ЭКОЛОГО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Эколого-геологические системы отражают сложные взаимосвязи жизнедеятельности живых организмов и физических (природных) процессов, происходящих в верхней части литосферы. Нарушение такого баланса сопряжено с техногенной деятельностью человека. Состояние эколого-геологических систем изучает экологическая геология, которая входит в состав геоэкологии.

В результате изучения этой главы студент должен:

знать

• основные свойства эколого-геологической системы;

уметь

• определять влияние геологических процессов, геохимических и геофизических аномалий на окружающую среду и человека; проводить эколого-геологические исследования; давать экологическую оценку современного состояния территории; выявлять зоны экологического бедствия, составлять эколого-геологические карты;

владеть

• методикой геоэкологических исследований, компьютерной обработкой геоэкологической информации.

Биосфера

Экосистемы

Состояние и свойства живых организмов зависят от природной среды. Природная среда есть совокупность всей живой и неживой природы. Компоненты природной среды, влияющие на организмы, называются экологическими факторами. К ним относятся:

- абиотические факторы — компоненты неживой природы (состав воды, атмосферы и почв, климат);

  • — биотические факторы (взаимодействия между различными особями в популяциях, между популяциями в природных сообществах);
  • — антропогенные факторы (деятельность человека, приводящая к изменению среды обитания организмов или непосредственно сказывающаяся на их здоровье и жизни);
  • — лимитирующие факторы, недостаток или избыток которых ведет к невозможности существования организмов.

Лимитирующий фактор является основным при оценке выносливости организма. Согласно закону толерантности В. Шелфорда, лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет степень его выносливости.

Живые организмы и среда их обитания (биотоп), взаимодействуя между собой, образуют динамические системы — экосистемы. Экосистема — это общность живых существ и неживой природы в определенном пространстве, причем все части экосистемы взаимодействуют друг с другом, используя поток энергии и создавая круговорот веществ (рис. 2.1).

Размер экосистем может быть различным. Самая крупная экосистема — биосфера. Затем можно выделить экосистемы суши и Мирового океана. Следующими будут экосистемы отдельных континентов и океанов. Экосистемам меньшего размера соответствуют ландшафты суши (тундры, леса, степи и пр.) и Мирового океана (шельфа, равнин, океанических рифтов и т.д.).

Наряду с термином экосистема используется близкий по значению термин — биогеоценоз. Живая часть экосистемы или биогеоценоза представлена сообществом организмов разных видов (биоценозом).

Основу связей между популяциями биогеоценоза обусловливает характер питания особей и способы получения ими энергии. Все организмы по способу питания разделяются на две группы — автотрофы и гегеротрофы. Автотрофы (преимущественно растения) для синтеза органических веществ используют неорганические соединения окружающей среды. Гетеротрофы (животные, человек, грибы, бактерии) питаются готовыми органическими веществами, которые синтезировали автотрофы. В результате дыхания, разложения трупов животных и растительных остатков органические вещества превращаются в неорганические соединения, которые возвращаются снова в природную среду и могут опять использоваться автотрофами.

Структурная схема глобальной экосистемы Земли [29]

Рис. 2.1. Структурная схема глобальной экосистемы Земли [29]:

1 — ноток внутреннего геотермального тепла из недр планеты; 2 — солнечная энергия

Таким образом, в биогеоценозе в результате жизнедеятельности организмов непрерывно осуществляется поток атомов из неживой природы в живую и обратно.

Основу подавляющего большинства биогеоценоза составляют зеленые растения — производители органического вещества (продуценты). В биогеоценозе обязательно присутствуют растительноядные и плотоядные животные — потребители живого органического вещества (консументы) и, наконец, разрушители органических остатков — преимущественно микроорганизмы, которые доводят распад органических веществ до простых минеральных соединений (редуценты). В биогеоценозе каждая из этих трех главных групп образована многими видами.

Существуют, однако, биогеоценозы, не включающие автотрофных растений, например экосистемы больших глубин океана или пещер. Но во всех биогеоценозах подобного типа обязателен приток энергии извне в форме органических веществ, которые как бы заменяют энергию Солнца, аккумулируемую в результате фотосинтеза растениями (Ю. И. Полянский и др., 1988).

Биогеоценозы обладают относительной устойчивостью и после нарушения способны к самовосстановлению. Устойчивость биогеоценозов связана с особенностями его структуры. Биогеоценозы со сложной структурой более устойчивы к влиянию внешних факторов.

Искусственные биогеоценозы возникают в основном в результате сельскохозяйственной деятельности человека, их называют агроценозами. Искусственные биогеоценозы являются крайне неустойчивыми из-за малого видового разнообразия и не могут существовать в течение продолжительного времени без вмешательства человека.

Для характеристики биогеоценоза и происходящих в нем процессов используются основные показатели:

  • — видовое разнообразие — число видов растений и животных, образующих данный биогеоценоз;
  • — плотность популяции — количество особей данного вида на единицу площади или в единице объема;
  • — биомасса — общее количество органического вещества всей совокупности особей с заключенной в нем энергией;
  • — продуктивность — прирост биомассы.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >