Понятия синэкологии и сообщества

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Понятия синэкологии и сообщества. Видовая и пространственная структура сообщества. Экологические ниши видов в сообществах

Синэкология (от греч. syn-вместе) - раздел экологии изучающий взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем с окружающей средой.

Под сообществом понимают совокупность популяций разных видов, сосуществующих в пространстве и времени. Сообщество - общее понятие, прилагаемое к совокупности взаимодействующих живых существ любого ранга.

Одним из важнейших показателей структуры сообщества является видовой состав входящих в него организмов. Видовой состав сообщества определяется рядом факторов, важнейшие среди которых: географическое местоположение, определяющее состав флоры и фауны, особенности климата, тип ландшафта и его высота над уровнем моря, водный режим, возраст самого сообщества. В пределах отдельных континентов и климатических зон сходные по видовому составу сообщества формируются в районах, сходных по экологическим условиям. Между лесами на юге и полярными льдами на севере расположена обширная полоса безлесной местности ? зона тундры. Факторами, определяющими состав населения тундры, являются: низкие температуры, короткий сезон вегетации, промерзший (за исключением тонкого слоя ? всего несколько сантиметров) грунт. Растительность здесь представлена злаками, осоками, лишайниками, иногда карликовыми деревьями. Животное население представлено птицами (включая перелетных), крупными (северный олень, овцебык) и мелкими (лемминги, полевки) растительноядными млекопитающими, хищниками (белый медведь, волк, песец). Интересно, что небольшие районы тундры со сходным составом жизненных форм (а в ряде случаев и видов) встречаются в высоких горах умеренной зоны и даже тропиков (альпийская тундра). Много общего в составе населения северных хвойных лесов, вытянувшихся широким поясом через всю Евразию и Северную Америку, в населении степей, предгорий, пустынь, пойменных участков рек, иногда отдаленных друг от друга сотнями и даже тысячами километров. Долевое участие каждого вида в сообществе различно. В сообществе, как правило, имеется несколько видов, представленных большим числом особей, или большой биомассой, и сравнительно много видов с низкой численностью. Виды с высокой численностью играют значительную роль в жизни сообщества, особенно так называемые виды средообразователи. В лесных экосистемах, например, к ним относятся виды преобладающих древесных растений. От них зависят условия, необходимые для выживания других видов живых существ: трав, насекомых, птиц, зверей, мелких беспозвоночных и микроорганизмов лесной подстилки и др. В то же время редкие, как правило, стенобионтные виды часто оказываются лучшими индикаторами (показателями) состояния сообщества. Это связано с тем, что для поддержания жизни редких видов требуются строго определенные сочетания различных факторов (например, температуры, влажности, состава почв, определенных видов пищевых ресурсов).

Виды в биоценозе образуют и определенную пространственную стуктуру, особенно в его растительной части -- фитоценозе. Прежде всего четко определяется вертикальное ярусное строение в лесах умеренного и тропического поясов. Например, в широколиственных лесах можно выделить пять-шесть ярусов: первый -- деревья первой величины (дуб, липа, вяз); второй -- деревья второй величины (рябина, яблоня, груша, черемуха и др.); третий -- подлесок кустарниковый (крушина, жимолость, бересклет и др.); четвертый состоит из высоких трав, а пятый и шестой, соответственно, из более низких трав (рис. 4.2). Ярусность выражена в травянистых сообществах, но не столь явно, как в лесах. Ярусность позволяет растениям более полно использовать световой поток -- в верхних ярусах светолюбивые, в нижних -- теневыносливые и в самом низу -- улавливают остаток света тенелюбивые растения. В вертикальном направлении под воздействием растительности изменяется микросреда, включая не только выравненность и повышение температуры, но и изменение газового состава за счет изменения направления потоков углекислого газа ночью и днем, выделения сернистых газов хемосинтезирующими бактериями и т. п. Изменения микросреды способствуют образованию и определенной ярусности фауны -- от насекомых, птиц и до млекопитающих. Помимо ярусности в пространственной структуре биоценоза наблюдается мозаичность -- изменение растительности и животного мира по горизонтали. Площадная мозаичность зависит от разнообразия видов, количественного их взаимоотношения, от изменчивости ландшафтных и почвенных условий. Мозаичность может возникнуть и искусственно -- в результате вырубки лесов человеком. На вырубках формируется новое сообщество. Видовая структура биоценозов, пространственное распределение видов в пределах биотопа, во многом определяется взаимоотношениями между видами, между популяциями.

