок. Он кажется безжизненным, но чуть
поглубже во влажной его части кипит бурная жизнь. Тут обитают многие
микроорганизмы, примитивные кольчатые черви и такие же червеобразные, рачки и
водяные клещи. На поверхности песка можно увидеть пауков. Освободившаяся от
воды площадь постепенно, зарастает: дан старт развитию наземной растительности.
Сначала появляются корневищные травы, их дополняют мелкие растения, затем появляются
кустарники, чаще всего ивы, образующие куртины и сплошные заросли. Проходят
годы и, если не вмешивается человек со своим хозяйством, на месте речного песка
и гравия растут лиственные леса, а в таежной полосе - густые приречные ельники.
Травяная экосистема, занявшая пески, закономерно сменилась кустарниковой, а та
- лесом.
Теперь совершим экскурсию в лес. Вот большое
поле - зарастающая дикими травами залежь. На бедных землях Подмосковья она
нередко покрывается аптекарской ромашкой, лебедой, вьюнком и другими сорняками.
Постепенно их сменяют корневищные злаки, а потом и плотнокустовые их родичи.
Травяной покров стелется ковром. Но то тут, то там видны уже поднимающиеся
проростки кустарников вперемежку с возобновлением лиственных порол. Березу и
осину, а чаще всего они преобладают в таежной полосе, постепенно сменяет сосна,
вначале образуется смешенный лес, затем возникает почти чистый сосняк, через
многие десятилетия обычно вытесняемый елью. В Сибири под пологом сосны
вырастает кедр и пихта. иногда ель, и сосняки сменяет кедрово-пихтовая или
еловая тайга. Подобные ряды смен лесной растительности наблюдаются всюду -
после рубок леса, пожаров, при зарастании брошенных нолей (рис. 1). Иногда на
месте кустарников, а то и на фазе трав площадь зарастает сразу сосной и
образуется сосняк. В полосе широколиственных лесов конечной фазой смен
оказывается дубовый лес. Сами же смены - экосистем носят название сукцессии
(лат. сукцессио - преемственность, наследование).
Рис. 1. Схема послепожарной
сукцессии со сменой пород в сибирской кедрово-пихтовой тайге (юг Средней
Сибири)
Числа в прямоугольниках - колебания
в длительности прохождения фаз сукцессии. (В скобках указаны сроки их
окончания)
Не всегда ход сукцессии столь прямолинеен как
показано на рис. 1. Например, в липняках Горной Шорни (в Западной Сибири) после
их уничтожения он составлен фазой трав, затем быстро отрастает прикорневая
поросль дни, но они не способны сформировать полноценный древостой. Под липовой
порослью образуется пихтовый молодняк, с ходом времени превращающийся в
пихтовую тайгу. Под ее пологом образуется семенное поколение лип, постепенно
вытесняющее пихту.
Еще сложнее идут сукцессионные смены в Южной
полосе Средней России (рис. 2). Здесь они осложняются древним воздействием
людей, образованием луговых параклимаксов и узловых сообществ, лишь иногда
переходящих в климаксовые ценозы. К тому же в этом регионе наблюдается
поликлимакс, то есть климатические условия формирует не один тип растительности
и почв, а по крайней мере два - таежного характера с елью и широколиственных
лесов из дуба, вяза, клена, ясеня. В черноземной лесостепной полосе наблюдается
как бы перемещение степных и лесных ценозов, если не пространственно, то
функционально. Лес и степь сменяют друг друга в вековой периодике. В результате
мощность черноземов под лесом не меньше, чем под степной растительностью, и
облесение местными лесными породами не ведет к их деградации. Приход чуждых,
случайно акклиматизированных лесных пород, в частности американского клена,
угрожает нарушить веками сложившееся здесь равновесие между лесом и степью,
выщелочить черноземы, заменить их лесными почвами.
