Екологічні закони

Размещено на http://www.allbest.ru

Екологічні закони

Вступ

Живі істоти (рослини, тварини, мікроорганізми) живуть на поверхні Землі, в її атмосфері, гідросфері, верхніх шарах літосфери, утворюючи оболонку або сферу життя -- біосферу. Вперше цей термін вжив австрійський вчений Е. Зюсс у 1875р., але поширився він після праць нашого видатного вченого, засновника та першого президента Академії наук України, В. І. Вернадського. Він довів, що живі організми відіграють дуже важливу роль у процесах, котрі відбуваються у всіх сферах Землі. «Якби на Землі було відсутнє життя,-- писав учений,-- обличчя її було б таким же незмінним і хімічно інертним, як нерухоме обличчя Місяця, як інертні уламки небесних світил». За мільярди років існування Землі живі істоти рішуче змінили склад її атмосфери, гідросфери й літосфери, створивши, по суті, зовсім нове середовище життя.

організм живий екологія екосистема біосфера

Пристосовуваність живих організмів

Людина, як біологічна істота, також є складовою частиною біосфери. Вона не може існувати в іншому середовищі, ніж те, що склалось на планеті за її довгу історію -- не може дихати повітрям іншого складу, не може пити води, забрудненої шкідливими домішками, не може жити при іншому, ніж сьогоднішнє, напруженні планетного магнітного поля і т. д. Негативно діє на здоров'я й психіку людини зміна звичайних умов її існування, заміна природних ландшафтів "кам'яними джунглями" міст -- перенаселених, перенасичених хімічним смогом, електромагнітними полями, шумом, насильством.

Пристосовуваність живих організмів вражає. Живі бактерії виявлено в гарячих гейзерних джерелах з температурою води 980С, а також в тріщинах антарктичних льодовиків, де температура рідко коли піднімається вище 0°. Бактерії живуть у глибинних водах Чорного моря, насичених сірководнем, деякі бактерії виявлено навіть в атомних реакторах. Живу спору бактерії було виявлено в одній із трубок американської космічної станції, яка три роки перебувала на поверхні Місяця -- вона потрапила туди з Землі й зберегла життєздатність, незважаючи на перебування в умовах космічного вакууму, різких коливань температури й високого рівня радіації.

Одним з проявів біологічної активності організмів є швидкість їх розмноження. За ідеальних умов (теоретично) вона може досягти швидкості звуку. Французький вчений К. Лінней якось підрахував, що три мухи можуть з'їсти тушу антилопи з такою ж швидкістю, як це робить лев (враховуючи швидкість розмноження мух). Одноклітинна водорость діатомея теоретично здатна за вісім днів створити масу живої матерії, що дорівнює земній, а протягом наступного дня подвоїти її.

Суха маса живої речовини на Землі оцінюється у 2--3 трлн т. Це порівняно з основними сферами планети дуже мала величина: вона в 1000 разів менша за масу тропосфери, в 10 млн разів -- земної кори і в мільярд -- за масу Землі. Проте жива речовина відрізняється від неживої надзвичайно високою активністю, зокрема дуже швидким круговоротом речовин. Уся жива маса біосфери оновлюється за 33 доби, а фітомаса (тобто маса рослин) -- щодня. Життєдіяльність тварин, рослин і мікроорганізмів супроводжується безперервним обміном речовин між організмами та середовищем їхнього життя, внаслідок чого всі атоми земної кори, атмосфери й гідросфери за історію Землі багаторазово входили до складу живих організмів. Образно кажучи, ми п'ємо воду, що колись входила до складу тканин юрських папоротей і кембрійських трилобітів, і дихаємо повітрям, яким дихали не лише наші далекі предки, а й, скажімо, динозаври.

Жива та нежива речовина на Землі становлять гармонійне ціле, що, власне, й називається біосферою. Згідно з образним виразом російського вченого М. Вассоєвича, «біосфера -- це й мешканці, й дім, і ми в нім». Крім тих живих істот, що живуть сьогодні на Землі, В. І. Вернадський включав у біосферу істоти минулих епох, від яких до нашого часу дійшли товщі гірських порід органічного походження (такі, як вапняки чи вугілля); їх вчений називав "палеобіосферами".

Живі істоти Землі складають три типи організмів:

1. Продуценти, або автотрофи,-- організми, що створюють (продукують) органічну речовину з води, вуглекислого газу й мінеральних солей, використовуючи для цього сонячну енергію. У цю групу входять також зелені рослини, їх на Землі налічується близько 350 тис. видів.