Концепция ниши проникла во все разделы экологии, хотя первоначально она возникла как попытка дать всестороннее описание роли вида в сообществе, определяя все связи между популяциями, сообществом и всем биоценозом в данной среде обитания. В таком понимании ниша описывает, каким образом экологические объекты приспосабливаются друг к другу, образуя устойчиво функционирующее целое и позволяя понять, как даже весьма различные по своей организации сообщества могут быть похожи друг на друга. Термин «ниша» введен Дж. Гриннеллом с целью обозначения самой мелкой единицы распространения вида. Уточненное формальное и потенциально количественное определение ниши дано Г. Хатчинсоном (1958), считавшим, что нишу следует определять с учетом всего диапазона физических, химических и биотических переменных среды, к которым должен быть адаптирован данный вид и под действием которых видовая популяция живет и возобновляется бесконечно долгое время. Теоретически такую переменную можно рассматривать как некий градиент, на котором у каждого вида имеется свой диапазон активности или устойчивости. Примером служит освещенность в лесу, которая убывает логарифмически от вершины деревьев к почве. Далее Г. Хатчинсон подразделил видовую нишу на:

* фундаментальную -- охватывает все множество оптимальных условий, в которых данный вид может обитать в отсутствие врагов;

* реализованную -- фактический комплекс условий, в которых вид обычно существует.

Большинство организмов не обитает в своей потенциальной фундаментальной нише, а вследствие взаимодействий с другими организмами занимает меньшую по размерам реализованную нишу. Главными взаимодействиями обычно считают хищничество и конкуренцию. Последняя связана с теорией ниши через концепцию перекрывания ниш. Дело в том, что виды склонны частично разделять между собой свои фундаментальные ниши и в результате на один и тот же ресурс одновременно претендуют две или более популяции. По терминологии Г. Хатчинсона, «гиперпространства» ниш одних видов включают в себя также части «гиперпространств» других видов, т. е. перекрываются с ними.

2. Разрушение озонового слоя. Причины разрушения озонового слоя и последствия для биоты и человека. Мероприятия по решению этой проблемы

Одно из важнейших изменений может произойти в круговороте воды. Даже небольшое глобальное потепление может значительно увеличить влажность воздуха в связи с тем, что при подъеме температуры всего на 1°С содержание водяных паров в атмосфере возрастает на 6%. К каким же последствиям это приведет? По этому вопросу у климатологов существуют разные мнения, но большинство согласно с тем, что:

а) в среднем будет больше облаков и дождей, но выпадение осадков будет очень неравномерным по пространству;

б) в одних регионах увеличится риск проливных и штормовых дождей и наводнений;

в) в других регионах увеличится частота и продолжительность засух.

Так, для большей части Америки прогноз предсказывает уменьшение влажности почвы на 10-30%. Еще меньше дождей будет в полупустынных и пустынных регионах, отчего пустыни начнут расширяться. Значительные изменения произойдут и в сельском хозяйстве. В целом в связи с повышением осадков не прогнозируется снижения урожаев и уменьшения количества пищи. Однако многие благодатные для сельского хозяйства регионы будут потеряны -- залиты морской водой или обезвожены засухами. Сельскохозяйственные зоны сдвинутся в Канаду и Сибирь. Но при этом наиболее благоприятные по климату зоны окажутся в регионах с бедными почвами. Потребуется много времени и капиталовложений, чтобы сделать эти почвы плодородными. В связи с повышением температуры в тропических регионах под угрозой окажется вся культура риса в Азии, а в Азии 60% населения потребляют рис как основной продукт питания. Глобальное потепление заставит изменить привычные сельскохозяйственные культуры и методы земледелия. Фермеры приспособятся со временем к новым условиям, но для перестройки сельского хозяйства понадобятся большие инвестиции, и вследствие этого цены на пищевые продукты возрастут. Глобальное потепление, вследствие затопления территории и голода, который будет сопровождать эти катаклизмы, вызовет, по прогнозам, бегство около 50 миллионов человек из прибрежных регионов. Потоки беженцев в другие страны неизбежно приведут к внутринациональным и межнациональным трениям и конфликтам. Таким образом, экологические изменения вызовут экономические последствия, а вместе с тем и неизбежные политические потрясения.