Существуют сукцессионные смены и в степях,
пустынях - во всех экосистемах. Конечной фазой сукцессии в Российско-Украинской
степи нашего времени служит травяной покров с очень толстым слоем ветоши. Среди
трав образуются древесно-кустарниковые куртины. Вероятно в прошлом, когда по
степи бродили многочисленные стада тарпанов и других копытных животных, лик
степи был иным.
Сукцессии в лесах возникают по различным
причинам - в результате естественно возникающих пожаров, значительных
буреломов, мощных паводков, но чаще всего в результате обезлесивания местности
человеком. Смены одних экосистем другими тянутся десятилетиями и веками. Но
есть еще более длительные перемены растительности, связанные с саморазвитием
условно конечной фазы развития процесса - климакса (гр. климакс - лестница).
Например, густые кедровники Сибири нередко заболачиваются, затем происходит их
разрежение, сопровождающееся уменьшением влажности и даже - возникновением в
них местного климата (биоклимата, или фитоклимата), напоминающего степной.
Такие парковые кедровники вновь зарастают более густым лесным покровом и заново
начинается прецесс заболачивания. Такие циклические процессы называют
автосукцессиями (гр. аутос - сам).
Рис. 2. Схема сукцессионных смен в
Средней России. Промежуточные фазы сукцессии (смешанных лесов) по показаны.
Числа указывают срок формирования сообщества от момента "нулевой"
фазы сукцессии - пожара или вырубки леса.
Изменения растительности и сопутствующей ей
жизни возникают и под воздействием глобальных изменений - колебаний солнечной
активности, климатических перемен. Такие сукцессии носят название циклических
(вековых). Наконец, самые медленные изменения экосистем - эволюционные
сукцессии, связанные с общей эволюцией биосферы планеты.
Одни фазы сукцессии длятся немногие годы и
десятилетия и все средообразующие растения успевают дать всего одно или
несколько поколений. Такие фазы называют кратновременнопроизводными. Другие
фазы протекают многими десятилетиями, средообразующие растения (их называют
эдификаторами от лат. эдификатор - строитель) дают за этот срок многие
поколения, а фазы называют длительнопроизводными.
Не везде условия жизни на планете остались чисто
природными. Местами они очень глубоко и необратимо изменены человеком. Тут, в
этих условиях, развитие сукцессии не достигает природной условно конечной фазы
климакса, а лишь природно-антропогенного "финала" - узловых
экосистем, или сообществ. Кое-где люди настолько часто нарушают природу, что
такие непрерывно нарушаемые ценозы делаются как бы конечными в цепи сукцессии.
Например, луг в долине реки, где постоянно пасется скот, не зарастает кустарниками
и не может им зарасти, так как кусты и даже их зачатки бывают уничтожены
животными. Такие искусственно устойчивые образования называют параклимаксами
(гр. пара - возле, при).
Сукцессии протекают по определенным законам.
Каждая их фаза изменяет среду настолько, что как бы вытесняет сама себя. На ее
место приходит другая экосистема, тоже исчерпывающий экологические возможности
среды и сменяемая последующей. Одновременно меняются биотоп и сопутствующий ему
биоценоз. И процесс идет до тех пор, пока ряд экосистем не достигает равновесия
со средой - климакса. Дальнейшие изменения возможны лишь в рамках циклических
смен. Таким образом на жизнепригодном субстрате биоценозы формируют
закономерный ряд экосистем, ведущий к наиболее устойчшюп в данных природных
условиях климаксовой фазе, а при природно-антропогенном режиме узловой
экосистеме или параклимаксу. В этом смысл принципа сукцессионного замещения.
Чем глубже антропогенная нарушенность среды какою-то пространства, тем на более
ранних фазах сукцессии заканчивается развитие. Это правило степени
завершенности сукцессии. Действительно, за узловым сообществом могла бы следовать фаза климакса.
Параклимаксы возникают даже на самых ранних фазах сукцессии. Наш приречный
песок, если его постоянно вытаптывают отдыхающие, так и останется голым песком - самой ранней фазой сукцессии.
