Антропогенное воздействие на экологические системы, его хозяйственные и экологические последствия

Большое движение на узких  улицах городов - хотя это и были всадники и повозки - создавало непрерывный  шум.

Сейчас трудно представить, как древние города с их многотысячным  населением могли обходиться без  общественного транспорта, без уличного освещения, без канализации и  других предметов городского благоустройства. И, наверное, не случайно в те времена  у многих философов стали возникать  сомнения от¬носительно целесообразности существования больших городов. Аристотель и Платон не¬однократно  выступали с трактатами, в которых  рассматривались вопросы об оптимальных  размерах поселений и их устройстве, о проблемах планировки, архитектуры  и взаимосвязи с окружающей средой.

Вероятно, это сыграло  свою роль. Средневековые города уже  значительно уступали по размерам своим  классическим соб¬ратьям и редко  насчитывали несколько десятков тысяч жи¬телей. Так, в XIV веке население  крупнейших европейских горо¬дов - Лондона и Парижа составляло соответственно 100 тысяч и 30 тысяч жителей. Однако экологические проблемы городов  не стали менее острыми. По-прежнему, главным бичом оставались эпидемии. Вторая пандемия чумы - «Черная смерть» - вспыхнула в XIV веке и унесла почти треть населения Европы.

В эпоху промышленной революции, стремительно растущие капиталистические  города быстро превзошли по людности своих предшественников. В 1850 году миллионный рубеж превзошел Лондон, затем - Париж, к началу XX века в мире было уже 12 городов-«миллионеров» (в том числе  два - в России). Рост крупных городов  шел все более высокими темпами. (Форрестер Дж., 1974)

Научно-техническая революция  была подготовлена выдающимися открытиями XX века и бурным развитием производительных сил. Это не только огромные успехи ядерной физики, молекуляр¬ной биологии, химии, освоение космического пространства, но и стремительный, непрекращающийся рост числа крупных городов и  городского населения.

Объемы промышленного  производства увели¬чились в сотни  и тысячи раз, энерговооруженность  человечества возросла более чем  в 1000 раз, скорость передвижения - в 400 раз, скорость передачи информации - в миллионы раз и т.д. (Форрестер Дж., 1974)

Все необходимое для ускорения  научно-технического прогресса человечество черпает непосредственно из биосферы. Поэ¬тому и сформировалось унизительное отношение к природе как к  некому рабу, которого можно эксплуатировать  бесконечно. Чело¬век почувствовал себя «хозяином» на Земле. Выросли несколько  поколений людей-«технократов». Но природа не осталась безответной. Человеку стало тяжело дышать, уже трудно найти чистую воду, и новые поколения  людей не похожи на предыдущие. Человечество стало обращать внимание на то, что  его окружает. Именно в ХХ веке развилась  такая наука как экология и  сформировались основные ее законы: принцип  Ле Шателье-Брауна и закон Вернадского. Принцип Ле Шателье-Брауна заключается  в том, что при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния  устойчивого равновесия, равновесие смещается в том направлении, в котором эффект внешнего воздействия  ослабляется. Закон Вернадского (закон  биогенной миграции атомов) говорит  о том, что в биосфере миграция хими¬ческих элементов происходит при обязательном непосредственном или опосредованном участии живых  организмов.

В настоящее время под  влиянием хозяйственной деятельности человека происходит быстрое исчезновение многих видов живого на планете. Причем этот процесс идет в десять, а  в некоторых случаях и в 100 тысяч  раз интенсивней, чем 65 миллионов  лет назад шло вымирание динозавров. Ныне виды, уходят со сцены биосферы примерно в тысячу раз чаще, чем 5-7 тысяч лет назад, в эпоху палеолитической  революции, приведшей к огромным перестройкам мира природы и мира людей. (Реймерс Н.Ф., 1978) Тогда присваива¬ющее хозяйство сменилось производящим, развились земледелие и скотоводство. А каковы нынешние прогнозы?

Виды не просто изменяются, меняется вся структура живого вещества. Крупных животных и растений сменяют  более мелкие: копытных - грызуны, грызунов - растительноядные насекомые и т.п. Эволюционно изменчивые организмы  вытесняют менее функционально  подвижных организмов. Таким образом, одни виды дублируют другие. Но при  этом меняются энергетические свойства системы. Мелкие особи требуют для  жизни относительно больше энергии, чем крупные. Вместе с тем зрелые экосистемы для своего поддержания  потребляют больше энергии, чем развивающиеся, находящиеся в переходных фазах.

Эти изменения энергопотребления  вместе с изменением концентрации углекислого  газа или плотности озонового  слоя, несомненно, влияют на изменения  климата Земли. Их результат (в совокупности с прямым антропогенным влиянием) - нарастающее глобальное опустынивание.

Под угрозой опустынивания  находится при¬мерно 19% поверхности  суши. Около 7% площади континентов  уже превратилось в пустыню. Мысль  «чем больше пустынь мы превратим  в цветущие сады, тем больше цветущих садов мы превратим в пустыни, к сожалению, подтверждается. Живая  природа не следует принципу Ле Шателье-Брауна: вместо того, чтобы всемерно сопротивляться воздействию человека, она идет по пути са¬моразрушения. (Никитин Д.П., 1986)

Покров живого вещества на планете резко меняется. Он сжимается  подобно шагреневой коже. Да и сама кожа истончается, даже чисто в механическом смысле - исчезают леса, идет процесс  деградации черноземов и т.п. Из-под  ног человечества уходит фундамент, как непосредственной среды его  жизни, так и экономи¬ческого  развития.