Мероприятия по решению проблемы разрушения озонового слоя были приняты Венской конвенцией «Об охране озонового слоя» 22 марта 1985 года была принята Венская конвенция «Об охране озонового слоя», в которой страны-участники конвенции договорились о необходимости проводить систематические и фундаментальные исследования, связанные с озоновым слоем, включить в законодательство требования по уменьшению и ликвидации эмиссии веществ, разрушающих озоновый слой, а также создать специальную международную институцию по способствованию и координированию охраны озонового слоя - Секретариат по озону. Монреальский протокол «По веществам, разрушающим озоновый слой» 16 сентября 1987 года был принят Монреальский протокол «По веществам, разрушающим озоновый слой» Венской конвенции конвенция «Об охране озонового слоя», который позднее несколько раз был изменен и дополнен: - в 1990 году т. н. Лондонские изменения; - в 1992 году т. н. Копенгагенские изменения; - в 1997 году т. н. Монреальские изменения; - в 1999 году т. н. Пекинские изменения. Протокол определяет мероприятия и сроки, в которые развитым и развивающимся странам необходимо уменьшить и прекратить производство, потребление, импорт и экспорт установленных в его приложениях веществ, разрушающих озоновый слой (всего 96 веществ), а также сроки, в какие необходимо провести изъятие этих веществ их хозяйственного оборота.

Существенной частью реализации Протокола являются решения, принятые во время заседаний Стран-участников Монреальского протокола, которые дополнили и уточнили требования Протокола, а также Многосторонний фонд вложений, который предоставляет финансовую поддержку развивающимся странам для выполнения требований Протокола (находящиеся в распоряжении фонда средства образуют ежегодные взносы развитых стран). На сегодня Протокол в начальной редакции ратифицировали 189 стран мира (Протокол не ратифицировали 6 стран, в т. ч., Экваториальная Гвинея, Ирак, Андорра, Сам-Марино, Ватикан и Тимора), однако многие страны не ратифицировали все или некоторые изменения в Протоколе, например, Пекинские изменения Монреальского протокола ратифицировали только 94 страны мира. Значение охраны озонового слоя Согласно расчетам ученых, если бы не было Монреальского протокола и не были проведены мероприятия по охране озонового слоя, разрушение озонового слоя в 2050 году в северной части Земного шара достигло бы как минимум 50 %, а на юге - 70 %. Достигающее Землю ультрафиолетовое излучение в северной части удвоилось бы, а на юге - увеличилось в четыре раза. Объем эмитированных в атмосферу веществ, разрушающих озоновый слой, увеличился бы в 5 раз. Чрезмерное ультрафиолетовое излучение вызвало бы более чем 20 миллионов случаев заболеваний раком, 130 миллионов случаев заболеваний катарактой глаз.

Особо охраняемые природные территории и объекты. Формы, задачи и статус особо охраняемых природных территорий.

Основу территориальной охраны природы в России составляет система особо охраняемых природных территорий (ООПТ). Статус ООПТ в настоящее время определяется Федеральным Законом "Об особо охраняемых природных территориях", принятым Государственной Думой 15 февраля 1995 г. Согласно Закону "Особо охраняемые природные территории - участки земли, водной поверхности и воздушного пространства над ними, где располагаются природные комплексы и объекты, которые имеют свое природоохранное, научное, культурное, эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение, которые изъяты решениями органов государственной власти полностью или частично из хозяйственного использования и для которых установлен режим специальной охраны".

Россия унаследовала от СССР довольно сложную систему категорий ООПТ, которая формировалась эволюционно. В Законе выделяются следующие категории:

государственные природные заповедники, в том числе биосферные;

национальные парки;

природные парки;

государственные природные заказники;

памятники природы;

дендрологические парки и ботанические сады;

лечебно-оздоровительные местности и курорты.

Среди этих территорий лишь заповедники, национальные парки и заказники федерального значения имеют федеральный статус (заказники могут быть и местными), остальные формы охраны территории обычно имеют местный статус и здесь не рассматриваются. Кроме того, Закон постулирует возможность создания и других категории ООПТ, что уже реализуется. Традиционно высшей формой охраны природных территорий в нашей стране являются заповедники.

Заповедники организуются постановлением Федерального правительства и находятся под совместным управлением Федерации и ее Субъекта, на территории которого они располагаются - чисто федеральной собственности на природные объекты действующее законодательство страны не предполагает. Территории заповедников полностью изымаются из хозяйственного использования и не могут отчуждаться, кроме того, заповедники имеют научный отдел, осуществляющий постоянное изучение их природных комплексов. Задачи заповедников ограничиваются охраной и исследованием природных комплексов, просвещением, участием в экологической экспертизе, подготовке соответствующих кадров. Обычно на территории заповедника выделяется зона, полностью закрытая для всякого воздействия. Нередко вдоль границ заповедников располагаются их охранные зоны, выполняющие буферную функцию за счет ограничений на определенные виды хозяйственной деятельности.