Фазы сукцессии более или менее закономерно
следуют друг за другом: травы, кустарники, лиственный лес, хвойный лес - в полосе
тайги. Но никогда, скажем, в последовательности - хвойный лес, кустарники,
травы, или лиственный лес - кустарники - хвойный лес (если идет действительно,
природная сукцессия). Эта закономерность сходна с наблюдаемой в индивидуальном
развитии - никогда бабочка не вылетит из гусеницы или яйца, всегда это
происходит из куколки. Закон последовательности фаз развития един для всего
органического мира.
В ходе сукцессии на разных ее фазах меняются
свойства образующихся экосистем. Сначала число видов в экосистемах
увеличивается, затем снижается. Закономерность увеличения числа видов на ранних
и средних фазах сукцессии и падение их разнообразия при приближении к климаксу
носит название принципа сукцессионного "очищения". В старом глухом
лесу мало видов - трав, кустарников, немного и животных, часто почти нет
грибов. В таком лесу все биогеохимические процессы замедляются (закон
сукцессионного замедления), при этом все больше энергии, поступающей в
экосистему, идет на ее поддержание, биомасса достигает возможного максимума, а
биологическая продуктивность снижается до какого-то минимального уровня. Это
свойство зрелых экосистем обобщенно называют принципом, или правилом
"нулевого максимума". Параллельно упомянутым процессам биохимические
циклы с ходом сукцессии делается все более замкнутыми. На поверхности планеты,
не защищенной растительностью, на глади нашего речного песка они, практически,
разомкнуты, а в тропических лесах их замкнутость достигает значения 0,0001. В
ходе сукцессии растительности на упомянутом песке с момента начала его
зарастания травами за 10 лет степень замкнутости бногеохимических круговоротов
увеличивается с нуля до 90%. В биологии хорошо известен закон необратимости
эволюции бельгийского палеонтолога Л.Долло - организм не может вepнуться к
прошлому состоянию, уже осуществленному в ряду его предков, даже вновь попав в
среду их обитания. Например, вторично приспособившиеся к жизни в водной среде
ихтиозавры или киты сохранили все черты пресмыкающихся и млекопитающих и лишь
внешнее, а не функциональное сходство со своими далекими эволюционными предками
- рыбами. Закономерность, аналогичная закону Л.Долло, существует и в ряду
развития экосистемы. Это закон эволюционно-экологической необратимости -
экосистема, потерявшая часть своих элементов или сменившаяся другой в
результате дисбаланса экологических компонентов, не может вернуться к
первоначальному своему состоянию в ходе сукцессии, если в ходе изменений
произошли эволюционные перемены в ее экологических составляющих или группа
видов исчезла из нее навсегда или на (системно) длительный срок. Если какой-то
вид уничтожен человеком, экосистемы, куда он входил, будут другими. И это
изменение безвозвратно. Даже если вид будет через какое-то время
реакклиматизирован - возвращен в экосистему, все равно она будет иной: за время
отсутствия вида в ней сложились новые связи, восстановить их прежнюю сеть
практически бывает невозможно - в один и тот же поток нельзя войти дважды. Это
подметили еще античные философы [4].
2. Потоки информации в экосистеме
экологическая катастрофа
демографический
Информационные процессы экосистем пока изучены
недостаточно. У каждой клетки и многоклеточного организма свои информационные
системы, среди которых важное место занимают нуклеиновые кислоты. Популяции
имеют свои информационные системы: это их генофонд, коммуникативные системы.
Биоценозы и экосистемы включают в себя информационные системы популяций, а
также имеют информационные системы своего уровня.
