Типы экосистем и экологические проблемы

Экосистема – основная функциональная единица в экологии. Экосистема (от греч. oikos – жилище, местообитание, объединение), экологическая система – это совокупность совместно обитающих организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом и образующих систему взаимообусловленных биотических и абиотических явлений и процессов.

Термин «экосистема» предложен английским ботаником А.Д. Тенсли (1871 – 1955). А. Тенсли считал, что экосистемы, «с точки зрения эколога, представляют собой основные природные единицы на поверхности Земли», в которые входит «не только комплекс организмов, но и весь комплекс физических факторов, образующих то, что мы называем средой биома, - факторы местообитания в самом широком смысле». Он подчеркивал, что для экосистем характерен «разного рода обмен веществ не только между организмами, но и между органическим и неорганическим».

Функция экосистем – специфическое соединение форм жизни, входящих в экосистему, и природной среды. Экосистема – первичная единица биосферы. Биосфера – это поверхностная оболочка вокруг Земли, где существует (вместе с человеком) весь живой мир. В биосфере каждая экосистема равновесна и взаимосвязана, что обусловлено взаимодействием энергий и веществ. Биосфера состоит из различных не изолированных друг от друга экосистем. Между экосистемами обычно нет четких границ, и одна экосистема постепенно переходит в другую. Все экосистемы земного шара связаны через атмосферу и мировой океан и составляют единое целое – биосферу – глобальную экосистему.

Экосистемы очень разнообразны. Их состав зависит от многих факторов, в первую очередь от климата, геологических условий и влияния человека. Если главную роль играют автотрофные организмы – продуценты (например, леса, луга, степи, болота и др.), системы называют автотрофными. Если же продуцентов в экосистеме нет, или их роль незначительна (например, экосистемы океанических глубин, высокогорных ледников), то такие экосистемы называют гетеротрофными. Различают наземные и водные экосистемы. Экосистемы могут быть естественными и социальными (антропогенными – от греч. anthropos – человек и genos – происхождение). Например, сельскохозяйственные, городские, промышленные экосистемы. Важнейшими природными экосистемами Земли являются: тайга; тундра и полярные пояса; океаны; побережья; болота, топи и мангровые заросли; степи умеренных широт; леса умеренных широт, саванны; пустыни; влажные экваториальные леса; горы; острова и другие.

Социальные системы по своим свойствам отличаются от естественных систем:

- они созданы человеком в соответствии с определенными потребностями и целями;

- их структура, организация в ходе истории меняется;

- состоят из особой социальной формы материи (а не из организмов, как естественные системы);

- закрытые системы (не принимают посторонние элементы, если для них не предусмотрено определенное место в системе);

- частичные (не могут существовать как самостоятельные, а живут за счет окружающих их систем);

- функциональные (созданы для реализации какой-либо функции).

Здоровье человека, населения в целом зависит от воздействия различных подсистем природной и социальной среды, реализующегося через физиологические, биофизиологические и биохимические механизмы регуляции и отражающегося на физиологическом состоянии человека. Следовательно, естественные и социальные системы взаимосвязаны и взаимно пересекаются. Независимо от степени сложности экосистема характеризуется видовым составом, численностью входящих в нее организмов, биомассой, соотношением отдельных трофических групп, интенсивностью процессов продуцирования и деструкции органического вещества. Выделяют два подхода к изучению экологической системы: аналитический, при котором изучают отдельные части системы, и синтетический, когда изучают всю систему в целом.

В настоящее время взаимодействие общества и природы происходит в таких масштабах, что порождает экологическую проблему.

Экологическая проблема связана:

- с ухудшением качества окружающей человека природной среды в результате индустриализации и урбанизации его образа жизни;

- с истощением традиционных энергетических и сырьевых ресурсов;

- с постоянным возрастанием демографической «нагрузки» на природу;

- с нарушением естественных экологических балансов;

- с отрицательными генетическими последствиями загрязнения природы отходами хозяйственной деятельности человека.

Следствием этого возникают зоны напряжения экологической ситуации и повышенного экологического риска. Зоны напряжения – определяют ареал, в пределах которого наблюдается переход состояния природы от кризисного к критическому. К ним относятся территории, где отдельные негативные показатели здоровья населения (заболеваемость детей, взрослых, число социальных и психических отклонений) достоверно выше нормы, по сравнению с теми территориями, которые не подверглись выраженному антропогенному воздействию данного типа.

