*Термин "экосистема" применим к биоценозам и биотопам самого различного размера, например, ствол погибшего дерева, лес или пруд, океан. Все это естественные экосистемы. В качестве примера естественной, сравнительно простой экосистемы рассмотрим экосистему небольшого пруда. Экосистему пруда можно представить в виде двух основных компонентов.

**Естественные экосистемы достаточно сложны, и изучать их с помощью традиционного научного приема "опыта и контроля" очень трудно. Поэтому ученые-экологи используют лабораторные искусственные микроэкосистемы, моделирующие процессы, протекающие в естественных условиях.

Аквариум как искусственная экосистема

Существует заблуждение, касающееся "равновесия" в аквариуме. Достигнуть в аквариуме приблизительного равновесия в отношении газового и пищевого режима возможно лишь при условии, что рыб в нем будет мало, а воды и растений много. Еще в 1857 году Дж. Уоррингтон установил "это удивительное и восхитительное равновесие между животными и растительным царством" в аквариуме объемом 12 галлонов (54,6 л), поселив в нем несколько золотых рыбок и улиток. Кроме того, он посадил большое количество многолетних водных растений валлиснерий, служащих кормом для рыб. Дж. Уоррингтон правильно оценил не только взаимодействие рыб и растений, но и значение детритоядных улиток "для разложения остатков растений и слизи", в результате чего "то, что могло бы действовать как ядовитое начало, превращалось в плодородную среду для роста растений". Большинство попыток любителей добиться равновесия в аквариуме оканчивается неудачей из-за того, что в аквариум помещают слишком много рыб (элементарный случай перенаселения). Поэтому любителям-аквариумистам приходится периодически искусственно поддерживать равновесие в аквариуме (дополнительное питание, аэрация, периодическая чистка аквариума).

***Возможно, лучший способ представить себе искусственную экосистему - это задуматься о космическом путешествии, так как человек, покидая биосферу, должен взять с собой четко ограниченную систему, которая обеспечивала бы все его жизненные потребности, используя солнечный свет в качестве энергии, поступающей из окружающей космической среды.

Космический корабль как искусственная экосистема

Различают открытый и закрытый типы космического корабля.

В открытой системе (без регенерации) поток веществ и энергии идет в одном направлении, и жизнь системы будет зависеть от запасов воды, пищи и кислорода. Использованные материалы и отходы хранятся на космическом корабле до возвращения на землю или выбрасываются в космос (!).

В замкнутой по всем параметрам (кроме энергии) системе происходит круговорот веществ, который так же, как и поток энергии, можно регулировать при помощи внешних механизмов. Сегодня практически во всех космических кораблях используется система открытого типа с разными степенями регенерации.

Министерство образования и науки Российской Федерации
Филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Российский государственный профессионально-педагогический университет»
в г. Советском
Кафедра профессионально- педагогического образования

Контрольная работа

по дисциплине

«Экология»

Вариант № 17

Выполнил: Калинин А. Н.

Проверил: Крюкова Н. С.

Советский 2011
Оглавление
Задание №1 3
Задание №2 8
Задание №3 12
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 20

Задание №1: 18. Понятие экосистемы (биогеоценоза). Структура и примеры экосистем. Отличительные особенности естественных и искусственных экосистем.

Биогеоценоз - система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии. Представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва). Примеры: сосновый лес, горная долина. Учение о биогеоценозе разработано Владимиром Сукачёвым в 1940 году. В зарубежной литературе - малоупотребимо. Ранее также широко употреблялось в немецкой научной литературе.
Близким по значению понятием является экосистема - система, состоящая из взаимосвязанных между собой сообществ организмов разных видов и среды их обитания. Экосистема - более широкое понятие, относящееся к любой подобной системе. Биогеоценоз, в свою очередь - класс экосистем, экосистема, занимающая определенный участок суши и включающая основные компоненты среды - почву, подпочву, растительный покров, приземный слой атмосферы. Не являются биогеоценозами водные экосистемы, большинство искусственных экосистем. Таким образом, каждый биогеоценоз - это экосистема, но не каждая экосистема - биогеоценоз. Для характеристики биогеоценоза используются два близких понятия: биотоп и экотоп(факторы неживой природы:климат, почва). Биотоп - это совокупность абиотических факторов в пределах территории, которую занимает биогеоценоз. Экотоп - это биотоп, на который оказывают воздействие организмы из других биогеоценозов. По содержанию экологический термин «биогеоценоз» идентичен физико-географическому термину фация.
Свойства биогеоценоза:

естественная, исторически сложившаяся система
система, способная к саморегуляции и поддержанию своего состава на определенном постоянном уровне
характерен круговорот веществ
открытая система для поступления и выхода энергии, основной источник которой - Солнце

Основные показатели биогеоценоза:

Видовой состав - количество видов, обитающих в биогеоценозе.
Видовое разнообразие - количество видов, обитающих в биогеоценозе на единицу площади или объема.