2. Консументи, або гетеротрофи,-- організми, що отримують життєву енергію, харчуючись рослинами чи іншими тваринами. Це травоїдні тварини, хижаки, паразити, хижі рослини (такі, як росянка) та гриби. Таких організмів на Землі найбільше -- близько 1,5 млн видів.

3. Редуценти -- організми, що розкладають органічну речовину продуцентів і консументів до простих сполук -- води, вуглекислого газу й мінеральних солей, замикаючи таким чином кругообіг речовин у біосфері, їх на Землі близько 75 тис. видів; це -- мікроорганізми.

Вчені оцінили також кількість усіх живих особин, що населяють Землю,-- 1027 (одиниця з 27 нулями після неї). Вся ця величезна маса живих істот перебуває в надзвичайно складних взаємовідносинах між собою і з неживою речовиною біосфери. Кількість можливих зв'язків між членами якої-небудь екологічної системи визначається за формулою:

A=N(N - 1) / 2

де А -- число зв'язків, N -- число видів в екосистемі. Якщо, наприклад, у якійсь екосистемі знаходиться 1 тис видів, то число зв'язків і взаємозалежностей між ними буде обчислюватися як, 1000 x 999 / 2 тобто становитиме приблизно 500 тис. Серед цих численних зв'язків є малосуттєві, а є надзвичайно важливі, незамінні. Втручання людини в біосферні взаємозв'язки, про значення яких вона здебільшого не має правильного уявлення, часто приводить до негативних наслідків. Наприклад, у 30-ті роки в Норвегії було вирішено відстріляти хижих птахів (полярних сов та яструбів), які, як вважалося, винищували багато цінних промислових птахів -- полярних куріпок. Оголошені пільги та премії сприяли повсюдному відстрілу мисливцями хижих птахів. Одразу ж після цієї акції серед куріпок спалахнула епідемія, що майже повністю знищила їх популяцію. Як з'ясувалося, сови та яструби в природі виконували роль санітарів, що поїдали в першу чергу хворих, ослаблених куріпок (їх легше ловити) і таким чином запобігали поширенню епідемії.

У цілому біосфера дуже схожа на єдиний гігантський суперорганізм, у якому автоматично підтримується гомеостаз -- динамічна сталість фізико-хімічних та біологічних властивостей середовища та стійкість його основних функцій. З точки зору кібернетики (теорії керування), в кожному біоценозі, тобто сукупності організмів, що населяють певну ділянку суші чи водойми, є керуюча й керована підсистеми. Роль керуючої підсистеми виконують консументи. Вони не дають рослинам занадто розростатися, поїдаючи «зайву» біомасу. За травоїдними пильно «стежать» хижаки, запобігаючи їх надмірному розмноженню й знищенню рослинності. Керуючою підсистемою для хижаків є інші хижаки та паразити, якими в свою чергу «керують» надпаразити (хвороботворні мікроорганізми), і т. д. Тому на Землі так багато видів живих організмів. Серед них нема «зайвих» чи «шкідливих», такі епітети їм дає людина. Особливістю зв'язків у біосфері є й те, що керуюча й керована підсистеми в ній часто міняються місцями. Так, зменшення кількості рослинного корму спричинює зниження чисельності хижаків і паразитів через механізм зворотного зв'язку.

Біосферні зв'язки складалися протягом дуже тривалого часу. В екосистемах немає нічого зайвого, непотрібного. Тому нічого, крім обурення, не навіює картина приміського осіннього лісу, після того, як там пройшли грибники. Збираючи «корисні» гриби -- маслюки, лисички, опеньки та ін., грибники пошкоджують «шкідливі» гриби -- мухомори, поганки, їм невтямки, що мухомори й поганки є необхідною ланкою в екосистемі лісу, оскільки їх міцелій розкладає ті органічні рештки, якими не харчуються інші гриби, отже, вони підтримують рівновагу екосистеми лісу.