Зоны повышенного экологического риска – это территории, на которых существует повышенная вероятность неблагоприятных последствий для здоровья людей и состояния экосистем. Причиной является случайные, катастрофические, антропогенные или природные факторы и объекты. Это связано с наличием на данной территории опасных производств и объектов, повышенная вероятность особо опасных природных явлений. В особых случаях возникают зоны чрезвычайной экологической ситуации. К ним относятся участки территорий, где в результате хозяйственной или иной деятельности происходят устойчивые отрицательные изменения окружающей среды. Данные изменения влекут за собой нарушение здоровья населения, равновесия естественных систем (повреждение генетических фондов растений и животных). Участки территорий, где в результате хозяйственной деятельности, естественных катаклизм произошли необратимые изменения окружающей среды, влекущие за собой увеличение заболеваемости и смертности населения становятся зонами экологического бедствия. К зонам экологического риска относятся территории или акватории, в пределах которых определенный вид хозяйственной деятельности человека способен вызывать возникновение опасных экологических ситуаций (например, захоронение радиоактивных или ядовитых отходов). Зона экологической катастрофы – территория или акватория, в пределах которой наблюдается переход состояния природы от катастрофической фазы к коллапсу, что делает ее непригодной для жизни человека.

Последовательная смена экосистем, возникающих на одной и той же территории в результате влияния природных факторов или воздействия человека, называется сукцессия. Различают несколько видов сукцессий: антропогенная, зоогенная, катастрофическая, лаборогенная, пирогенная, фитогенная, циклическая, эндоэкогенетическая.

Сукцессия антропогенная вызвана хозяйственной деятельностью человека, его прямым или косвенным влиянием на экосистему (загазованность атмосферы, вырубка и т.д.). Сукцессия зоогенная вызвана сильным воздействием животных одного или нескольких видов (массовое размножение насекомых и т.д.). Сукцессия катастрофическая вызвана каким-либо катастрофическим для экосистем природным фактором (пожар, ветровал, необычный паводок, массовое размножение вредителей и т.д.). Сукцессия лаборогенная – форма антропогенной сукцессии, вызванная трудовой деятельностью людей. Сукцессия пирогенная – послепожарная сукцессия вне зависимости от причины возникновения пожара – природной или по вине человека. Сукцессия фитогенная – одна из форм стихийных биогенных сукцессий экосистем, причиной является изменение растительности, вызванное в свою очередь какими-то другими причинами (завозом чуждых видов растений человеком и т.п.). Сукцессия циклическая (вековая) – обратимая вековая динамика климаксовой экосистемы, возникающая в результате ее внутреннего развития («постарения» и «омоложения»). Сукцессия эндоэкогенетическая обусловлена воздействием самого растительного сообщества, постепенно изменяющего среду обитания (путем формирования фитоклимата).

Таким образом, содержание экологической проблемы имеет ярко выраженный социальный аспект. Для человека необходима система знаний, правил и законов природопользования при взаимодействии с природой.

Глобальные экологические проблемы связаны с повсеместным увеличением радиоактивного фона планеты (развитие атомной промышленности и энергетики), насыщением биосферы электромагнитными полями (функционирование радио и телестанций, дальних линий электропередач), загрязнением природной среды синтетическими веществами, отходами производств.

Весь комплекс глобальных проблем можно классифицировать по следующим системам отношений: «человек – техника», «человек – культура», «человек – природа». В системе «человек – техника» к кризису ведет создание различных видов оружия массового уничтожения (ядерного, термоядерного, лазерного и прочих), развитие техники и технологий материального производства для системы «человек – культура». Для системы «человек – культура» опасность представляет унификация национальных культур, так как ограничение их многообразия может привести к оскудению культурной среды, формирующей человеческое в человеке. В системе отношений «человек – природа» важно осознание человеком себя, как части природы, овладение культурой и понимание ответственности перед будущими поколениями в процессе взаимодействия с природной средой.

На современном этапе важно выделить национальный, региональный и глобальный уровни экологической проблемы. Эти уровни взаимосвязаны и находятся в сложной зависимости.