Содержание
Введение
1. Биогеоценоз (экосистема) как открытая система
2. Качество природной среды и состояние природных ресурсов мурманской области
Заключение
Список литературы
Введение
Изменения биосферы в результате человеческой деятельности стремительны. Произошел крупный качественный скачок во всех сферах жизнедеятельности людей в производстве, на транспорте, в сфере услуг, военном деле и пр. Человек осваивает территории, некогда недоступные в климатическом и географическом отношении: полярные зоны, высокогорные области.
Развитие человеческого общества во все века было связано с использованием разнообразных ресурсов. Природная среда является местом обитания человека и источником всех благ, необходимых для его жизни и производственной деятельности. Степень использования ресурсов определяется социально-экономическими потребностями общества.
Причем достижения науки и техники создали иллюзию как бы обособленности человека от природы, и даже господства над ней. Однако дело обстоит иначе. Для удовлетворения своих потребностей современный человек нуждается в значительно большем количестве ресурсов, чем раньше. И перед человечеством встают серьезные и сложные проблемы охраны природы.
Несомненно, наиболее сильное и наиболее заметное влияние на состояние окружающей среды оказывают, в первую очередь, промышленность и сельское хозяйство. При этом можно выделить отрасли промышленности, которые оказывают отрицательное воздействие либо на атмосферу (энергетика, нефтепереработка, цветная металлургия), либо на земельные ресурсы (все добывающие отрасли, промышленность стройматериалов), либо загрязняющие внутренние и внешние воды государств (нефтедобыча, целлюлозно-бумажная промышленность и пр.). Отдельные отрасли отрицательно воздействуют на природную среду по всем направлениям, вызывая загрязнение вод, воздуха, почв. Поэтому просто необходимо в современном обществе уделять большое внимание экологической составляющей при размещении, строительстве и дальнейшем развитии любого производства.
Фактически же природные условия и ресурсы являются необходимыми условиям для развития и промышленного и сельскохозяйственного производства. Однако только человеческое общество решает, как и в какой степени, эти ресурсы будут использоваться и что останется после нас грядущим поколениям.
Поставим в данной работе следующие задачи:
– рассмотрим биогеоценоз (экосистему) как открытую систему;
– рассмотрим качество природной среды и состояние природных ресурсов Мурманской области.
1. Биогеоценоз (экосистема) как открытая система
Существует много разных определений термина экосистема, но по сути одно и то же. Согласно Ю. Одуму живые организмы и их неживое окружение, неразделимо связанные друг с другом, постоянно взаимодействующие и совместно функционирующие на данном участке таким образом, что поток энергии создает четко определенные биологические структуры и круговорот веществ между живой и неживой частями, представляют собой экологическую систему – экосистему.[1]
Экосистемой, однако, не является любая часть жизни, взаимодействующая с окружающей средой. Экосистема представляет собой систему сообществ живых организмов и среды их обитания, которые функционируют совместно. Это значит, что круговорот вещества и потоки энергии происходят во взаимной связи всех компонентов живой (биотической) и неживой (абиотической) составляющей системы.
Термин экосистема впервые был предложен в 1935 г. английским экологом А. Тэнсли, хотя представления об экосистеме сформировались гораздо раньше. Они были связаны с учением о единстве организма и среды, понятиями биоценоза и геобиоценоза как целостными функциональными образованиями. Эти понятия встречаются в трудах немецкого математика К. Мебиуса (1877), русских ученых – основателя научного почвоведения В.В. Докучаева и создателя учения о лесе Г.Ф. Морозова (1846–1903), позднее эколога В.Н. Сукачева (1944).
К началу ХХ века биологи стали развивать идею о том, что в различных природных сообществах действуют одни и те же закономерности функционирования, независимо от того, какая среда рассматривается: пресноводная, морская или наземная. Ученые пытались использовать для анализа этих закономерностей так называемый холистический подход, т.е. исходили из принципа целостности природных образований.