Биомасса - количество организмов биогеоценоза, выраженное в единицах массы. Чаще всего биомассу подразделяют на:

биомассу продуцентов

биомассу консументов
биомассу редуцентов
Продуктивность
Устойчивость
Способность к саморегуляции

Переход одного биогеоценоза в другой в пространстве или во времени сопровождается сменой состояний и свойств всех его компонентов и, следовательно, сменой характера биогеоценотического метаболизма. Границы биогеоценоза могут быть прослежены на многих из его компонентов, но чаще они совпадают с границами растительных сообществ (фитоценозов). Толща биогеоценоза не бывает однородной ни по составу и состоянию его компонентов, ни по условиям и результатам их биогеоценотической деятельности. Она дифференцируется на надземную, подземную, подводную части, которые в свою очередь делятся на элементарные вертикальные структуры - био-геогоризонты, очень специфичные по составу, структуре и состоянию живых и косных компонентов. Для обозначения горизонтальной неоднородности, или мозаичности биогеоценоза введено понятие биогеоценотических парцелл. Как и биогеоценоз в целом, это понятие комплексное, так как в состав парцеллы на правах участников обмена веществ и энергии входят растительность, животные, микроорганизмы, почва, атмосфера.
В экосистеме можно выделить два компонента - биотический и абиотический. Биотический делится на автотрофный (организмы, получающие первичную энергию для существования из фото- и хемосинтеза или продуценты) и гетеротрофный (организмы, получающие энергию из процессов окисления органического вещества - консументы и редуценты) компоненты, формирующие трофическую структуру экосистемы.
Единственным источником энергии для существования экосистемы и поддержания в ней различных процессов являются продуценты, усваивающее энергию солнца, (тепла, химических связей) с эффективностью 0,1 - 1 %, редко 3 - 4,5 % от первоначального количества. Автотрофы представляют первый трофический уровень экосистемы. Последующие трофические уровни экосистемы формируются за счёт консументов (2-ой, 3-й, 4-й и последующие уровни) и замыкаются редуцентами, которые переводят неживое органическое вещество в минеральную форму (абиотический компонент), которая может быть усвоена автотрофным элементом.
Основные компоненты экосистемы:
С точки зрения структуры в экосистеме выделяют:

климатический режим, определяющий температуру, влажность, режим освещения и прочие физические характеристики среды;
неорганические вещества, включающиеся в круговорот;
органические соединения, которые связывают биотическую и абиотическую части в круговороте вещества и энергии;
продуценты - организмы, создающие первичную продукцию;
макроконсументы, или фаготрофы, - гетеротрофы, поедающие другие организмы или крупные частицы органического вещества;
микроконсументы (сапротрофы) - гетеротрофы, в основном грибы и бактерии, которые разрушают мёртвое органическое вещество, минерализуя его, тем самым возвращая в круговорот;

С точки зрения функционирования экосистемы выделяют следующие функциональные блоки организмов (помимо автотрофов):

биофаги - организмы, поедающие других живых организмов,
сапрофаги - организмы, поедающие мёртвое органическое вещество.

Данное разделение показывает временно-функциональную связь в экосистеме, фокусируясь на разделении во времени образования органического вещества и перераспределении его внутри экосистемы (биофаги) и переработки сапрофагами. Между отмиранием органического вещества и повторным включением его составляющих в круговорот вещества в экосистеме может пройти существенный промежуток времени, например, в случае соснового бревна, 100 и более лет.
Все эти компоненты взаимосвязаны в пространстве и времени и образуют единую структурно-функциональную систему.
Пример экосистемы - пруд с обитающими в нём растениями, рыбами, беспозвоночными животными, микроорганизмами, составляющими живую компоненту системы, биоценоз. Для пруда как экосистемы характерны донные отложения определенного состава, химический состав (ионный состав, концентрация растворенных газов) и физические параметры (прозрачность воды, тренд годичных изменений температуры), а также определённые показатели биологической продуктивности, трофический статус водоёма и специфические условия данного водоёма. Другой пример экологической системы - лиственный лес в средней полосе России с определённым составом лесной подстилки, характерной для этого типа лесов почвой и устойчивым растительным сообществом, и, как следствие, со строго определёнными показателями микроклимата (температуры, влажности, освещённости) и соответствующим таким условиям среды комплексом животных организмов.
Искусственные экосистемы - это экосистемы, созданные человеком, например, агроценозы, природно-хозяйственные системы или Биосфера.
Искусственные экосистемы имеют тот же набор компонентов, что и естественные: продуценты, консументы и редуценты, но есть существенные отличия в перераспределении потоков вещества и энергии. В частности, созданные человеком экосистемы отличаются от естественных следующим:

меньшим числом видов и преобладанием организмов одного или нескольких видов (низкая выравненность видов);
невысокой устойчивостью и сильной зависимостью от энергии, вносимой в систему человеком;
короткими цепями питания из-за небольшого числа видов;
незамкнутым круговоротом веществ вследствие изъятия урожая (продукции сообщества) человеком, тогда как естественные процессы наоборот стремятся включить в круговорот как можно большую часть урожая.

Без поддержания энергетических потоков со стороны человека в искусственных системах с той или иной скоростью восстанавливаются естественные процессы и формируется естественная структура компонентов экосистемы и вещественно-энергетических потоков между ними.

Задание №2: 61. Понятие «природные ресурсы». Классификация природных ресурсов по их исчерпаемости и возобновляемости. Условность такой классификации.

