Geum.ru

Ecological Studies, Hazards, Solutions, 2006, Vol

Вид материалаДокументы

Содержание


Максимилиан Волошин
Предлагаемый постулат
119992 Москва, МГУ, биологический факультет, кафедра гидробиологии
Вопросы экологической стабильности. 1. типология видов и компонентов экологической стабильности
Подобный материал:
1   ...   19   20   21   22   23   24   25   26   ...   33

Максимилиан Волошин


Существует множество подходов к пониманию и интерпретации сущности экосистемы [1-13]. Анализ нескольких теоретических концепций дан на стр. 45-49 в книге [6].

Не перечисляя всех мыслимых или предлагавшихся подходов, предлагаем в качестве рабочей гипотезы или постулата еще один подход.

Предлагаемый постулат: Экосистема в некотором смысле напоминает трансформер (Transformer – a person or thing that transforms [14]; transform – to change the form or outward appearance of; to change the condition, nature, or function of, convert [14]).

Комментарий к постулату: постулат констатирует, что существенной особенностью экосистем, или по крайней мере многих или некоторых экосистем является их способность трансформироваться. Под этим понимается способность экосистем изменять внешний облик, структуру ("природу", если пользоваться определением словаря Вебстера), особенности функционирования, при том, что сохраняется идентичность данной экосистемы, то есть она в каком-то смысле продолжает оставаться собой.

Пример изменений внешнего облика экосистемы – изменение общего ландшафта, связанного с данной экосистемой в связи с сезонностью (сменой времени года) или массовым цветением того или иного вида растений.

Пример изменений структуры экосистемы – существенные изменения структуры трофических цепей и биомассы отдельных популяций в пресноводных экосистемах пресноводных водоемов, замерзающих зимой. После замерзания резко снижается биомасса фитопланктона. Структура трофических цепей может тоже резко изменяться – зоопланктон переключается в своем питании с фитопланктона на бактериопланктон.

Пример изменения функционирования экосистемы – изменение первичной продуктивности в водной экосистеме, когда после замерзания водоема он покрывается льдом и фотосинтез фитопланктона и донных водорослей резко снижается. Еще один пример – резкое снижение первичной продуктивности в некоторых наземных экосистемах после листопада (например, в широколиственных листопадных лесах). Аналогичный пример – резкий спад первичной продуктивности в сообществах макрофитов (таких, как тростник южный, или обыкновенный, Phragmites australis или P. communis; рогоз широколистный Typha latifolia или рогоз узколистный T. angustifolia; камыш Scirpus и др.) в зимний период, когда листья засыхают.

Возвращаясь к словам М.Волошина, стоящим в эпиграфе, отметим, что не следует при анализе экосистем эти слова понимать буквально и прилагать механически – на самом деле важно все, и скорости изменений параметров, и функции системы, и вес, и плотности, и размер популяций и организмов как элементов системы. Однако, ни один из статических показателей, описывающих экосистему (в том числе весовые показатели биомассы) не является абсолютным, не дает настоящих констант, однозначно характеризующих экосистему. Вместе с тем подчеркнем важность показателей, описывающих динамику, характер изменений экосистем.

Из предложенного постулата вытекает несколько важных следствий.

Следствие 1. По сравнению с традиционными представлениями об экосистеме возрастает удельный вес и значимость того компонента в представлении об экосистеме, который представляет не структуру и не функционирование экосистемы в данный момент, а нечто третье - закономерности изменения структуры и функции во времени. Это очень существенное изменение представления об экосистеме, поскольку структуру можно наблюдать глазами в данный момент; функцию можно измерять теми или иными приборами в данный момент или на протяжении некоторого, не обязательно большого отрезка времени; что касается закономерностей изменения во времени, то их можно выявить только на протяжении существенных отрезков времени, причем при условии неоднократных повторных наблюдений.

Следствие 2. Возникает еще одно отличие при сопоставлении концепций экосистемы и биогеоценоза. В представлении о биогеоценозе примат отдается тому, что можно наблюдать невооруженным или вооруженным глазом – это живой мир и материальная среда, в которой он находится. В предлагаемом представлении об экосистеме, как отмечалось, увеличивается роль невидимого компонента – закономерностей изменения системы во времени.

Следствие 3. Возрастает роль ученого-эколога или гидробиолога в решении практических, юридических, экономических вопросов, возникающих при воплощении в жизнь законов, правил, предписаний, при осуществлении экономических оценок, связанных с эксплуатацией или охраной экосистем. Причина этого в том, что само понятие экосистемы выходит за рамки простого зримого объекта, ускользает от примитивной трактовки как чего-то статического. Установить, описать и идентифицировать особенности изменений этого объекта в времени – работа, требующая профессиональной квалификации эколога или гидробиолога. Новая концепция экосистемы означает, что простого наблюдения, ощупывания природных объектов и быстрого суждения на основе бытового здравого смысла или приборного одномоментного измерения недостаточно. Следовательно, еще больше возрастает необходимость привлекать профессионалов, экологов и гидробиологов, – при практическом рассмотрении любых вопросов, связанных с необходимостью четко сформулировать, что означает слово "экосистема" в приложении к конкретному природному объекту.

Следствие 4. Принятие постулата 1 означает частичное облегчение одной из ныне существующих фундаментальных проблем экологии и в то же время усиление остроты другой проблемы. Использование предложенного постулата вносит следующим двояким образом отражается на поисках базисных представлений об экосистемах.