В статусе заповедников реализуется наиболее действенный для охраны территорий режим. На 1 января 1998 г. в России действовало 98 заповедников общей площадью 32.9 млн. га. Территория этих высших форм охраны составила 2.1% от общей площади страны.

Рис. 1

сообщество биота озоновый слой

На карте размещения заповедников приводится их площадь без морских акваторий, что позволяет корректно сопоставлять их с данными по площади земель. В качестве фона на карте показана степень антропогенной трансформации природных экосистем, главным фактором которой выступает отчуждение территорий - распашка и урбанизация. Карта показывает, что создание заповедников определяется уровнем антропогенной трансформации экосистем. При низком уровне, свойственном главным образом северным и таежным регионам, легко организовывать крупные заповедники. Здесь без особых проблем удавалось изыскивать новые участки для создания обширных заповедников. Характерно, что самый большой заповедник страны - Большой Арктический (4,2 млн. га) - расположен на безлюдных берегах и островах Арктики. В целом площади заповедников растут с юго-запада на северо-восток, исключение составляют лишь несколько крупных заповедников Кавказа, но и они охраняют в основном слабонаселенные и сравнительно малоиспользуемые высокогорные леса и луга.

На равнинных плотно заселенных людьми участках с продуктивными почвами создание заповедников затруднено. В таких районах создание ООПТ высокого ранга встречает ожесточенное сопротивление природопользователей, поэтому если ООПТ и создаются, то имеют здесь небольшие, порой, точечные размеры. Особенно сложной является ситуация с охраной природных экосистем, расположенных в пределах степной зоны, где эти экосистемы наиболее интенсивно трансформированы. Именно здесь немногие имеющиеся заповедники крайне малы по площади, а в сибирской части этой зоны их и вообще нет. В то же время наиболее крупные заповедники расположены либо в малотрансформированных Арктике и сибирской тайге, либо в горнолесных районах.

Старейший из существующих заповедников России - Баргузинский - был создан в 1916 г. Первый бум создания заповедников пришелся на 30-е гг. В 1951 и 1961 гг. прошли две волны закрытия заповедников и существенного сокращения площадей сохранявшихся. Новая очень мощная волна создания заповедников наблюдается уже в 90- х гг. В 1993 году в системе Госкомприроды России было создано 6, в 1994 году - 5, в 1995 г. - 4, в 1996 г. - 1 и в 1997 г. - 4 новых заповедника. Таким образом, за последние 5 лет было создано более одной пятой существующих в стране заповедников общей площадью в 10,3 млн. га, т.е. почти треть заповедной территории страны. В столь высокой интенсивности создания новых заповедников проявилось ряд обстоятельств переломной эпохи. Во-первых, это перераспределение власти от центра к местным органам - экологическая общественность легко добивалась успеха на местных уровнях, апеллируя к региональному престижу местных властных элит в регионах, где до последнего времени заповедники отсутствовали. Во-вторых, сказался резкий рост активности "зеленых" движений в конце 80-х - начале 90-х гг. И, наконец, в- третьих, положительный эффект возымела неясность в вопросах собственности на землю. Пока земля не получила реальных собственников или не вернулась полностью в руки государственных чиновников, сопротивление производителей природоохранным усилиям экологов оказалось ослабленным. Позже такого же благоприятного периода не будет при любом сценарии развития России.

Национальные парки в отличие от заповедников наряду с задачами по охране и изучению природных комплексов должны обеспечивать туризм и рекреацию граждан. На их территории могут сохраняться земельные участки иных пользователей и собственников с преимущественным правом национального парка на покупку такой земли. На 1 января 1998 г. в России действовало 32 природных национальных парка общей площадью в 6.7 млн. га. Территория этих высших форм охраны составила 0.2% от общей площади страны.

Национальные природные парки - новая для России форма охраны территорий. Первые два (Лосиный остров и Сочинский) были созданы лишь в 1983 г., 12 из 32 - в последние пять лет. Реализация правового статуса национальных парков пока еще сталкивается с серьезным противодействием со стороны хозяйствующих субъектов, деятельность которых этим статусом ограничивается. Пока эту форму нельзя считать эффективным методом территориальной охраны живой природы, однако внимание общественности и тенденции, известные по другим странам, дают достаточно надежд на постепенную реализацию потенциала этой формы охраны природных комплексов.

