Конспект лекций по Экологии Лекция 1
| Вид материала | Конспект |
СодержаниеПоступательные изменения или экологические сукцессии Экологические кризисы. 1. 1. Технологические революции Масштабы экологического кризиса |
- Предлагаемый конспект опорных лекций отражает традиционный набор тем и проблем курса, 1047.31kb.
- Конспект лекций 2008 г. Батычко В. Т. Административное право. Конспект лекций. 2008, 1389.57kb.
- Конспект лекций 2010 г. Батычко Вл. Т. Муниципальное право. Конспект лекций. 2010, 2365.6kb.
- Конспект лекций 2011 г. Батычко В. Т. Семейное право. Конспект лекций. 2011, 1718.16kb.
- Конспект лекций 2011 г. Батычко Вл. Т. Конституционное право зарубежных стран. Конспект, 2667.54kb.
- Конспект лекций 2010 г. Батычко В. Т. Уголовное право. Общая часть. Конспект лекций., 3144.81kb.
- Конспект лекций для студентов по специальностям 190302 «Вагоны», 783.17kb.
- Конспект лекций бурлачков в. К., д э. н., проф. Москва, 1213.67kb.
- Конспект лекций по курсу «Основы права» Кафедра экологии, 1252.59kb.
- Конспект лекций для студентов специальности 080504 Государственное и муниципальное, 962.37kb.
Поступательные изменения или экологические сукцессии
Изменения, вызванные как экзогенетическими (внешними) так и эндогенетическими (внутренними) причинами могут привести к поступательным изменениям – смене одного биоценоза на другой. Эти изменения включают в действие механизм последовательной смены определенных состояний экосистемы, характерный для данной зоны, данного местообитания и особенностей предшествовавшего биоценоза.
Экологическая сукцессия – последовательная, необратимая смена биоценозов. Например, луговая экосистема не будучи использована под сенокос, пастбище или как газон она через 5-10 лет зарастает кустарником под пологом которого сохраняются всходы деревьев. Со временем они составят доминирующие популяции и образуется лес, типичный для данных почвенно- климатических условий.
Вторичной сукцессией считаются также процессы аналогичные, например постепенному зарастанию озера и превращению его в болото, а затем и в лес.
Очевидно, что антропогенные экосистемы, заброшенные по какой-либо причине человеком в результате вторичной сукцессии постепенно превращаются в одну из экосистем типичных для данного местообитания. Так, заброшенная после аварии на ЧАЭС пашня постепенно превращается в лес. Пройдут столетия и будут поглощены биотой оставленные дороги, здания и сооружения.
Вторичная сукцессия не входит в систему чрезвычайного реагирования, т.к. в ее истоках лежит более сильное действие.
Первичные сукцессии протекают не только в естественных условиях, но и в антропогенных экосистемах в местах значительных техногенных катастроф, на разработках полезных ископаемых, при проведении крупных строительных мероприятий и т.п.
В случае частичного повреждения экосистемы или изменении в ней метаболизма вследствие естественных, внутренних причин или при вмешательстве человека возможна вторичная сукцессия.
Например, при повреждении участка естественного луга в нашей зоне во время сельскохозяйственных, строительных или иных работ, сопровождающихся уничтожением существующей травянистой растительности, в течение последующих одного-двух лет активно формируется ценоз из однолетних двудольных растений (т.н. сорняки), затем два-три года преобладают многолетние двудольные растения, за ними образуется сложное сообщество из корневищных и иных злаков. Этот процесс определен особенностями экотопа и являющаяся результатом саморазвития экосистемы.
В основе сукцессионных изменений на каждом этапе развития экосистемы лежит неполнота биологического круговорота, связанная с несоответствием изъятия и возвращения в окружающую среду биогенных элементов.
Первичные сукцессии возможны на местах, где отсутствовал или уничтожен биоценоз, т.е. процесс его развития начинается с единичных представителей пионерских видов и отмечается, как правило, временной длительностью.
Например, к первичным сукцессиям относятся процессы обрастания горных скал. Они осуществляются в виде образования серий сообществ, последовательно сменяющих друг друга.
Так, вначале на скале поселяются накипные лишайники с соответствующей фауной мелких насекомых – т.н. пионерные виды. Затем на погребенных лишайниках и образовавшемся мелкоземе появляются некоторые виды мхов, усиливается почвообразующая деятельность микроорганизмов, увеличивается количество видов насекомых, появляются некоторые виды беспозвоночных. Следующий этап – появление сосудистых растений, образование почвы, активное развитие наземной и почвенной фауны. Заканчивается обрастание скал образованием леса со специфическим почвенным покровом и иным чем прежде набором видов продуцентов консументов и редуцентов, внешних факторов, которые не только кратковременно вышли за границы толерантности биологических объектов, но и уничтожили их частично или полностью, повлияв на биогенную миграцию в экосистеме.