С одной стороны, частично снимается противоречие, существующее в ранее использовавшихся представлениях, не вводивших идею трансформера в концепцию экосистемы. Это противоречие заключалось в том, что говорили о структуре экосистемы, молчаливо принимая, что одной экосистеме соответствует одна структура. Но такое представление явно противоречило реальности, поскольку одна и та же экосистема может существенно менять структуру – например, при сезонных изменениях, особенно в ландшафтах и климатических условиях с ярко выраженной сезонностью. Если принять предложенный постулат, то нет необходимости считать, что одной экосистеме соответствует одна структура – постулат 1 означает, что одной экосистеме может соответствовать несколько структур этой системы.

С другой стороны, еще более явной вырисовывается нерешенная пока проблема идентичности экосистемы, поскольку предлагаемый постулат открыто констатирует и более того – акцентирует - изменчивость характеристик экосистемы. По-видимому, можно предсказать, что проблема идентичности экосистемы (что понимать под идентичностью экосистемы, что именно считать наиболее четкими и важными критериями для различения экосистем) будет оставаться среди приоритетов экологии и в будущем.

В данный момент мы не видим простой и универсальной концепции для четкой характеристики или охвата того, что мы называем экосистемой. Это еще раз напоминает о словах Пьерра-Симона Лапласа: "простота природы не должна измеряться простотой наших концепций" ("The simplicity of nature is not to be measured by that of our conceptions" - Pierre-Simon Laplace, 1749-1827).

  1. Алимов А.Ф. 2000. Элементы теории функционирования водных экосистем. СПб.: Наука, 147 с.
  2. Винберг Г.Г. Гидробиология. В кн.: История биологии. М.: Наука. 1975. с. 231-248.
  3. Миркин Б.М., Розенберг Г.С. Толковый словарь современной фитоценологии. М. Наука.1983. 136 с.
  4. Остроумов С.А. Новые варианты определений понятий и терминов "экосистема" и "биогеоценоз" // ДАН. 2002. Т.383. №4. С. 571-573.
  5. Idem. Концепции экологии "экосистема", "биогеоценоз", "границы экосистем": поиск новых определений // Вестн.МГУ. Сер.16.Биол. 2003. № 3. С.43-50.
  6. Idem. Загрязнение, самоочищение и восстановление водных экосистем. М.: МАКС Пресс. 2005. 100 с.
  7. Розенберг Г.С., Мозговой Д.П., Гелашвили Д.Б. Экология: элементы теоретических конструкций современной экологии. Самара: Самарский научный центр РАН. 1999. 396 с.
  8. Сукачев В.Н. Избранные труды. Л.: Наука. 1972. Т. 1. 417 с.
  9. Федоров В.Д., Гильманов Т.Г. Экология. М.: Изд-во МГУ, 1980. 464 с.
  10. Шварц С.С. Экологические закономерности эволюции. М.: Наука, 1980. 278 с.
  11. Шилов И.А. Экология. М.: Высшая школа. 2001. 512 с.
  12. Odum E.P. Fundamentals of Ecology. 3rd ed. W.B.Saunders Co., Philadelphia.574 p.
  13. Tansley A. The use and abuse of vegetation concepts and terms. Ecology. 1935.V.16. No. 3.

14. Webster's New World Dictionary. 3rd college ed., Prentice Hall. N.Y. 1994. 1574 p.


ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СТАБИЛЬНОСТИ

Остроумов С.А.

119992 Москва, МГУ, биологический факультет, кафедра гидробиологии



Come forth into the light of things,

Let Nature be your Teacher.

William Wordsworth 1770-1850

The Tables Turned (1798)

В данную серию включены очерки об избранных вопросах экологической стабильности экосистем и биосферы. Рассматриваются следующие вопросы:

1. Типология видов и компонентов экологической стабильности;

2. Аппарат биосферы и его наноструктуры как факторы стабильности;

3. Функции фильтраторов, важные для экологической стабильности в водных системах;

4. Концептуальные основы теории нарушений экологических механизмов второго рода;

5. Новый вид антропогенных нарушений: ингибирование экологической репарации;

6. О экологическом налоге и его роли для стабильности;

7. Элементы теории нарушений биоты экосистем. Нарушения двух типов.


ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СТАБИЛЬНОСТИ. 1. ТИПОЛОГИЯ ВИДОВ И КОМПОНЕНТОВ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СТАБИЛЬНОСТИ

Представляется целесообразным выделение следующих типов экологической стабильности :

стабильность видового состава;

стабильность трофической сети и структуры потоков энергии и вещества;

стабильность информационных связей;

стабильность физико-химических условий; в случае водных экосистем – стабильность физико-химических параметров водной среды и качества воды;

стабильность временных изменений (сезонной ритмики и др.);

стабильность параметров вариабельности.

Эти типы стабильности тем или иным образом формируют составные элементы того широкого и довольно расплывчатого понятия, которое называют стабильностью экосистем.

Выше был упомянут такой параметр, как стабильность параметров вариабельности. Существенные характеристики вариабельности экосистемных параметров приведены в книге Алимова (2000). Голубев (1999) изучил вариабельность параметров жизненных циклов легочных моллюсков Physella integra, Biomphalaria glabrata, Lymnaea stagnalis, L. hodutkae, ракообразных Artemia salina, Daphnia magna, мизид Paramysis lacustris, бокоплава Gammarus lacustris. Интересно, что величина коэффициентов вариации по массе тела в семьях Physella integra была заметно выше в семьях от самооплодотворения, чем в семьях от перекрестного оплодотворения.

1. Алимов А.Ф. Элементы теории функционирования водных экосистем. СПб.: Наука, 2000. 147 с. 2. Голубев А.П. Вариабельность параметров жизненных циклов гидробионтов: количественные аспекты и экологическое значение. Автореф. … докт. биол. наук. Минск: Ин-т зоологии АН Белоруси. 1999. 38 с.