Екологія

Вступ.

1. Екосистеми та їх місце в організації біосфери.

2. Урбанізація та її негативні наслідки.

Висновок.

Список використаної літератури.


Вступ

Екосистема — найбільша обширна функціональна єдність. Сукупність всіх організмів, становлячих біом, а також різних відносин, які їх пов'язують одне з одним, і всіх їх взаємодій із середовищем — все це складає екосистему. Отже, функціональна система, що включає угруповання живих істот і їх навколишнє середовище, називається екологічною системою.

Екосистему, що склалася історично, не можна розглядати просто як суму додатків, тобто поєднання окремих організмів, що входять до її складу.

Екосистема - це сукупність живих організмів, що обмінюються безупинно енергією, речовиною й інформацією один з одним і з навколишнім середовищем. Енергію визначають як здатність робити роботу. Властивості енергії описуються законами термодинаміки. Перший закон (початок) термодинаміки або закон збереження енергії затверджує, що енергія може переходити з однієї форми в іншу, але вона не зникає й не створюється заново. Другий закон (початок) термодинаміки або закон ентропії затверджує, що в замкнутій системі ентропія може тільки зростати. Стосовно до енергії в екосистемах зручне наступне формулювання: процеси, пов'язані з перетвореннями енергії, можуть відбуватися мимовільно тільки за умови, що енергія переходить із концентрованої форми в неуважну, тобто деградує. Міра кількості енергії, що стає недоступної для використання, або інакше міра зміни впорядкованості, що відбувається при деградації енергії, є ентропія. Чим вище впорядкованість системи, тим менше її ентропія.


1. Екосистеми та їх місце в організації біосфери

Екосистема - основне поняття екології. Екологія розглядає взаємодію живих організмів і неживої природи. Ця взаємодія, по-перше, відбувається в рамках певної системи (екологічної системи, екосистеми) і, по-друге, вона не хаотична, а певним чином організована, підлегла законам. Екосистемою називають сукупність продуцентів, консументів і детритофагів, взаємодіючих один з одним і з навколишнім їхнім середовищем за допомогою обміну речовиною, енергією й інформацією таким чином, що ця єдина система зберігає стійкість протягом тривалого часу.

Для екосистеми необхідно здійснення процесів самовстановлення і саморегуляції сукупності середовищеутворювальних компонентів та елементів, що її складають. Під саморегуляцією розуміють спроможність природної екосистеми до відновлення внутрішніх властивостей і структур після якогось природного чи антропогенного впливу, що змінює ці властивості та структуру. Саморегуляція заснована на принципі зворотного зв'язку окремих підсистем, що складають природну систему, й екологічних компонентів. Екосистема здатна зберігати сталість при відносній стабільності зовнішнього середовища, здатна до змін у результаті змін у зовнішньому середовищі та в самій екосистемі. Здібність екосистеми до самопідтримки і саморегулювання називається гомеостазом.

В основі гомеостазу лежить принцип зворотного зв'язку. Зворотний зв'язок виникає, якщо «продукт» робить вплив на «датчик». У результаті негативної дії людини на природу погіршується середовище існування самої людини. Зв'язок, що зменшує відхилення від норми, називається негативним. Позитивний зворотний зв'язок збільшує це відхилення.

У практиці с/г підвищення врожайності часто пов'язують із кількістю добрив, що вносяться. Проте добрив вноситься стільки, що в агроценозі починаються незворотні зміни, що призводять до деградації оброблюваних площ. Так, захоплення добривами призводить до ерозії.

Аналізуючи внутрішнє життя екосистем, логічно виділити три групи процесів (потоків): потоки інформації; потоки речовини; потоки енергії[3, c. 56-57].

Ці потоки взаємопов'язані тісно переплітаються. Наприклад, носієм енергії та інформації часто служить потік речовини. Інформація може переноситися також з потоками енергії (світловою чи тепловою радіацією, звуковими сигналами), тому виділення трьох груп процесів носить умовний характер і робиться лише для зручності аналізу дуже складного об'єкту — екосистеми, що функціонує. Завдяки такому виділенню стає зрозумілим, що для повноцінної охорони проживаючих, динамічних екосистем необхідно збереження всіх трьох потоків. В екосистемі постійно відбувається обмін енергією, її циркуляція для підтримки необхідного гомеостазу. Енергія — загальна кількісна міра руху і взаємодії всіх видів матерії, завдяки чому всі явища природи зв'язані воєдино. Обмін енергії в екосистемі здійснюється відповідно законам:

Перший закон термодинаміки — закон збереження енергії, свідчить, що енергія в природі не виникає з нічого і не зникає, вона тільки переходить з однієї форми в іншу. Кількість енергії при цьому залишається постійною. Цьому закону підкоряються всі відомі процеси в природі.