Природные ресурсы – одно из наиболее часто употребляемых в литературе понятий. В Краткой географической энциклопедии под таким термином обозначаются «...элементы природы, используемые в народном хозяйстве, являющиеся средствами существования человеческого общества: почвенный покров, полезные дикие растения, животные, полезные ископаемые, вода (для водоснабжения, орошения, промышленности, энергетики, транспорта), благоприятные климатические условия (главным образом тепло и влага), энергия ветра».
Природные ресурсы – пространственно- временная категория; их объем разный в различных районах земного шара и на разных стадиях социально- экономического развития общества. Тела и явления природы выступают в качестве определенного ресурса в том случае если в них возникает потребность. Но потребности, в свою очередь, появляются и расширяются по мере развития технических возможностей освоения природных богатств.
При учете запасов природных ресурсов и объемов их возможного хозяйственного изъятия пользуются представлениями об исчерпаемости запасов. А. Минц предложил называть классификацию по этому признаку экологической. Все природные ресурсы по исчерпаемости делятся на две группы: исчерпаемые и неисчерпаемые.
1. Исчерпаемые ресурсы. Они образуются в земной коре или ландшафтной сфере, но объемы и скорости их формирования измеряются по геологической шкале времени. В то же время потребности в таких ресурсах со стороны производства или для организации благоприятных условий обитания человеческого общества значительно превышают объемы и скорости естественного восполнения. В результате неизбежно наступает истощение запасов природного ресурса. В группу исчерпаемых включены ресурсы с неодинаковыми скоростями и объемами формирования. Это позволяет провести их дополнительную дифференциацию. На основе интенсивности и скорости естественного образования ресурсы делят на подгруппы:
1. Невозобновляемые, к которым относят:
а) все виды минеральных ресурсов или полезные ископаемые. Они как известно, постоянно образуются в недрах земной коры в результате непрерывно протекающего процесса рудообразования, но масштабы их накопления столь незначительны, а скорости образования измеряются многими десятками и сотнями миллионов лет (например, возраст каменных углей насчитывает более 350 млн. лет), что практически их учитывать в хозяйственных расчетах нельзя. Освоение минерального сырья происходит по исторической шкале времени и характеризуется всевозрастающими объемами изъятия. В этой связи все минеральные ресурсы рассматриваются в качестве не только исчерпаемых, но и невозобновляемых.
б) Земельные ресурсы в их естественном природном виде – это материальный базис, на котором происходит жизнедеятельность человеческого общества. Морфологическое устройство поверхности (т. е. рельеф) существенно влияет на хозяйственную деятельность, на возможность освоения территории. Однажды нарушенные земли (например, карьерами) при крупном промышленном или гражданском строительстве в своем естественном виде уже не восстанавливаются.
2. Возобновляемые ресурсы, к которым принадлежат:
а) ресурсы растительного и
б) животного мира.
И те и другие восстанавливаются довольно быстро, и объемы естественного возобновления хорошо и точно рассчитываются. Поэтому при организации хозяйственного использования накопленных запасов древесины в лесах, травостоя на лугах или пастбищах, промысла диких животных в пределах, не превышающих ежегодное возобновление, можно полностью избежать истощения ресурсов.
3. Относительно возобновляемые. Некоторые ресурсы хотя и восстанавливаются в исторические отрезки времени, но возобновляемые объемы их значительно меньше объемов хозяйственного потребления. Именно поэтому такие виды ресурсов оказываются весьма уязвимыми и требуют особенно тщательного контроля со стороны человека. К относительно возобновляемым ресурсам относятся и очень дефицитные природные богатства:
а) продуктивные пахотно-пригодные почвы;
б) леса с древостоями спелого возраста;
в) водные ресурсы в региональном аспекте.
Хорошо известен факт практической неисчерпаемости водных ресурсов в планетарном масштабе. Однако на поверхности суши запасы пресных вод сосредоточены неравномерно, и на обширных территориях ощущается дефицит вод, пригодных для употребления в системах водопользования. Особенно сильно страдают от недостатка воды аридные и субаридные районы, где нерациональное водопотребление (например, водозабор в объемах, превышающих объем естественного восполнения свободных вод) сопровождается быстрым и зачастую катастрофическим истощением водозапасов. Поэтому необходим точный учет количества допустимого изъятия водного ресурса по регионам.
2 Неисчерпаемые ресурсы. Среди тел и явлений природы ресурсного значения имеются и такие, которые практически неисчерпаемы, К ним относятся климатические и водные ресурсы.
А) климатические ресурсы. Наиболее жесткие требования к климату предъявляют сельское хозяйство, рекреационное и лесное хозяйство, промышленное и гражданское строительство и др. Обычно под климатическими ресурсами понимают запасы тепла и влаги, которыми располагает конкретная местность или регион. Так как эти ресурсы формируются в определенных звеньях теплового и водного круговоротов, постоянно действующих над планетой в целом и над ее отдельными регионами, запасы тепла и влаги могут рассматриваться как неиссякаемые в определенных количественных пределах, точно установленных для каждого района.
Б) Водные ресурсы планеты. Земля обладает колоссальным объемом воды – около 1,5 млрд. куб. км. Однако 98% этого объема составляют соленые воды Мирового океана, и только 28 млн. куб. км – пресные воды. Поскольку уже известны технологии опреснения соленых морских вод, воды Мирового океана и соленых озер можно рассматривать как потенциальные водные ресурсы, использование которых в будущем вполне возможно. При условии соблюдения принципов рационального водопользования эти ресурсы можно рассматривать как неисчерпаемые. Однако при нарушении этих принципов ситуация может резко обостриться, и даже в планетарном масштабе может ощущаться дефицит чистых пресных вод. А пока природная среда ежегодно «дарит» человечеству в 10 раз больше воды, чем ему нужно для удовлетворения самых разнообразных потребностей.
Любые классификации природных ресурсов сегодня в достаточной мере условны, потому что на каждом этапе познания экологических закономерностей они будут изменяться с учетом возможностей научно-технического прогресса и социально-экономического развития.

Задание №3: 81. Объекты и субъекты экологического права. Экологический вред. Юридическая ответственность за экологические правонарушения.