Узагальнюючи результати досліджень у галузі геології, палеонтології, біології та інших природничих наук, В. І. Вернадський дійшов висновку, що біосфера -- це «стійка динамічна система, рівновага в якій встановилася в основних своїх рисах . з археозою й незмінно діє протягом 1,5--2 мільярдів років». Стійкість біосфери, за Вернадським, виявляється в сталості її загальної маси (1019 т), маси живої речовини (1015 т), енергії, зв'язаної з живою речовиною (1018 ккал), і переднього хімічного складу всього живого. Оскільки всі функції живих організмів у біосфері не можуть виконуватись організмами якогось одного виду, а лише їх комплексом (подібно до того, як якась клітина в організмі не може діяти сама по собі, а лише в складі всього організму), то звідси випливає важливе положення, розроблене Вернадським: біосфера Землі з самого почату сформувалася як складна система з великою кількістю видів організмів, кожен з яких виконував свою роль у загальній системі. Без цього біосфера взагалі не могла б існувати, тобто стійкість біосфери була з самого початку обумовлена її складністю.

Вернадському належить відкриття й такого основного закону біосфери: «Кількість живої речовини є планетною константою з часів архейської ери, тобто за весь геологічний час». За цей час живий світ Землі морфологічно змінився невпізнанне, але ці зміни не вплинули ні на загальну кількість живої речовини, ні на її валовий склад.

Структура екологічного знання, як і будь-якої науки, характеризується наявністю двох рівнів пізнання: емпіричного та теоретичного.

На емпіричний рівні головними є методи спостереження, порівняння та експеримент. На емпіричному рівні відображаються істотні зв'язки між явищами, дається їх опис у формі графіків, таблиць, рядів тощо.

На теоретичному рівні відтворюється сутність об"єкта. Це здійснюється в формі теорії, тобто систематизованого, узагальненого, внутрішньо несуперечливого, достовірного знання про сутність екологічних явищ, розкриває причини та внутрішні, необхідні зв'язки між ними.

Різні науки мають різне співвідношення емпіричного і теоретичного знання. За даними, що наводять Ю.Шеляг-Сосонко, В.Крисаченко та Мовчан (1991), можна стверджувати, що в сучасній екології емпіричний пласт знань переважає над загальнотеоретичними узагальненнями. Як свідчить наприклад, аналіз тематики публікацій з водної екології та гідробіології у 80-ті роки в англомовній літературі, здійснений К. М. Хайловим, левова частка публікацій була присвячена біології та екології окремих організмів (аутекологія), забрудненню середовища та аквакультурам, а також водним ценозам; питанням загальної екології присвячено лише кілька відсотків публікацій.

Отже, існує потреба в розвитку теоретичного пласту екології. Цей висновок дозволяє говорить і про необхідність активного розвитку філософії екології, яка має осмислити шляхи оптимізації взаємодії емпіричного і теоретичного долідження в екології, співвіднести евристичність різних екологічних дисциплін та напрямків.

Серед основних понять екології слід назвати наступні: біом - сукупність рослин, тварин, грибів, бактерій. Несчислені живі істоти, що складають біом,поєднані багатоманітними видами зв"язків. Головні з них - харчові і хорологічні, тобто такі, через які здійснюється постійна бороться за простір і їжу.Ця боротьба обумовлена місцем організму в біомі. Струкрура біома визначається боротьбою, яка виникає між видами з подібними, схожими екологічними вимогами.

Екосистема

Вперше термін "екосистема" зафіксував Артур Дж.Тенслі в 1935 р. Пізніше, в 1942 р. Реймонд Ліндеман визначив концептуальні і методологічні основи вивчення екосистем як складних систем, що окреслені в просторі і часі і охоплюють як організми, так і умови довкілля. Якщо врахувати багатоманітність організмів, що створюють біом і об"єднані трофічними і хорологічними зв"язками, то вже зрозуміла величезна складність цієї сукупності. Але ця складність значно зростає, якщо біом розглядається разом з довкіллям. Це відбувається дійсно так, бо екологія вивчає, яким чином і якою мірою кожна жива істота залежить від абіотичних факторів середовища, довкілля.

Сукупність всіх організмів, що створюють біом, а також різноманітних відносин, які пов"язують їх один з одним, і всіх їх взаємодій з довкіллям і є екосистема.

Вона містить в собі:

1. біом - фітоценози, зооценози, мікробіоценози, мікоценози і всі харчові і хорологічні зв”язки, які їх об"єднують.

2. фактори довкілля - екотоп (клімат, енергія, світло).

За визначенням П.Дювиньо і М.Танга, екосистемою в екології позначають найбльш обширну функціональну єдність. Єдність тому, що колоооббіг є замкненим. А найбільш обширну тому, що вона включає і організм, і середовище. Причому кожен компонент впливає на інший, формуючи його особливості. І кожен є необхідним для підтримки відпрацьованого ходу життя.