Палеонтолог и палеоэколог познает и
реконструирует экосистемы прошлых геолог. Эпох, извлекая и «прочитывая»
информацию ископаемых отложений. Например, американские ученые извлекли из
желудка ископаемой мухи, прекрасно сохранившейся в куске янтаря возрастом 40
млн.л, жизнеспособные споры бактерий. Образец предоставил возможность
установить: возраст находки; строение ДНК ископаемой мухи и спор бактерии;
пузырьки воздуха в янтаре позволяют уточнить состав атмосферы того времени
[14].
. Демографический взрыв: причины,
экологические последствия
На сегодняшний день большинство учёных считает,
что вид Homo sapiens появился около 50 тыс. лет назад в районе Великих рифтовых
разломов в Восточной Африке. 35-40 тыс. лет назад на Земле насчитывалось всего
около 1 млн. представителей этого вида. С тех пор численность человечества
выросла в тысячи раз. В 1987 г. на планете появился 5-миллиардный житель.
Первая оценка численности населения мира была сделана в 1682 г. англичанином
сэром Уильямом Оети. Он считал, что к концу 17 в. Численность проживающих на
Земле людей составила 320 млн. человек (по современным демографическим оценкам
она была в то время почти в два раза больше).
Первые переписи населения стали проводиться в 18
в. (хотя существуют данные о проведении подобных мероприятий и в Древнеримской
Империи). Побудительным мотивом было упорядочение налогообложения. В течение 19
в. Впервые были получены официальные данные о численности населения в
большинстве европейских и ряде латиноамериканских стран. В странах Азии первые
переписи были проведены только после Второй Мировой войны (исключение
составляют Индия 1867-1872 и Япония 1920). В большинстве африканских государств
переписи были проведены на средства международных организаций в конце 50-х
годов. В Чаде, ЦАР, Анголе эти переписи были первыми и последними. В Эфиопии
первая перепись была проведена в 1982 году, однако её официальные результаты до
сих пор не опубликованы.
Если в 1900 г. численность населения составила 1
млрд. 660 млн. человек, то к 2000-му году, по различным оценкам она превысит 6
млрд. чел. Именно поэтому термин «демографический взрыв», означающий быстрый
рост численности населения появился в 20 веке.
При существующих темпах прироста населения его
удвоение произойдёт через 70 лет. Но «зенит» демографического взрыва пройден,
специалисты считают, что началось снижение относительного прироста.
Предполагается, что стабилизация населения мира
будет достигнута к середине 21 века и население не превысит 10 млрд. человек,
т.е. будет примерно вдвое больше нынешнего. Всего через 25 лет удвоится
население Африки, Ближнего и Среднего Востока (Бруней- 11 лет, ОАЭ и Катар- 13
лет), в то время как Европе для этого понадобится 282 года, а, например,
Ирландии- 1000 лет. Если в 1900 году из 15 крупнейших стран по числу жителей 7
находились в Европе, 5 в Азии и 3 в Америке, то, согласно прогнозам, в 2000
году в этом списке не останется ни одной западноевропейской страны, но окажутся
9 азиатских (Китай, Индия, Индонезия, Пакистан, Бангладеш, Япония, Вьетнам,
Филлипины, Иран), две африканские (Нигерия, Египет), две латиноамериканские
(Бразилия и Мексика), а также США и Россия. Но стоит помнить о Синдроме
Приобретённого Иммуно Дефицита. В частности, Африка является наиболее
зараженным континентом, поэтому продолжительность жизни там резко снижается.
Это может сильно сказаться на численности населения, поэтому перспективы пока
неясны [3].
Проблемы развивающихся стран с бурно растущим
населением достаточно наглядны. Новых людей надо кормить, учить, лечить,
обеспечивать жильём, готовить для них рабочие места… Прирост населения означает
необходимость новых затрат, так называемых «демографических инвестиций». В
связи с этим темпы эк. Роста снижаются: слишком большая часть прироста нац.
Дохода, а то и весь он уходит на поддержание жизненного уровня народа на уже
достигнутом уровне. Поэтому быстрый рост численности населения стал причиной
появления устрашающих прогнозов о вероятном перенаселении и гибели Земли.