Другий закон термодинаміки формулюється так: оскільки деяка частина енергії завжди губиться у вигляді неприступної для використовування теплової енергії, ефективність мимовільного перетворення кінетичної енергії (наприклад, енергії сонячного випромінювання) в потенційну (енергію хімічних зв'язків органічних речовин, що синтезуються) завжди менше 100%. Другий закон термодинаміки пов'язаний з принципом стабільності. Відповідно до цієї концепції, будь-яка природна система з проходячим через неї потоком енергії схильна розвиватися у бік сталого стану, і в ній виробляються саморегулюючі механізми.

У разі короткочасної дії на систему ззовні ці механізми забезпечують її повернення до сталого стану. Коли воно досягнуте, перенос енергії звичайно йде в одному напрямі і з постійною швидкістю, що відповідає принципу стабільності.

Оскільки спільним знаменником і початковою рушійною силою усіх ЕС, як природних, так і антропогенних, є потік енергії, то за джерелом, рівнем та якістю енергії Ю. Одум (1986) виділяє 4 типи екосистем[9, c. 38].

1. Несубсидовані природні ЕС, які отримують енергію від Сонця.

Приклади: відкритий океан, високогірні ліси. Це основа життєзабезпечення «космічного корабля» Землі в Сонячній системі. Всі вони отримують мало енергії і мають низьку біопродуктивність. Організми цих екосистем можуть існувати на мізерній частці енергії та інших ресурсів і ефективно використовувати їх. Вони займають величезні площі, одні лише океани займають 70% площі земної кулі. У цьому величезному комплексі очищаються великі об'єми повітря, повертається у оборот вода, формується клімат і т.д.

Без зусиль людини виробляється деяка частка їжі. Окрім того, морські та гірські ландшафти мають велику естетичну цінність.

2. ЕС, які одержують енергію від Сонця, але з природною енергетичною субсидією. Приклади: естуарії у припливних морях, деякі тропічні дощові ліси. Це ЕС, які мають природну високу біопродуктивність і виробляють надлишки органічних речовин, які накопичуються або виносяться у інші ЕС. Так, у естуаріях існує додаткова енергія припливів, прибою і течій, яка сприяє більш швидкому кругообігу мінеральних речовин й переміщенню їжі та відходів; організми можуть сконцентрувати свої зусилля на ефективному перетворенні сонячної енергії. Використовуючи додаткову енергію припливів, організми естуаріїв виробляють більше біопродукції, ніж прилеглі ділянки суші або прісноводні внутрішньоконтинентальні водойми, які отримують ту ж кількість сонячної енергії.

3. Субсидовані людиною ЕС, які отримують енергію від Сонця. Приклади: агроекосистеми, аквакультури (підводні плантації). Це ЕС, які виробляють продукти харчування і отримують дотації у формі пального (або у інших формах), що постачаються людиною. Паливо для сільгоспмашин, м'язова сила тварин і людини - це така ж енергія, що надходить до агроекосистем, як сонячне світло, яку можна виміряти в калоріях, кінських силах або в одиницях системи СІ. Як образно відмічає Г. Одум (1971): "Хліб, рис, кукурудза або картопля частково зроблені із нафти". Навіть найпродуктивніші типи цих EC порівняні з природними ЕС за потужністю споживаної енергії. Людина намагається направляти як можна більше енергії на виробництво продуктів харчування, які вона може використати негайно, а природа розподіляє продукти фотосинтезу між багатьма видами й речовинами і накопичує енергію «на чорний день», тобто різниця між природними та антропогенними екосистемами полягає у розподіленні потоку енергії.

4. Промислово-міські EC, які отримують енергію палива. Приклади: міста, пригороди, індустріалізовані зелені зони. У цих EC генеруються багатства людства, але в них утворюються й основні кількості забруднюючих речовин. Головним джерелом енергії служить паливо, а не сонячна енергія. Ці екосистеми залежать від вищезазначених екосистем, паразитують на них, одержуючи продукти харчування, паливо та інші матеріали. Для них характерна велика потреба в енергії; вона у 2-3 рази вище за той потік енергії, який підтримує життя у природних та напівприродних EC, спонукуваних сонячною енергією. З цієї причини безліч людей можуть жити на невеликій площі промислово-міських EC. Величина енергії, яка щорічно витрачається на 1 м2 міста, визначається мільйонами ккал. Так, наприклад, на одного мешканця США припадає 87 млн. ккал на рік, а для функціонування людині необхідно лише 1 млн. ккал