Отже, функціональна система, яка включає в себе спільноту живих істот і їх довкілля, називається екологічною системою.

Екосистема - це основне теоретичне поняття екології. Узагальнення суттєвих її характеристик здійснено в такому визначенні М.Реймерса: екосистема - цілісна система, що є термодинамічно відкритою сукупністю біотичних і абіотичних (речовин, енергії) компонентів і інформаційно саморозвивається. Єдність структури і функції цієї системи забеспечує перевагу внутрішніх переміщень речовин, енергії і інформації над зовнішнім обміном. На цій основі забеспечується саморегуляція і розвиток системи як цілого.

Біосфера

Взаємозв"язок всіх екосистем планети призводить до уявлення про гігантську екосистему - біосферу. Біосфера - той простір на планеті, де існують живі організми і функціонують коситеми. Це тонка поверхнева плівка, що включає океани і атмосферу. Саме в біосфері енергія сонячної радіації здійснює докорінні зміни фізичних і хімічних властивостей інертної речовини Землі.

Екологічна реальність - це важливе узагальнююче поняття сучасної екології. Екологічна реальність відображується певною системою уявлень про ті дійсні екосистеми, умови та чинники довкілля, в яких існує людина. Екосистемама притаманно ще дуже багато ознак, властивостей, які належить пізнати і включити в нашу картину світу. Отже, екологічна реальність представлена знаннями про об'єкт екології як науки. Ці знання певним чином систематизовані та організовані, вони уточнюються і поглиблюються з розвитком науки. Тому, поняття екологічної реальності відображає історичність та відносність наших екологічних знань.

Основні закони екології

Закон подібності частини і цілого, або біоголографічний закон. Його було відкрито ще в давні часи. Так, ще китайські мудреці сповіщали про те, що частина є міниатюрною копією цілого. Тому, всі частини одного рівня ієрархії схожі одна на одну.

Наприклад, схожі модель атому і сонячної системи. Людська істота є мініатюрною копією всесвіту. Подібними є багатоклітинний організм і одноклітинний. При цьому кожна клітина генетично є моделлю цілого багатоклітинного організму (ріст, розвиток, розмноження, репарація тощо).

Утім, зрозуміло, закон подібності не є абсолютним. Так, електрон не може бути моделлю організму. І, навпаки, гени видів, що систематично знаходяться далеко однин від одного, є аналогічними і навіть - ідентичними.

Однак такі суперечності виявляються для структур, які ієрархічно є дуже далекими. Наприклад, для структур елементарних і структур дуже складних. Як правило, частини фенотипічно (тобто, у зовнішньому вигляді) відображають властивості цілого і аналогічні між собою. Аналогічні, але не абсолютно ідентичні.

Ще філософам античності було відомо, що ціле "більше" суми частин. Така закономірність дістала назву аксіоми емерджентності ( від латин. - emergo - з"являюсь, виникаю): ціле завжди має особливі властивості, які відсутні у його частин. Тому ціле не дорівнює сумі елементів, що не поєднані системоутворюючими зв"язками.

Отже, системне ціле, що сформоване з елементів, має інші закони функціонування і розвитку. Образно кажучи, одне дерево чи декілька дерев - це ще не ліс. Ліс - це складне поєднання всіх екологічних елементів, що входять в його екосистему. Крім того, екосистема лісу - це й певний кругообіг речовин, регуляція потоку енергії, в тому числі і створення власного біоклімату.

З аксіомою емерджентності пов"язані наступні екологічні принипи.

Принцип (закон) необхідної різноманітності, який твердить що жодна система не може сформуватися з абсолютно ідентичних елементів. Для утворення стійкої, саморегульованої системи потрібна певна відмінність елементів один від одного. Тобто, їх різноманітність. Але якою мірою, наскільки елементи мають бути різноманітними?

На це питання відповідає правило повноти складових. Воно визначає міру різноманітності елементів, необхідну для утворення стійкої екосистеми таким чином: елементи мають бути настільки різноманітними, наскільки це необхідно для утворення системи.

Крім того, екологічні системи підкоряються закону надмірності системних елементів при мінімумі варіантів організації. Більш того, надмірність системних елементів часто є умовою існування системи. Наприклад, прагнуть надмірності демографічні і економічні процеси і їх наслідки, скажімо, урбанізація.

