Экологическая ниша человека и возможности ее изменения

ГОУ ВПО

СУРГУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Ханты-Мансийского автономного округа

Кафедра ботаники и экологии растений

Контрольная работа

Роль человека в биосферных процессах

Выполнила:

Студент 05-85

Биологического факультета

Васильева Ирина Сергеевна

Содержание

Степень согласованности работаспособности человека с общей экологией

Круговороты веществ и их нарушение человеком

Экологическая ниша человека и возможности ее изменения

Рассматриваемые вопросы имеют принципиально важное значение для характеристики специфической роли человека в окружающем мире, а также для определения причин современного экологического кризиса. Три составляющие характеризуют отличие человека от других обитателей планеты, степень согласованности его действий с биосферными процессами, возможности нахождения своего места в биосфере экологически обусловленными методами. Ниже эти вопросы рассматриваются применительно к основным законам, правилам и принципам общей экологии. В настоящее время существование среднестатистического человека связано с использованием 80-100 тыс. ккал энергии в сутки. В промышленно развитых странах суточный среднедушевой расход энергии достигает 250-300 тыс. ккал. По образному выражению В. Небела, существование современного человека при переводе затрачиваемой энергии на мускульную силу обеспечивается трудом 80—100 рабов. Исходя из этого, численность населения Земли, если ее привести к биологическому критерию, следует увеличить в 80-100 раз. Но с точки зрения воздействия на среду энергия технического общества существенно отличается от мускульной. В первом случае она высвобождается из внутренних источников. Это неизбежно связано с нарушением функционирования экосистем, загрязнением среды и другими антиэкологичными издержками. По этой причине биологический коэффициент численности населения должен быть увеличен еще в десятки и сотни раз.