Каждый биологический  вид (и человек тут не исключение) может жить в довольно узких рамках той среды, к которой он ге¬нетически приспособлен. Если среда жизни изменяется быстрее, чем может наступить  адаптация или переформирование вида в но¬вое образование, организм неизбежно вымирает.

Возрастающие темпы изменения  среды обитания приводят к нарушению  взаимосвязи между ней и человеком, снижению адаптационных возможностей организма. Среда обитания может  содержать такие вещества, с которыми организм в ходе эволюции не сталкивался  и поэтому не имеет соответствующих  анализаторных систем, сигнализирующих  об их наличии. В связи с этим оценить  состояние здоровья человека, понять характер патологии в отрыве от анализа  происходящих изменений в окружающей среде невозможно.(Новиков Ю.В., 1999)

Ресурсный базис любой  экономики - природа. Она служит человеку средой обитания. Из нее люди черпают  все необходимое для себя. Глобальное искажение биогеохимических циклов грозит тем, что природа станет иной, не той, к которой адаптировано современное  хозяйство. Понадобится грандиозная  перестройка.

Природа медленно деградирует  в результате действия закона Вер¬надского. Если человеку еще более или менее  доступно изменить админист¬ративными и экономичными методами, замедлить  нарушения природы от хозяйственной  деятельности, то заставить атомы  химических веществ перемещаться как-то иначе, не так, как требует закон  Вернадского, нельзя, не под силу человечеству. Можно лишь попытаться сохранить  биогеохимические циклы. Для этого  живое вещество планеты должно остаться в относительной целост¬ности: видовой  состав мировой биоты необходимо спасти. (Вернадский В.И., 1987)

В конце хотелось бы сказать, что на данном этапе развития, в  критической экологической ситуации от человечест¬ва требуется осмысление нового положения в биосфере Земли, чтобы оно причиняло наименьший вред окружающей среде. Для этого  надо уже воспитывать новое поколение  людей, имеющее в своих ресурсах новейшие технологии и с пониманием относящееся к проблемам взаимодействия человека и природы. Только тогда  история человечества будет иметь  свое продолжение.

Кузенкова Г. В. Введение в экологический мониторинг: учебное пособие. — Н.Новгород: НФ УРАО, 2002. — 72 с. тропогенное воздействие на окружающую среду

2. Экологическая система и биогеоценоз. Сходство и различия этих понятий. Структура водных и наземных экосистем.
1. Биогеоценоз и экосистема

Экосистема (от греческого слова oikos — жилище, местопребывание) — любой природный комплекс (биокосная система). Он состоит из живых организмов (биоценоз) и среды их обитания: косной (например, атмосфера) или биокосной (почва, водоем и т. п.), связанных между собой потоками вещества, энергии и информации. Гниющий пень со всеми его многочисленными обитателями (грибами, микроорганизмами, беспозвоночными) — экосистема небольшого масштаба. Озеро с водными и околоводными организмами (в том числе птицами, питающимися водными животными, прибрежной растительностью) — тоже экосистема, но большего масштаба. Самая большая экосистема — вся биосфера в целом.

В экосистеме всегда есть энергетический вход и  выход. Большая часть энергии  для существования экосистем  поступает за счет энергии Солнца, первично улавливаемой автотрофами, основную массу которых составляют зеленые  растения. По пищевым цепям эта  энергия и вещество включаются в  круговорот, характерный для каждой экосистемы. Первичные и вторичные  гетеротрофы (травоядные и плотоядные животные) используют накопленную энергию  и созданное автотрофами вещество, которое затем вновь поступает  в круговорот после его разложения и минерализации гетеротрофами-сапрофитами (грибами микроорганизмами). Выход  из этого круговорота — в осадочные  породы.

Термин  «экосистема» предложил в 1935 г. английский ботаник А. Тенсли. В 1944 г. советский  биолог В.Н. Сукачев ввел близкое  к нему понятие «биогеоценоз». Биогеоценоз, в понимании В. Н. Сукачева, отличается от экосистемы определенностью своего объема. Экосистема может охватывать пространство любой протяженности — от капли прудовой воды до биосферы. Биогеоценоз — определенный участок территории, через который не проходит ни одна существенная биоценотическая, гидрологическая, климатическая, почвенная или геохимическая граница. Биогеоценозы — это кирпичики, из которых сложена вся биосфера. На суше границы биогеоценоза обычно выделяют по характеру растительного покрова: изменение растительности маркирует почвенные, геохимические и другие границы. Размеры биогеоценозов различны от нескольких сотен квадратных метров до нескольких квадратных километров, а по вертикали - от нескольких сантиметров (на скальных породах) до нескольких сотен метров (в лесах). Совокупность популяций организмов, входящих в экосистему (обычно в пределах биогеоценоза), жизнь которых тесно связана с каким-то одним, центральным видом, называется консорцией (от латинского слова consortium — сообщество). Обычно в роли центрального вида консорции выступает растение, которое определяет весь характер биогеоценоза: в ельниках — ель, в сосняках — сосна, в ковыльной степи — ковыль и т. д. Связь между центральным видом и остальными в консорции может быть самая разная: через пищевые цепи, как местообитание (лишайник на стволе сосны), создание комфортных микроклиматических условий (влажность, тень под пологом дерева).