Экологические кризисы.
Кризис - одно из состояний среды, природы или биосферы в целом. Ему предшествуют или за ним следуют другие состояния и сопутствующие им экологические ситуации.
Под экологическим кризисом понимают изменении биосферы или ее частей на значительном пространстве, сопровождающиеся трансформацией среды и систем в целом it новое качество. В настоящее время термин «кризис» используется также часто, как термины «загрязнение среды», дефицит ресурсов.
Биосфера неоднократно переживала острые кризисные периоды, обусловленные чисто природными явлениями. Наиболее известен кризис, который имел место в копне мелового периода (70- 100 млн. лет назад), когда в геологически короткий промежуток времени вымерли пять отрядов рептилий (динозавры, птерозавры, ихтиозавры и др.), включавшие не менее 35 семейств и большое количество видов.
Кризисные явления неоднократно вызывались изменениями климата и сопутствующими ему оледенениями, либо опустыниванием. Так, в эпоху оледенения, имевшего место 30-40 тыс. лет назад (верхний палеолит), вымерли такие крупные животные, как мамонты, шерстистый носорог и многие хищники.
С момента своего появления деятельность человека неоднократно противоречила природе, что порождало кризисы различного масштаба. Но в силу небольшой численности населения и его слабой технической оснащенности они никогда не принимали глобальных масштабов. Человек мог исчерпать доступными ему методами какой-то ресурс или разрушить природу и экосистемы на пространствах ограниченного размера.
Общим для всех антропогенных кризисов является то, что выход из них сопровождался, как правило, уменьшением численности народонаселения, его миграцией и социальными потрясениями. В ряде случаев кризисы завершались сменой общественного строя. Так, первый антропогенный кризис вызвал расселение охотников, или «ве-лише переселение народов», кризис нехватки продуктов сельского хозяйства (второй антропогенный) -эмиграцию населения из Европы за океан. Переход к земледелию и скотоводству сопровождался разложением первобытно-общинного строя и возникновением рабовладельческого, а последнему сопутствовали опустынивание и истощение земельных ресурсов и переход к феодальному строю.
| № | Название кри- | Время | Причины кризи- | Пути выхода из | |||
| | зиса | | са | кризиса | |||
| 1. | Предантропоген - | Змл н. лет | Наступление за- | Возникновение | |||
| | ный (аридиза- | назад | сушл.периоца (ари- | прямоходящих | |||
| | ции) | | дюация климата) | антропоидов | |||
| 2. | Обеднения ре- | Зи-5Отыс. | Недостаток дос- | Простейшие био- | |||
| | сурсов собира- | лет на- | тупных перво- | технические меро- | |||
| | тельства и про- | зад | бытному челове- | приятия типа вы- | |||
| | мысла для че- | | ку ресурсов | жигания раститель- | |||
| | ловека | | | ности для обновле- | |||
| | | | | ния экосистем | |||
| 3. | Перепромысла | Ш-50ГЫС. | Уничтожение | Переход к прими- | |||
| | крупных жи- | лет на- | доступных круп- | тивному земледе- | |||
| | вотных (кризис | зад | ных животных | лию, скотоводству | |||
| | консументов) | | человеком-охот- | (нсополитичес кая | |||
| | | | ником | революция) | |||
| 4. | Примитивного | 1,5-2гыс. | Примитивный по- | Переход к непо- | |||
| | поливного зем- | лет на- | лив, сопутств. ему | ливному (богар- | |||
| | леделия | зад | истощение и за- | ному земледелию) | |||
| | | | соление почв | | |||
| 5. | Недостатка | 150-250 | Истощите л ьное | Промышленная | |||
| | растительных | лет на- | землепользова- | революция, новые | |||
| | ресурсов и про- | зад | ние, отсталые | технологии в | |||
| | довольствия | | технологии | сельском хоз-вс | |||
| 6. | Глобального заг- | 30-50лет | Истощительное | Энсргосбе регаю- | |||
| | рязнения среды | назад по | природопол ъзова- | шие технологи и,бе- | |||
| | и угрозы истоше- | настоя- | ние, многоотход- | зотходное произв., | |||
| | ния ресурсов | щее время | ные технологии | поиск решений | |||
| 7. | Глобальный | Начался | Выделение в сре- | Ограничение ис- | |||
| | термодинами- | и прог- | ду большого ко- | пользования | |||
| | ческий(тепло- | нозиру- | личества тепла, | энергии, | |||
| | вого загрязне- | ется | особенно из вну- | предотвра шен ие | |||
| | ния) | | тренних источ- | парникового эф- | |||
| | | | ников, парнико- | фекта, поиск ре- | |||
| | | | вый эффект | шений | |||
| 1 | 2 | | 4 | 5 | | ||
| 8. | Глобального | Первые | Нарушение эко- | Приоритет эко- | | ||
| | исчерпания на- | призна- | логического рав- | логических цен- | | ||
| | дежности эколо- | ки и | новесия в масш- | ностей перед все- | | ||
| | гических систем | прогноз | табах планеты | ми другими, по- | | ||
| | | | | иски решении | | ||
1. 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕВОЛЮЦИИ
В настоящее время установлено, что ископаемые предки человека появились примерно 4,5 млн лет назад и начали использовать орудия 2,5 млн лет до н.э.
Окончательное формирование «человека разумного» закончилось 40 тыс. лет до н. э. на Ближнем Востоке.
Во времена палеолита и мезолита (10—12 тыс. лет до н.э.) люди занимались охотой и собирательством плодов и вскоре исчерпали возможности своей экологической ниши. С ростом числа людей еды стало не хватать и начался голод. Количество стоянок в начале неолита (10 тыс. лет до н.э.) в 8—10 раз меньше, чем во времена палеолита. Чтобы не умереть с голоду, люди изобрели новые технологии получения пищи: земледелие и скотоводство. Так началась п е р в а я технологическая революция. Эта революция называется также неолитической, или сельскохозяйственной.
Развитие сельского хозяйства сопровождалось наступлением на природу. До того как человек стал заниматься сельским хозяйством, на земном шаре существовали обширные массивы лесов, общая площадь которых составляла примерно 62 млн км2 (6,2 млрд га). Однако в течение многих веков в результате расчистки земельных угодий под пашни, пастбища, заготовки деловой древесины площадь лесных экосистем сократилась до 42 млн км2, т. е. почти на треть. Из-за засоления орошаемых земель 2 тыс. лет до н. э. погибла цивилизация шумер в Нижней Месопотамии, где стало невозможно земледелие. Эта была первая известная нам экологическая катастрофа.
Вторая технологическая революция, которая называется промышленной, началась в XVIII в. в Англии. Эта технологическая революция позволила резко увеличить объем и характер производства. Англия, которая первой освоила механическую прялку, ткацкий станок и паровой двигатель, быстро перешла от ремесленного производства к машинному. Это дало ей огромные преимущества перед другими странами. Уже в середине XIX в. она производила больше половины мировой промышленной продукции.
Современная научно-техническая революция (НТР) — третья технологическая революция в истории человечества — началась 6 августа 1945 г., когда над японским городом Хиросима была взорвана американская атомная бомба. С этого момента наступила атомная эра, которая сопровождалась как разработкой ядерного оружия и его испытаниями в атмосфере и под землей, так и созданием атомной энергетики. В это же время (во второй половине 40-х годов XX в.) была создана первая электронно-вычислительная машина (ЭВМ). ЭВМ, а затем персональные ЭВМ (ПЭВМ) в настоящее время завоевали мир, став неотъемлемой частью новых технологических процессов.
Масштабы экологического кризиса
Масштабы современной деятельности человечества не имеют подобия в истории планеты. За 80 лет (с начала XX в.) из недр Земли было извлечено полезных ископаемых больше, чем за всю историю цивилизации, начиная с палеолита. Более половины добытой за эти годы железной руды, свыше 2/3 нефти, природного газа, калийных солей, фосфоритов, 3/4 бокситов взято из Земли за 20 лет (с 1960 по 1980 г.).
Распахивая почву, человек ежегодно перемещает массу земли (объемом 4 тыс. км3), примерно в 3 раза превосходящую массу всех вулканических продуктов, поднимающихся из недр планеты за тот же срок, и в 200 раз больше, чем сносится в моря и океаны текущими водами. Он забирает на хозяйственно-бытовые нужды 13% мирового речного стока (3,8 тыс. км3); сжигает 13,2 млрд т условного топлива, потребляя при этом 22 млрд т атмосферного кислорода (данные 1993 г.); выплавляет 2,5 млрд т различных металлов (рис. 6.1); производит более 60 млн т неизвестных в природе синтетических материалов; рассеивает на полях свыше 500 млн т различных пестицидов, из которых 1/3 смывается дождями в водоемы и задерживается в атмосфере.
В настоящее время площадь освоенных человеком земель достигла 60% суши. Застроенные земли занимают сейчас около 300 млн га.
Однако богатства планеты используются неравномерно. В странах Большой семерки (США, Великобритания, Япония, Франция, ФРГ, Италия, Канада) живет 15% населения планеты, а используется 53 % энергии, 33 % удобрений, 70 % деловой древесины, создается 81 % наиболее опасных отходов и 90% хлорфтор-углеродов, разрушающих озоновый слой (рис. 6.4).