Гипотеза Мальтуса. Первая попытка оценить
динамику численности населения и ответить на вопрос сможет ли Земля прокормить
всех живущих на ней, связана с именем английского учёного Томаса Роберта
Мальтуса (1766-1834 ), который пришёл к мысли, что если рост населения ничем не
сдерживается, то население будет удваиваться каждые 25-30 лет и что люди
размножаются быстрее, чем растущие средства существования. Развивая эти идеи он
пришёл к выводу, что плодовитость бедняков- главная причина их нищенского
положения в обществе. Свои взгляды он анонимно опубликовал в 1798 г. в работе
«Опыт о законе народонаселения в связи с будущим совершенствованием общества»
Т. Мальтус утверждал, что численность населения возрастает в геометрической прогрессии,
в то время как ресурсы, необходимые для пропитания этого населения,- в
арифметической. Поэтому рано или поздно эти графики пересекутся, и наступят
голод, войны, болезни.
В действительности замеченная тенденция
переходит на определённом этапе в прямо противоположную - повышение уровня
жизни ведет к снижению рождаемости и не только к стабилизации численности
населения но и к абсолютному его снижению.
Современные взгляды на динамику численности
населения отражает Теория демографического перехода, в общем виде разработанная
Фрэнком Ноутстайном в 1945 г. Теория связывает особенности демографического
положения в связи с эк. Ростом и соц. Прогрессом в зависимости от четырёх
стадий демографического перехода, которые страны и регионы мира проходят в
разное время.
этап- высокая степень устойчивости- характерен
для обществ с присваивающей экономикой. Ему свойственны одинаково высокие
коэффициенты рождаемости и смертности и очень незначительный рост численности
населения. Колебания коэффициентов связаны с периодами повышенной смертности,
обусловленной отсутствием запасов продовольствия, необходимых для выживания в
экстремальные годы, войнами, эпидемиями. Высокая рождаемость является
естественной реакцией на высокую смертность. Во второй половине 20 века
подобная демографическая ситуация характерна для племён охотников и
собирателей, проживающих во влажных экваториальных лесах Амазонии, бассейна р.
Конго [8].
этап- начальный период роста- характеризуется
сохраняющимся высоким коэффициентом рождаемости, снижением коэффициента
смертности, ростом продолжительности жизни и некоторым увеличением общей
численности населения. Снижение смертности связано с переходом от охоты и
собирательства к земледелию и скотоводству, т.е. к производящему хозяйству, что
позволило создавать запасы продовольствия для экстремальных ситуаций- засух,
наводнений. Улучшение продовольственного обеспечения создало условия для
прироста населения. Демографические показатели 2-го этапа характерны сегодня
для ряда стран
Африки и Латинской Америки, которые пока не
достигли уровня эк. Развития, когда коэффициент рождаемости начнёт снижаться.
этап- современный период роста- характеризуется
стабилизацией коэффициента смертности на низком уровне и некоторым снижением
коэффициента рождаемости. Последнее связано с индустриализацией и урбанизацией,
повышением уровня жизни, ростом расходов на воспитание детей, включением женщин
в общественное производство, а также распространением медицинских средств
регулирования рождаемости. Тем не менее в этот период тенденция роста
численности населения сохраняется. Она связана со вступлением в детородный
возраст поколений, родившихся при высоком коэффициенте рождаемости. В конце 20
века на 3-ем этапе находятся главным образом страны Лат. Америки.
этап- низкая степень устойчивости-
характеризуется снижением и стабилизацией рождаемости, и смертности, и
численности населения.
. Ежегодно в мире рождается около 140 млн.
человек, т.е. каждую секунду на свет появляются трое, каждую минуту 175, а
каждые сутки 250 тыс. новых «землян»
. Самой многодетной матерью в мире в 80-х годах
была одна из жительниц Чили, которая в общей сложности родила 55 детей. У неё
всегда были двойни и тройни.