Закон надмірності, як і будь який закон, діє в певних границях. Вони існуть і для екологічних систем: окрім надмірності проявляється і стратегія "самообмеження". Теоретичним чином вона зафіксована в принципі переходу надмірності системних елементів в самообмеження. Це означає, в певний момент часу кількісний ріст замінюється якісним удосконаленням. Наприклад, піклуванням про нащадків в біологічному і соціальному світі або інтенсифікацією виробництва в економічній сфері. Отже, зміст принципа переходу надмірності системних елементів в самообмеження означає, що надмірнсть системних елементів може бути замінена підвищенням якості цих складових. Тобто, самообмеження проявляється в існуванні фіксованої кільності різноякісних елементів.

При цьому, кожен елемент може бути нездатним до самостійного існування. Втім, система, що сформувалась з таких елементів, може існувати і бути цілісною. Така закономірність функціонування екологічних систем зафіксована в правилі конструктивної емерджентності - надійна система може бути сформована з ненадійних елементів (підсистем), що нездатні до самостійного існування. Прикладами таких систем можуть бути корали, суспільні комахи тощо.

В цілому біосфера - глобальна екосистема, тобто складна і багаторівнева. В ній кожен попередній рівень включений в послідуючий, більш складний за організацією. Тобто, саморозвиток будь-якої взаємопов"язаної сукупності, її формування в систему призводить до включення її як підсистеми в надсистему, що існує або утворюється.

Таким чином, в екологічних системах реалізується ієрархічність їх будови та принцип кооперативності. Результатом "кооперативного ефекту" дослідники (див.М.Реймерс) вважають значні переваги системи - порівняно з елементами, підсистемами в речовому і енергетичному відношенні.

Виживання, збереження системи забеспечується правилом системно-динамічної комплементарності і мінливості. Його зміст розкривається в тому, що будь-яка система, що саморозвивається, складається з двох видів структур (підсистем). Один з них зберігає і закріплює будову і функціонування системи, а інший сприяє змінам, які відповідають новим факторам середовища. Це може бути не тільки вдосконалення системи, а навіть її саморуйнування.

Прикладом співіснування двох видів структур - зберігаючих і змінюючих може бути спадковість і мінливість. Навпаки, жорсткі системи, наприклад, тоталітарно-автократичні суспільства та держави не мають таких механізмів самопідтримки.Замість них діють жорсткі зв"язки і механізми примушування. Тому, такі системи приречені на руйнування.

Важливим законом розвитку екологічних систем є системогенетичний закон або закон подібності еволюційно-історичного і індивідуального розвитку екосистем. Він твердить, що індивідуальний розвиток (онтогенез) системи є повторенням суттєвих моментів історичного розвитку (філогенезу). Специфічними проявами цього закону є біогенетичний закон, відкритий Е.Геккелем і геогенетичний закон , сформульований Д.Рундквістом.

Біогенетичний закон твердить, що онтогенез будь-якого організму в короткому вигляді повторює філогенез. Тобто, індивід в своєму розвитку повторює в суттєвих моментах еволюцію свого виду.

За геогенетичним законом мінералогічні процеси в короткі інтервали часу мов би повторюють загальну історію геологічного розвитку.

Подібним чином розвиваються екологічні системи в ряду сукцесій, йде розвиток техніки, пізнання світу дитиною тощо. Отже, існує загальний - системогенетичний закон , який стверджує, що системи в індивідуальному розвитку повторюють в скороченному вигляді і узагальненій формі еволюційний шлях розвитку своєї власної структури.

Існування, функціонування і можливості розвитку екологічних систем визначаються також законами відношення "система - середовище". Зрозуміло, що речовина та енергія для функціонування системи можуть братися лише з оточуючого середовища. Тобто, в цьому сенсі, розвиток системи є залежним від середовища. Цей суттєвий факт відображає закон розвитку системи за рахунок оточуючого середовища. Він показує, що будь-яка система може розвиватися лише за рахунок використання матеріально-енергетичних і інформаційних можливостей оточуючого середовища. Абсолютно ізольований саморозвиток є неможливим.