Согласно ст. 9 Конституции РФ земля и другие природные ресурсы используются и охраняются в РФ как основа жизни и деятельности народов, проживающих на соответствующей территории. Государство гарантирует защиту экологических прав человека и гражданина. Следовательно, одним из участников экологических правоотношений (субъектом) выступает государство в лице своего компетентного органа.
Другим субъектом экологических отношений является юридическое или физическое лицо, воздействующее на природную среду с целью ее потребления, использования, воспроизводства либо охраны. К таким субъектам относятся граждане, в том числе иностранные, и хозяйствующие субъекты.
Под хозяйствующими субъектами понимаются предприятия, учреждения, организации, воздействующие на природную среду, а также граждане, занятые предпринимательской деятельностью, или граждане, осуществляющие общее или специальное природопользование.
Государственные органы применительно к экологическому правоотношению выступают в качестве носителей полномочий по управлению и контролю в области охраны окружающей природной среды. Они определяют порядок и условия использования и охраны окружающей природной среды, ее отдельных объектов.
Хозяйствующие субъекты, граждане, в том числе иностранные юридические и физические лица, обязаны выполнять экологические предписания.
Объектами экологических правоотношений называются объекты охраны окружающей среды от загрязнения, истощения, деградации, порчи, уничтожения и иного негативного воздействия хозяйственной и другой деятельности. К таким объектам относятся: земли, недра, почвы; поверхностные и подземные воды; леса и иная растительность, животные и другие организмы и их генетический фонд; атмосферный воздух, озоновый слой атмосферы и околоземное космическое пространство.
В первоочередном порядке охране подлежат естественные экологические системы, природные ландшафты и природные комплексы, которые не подвергались антропогенному воздействию.
Характер объекта правоотношения, его особенности обуславливают права и обязанности, которыми наделяется субъект правоотношений. При наличии, скажем, такого объекта правоотношения, как природные заповедники, в составе правоотношений преобладают запретительные нормы; при хозяйственном использовании земель приоритет получают предупредительные, разрешительные меры.
Говоря о понятии экологического вреда, следует иметь в виду, что объектом посягательства в данном случае являются стабильность окружающей среды и природно-ресурсный потенциал, а также гарантированное ст.42 Конституции Российской Федерации право каждого на благоприятную окружающую среду.
Под последствиями нарушения правил охраны окружающей среды при производстве работ (ст.246 УК РФ) следует понимать существенное ухудшение качества окружающей среды или состояния ее объектов, устранение которого требует длительного времени и больших финансовых и материальных затрат; уничтожение отдельных объектов; деградация земель и иные негативные изменения окружающей среды, препятствующие ее сохранению и правомерному использованию.
Существенный экологический вред характеризуется возникновением заболеваний и гибелью водных животных и растений, иных животных и растительности на берегах водных объектов, уничтожением рыбных запасов, мест нереста и нагула; массовой гибелью птиц и животных, в том числе водных, на определенной территории, при котором уровень смертности превышает среднестатистический в три и более раза; экологической ценностью поврежденной территории или утраченного природного объекта, уничтоженных животных и древесно-кустарниковой растительности; изменением радиоактивного фона до величин, представляющих опасность для здоровья и жизни человека, генетического фонда животных и растений; уровнем деградации земель и т.п.
Создание угрозы причинения существенного вреда здоровью человека или окружающей среде (ч.1 ст.247 УК РФ) подразумевает возникновение такой ситуации либо таких обстоятельств, которые повлекли бы предусмотренные законом вредные последствия, если бы не были прерваны вовремя принятыми мерами или иными обстоятельствами, не зависящими от воли причинителя вреда.
Угроза при этом предполагает наличие конкретной опасности реального причинения вреда здоровью человека или окружающей среде.
Нарушение правовых экологических требований влечет применение мер юридической ответственности.
Под юридической ответственностью понимается система принудительных мер, применяемых к нарушителям экологического законодательства в целях наказания виновных, пресечения и предупреждения правонарушений, восстановления нарушенных прав. Одним из свойств юридической ответственности является то, что она имеет государственный принудительный характер, выражающийся в праве государства возлагать на соответствующих субъектов обязанность нести неблагоприятные последствия. Неблагоприятные последствия личного, имущественного, организационного и иного характера называются санкциями. Наиболее распространенными санкциями, предусмотренными за совершение экологических правонарушений, являются административный и уголовный штрафы, изъятие орудий незаконной деятельности и незаконно добытой продукции, возложение обязанности компенсировать причиненный ущерб.
Юридическая ответственность за экологические правонарушения наступает при наличии юридических и фактических оснований, которые включают:
- норму, запрещающую поведение или действие, или норму, обязывающую предпринять то или иное действие;
- факт несоблюдения требований законодательства, т.е. наличие правонарушения;
- причинную связь между совершенным действием и наступившими последствиями.
Экологические правонарушения - это действия или бездействия, умышленно или неосторожно нарушающие нормы экологического права. Действие или бездействие признается экологическим правонарушением, если оно является экологически значимым. Экологически значимое поведение означает обязательное использование природных объектов, которые выступают предметом посягательства, и направленность на такое изменение состояния окружающей среды, которое запрещено правом. Таким образом экологическое правонарушение, отличается от других правонарушений тем, что предметом посягательства действий либо бездействий, запрещенных законом, является окружающая среда либо ее отдельные компоненты в их юридическом понимании.
За совершение экологических правонарушений предусматривается применение мер уголовной, административной, гражданско-правовой и дисциплинарной ответственности. Правовое регулирование в области уголовной и гражданско- правовой ответственности, в соответствии со ст. 71 Конституции России, входит в ведение Российской Федерации. Соответственно на уровне субъектов РФ не могут приниматься законы или иные нормативные правовые акты, устанавливающие данные меры ответственности за экологические правонарушения. Одновременно, в соответствии со ст. 72 Конституции Российской Федерации, административное законодательство составляет совместное ведение Российской Федерации и субъектов РФ.
Уголовная ответственность за экологическое преступление предусмотрена УК РФ. В гл. 26 этого Кодекса «Экологические преступления», определены 17 составов уголовных преступлений. К числу таковых отнесены незаконная добыча водных животных и растений, незаконная охота, нарушение законодательства Российской Федерации о континентальном шельфе и исключительной экономической зоне, нарушение правил охраны и использования недр, незаконная порядка леса, уничтожение или повреждение лесов, загрязнение водоемов и атмосферного воздуха, загрязнение моря вредными веществами, нарушение режима особо охраняемых природных территорий и природных объектов, нарушение правил обращения экологически опасных веществ и отходов и др.
За совершение уголовных преступлений применяются штрафные санкции, лишение права занимать определенные должности либо права заниматься определенной деятельностью, лишение или ограничение свободы. Уголовные штрафы исчисляются в кратном размере относительно минимальной оплаты труда и колеблются от 50 до 700 минимальных размеров оплаты труда. Субъектами уголовной ответственности могут быть только физические лица - граждане и должностные лица, уголовная ответственность которых может быть различной за одно и то же правонарушение. Уголовный штраф в размере от 500 до 700 минимальных размеров оплаты труда предусматривается за незаконную охоту с отягчающими обстоятельствами с использованием служебного положения. Наиболее строгое наказание в виде 8 лет лишения свободы установлено за умышленное уничтожение или повреждение лесов путем поджога, нарушение правил с экологически опасными веществами, повлекшее по неосторожности смерть человека либо массовое заболевание людей. В соответствующих случаях наряду со штрафными санкциями производится конфискация незаконно добытого и орудий экологического преступления. Применение мер уголовной ответственности не освобождает правонарушителя от обязанности возместить причиненный экологический ущерб гражданам, организациям, государству
Уголовные санкции применяются по решению суда, которому предшествует проведение следственных действий правоохранительными органами.
Административная ответственность за экологические правонарушения применяется за совершение противоправных действий, которые по сравнению с уголовным преступлением отличаются меньшей степенью общественной опасности. Меры административной ответственности применяются специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей среды, органами санитарно-эпидемиологического надзора, административными комиссиями на основании постановлений о наложении штрафа. Постановления о наложении административного штрафа могут быть обжалованы в суд.
Одно из наиболее распространенных наказаний, которое применяется к гражданам, должностным лицам или организациям за экологическое правонарушение - штраф на основе официально установленного минимального размера оплаты труда. Уплата штрафа не освобождает виновных от обязанности возмещения причиненного правонарушением вреда.
Особенностью правового регулирования административной ответственности за экологические правонарушения является то, что административная ответственность установлена несколькими федеральными законами - Законом «Об охране окружающей природной среды», Кодексом РФ об административных правонарушениях, Земельным кодексом, Законом «Об особо охраняемых природных территориях» и др.
и т.д.................