4. Экологический кризис,
экологические катастрофы: их причины, масштабы, последствия
Нерациональное природопользование является причиной
экологических кризисов и экологических катастроф. Экологический
кризис - это обратимое изменение равновесного состояния природных
комплексов. Он характеризуется не столько усилением воздействия человека на
природу, сколько резким увеличением влияния измененной людьми природы на
общественное развитие. Проявление экологического кризиса нередко называют
«эффектом бумеранга». Известен ряд экологических кризисов: относительного
обеднения доступных примитивному человеку ресурсов промысла и собирательства,
обусловивший стихийные биотехнические мероприятия типа выжигания растительности
для ее лучшего и более раннего роста (с наступлением весны, влажного периода
года); перепромысла крупных позвоночных животных (50-10 тыс. лет назад);
современный кризис глобального загрязнения, которому, по мнению ученых,
соответствует высший этап научно-технической революции. Человек выступает при
экологическом кризисе активно действующей стороной. История цивилизации
доказывает, что вслед за экологическим кризисом следует революционное
изменение во взаимоотношениях общества и природы [7].
В предистории и истории человечества выделяют
ряд экологических кризисов и революций
Рис. 3 Экологические кризисы и
революции (масштаб условный), по Н. Ф. Реймерсу, 1990
1. Изменение среды обитания живых
существ, вызвавшее возникновение прямоходящих антропоидов - непосредственных
предков человека.
. Кризис относительного обеднения
доступных примитивному человеку ресурсов промысла и собирательства,
обусловившего стихийные биотехнические мероприятия типа выжигания
растительности для лучшего и более раннего роста.
. Первый антропогенный экологический
кризис - массовое уничтожение (перепромысел) крупных животных («кризис
консу-ментов»), связанный с последовавшей за ним сельскохозяйственной
экологической революцией (рис. 4).
. Экологический кризис засоления
почв и деградация примитивного поливного земледелия, недостаточность его для
растущего народонаселения Земли, что привело к преимущественному развитию
неполивного земледелия.
Рис. 4 Схема, иллюстрирующая
совпадение по времени исчезновения некоторых крупнейших представителей животного
мира плейстоцена и заселения мест их обитания охотниками палеолита, т.е.
палеолитический перепромысел (по Н. Ф. Реймерсу, 1990)
. Экологический кризис массового
уничтожения и нехватки растительных ресурсов, или «кризис продуцентов»,
связанный с общим бурным развитием производительных сил общества, вызвавший
широкое применение минеральных ресурсов, промышленную, а в дальнейшем и
научно-техническую революцию.
. Современный кризис угрозы
недопустимого глобального загрязнения. Здесь редуценты не успевают очищать
биосферу от антро-погенных продуктов или потенциально не способны это сделать в
силу неприродного характера выбрасываемых синтетических веществ. Этот кризис
называют «кризисом редуцентов», которому соответствует высший этап
научно-технической революции - реутилизация продуктов и условное замыкание
технологических циклов.
С «кризисом редуцентов» почти
одновременно наступают два других экологических напряжения: термодинамическое
(тепловое) и снижение надежности экосистем. Они связаны с экологическими ограничениями
производства энергии в нижней тропосфере и нарушением природного экологического
равновесия. Данные экологические кризисы ближайшего будущего будут разрешены на
основе энергетической и эколого-плановой экологических революций. Первая будет
заключаться в максимальной экономии энергии и переходе к ее источникам,
практически не добавляющим тепло в приземный слой тропосферы (главным образом
солнечным), вторая - в регулируемой коэволюции в системе «общество - природа».