Міра відповідності середовища існуючим в ньому живим чи соціальним організмам визначає позитивну чи негатичну перспективу їх існування. Радянський геофізик Г.Хільмі сформулював закон розчинення системи в чуждому середовищі. Він є справедливим для будь-яких систем, в тому числі для екологічних і соціальних. Особливістю соціальних феноменів є те, невеликі системні утворення, що розчинюються, "тягнуть" за собою оточуюче їх середовище, що породжує ефект пасіонарності, який досліджено Л.Гумільовим (наприклад, в книзі "Этногенез и биосфера Земли". Л., 1989).

Окрім загальноекологічних законів вчені-екологи виділяють низку законів внутрішкього розвитку екологічних систем (М.Реймерс).

Закон вектору розвитку. Цей закон відтворює таку сутнісну особливість розвитку систем, яка проявляється в спрямованості його в одному напрямку. Тобто, і індивідуальний, і історичний розвиток екологічної системи є спрямованим певним чином, в певному напрямку. Так, невожливо повернути еволюцію в зворотньому напрямку, неможливо повернути життя від старості до юності.

Завданням екології є пошук законів функціонування та розвитку даної галузі.

Закон мінімуму. В 1840 році Ю. Лібіх встановив, що врожай зерна часто лімітується не тими поживними речовинами, котрі вимагаються у великих кількостях, а тими, котрих потрібно небагато, однако їх мало в грунті.

Він сформував закон, згідно з котрим “Речовиною, що є в мінімумі, регулюється врожай і визначається величина та стійкість його в часі”. Дію цього закону обмежують 2 принципи. Згідно з 1 принципу закон Лібіху застосовується лише за умов стаціонарного стану. Його більш точне формулювання: “При стаціонарному стані лімітуючою буде та р-на доступні кількості котрої найбільш близькі до необхідного мінімуму. 2 принцип стосується взаємодії факторів. Нова концепція та доступність деякої речовини може змінити споживання. Мінімальні поживної рідини організм тоді заміняє одну, дефікритну речовину іншою, що є в надлишку.

Якщо кількість та якість екологічних ф-рів близькі до необхідного організму мінімуму, він виживає, якщо менші за мінімум, організм гине, е.с. руйнується.

Наступний закон узагальнює закон мінімуму.

закон толерантності (закон Шелфорда-1913 р.)

Він формується наступним чином: відсутність або неможливість розвитку е.с. визначається не лише нестачею, але й надлишком будь-якого з факторів (тепло, світло, вода і т.д.). Таким чином, організми характеризуються як мінімумом, так і максимум ін.словами цей закон може бути виражений наступним чином: лімітуючим фактором процвітання організму може бути як мінімум, так і максимум екологічного впливу, діапазон між якими визначає ступінь витривалості (толерантності) організму до даного фактора.

Згідно з законом будь-який надлишок речовини чи енергії в е.с. стає її ворогом забруднювачем. Діапазон між 2 величинами складає межі толерантності в котрих організм нормально функціонує і реагує на вплив середовища.

Закон біогенної міграції атомів (закон Вернадського):

міграція хімічних елементів на земній поверхні та в біосфері в цілому здійснюється під переважаючим впливом живої речовини, організмів.

Жива речовина або бере участь у біохімічних процесах безпосередньо, або створює відповідне збагачене О2, СО2, Н2, N, фосфором та іншими речовинами середовища. Розуміння всіх хімічних процесів, що відбувається в геосферах, неможливе без врахування дії біогенних факторів, зокрема - еволюційних.

Закон внутрішньої динаміки рівноваги: речовина, енергія, інформація та динаміка якості окремих природніх систем та їх ієрархії дуже тісно пов'язані між собою, тому зміна одного з показників неминуче призводить до функціонально-структурних змін інших, але при цьому зберігаються загальні якості системи - речовини, енергетичні, інформаційні та динамічні. Наслідки дії цього закону виявляється в тому, що після будь-яких змін елементів природнього середовища обов'язково розвиваються ланцюгові реакції, які намагаються нейтралізувати ці зміни. Навіть незначна зміна 1 показника може спричинити сильні відхилення в інших і в усій е.с.

Закон оптимальності: ніяка система не може звужувати або розширюватися до нескінченності.

Ніякий цілісний організм не може перевищити певних критичних розмірів, котрі забезпечують підтримку його енергетики. Ці розміри залежать від умов живлення та факторів існування. У природокор-ні закон оптимальності допомагає знайти оптимальні, з точки зору, продуктивності розміри для ділянок полів, вирощуваних тварин, рослин.