Искусственные экосистемы

Лекция №6 . Искусственные экосистемы

Естественные и искусственные экосистемы

В биосфере помимо естественных биогеоценозов и экосистем существуют сообщества, искусственно созданные хозяйственной деятельностью человека, - антропогенные экосистемы.

Естественные экосистемы отличаются значительным видовым разнообразием, существуют длительное время, они способны к саморегуляции, обладают большой стабильностью, устойчивостью. Созданная в них биомасса и питательные вещества остаются и используются в пределах биоценозов, обогащая их ресурсы.

Искусственные экосистемы – агроценозы (поля пшеницы, картофеля, огороды, фермы с прилегающими пастбищами, рыбоводные пруды и др.) составляют небольшую часть поверхности суши, но дают около 90% пищевой энергии.

Развитие сельского хозяйства с древних времен сопровождалось полным уничтожением растительного покрова на значительных площадях для того, чтобы освободить место для небольшого количества отобранных человеком видов, наиболее пригодных для питания.

Однако первоначально деятельность человека в сельскохозяйственном обществе вписывалась в биохимический круговорот и не изменяла притока энергии в биосфере. В современном сельскохозяйственном производстве резко возросло использование синтезированной энергии при механической обработке земли, использовании удобрений и пестицидов. Это нарушает общий энергетический баланс биосферы, что может привести к непредсказуемым последствиям.

Сравнение природной и упрощенной антропогенной экосистем

(по Миллеру, 1993)

Природная экосистема (болото, луг, лес)	Антропогенная экосистема (поле, завод, дом)
Получает, преобразует, накапливает солнечную энергию	Потребляет энергию ископаемого и ядерного топлива
Продуцирует кислород и потребляет диоксид углерода	Потребляет кислород и продуцирует диоксид углерода при сгорании ископаемого топлива
Формирует плодородную почву	Истощает или представляет угрозу для плодородных почв
Накапливает, очищает и постепенно расходует воду	Расходует много воды, загрязняет ее
Создает местообитания различных видов дикой природы	Разрушает местообитания многих видов дикой природы
Бесплатно фильтрует и обеззараживает загрязнители и отходы	Производит загрязнители и отходы, которые должны обеззараживаться за счет населения
Обладает способностью самосохранения и самовосстановления	Требует больших затрат для постоянного поддержания и восстановления

Искусственные экосистемы

Агроэкосистемы

Агроэкосистема (от греч. agros - поле) - биотическое сообщество, созданное и регулярно поддерживаемое человеком с целью получения сельскохозяйственной продукции. Обычно включает совокупность организмов, обитающих на землях сельхозпользования.

К агроэкосистемам относят поля, сады, огороды, виноградники, крупные животноводческие комплексы с прилегающими искусственными пастбищами.

Характерная особенность агроэкосистем - малая экологическая надежность, но высокая урожайность одного (нескольких) видов или сортов культивируемых растений или животных. Главное их отличие от естественных экосистем - упрощенная структура и обедненный видовой состав.