Природные заказники отличаются от предыдущих категорий тем, что их земли могут как отчуждаться, так и не отчуждаться у собственников и пользователей, они могут быть как федерального, так и местного подчинения. Среди заказников федерального значения наибольшую роль играют зоологические, другие формы - ландшафтные, ботанические, лесные, гидрологические, геологические - распространены в меньшей степени. На 1 сентября 1994 г. в стране существовало 59 охотничьих и комплексных заказников федерального значения общей площадью в 62.0 млн.га. Основной их функцией является охрана охотничьей фауны. Охота запрещена всегда, но нередко бывают введены и весьма существенные ограничения на лесоэксплуатацию, строительство и некоторые другие виды хозяйственной деятельности. Охрана этих резерватов обычно довольно неплохо налажена.

Среди не оговоренных в Законе можно указать на такую категорию ООПТ, как водно-болотные угодья, имеющие международное значение - главным образом в качестве местообитаний водоплавающих птиц, которые создаются в плане выполнения страной ее обязательств, вытекающих из членства в Конвенции о водно-болотных угодьях (Рамсарская). Постановлением Правительства Российской Федерации N 1050 от 13 сентября 1994 г. в стране определено 35 таких объектов, площадь которых составляет около 10 млн. га. В состав этих угодий входят не только водно-болотные экосистемы, но и связанные с ними сухопутные комплексы. Наличие международного статуса и специального правительственного постановления позволяет рассматривать эту форму как существенный фактор охраны экосистем России, прежде всего озерных и болотных.

Статус этих объектов пока разработан пока слабо. Основным отличием этого типа охраняемых территорий от остальных является комплексность - на территории водно-болотных угодий, имеющих международное значение, могут находится заповедники, заказники, памятники природы и земли, не имеющие специального статуса охраны, в том числе и используемые в сельском хозяйстве. На территориях заповедников и т.п. осуществляется режим охраны, соответствующий их статусу. На специально не охраняемых территориях вводятся ограничения (вплоть до полного запрещения) на виды хозяйственной деятельности, вредно сказывающиеся на функционировании водно-болотных угодий. Природосберегающие виды деятельности стимулируются. Такой подход делает эту форму охраны потенциально особенно перспективной, так как, во-первых, количество площадей, где возможен полный запрет хозяйственной деятельности, имеет свои пределы, во-вторых, на огромных, используемых очагами, территориях России сочетания строгой охраны в наиболее ценных и уязвимых участках с разумным регулированием природопользования представляется наиболее эффективным.

В условиях России оценка значения площади мало нарушенных природных комплексов, имеющих ограничения на хозяйственную деятельность, будет неполной, если исключить из рассмотрения две весьма разные категории землепользований - государственные лесоохотничьи хозяйства и полигоны Министерства обороны.

Лесоохотничьи хозяйства - это унаследованные от советской системы элитные природные комплексы, предназначавшиеся для загородного отдыха руководителей высокого ранга. Эти территории всегда имели принципиально более высокий уровень охраны, на них ограничивалась хозяйственная деятельность, нарушающая условия обитания животных, не допускались отводы земель. Несмотря на нынешние проблемы бюджетного финансирования, инерция особого статуса этих территорий сохраняется и используется новой элитой. Таким образом, государственные лесоохотничьи хозяйства вполне могут быть отнесены в одну группу с охраняемыми территориями в силу их элитного положения, наличия реальной охраны и ограничений на хозяйственную деятельность. Так, в сохранении крупных млекопитающих в Московской области огромную роль сыграло Истринское ГЛОХ, его территория избежала тотальной для области тенденции трансформации лугов, болот и лесов в дачные поселки.

Список литературы

1. Арустамов Э. А. и др. Природопользование: Учебник. - 7 -е изд. перераб. и доп. - М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и Ко», 2005.

2. Гурова Т. Ф., Основы экологии и рационального природопользования: Учеб. пособие / Т. Ф. Гурова, Л. В. Назаренко. - М.: Издательство Оникс, 2005.

3. Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология. Учебное пособие для вузов. - Ростов /на/Дону. Феникс, 2005.

4. Природопользование, охрана окружающей среды и экономика: Теория и практикум: Учеб. пособие / Под ред. А. П. Хаустова. - М.: Изд-во РУДН, 2006. - С. 36-234.

5. Реймерс Н. Ф. Природопользование: Словарь - справочник. - М.: Мысль, 1990.

6. Экология и безопасность жизнедеятельности. Учебное пособие для ВУЗОВ/ Под ред. Л. А. Муравья - М.: ЮНИТИ, 2003.

7. Авраменко И. М. Основы природопользования / Серия «Высшее профессиональное образование». - Ростов н/Д: «Феникс», 2004.

8. Автомобильный транспорт и охрана окружающей среды. - Саратов: Изд-во «Ареал», 1994.

Размещено на Allbest.ru