Закон одно спрямованості потоку енергії: енергія, яку одержує е.с. і яка засвоюється продуцентами, розсіюється або разом з їх біомасою незворотньо передається консументам 1,2,3 і інших порядків, а потім редуцентам, що супроводжується втратою певної кількості енергії на кожному трофічномуу рівні як наслідок процесів, які супроводжують дихання.

У зворотній потік (від редуцентів до продуцентів) потрапляє дуже мало початкової енергії не більше 10% енергії. Зворотній потік з більш високих на більш низьки рівні набагато слабший - не більше 0,5-0,25% і тому говорити про кругообіг енергії в біоценозі не доводиться.

За цим законом можна виконувати розрахунки земних площ, лісних угідь з метою забезпечення населення продовольством та ін. ресурсами.

Закон рівнозначності умов життя: всі природні умови середовища необхідні для життя, відіграють рівнозначні ролі. Звідси випливає інший закон сукупної дії екологічних факторів.

Закон розвитку довкілля: будь-яка природна система розвивається лише за рахунок використання матеріальної енергії та інформаційних можливостей.

Абсолютно ізольований саморозвиток неможливий - це висновок із законів термодинаміки.

З цього закону випливають наступні висновки:

1.абсолютно безвідходне виробництво неможливе;

2.будь яка більш високо організована система в своєму розвитку є потенційною загрозою для менш організованих систем;

3.біосфера землі як система розвивається за рахунок внутрішніх і космічних ресурсв.

Закон сукупної дії природніх факторів (закон Мітчерміха-Гінемана-Баулє): обсяг урожаю залежить не від окремого, навіть лімітуючогоф-ра, а від всієї сукупності факторів одночасно.

Частку кожного фактора в сукупній дії можна визначити. Закон має силу, коли вплив монотонний і максимально виявляється кожний фактор за незмінності інших у тій сукупності, що розглядається.

Закон ґрунтостомлення (зниження родючості): поступове зниження природної родючості ґрунтів відбувається через тривале їх використання й порушення природних процесів ґрунтоутворення, а також внаслідок тривалого вирощування монокультур внаслідок накопичення токсичних речовин, що виділялися рослинами, залишків пестицидів та мінеральних добрив.

Закон фізично-хімічної єдності живої речовини (сформульований В. Вернадським): уся жива речовина землі має єдину фізико-хімичну природу.

З цього випливає, що шкідливе для однієї частини живої речовини шкодить і іншій її частині, тільки різною мірою. Отже тривале використання пестицидів екологічно неприпустиме, бо шкідники, які розмножуються значно швидше пристосовуються та виживають, а обсяги хімічних забруднень доводиться дедалі збільшувати.

Закон ускладнення системної організації. Закон сформульований видатним біологом К.Рул"є, який зазначав, що історичний розвиток живих організмів приводить до ускладнення їх організації шляхом диференціації функцій і органів, що їх виконують. Подібним чином історичний розвиток екологічних систем призводить до більш тонких механізмів пристосування біогенної і абіогенної частин однієї до іншої.

Весь хід еволюції і розвитку екологічних систем підтверджує цей закон. Рушійними механізмами і причинами такого ускладнення є необхідність пристосування до умов середовища, що постійно змінюються. Так, в розвитку живого на Землі і в історії людства все більш складно видобуваються ресурси. В той же час, і живе, і людство прагне відносної незалежності від умов середовища шляхом ускладнення організації.

Закон необмеженості прогресу. Закон пояснює таку важливу особливість розвитку екологічних систем, яка проявляється в принциповій необмеженості еволюційного розвитку екологічних систем. Закон необмеженості прогресу твердить, що розвиток від простого до складного в існуванні екологічних систем в принципі є необмеженим. Втім, як і будь-який закон він має свої межі. Тобто, його не можна абсолютизавати. Ці межі визначаються, перш за все, часом і простором існування об"єкта - живого, людини, планети.

Використана література:

1. Вернадский В.И.Биосфера. Л.:1926.

2. Вернадский В.И.Философские мысли натуралиста. М.:1988.

3. Северцов А.С. Введение в теорию эволюции.М.:1981.

4. Дювиньо П., Танг М. Биосфера и место в ней человека. М.:1973.

5. Ю.Одум. Основы экологии. М.: 1975.

6. Дре Ф. Экология. М.:1976.

7. Бернал Дж. Наука в истории общества. М.:1956.

8. Гумилев Л. Энтогенез и биосфера Земли. Л.:1989.

Размещено на Allbest.ru