Агроэкосистемы отличаются от естественных экосистем рядом особенностей:

1.Разнообразие живых организмов в них резко снижено для получения максимально высокой продукции.

На ржаном или пшеничном поле кроме злаковой монокультуры можно встретить разве что несколько видов сорняков. На естественном лугу биологическое разнообразие значительно выше, но биологическая продуктивность во много раз уступает засеянному полю.

Искусственная регуляция численности вредителей - по большей части необходимое условие поддержания агроэкосистем. Поэтому в сельскохозяйственной практике применяют мощные средства подавления численности нежелательных видов: ядохимикаты, гербициды и т.д. Экологические последствия этих действий приводят, однако, к ряду нежелательных эффектов, кроме тех, для которых они применяются.

2.Виды сельскохозяйственных растений и животных в агроэкосистемах получены в результате действия искусственного, а не естественного отбора, и не могут выдерживать борьбу за существование с дикими видами без поддержки человека.

В результате происходит резкое сужение генетической базы сельскохозяйственных культур, которые крайне чувствительны к массовому размножению вредителей и болезням.

3. Агроэкосистемы более открыты, из них вещество и энергия изымаются с урожаем, животноводческой продукцией, а также в результате разрушения почв.

В естественных биоценозах первичная продукция растений потребляется в многочисленных цепях питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания.

В связи с постоянным изъятием урожая и нарушением процессов почвообразования, при длительном выращивании монокультуры на культурных землях постепенно происходит снижение плодородия почв. Данное положение в экологии называется законом убывающего плодородия .

Таким образом, для расчетливого и рационального ведения сельского хозяйства необходимо учитывать обеднение почвенных ресурсов и сохранять плодородие почв с помощью улучшенной агротехники, рационального севооборота и других приемов.

Смена растительного покрова в агроэкосистемах происходит не естественным путем, а по воле человека, что не всегда хорошо отражается на качестве входящих в нее абиотических факторов. Особенно это касается почвенного плодородия.

Главное отличие агроэкосистемы от природных экосистем - получение дополнительной энергии для нормального функционирования.

Под дополнительной понимается любой тип энергии, привносимой в агроэкосистемы. Это может быть мускульная сила человека или животных, различные виды горючего для работы сельскохозяйственных машин, удобрения, пестициды, ядохимикаты, дополнительное освещение и т.д. В понятие «дополнительная энергия» входят также новые породы домашних животных и сорта культурных растений, внедряемые в структуру агроэкосистем.

Следует отметить, что агроэкосистемы - крайне неустойчивые сообщества . Они не способны к самовосстановлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели от массового размножения вредителей или болезней.

Причина нестабильности состоит в том, что агроценозы слагаются одним (монокультуры) или реже максимум 2–3 видами. Именно поэтому любая болезнь, любой вредитель может уничтожить агроценоз. Однако человек сознательно идет на упрощение структуры агроценоза, чтобы получить максимальный выход продукции. Агроценозы в гораздо большей степени, чем естественные ценозы (лес, луг, пастбища), подвержены эрозии, выщелачиванию, засолению и нашествию вредителей. Без участия человека агроценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, ягодных растений – 3–4, плодовых культур – 20–30 лет. Затем они распадаются или отмирают.

Преимуществом агроценозов перед естественными экосистемами является производство необходимых для человека продуктов питания и большие возможности увеличения продуктивности. Однако они реализуются только при постоянной заботе о плодородии земли, обеспечении растений влагой, охране культурных популяций, сортов и пород растений и животных от неблагоприятных воздействий естественной флоры и фауны.

Все искусственно создаваемые в сельскохозяйственной практике агроэкосистемы полей, садов, пастбищных лугов, огородов, теплиц представляют собой системы, специально поддерживаемые человеком .

В отношении к сообществам, складывающимся в агроэкосистемах, постепенно меняются акценты в связи с общим развитием экологических знаний. На смену представлениям об обрывочности, осколочности ценотических связей и предельной упрощенности агроценозов возникает понимание их сложной системной организации, где человек существенно влияет лишь на отдельные звенья, а вся система продолжает развиваться по естественным, природным законам.

С экологических позиций крайне опасно упрощать природное окружение человека, превращая весь ландшафт в агрохозяйственный. Основная стратегия создания высокопродуктивного и устойчивого ландшафта должна заключаться в сохранении и умножении его многообразия.

Наряду с поддержанием высокопродуктивных полей следует особенно заботиться о сохранении заповедных территорий, не подвергающихся антропогенному воздействию. Заповедники с богатым видовым разнообразием являются источником видов для восстанавливающихся в сукцессионных рядах сообществ.

Природа многогранна и прекрасна. Можно сказать, что это целая система, включающая в себя как живую, так и неживую природу. Внутри нее много других различных, уступающих ей по масштабу систем. Но не все они полностью созданы природой. В некоторые из них свою лепту вносит человек. Антропогенный фактор способен кардинально поменять природный ландшафт и его направленность.

Агроэкосистема - возникшая в результате антропогенной деятельности. Люди могут вспахать землю, засадить территорию деревьями, но, что бы мы не делали, нас всегда окружала и будет окружать природа. В этом некая ее особенность. Чем агроэкосистемы отличаются от природных экосистем? В этом стоит разобраться.

в целом

Вообще, экологическая система - это любая совокупность органических и неорганических компонентов, в которой существует круговорот веществ.

Будь то природная или созданная руками человека, она все равно является экологической системой. Но все же, чем агроэкосистемы отличаются от природных экосистем? Обо всем по порядку.

Природная экосистема

Природная система, или, как ее еще называют, биогеоценоз, - это совокупность органических и неорганических компонентов на участке земной поверхности с однородными природными явлениями: атмосфера, горные породы, гидрологические условия, почвы, растения, животные и мир микроорганизмов.