Позже появилось новое направление, которое можно назвать экологией экосистем. Оно развивалось в связи с разработкой общей теории систем и применением системного анализа. Основоположниками этого нового направления считаются Дж.Е. Хатчинсон, Р. Маргалеф, К. Уатт, В. Пэттен, Г. Одум. Именно такой системный подход обеспечил «прорыв» в экологических исследованиях. Он до сих пор остается основой для анализа экосистем и разработки прогнозов их эволюции.[2]
Обратимся к смыслу понятия «система». Понятие системы – одно из самых общих. Систему можно определить как совокупность элементов, определенным образом связанных и взаимодействующих между собой. То есть любой объект, реальный или мыслимый, целостные свойства которого могут быть представлены как результат взаимодействия образующих его частей, можно считать системой.
Части системы называют элементами системы. Элементы системы могут быть физическими, химическими, биологическими или смешанными.
Структуру системы определяет способ взаимодействия элементов, и, что очень важно, это взаимодействие приводит к возникновению новых свойств системы, ее новых целостных характеристик.
Отличительной чертой любой системы является наличие у нее входа и выхода, причем определенное изменение входной величины влечет за собой некоторое изменение и выходной величины.
Зависимость выходной величины от входной определяется законом поведения системы. В идеальном случае этот закон может быть выражен математическим уравнением, имеющим аналитическое решение. В такое уравнение входит некоторое число постоянных параметров, характеризующих определенные свойства экосистемы.
Любая экосистема является открытой системой, т.е. она должна получать и отдавать энергию. Пределы изменений на входе и выходе сильно варьируют и зависят от многих переменных, например, от размеров системы (чем она больше, тем меньше зависит от внешних частей), интенсивности обмена (чем он интенсивнее, тем больше приток и отток), сбалансированности автотрофных и гетеротрофных процессов (чем больше нарушено равновесие, тем больше должен быть приток извне для его восстановления), стадии и степени развития системы (молодые системы отличаются от зрелых). Так, например, для обширной, поросшей лесом горной местности перепад между средой на входе и средой на выходе значительно меньше, чем для небольшого ручья.
Внешне разнородные признаки и свойства сообществ, присущие экосистемам разных типов, можно объединить в весьма однородные функции и связи между элементами.
Процессы, протекающие в экосистемах, являются общими для весьма различных организмов – от бактерий до млекопитающих.
Все особи сообщества, будучи связаны с окружающей средой функциональной связью, извлекают из нее вещества и обогащают среду продуктами жизнедеятельности.
Близким или даже аналогичным понятию экосистемы является понятие биоценоз. Соответственно наука, изучающая этот предмет, называется биоценологией.
Термин биоценоз происходит от греческих слов bios– жизнь и koinos
– общий. Впервые он был использован немецким зоологом К. Мебиусом в книге «Устрицы и устричное хозяйство» (1877). Биоценоз – это только живое население, тогда как в экосистему помимо биотической компоненты входит и абиотическая, т.е. неживая. Четкую границу между биоценозом и экосистемой проводят В.Д. Федоров и Т.Г. Гильманов (1980). Согласно их определению, биоценоз – это «совокупность всех популяций биологических видов, принимающих существенное (постоянное или периодическое) участие в функционировании данной экосистемы». Они рассматривают биоценоз как часть экосистемы.[3]
Иногда вместо термина биоценоз употребляют термин сообщество организмов.
Говоря о биоценозе, обычно подчеркивают, что функционирование его осуществляется в определенных условиях среды и ограничивается определенным пространством, которое называют биотопом. Совокупность биоценоза и биотопа называют биогеоценозом.
Согласно определению В.Н. Сукачева (1964), биогеоценоз – это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая свою особую специфику взаимодействия этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществами и энергией между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое единство, находящееся в постоянном движении, развитии. Такое определение, по существу, идентично определению термина «экосистема».[4]
Одно из свойств системы – иерархическая соподчиненность элементов. Так, элементарной единицей в экологии считают организм (особь), совокупность особей образует элементарную подсистему – популяцию, а совокупность популяций, выполняющих функциональную сходную роль в экосистеме, образует следующую подсистему – ассоциацию, или сообщество, совокупность сообществ – биоценоз. Организмы биоценоза в комплексе со средой обитания представляют собой экосистему.
Закономерные сочетания экосистем в пределах определенной территории или акватории, характерной в том или ином отношении (например, геоморфологическом – на суше или гидрологическом – в водной среде), образуют систему более высокого уровня, чем экосистема, – ландшафт.
Деление на ступени – иерархия – во многих случаях является искусственным. Каждый уровень интегрирован, т.е. взаимодействует с другими, и между ними нет резких границ.