Экологическая катастрофа - это природная
аномалия (длительная засуха, массовый мор, например, скота и т. Д.), зачастую
возникающая на основе прямого или косвенного воздействия человеческой
деятельности на природные процессы и ведущая к остронеблагоприятным
экономическим последствиям или массовой гибели населения определенного региона;
авария технического устройства (атомной электростанции, танкера и т. П.),
приведшая к остронеблагоприятным изменениям в среде и повлекшей за собой
массовую гибель живых организмов и экономический ущерб; одно из состояний
природы. Экологическая катастрофа отличается от экологического кризиса тем, что
кризис - это обратимое состояние, где человек выступает активно действующей
стороной, а катастрофа- необратимое явление, человек здесь вынужденно
пассивная, страдающая сторона. В более широком понимании экологические
катастрофы - это фазы развития биосферы, где происходит качественное
обновление живого вещества, например вымирание одних видов и возникновение
других [16].
Заключение
Понятие о динамике экосистем. Экосистемы
подвержены непрерывным изменениям. Одни виды постепенно отмирают или
вытесняются, уступая место другим. Внутри экосистем постоянно протекают
процессы разрушения и новообразования. Например, старые деревья отмирают,
падают и перегнивают, а покоящиеся рядом до поры до времени в почве семена
прорастают, давая новый цикл развития жизни.
Постепенные процессы изменения экосистем могут
носить иной характер в случае катастрофических воздействий на них. Если
разрушение биоценоза вызвано, например, ураганом, пожаром или рубкой леса, то
восстановление исходного биоценоза происходит медленно.
Современные взгляды на динамику численности
населения отражает Теория демографического перехода, в общем виде разработанная
Фрэнком Ноутстайном в 1945 г. Теория связывает особенности демографического
положения в связи с эк. Ростом и соц. Прогрессом в зависимости от четырёх
стадий демографического перехода, которые страны и регионы мира проходят в
разное время.
Экологическая катастрофа отличается от
экологического кризиса тем, что кризис - это обратимое состояние, где человек
выступает активно действующей стороной, а катастрофа- необратимое явление,
человек здесь вынужденно пассивная, страдающая сторона. В более широком
понимании экологические катастрофы - это фазы развития биосферы, где
происходит качественное обновление живого вещества, например вымирание одних
видов и возникновение других.
Список использованной литературы
1.
Аксенова О.В.Экология. М.: Знание, 2005.-287с.
.Боголюбов
С.А. Экология: Юрид. энцикл. слов. Ин-т законодательства. Норма, 2007,-443с.
.
Большаков В.Н.Экология. М.: Интернет инжиниринг, 2006.-330с.
.
ВронскийВ.А. "Экология: словарь-справочник. Изд. -Ростов н/Д.: Феникс,
2005,-573с.
.
Горелов А.А. Экология: Учеб. Пособие для вузов.-М.:Юрайт,2006.-312с.
.
Гирусов Э.В., Новоселов Н.А. Экология и экономика природопользования. М.:
Единство. -2005.-519с.
.
Денисов В.В., Гутенев В.В. Экология. -М.: Вуз.кн.2006. -726с.
.Мизгун
Ю.Г. Экология известная и неизвестная. М.: Здоровье, 2008.-257с.
.Мозолевская
Е.Г. Экология, мониторинг и рациональное природопользование. М.: МГУЛ, 2007.
-249с.
.Николайкин
Н.И. Экология. -3-е изд., стер. -М.:,Дрофа,2005. -621с.
.Потапов
А.Д. Экология. -Изд.2-ое, испр. и доп. -М.: Высш. шк.2006.-526,
.Прохоров
Б.Б. Экология века.М.:Академия. 2007.-317,[2[.
.Потасов
В.В. Матвеев А.С. экология: термины, стандарты, сертификация. Нормативы и
показатели. Учеб. и справ. Пособие. -М.: Финансы и статистика. 2006.
-205с.
.Харченко
Н.А., Михацкий Ю.П. Экология. М.: Изд.-во Моск.гос.ун-та леса.2005. -398с.
.Цветкова
Л.И. Экология. -СПб.: Химиздат.2001.-550с.
.Чердымова
З.Э. Экология в схемах и таблицах. Самара: Федоров. 2006.
-222с.