Природная система имеет свою структуру, которая включает в себя следующие компоненты. Продуценты, или, как их еще называют, автотрофы - это все те растения, способные производить органическое вещество, то есть способные к фотосинтезу. Консументы - это те, кто питается растениями. Стоит отметить, что они относятся к первому порядку. Кроме этого, имеются консументы и других порядков. И, наконец, другая группа - это группа редуцентов. Сюда принято относить различного рода бактерии, грибы.

Структура природной экосистемы

В любой экосистеме выделяют пищевые цепи, пищевую сеть и трофические уровни. Пищевая цепь - это последовательное перенесение энергии. Пищевой сетью называются все цепи, соединенные между собой. Трофические уровни - это те места, которые занимают организмы в цепях питания. Продуценты относятся к самому первому уровню, ко второму относят консументов первого порядка, к третьему - второго порядка и так далее.

Сапрофитная цепь или по-другому детритная, начинается с отмерших остатков и заканчивается каким-либо видом животного. Существует всеядная пищевая цепь. Пастбищная выедания) в любом случае начинается с фотосинтезирующих организмов.

Это все то, что касается биогеоценоза. А чем агроэкосистемы отличаются от природных экосистем?

Агроэкосистема

Агроэкосистема - это экосистема, созданная человеком. Сюда можно отнести сады, пашни, виноградники, парки.

Как и предыдущая, агроэкосистема включает в себя следующие блоки: продуценты, консументы, редуценты. К первым относятся культурные растения, сорные растения, растения пастбищ, садов и лесополос. Консументы - это все сельскохозяйственные животные и человек. Блок редуцентов - это комплекс почвенных организмов.

Виды агроэкосистем

Создание антропогенных ландшафтов включает в себя несколько видов:

• сельскохозяйственные ландшафты: пашни, пастбища, орошаемые земли, сады и другие;
• лесные: лесопарки, полезащитные лесные полосы;
• водные: пруды, водохранилища, каналы;
• городские: города, поселки;
• промышленные: шахты, карьеры.

Существует и другая классификация агроэкосистем.

Типы агроэкосистем

В зависимости от уровня хозяйственного использования, системы делятся на:

• агросферу (глобальную экосистему),
• аграрный ландшафт,
• агроэкосистему,
• агроценоз.

В зависимости от энергетической особенности природных зон деление происходит на:

• тропический;
• субтропический;
• умеренный;
• арктический типы.

Первый характеризуется высоким обеспечением теплом, непрерывной вегетацией и преобладанием многолетних культур. Второй - двумя периодами вегетации, а именно летним и зимним. Третий тип имеет лишь один период вегетации, а также долгий период покоя. Что касается четвертого типа, то тут возделывание культур очень затруднено по причине низких температур, а также похолоданий на длительное время.

Разнообразие признаков

Все культурные растения должны обладать определенными свойствами. Во-первых, высокой экологической пластичностью, то есть способностью давать урожай в широком диапазоне колебаний климатических условий.

Во-вторых, гетерогенностью популяций, то есть в каждой из них должны быть растения, различные по таким признакам, как время цветения, устойчивость к засухе, морозоустойчивость.

В-третьих, скороспелостью - способностью к быстрому развитию, которое будет опережать развитие сорных растений.

В-четвертых, устойчивостью к грибковым и другим болезням.

В-пятых, устойчивостью к вредным насекомым.

Сравнительная и агроэкосистем

Кроме того, о чем было сказано выше, данные экосистемы сильно отличаются и по ряду других признаков. В отличие от природных, в агроэкосистеме главным потребителем является сам человек. Именно он стремится к максимальному получению первичной продукции (растениеводческой) и вторичной (животноводческой). Вторым потребителем являются сельскохозяйственные животные.

Второе отличие заключается в том, что агроэкосистема формируется и регулируется человеком. Многие задают вопрос, почему агроэкосистема менее устойчива, чем экосистема. Все дело в том, что в них слабо выражена способность к саморегуляции и самовозобновлению. Без участия человека существуют лишь непродолжительное время.

Следующее различие - это отбор. Устойчивость природной экосистемы обеспечивает естественный отбор. В агроэкосистеме он искусственный, обеспечивается человеком и направлен на получение максимально возможной продукции. Энергия, получаемая агросистемой, включает в себя солнце и все то, что дает человек: орошение, удобрения и так далее.

Природный биогеоценоз питается лишь естественной энергией. Как правило, растения, выращиваемые человеком, включают в себя несколько видов, в то время как природная экосистема отличается огромным разнообразием.

Различный питательный баланс - еще одно отличие. Продукция растений в естественной экосистеме используется во многих цепях питания, но тем не менее все равно возвращается в систему. Получается круговорот веществ.

Чем агроэкосистемы отличаются от природных экосистем?

Природная и агроэкосистема во многом отличаются друг от друга: растениями, потреблением, жизненностью, устойчивостью к вредителям и болезням, видовым разнообразием, типом отбора и многими другими признаками.

Экосистема, созданная человеком, имеет как преимущества, так и недостатки. Природная же система, в свою очередь, не может иметь каких-либо минусов. В ней все прекрасно и гармонично.

Создавая искусственные системы, человек должен бережно относиться к природе, чтобы не нарушать эту гармонию.