1.Степень согласованности работоспособности человека с общей экологией

1. Перемены меж оптимальных и лимитирующих факторов. Человеку подвластно менять силу действия и число лимитирующих факторов, а также расширять или, наоборот, сужать границы оптимальных значений факторов среды. Например, снятие урожая неизбежно связано с обеднением почв элементами минерального питания растений и переводом некоторых из них в категорию лимитирующих факторов. Различного рода мелиорации земель (обводнение, осушение, внесение удобрений и т. п.) оптимизируют факторы, снимают их лимитирующий эффект. Человек неизмеримо расширил свои адаптационные возможности за счет кондиционирования условий своей среды (одежда, жилище, новые материалы и т.п.) и тем самым резко уменьшил зависимость от природной среды и представляемых ею ресурсов. Например, в рационе человека пищевые ресурсы дикой природы составляют только 10-15%. Остальные пищевые потребности удовлетворяются за счет культурного хозяйства. Следствием уменьшения зависимости от факторов среды является расширение человеком своего ареала на всю планету и снятие естественных механизмов регулирования численности популяции.
2 Изменение факторов н механизмов регулирования численности популяции. Человек снял или частично разрушил практически все природные механизмы популяционного гомеостаза по отношению к своей популяции. Абиотические (модифицирующие) факторы почти не сказываются на численности. Она практически не регулируется хищниками, паразитами и межвидовыми конкурентными отношениями. Острота внутривидовых взаимоотношений снимается социальными и юридическими нормами поведения. Болезни, уносившие ранее миллионы жизней (оспа, малярия, холера, чума и др.), полностью или в основном локализованы. Болезни цивилизации (сердечно-сосудистые, онкологические, СПИД и др.) при современных темпах увеличения народонаселения (на 85-90 млн. человек ежегодно) заметно не изменяют тенденций экспоненциального роста численности вида. Применительно к человеку практически «не работает» принцип территориальности как фактор регулирования численности популяции. Территориальные перемещения ресурсов снимают различия их запасов в пределах обширных регионов и ойкумены (часть планеты, освоенная человеком) в целом. Природно-территориальные (экосистемные) границы все больше заменяются административно-территориальными. Регулирование плотности человеческой популяции, если оно имеет место, осуществляется за счет осознанного воздействия на рождаемость, а не в ответ на имеющуюся численность, что характерно для биологических популяций.
3. Воздействие на функционирование экосистем. Принципы и закономерности функционирования:
а) цепи питания и экологические пирамиды. Человек изменил этому принципу по отношению как к своей популяции, так и к другим видам (сортам, породам), особенно выращиваемым в культурном хозяйстве. Такое несоответствие природным экосистемам стало возможным благодаря присвоению и вложению в системы дополнительной энергии. Нарушение правил экологических пирамид оказывается неоправданно дорогим. Оно неизбежно сопровождается изменениями в круговоротах веществ, накоплением отходов и загрязнением среды. В качестве примера можно назвать животноводческие комплексы с их экологическими проблемами. Нарушение правил пирамид обусловливается также тем, что потребительские интересы человека вышли за пределы биологических ресурсов в целом. В круг его интересов включаются продукты (ресурсы) прежних геологических эпох, а многие из производимых продуктов становятся тупиковым звеном (отходами и загрязнителями). Людям Земли только как биологическому виду ежедневно требуется около 2 млн. т пищи, 10 млрд. м3 кислорода. Помимо этого, добывается и перерабатывается почти 30 млн. т веществ, сжигается около 30 млн. т топлива, используется 2 млрд. м3 воды и 65 млрд. м3 кислорода для технических нужд;
б) изменение границ экологических ниш. Человек существенно меняет границы экологических ниш организмов. При этом выравнивании (нивелирования) местообитаний (земледелие, урбанизация, опустынивание и др.) возрастает вероятность сближения (конвергенция) ниш близких в экологическом отношении видов. За этим следует усиление конкуренции и действие правила конкурентного исключения. Конечный результат таких явлений - обеднение видового состава сообществ. Последнее, в свою очередь, расширяет возможности для внедрения в экосистемы несвойственных им видов. Это осуществляется человеком либо целенаправленно (интродукция, акклиматизация), либо в результате случайного перемещения. Виды-пришельцы могут находить свободные ниши в естественных экосистемах, то есть в тех, где не было и нет претендентов со стороны местных видов (ондатра, освоившая европейский континент);
в) воздействие на динамику экосистем. Рубки лесов, осушение болот, пожары приводят к уничтожению или изменению конечных (климаксных) стадий экосистем, к замене их промежуточными сообществами.
4. Влияние человека на функции живого вещества в биосфере. Одним из масштабных итогов влияния человека является изменение механизмов существования живого вещества и его функций. Рассмотрим часть из них:
а) констангность живого вещества. Важным условием постоянства (константности) массы живого вещества в биосфере является сохранение условий, обеспечивающих нормальную продуктивность сообществ. Эти условия нарушаются в результате истощения почв, замены более продуктивных экосистем (например, тропических, пойменных и т. п.) менее продуктивными, отчуждения земель подразличные виды строительства и т. п. В целом антропогенным опустыниванием затронуто не менее 1/3 суши, а около 50 млн. га ее полностью лишено растительного покрова и находится под различного вида объектами. Все это приводит к уменьшению объемов живого вещества (биомассы) на Земле. За счет повышения человеком продуктивности экосистем, например окультуривания земель, потери живого вещества не компенсируются;
б) транспортная и рассеивающая функции живого вещества. Эти функции человек изменяет или дополняет, перемещая большие массы биологической продукции в пространстве, нарушая при этом круговороты. Например, при снятии среднего урожая кукурузы, равного 50 ц/га зерна и 23 ц/га стеблей и листьев, вместе с биомассой удаляются из экосистем около 11 кг кальция, 9 кг магния и десятки килограммов азота, фосфора, калия и других элементов. Неизмеримо возрастают подобные показатели при снятии урожая долгоживущих растений. Например, с 1 га соснового леса вместе с древесиной удаляется около 140 кг калия, 330 кг кальция, 70 кг магния, 20 кг фосфора и 250 кг азота. Еще более значительны последствия от разрушения почв. Вынос водным стоком натрия, магния, кальция, калия и азота с площадей вырубок увеличился соответственно в 3; 8; 9; 20 и 100раз. Рассеивающая функция усиливается в результате практически всех видов использования человеком ресурсов. Только железа ежегодно рассеивается около 100-120 млн. т (из 6-7 млрд. т этого металла, находящегося в использовании). В атмосферу из органических соединений выводится около 6 млрд. т углерода в год. В процессе длительного использования даже доля рассеивания редких металлов достигает 70-80% и только 20-30% поступает во вторичное использование;
в) деструкционная и концентрационная функции. Только обработкой почв ежегодно разрушаются и выносятся в океан или перемещаются в пределах материков воздушными и водными потоками миллиарды тонн материала, в том числе наиболее ценной части - гумуса. Результатом интенсификации концентрационных процессов является накопление на поверхности земли ресурсов или продуктов их переработки в таких объемах, что они выделяются в специфические техногенно-геохимические провинции.
5. Следствие различий темпов социального и технического прогресса. Достаточно напомнить, что из ресурсов извлекается только 2-3% нужного человеку продукта. Основная часть ресурсов составляет отходы. Это, кроме использования ресурсов, относится к промышленной и сельскохозяйственной деятельности, одноразовому применению упаковочных материалов и тары, потребительскому образу жизни и т. п. Такие явления во многом обусловлены несоизмерением темпов роста технических и социальных структур, то есть опережением первыми вторых. С этим связано запоздание в осознании свершившихся действий, недооценка научных прогнозов, выдвигаемых наиболее одаренными личностями. Последнее, в частности, наглядно подтверждается на примере учения В. И. Вернадского о биосфере и ноосфере.
6. Изменение временного фактора развития биосферных процессов. Период существования биосферы, связанный с влиянием человека, рассматривают как «ноогенез». Ему предшествовал период «биогенеза». Эти периоды не сопоставимы ни по продолжительности, ни по интенсивности изменения среды и биосферных процессов.
7. Отчужденность человека от природы. Человек не находится в единстве ни с биоценозами, ни с биотопами, ни с экосистемами в целом. Если организмы биосферы формируют среду и одновременно приспосабливаются к ней, то деятельность человека практически полностью проявляется в формирующей роли, подчинении природы своим интересам. Чаще всего он выступает как внешний фактор по отношению к экосистемам. Подтверждением этого является возможность существования экосистем без человека, но не наоборот. Таким образом, деятельность человека, во всяком случае, большую ее часть, можно вынести за рамки эко системных законов и рассматривать ее в качестве компонента и формирующего фактора особой системы, существование которой и воздействие на окружение обусловливается в большей мере социальными, чем биосферными закономерностями и факторами. Это дает основание говорить о специфической экологической нише человека.

Дата добавления: 2015-09-07