Читайте также: Агроценоз (агроэкосистема), его отличие от биогеоценоза. Круговорот веществ в агроценозе и пути повышения его продуктивности. Агроэкосистемы, их отличия от природных экосистем. Последствия деятельности человека в экосистемах. Сохранение экосистем. Анализ структуры "Рисунка семьи" и сравнение состава нарисованной и реальной семьи Биологическая продуктивность и устойчивость экосистем. В естественных науках выделился профессор Московского Университета М.А. Максимович, первый директор ботанического сада. В чем проявляется специфика применения математических методов и моделей в естественных, технических и социально-гуманитарных науках? Изменения в экосистемах под влиянием деятельности человека.

Естественная экосистема	Агроэкосистема
СХОДСТВА: 1. Поглощают солнечную энергию (являются открытыми систе­мами). 2. Включают в себя продуцентов, консументов и редуцентов. 3. Внутри них существуют цепи питания. 4. Действуют все факторы эволюции (на­следственная изменчивость, борьба за существова­ние, естественный отбор) 5. В них идет круговорот веществ.
РАЗЛИЧИЯ:
1.Видовой состав организмов сложился естественным обра­зом.	1.Видовой состав искусственно подобран человеком.
2.Видовой состав разнообразный	2.Видовой состав скудный, обычно преобладают 1-2 вида
3.Пи­щевые цепи длинные	3.Пищевые цепи короткие, одним из звеньев является человек
4.Устойчивая система	4.Система неустойчива, без помощи человека самостоятельно не существует
5.Органические вещества остаются внутри системы	5.Органические вещества удаляются из системы человеком
6.Круговорот веществ естественный, замкнутый	6.Круговорот веществ незамкнутый, поддерживается человеком путем внесения удобрений
7.Единственным источником энергии является энергия Солнца	7.Кроме энергии Солнца используются другие виды энергии (энергия машин, людей, электрическая и др.)
8.Активно действуют все факторы эво­люции	8.Действие факторов эволюции ос­лаблено человеком, преобладает искусственный отбор

Естественные экосистемы (биогеоценозы) - это основные составные части биосферы. Их разнообразие и распространенность по земной поверхности имеют большое значение для человека, поскольку от них он получает продукты питания, вещества для лечения, материалы для изготовления одежды и постройки жилья, сырье для промышленного производства и т.д.

Деятельность человека особенно в последнее столетие начала резко ме­нять состояние естественных экосистем и биосферы в целом. В результате происходит разрушение тысячелетиями сложившихся экосистем, исчезновению многих видов растений и животных.

Основные виды деятельности человека, приводящие к изменению экосистем: с троительство городов, дорог, плотин, д обыча полезных ископаемых, охота, рыбалка, сбор ценных растений, вырубка лесов, распашка земель, сжигание в огромных количествах органическо­го топлива и др.

Последствия деятельности человека:

1. Сокращение площади естественных экосистем.

2. Разрушение мест обитания видов, исчезновение некоторых видов, сокращение биоразнообразия.

3. Загрязнение атмосферы, Мирового океана.

4. Изменение климата Земли.

5. Ухудшение здоровья населения планеты.

6. Сокращение природных ресурсов при их росте потребления.

7. Сокращение пригодных для обитания территорий при росте населения планеты.

8. Снижение устойчивости биосферы.

Пути сохранения экосистем:

1. Применение ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий (безотходные технологии, вторичное использование сырья).

2. Борьба с загрязнениями атмосферы, гидросферы, почвы (совершенствование очистки, утилизация отходов, безотходные технологии, чистые источники энергии, экономические и правовые меры- штрафы, ужесточение ответственности, проведение экологического мониторинга).

3. Рекультивация земель, борьба с эрозией почв (восстановление земель после добычи полезных ископаемых, строительства, загрязнений и т.д., организация санитарно-защитных зон вокруг городов, промышленных предприятий)

4. Природоохранные меры (принятие законов, Красные книги, создание особо охраняемых природных территорий, ограничение промысла, борьба с браконьерами).

5. Регулирование рождаемости (путем принятия программ контроля, демографического развития, законов, контрацепции).

6. Воспитание экологического сознания у людей. (отказ от потребительского отношения к природе, воспитание бережного отношения, чувства ответственности перед будущими поколениями)

2. Покрытосеменные растения – господствующая группа растений на Земле. Классы покрытосеменных. Среди гербарных экземпляров или живых растений найдите покрытосеменные, принадлежащие к разным классам. По каким признакам вы их отличите?

Отдел Покрытосеменные растения включает в себя растения, которые образуют цветки и плоды. Они произошли от голосеменных растений. Цветковые – самый крупный и высокоорганизованный отдел в царстве растений, объединяющий 250 тыс. видов из 350 тыс. видов всех растений. По сравнению с голосеменными растениями, покрытосеменные растения имеют ряд преимуществ, которые позволили им стать господствующей группой растений на Земле. Появление цветка обеспечило более надежное опыление, а плода – защиту семян и их распространение. Двойное оплодотворение, обеспечивает развитие не только диплоидного зародыша, но и триплоидного эндосперма (питательной ткани для зародыша). Разнообразие приспособлений позволяет обитать в различных условиях.

Характерные признаки отдела:

1) Имеют цветок, в котором семязачатки защищены внутри завязи.

2) Образуют плод, внутри которого находятся семена, а зародыш семени защищен и семенной кожурой, и околоплодником.

3) Двойное оплодотворение, в результате которого образуется диплоидный зародыш и триплоидный эндосперм - питательная ткань для развития зародыша.

4) Хорошо развиты проводящие ткани (сосуды и ситовидные трубки с клетками -спутниками).

5) Имеют разнообразные жизненные формы (травы, деревья, кустарники, кустарнички и деревья), образующие многоярусные биоценозы.

6) Имеют различные приспособления к опылению, распространению семян, испарению, питанию, получению света и т.д.

В отделе Покрытосеменных растений различают два класса: Двудольные и Однодольные