Навигация


Главная
УСЛУГИ
Гостевая книга
Правила пользования
Авторизация / Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Экологические знания - Добровольский ВВ
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая

213 Природные системы

Естественная вещество во всех ее многочисленных проявлениях с огромным количеством взаимосвязанных процессов должна рассматриваться как суперсложных система составляющих, объединенных влиятельными связями

Системный подход как методологическая основа изучения особенностей объектов широко используется в различных науках В биологии часто пользуются популяционного подхода

Популяционный подход характеризуется тем, что объектом исследования является популяция, то есть любая способная к самовоспроизведению совокупность особей одного вида, более или менее изолирована в пространстве, времени и генетического но отделена от других аналогичных совокупностей того же вида Представители биосферы других видов, проживающих на территории распространения данной популяции, относятся к \"окружающей средыовища".

Понятие \"экосистема\" не общепризнанного толкования Есть определение, что это совокупность различных организмов, которые живут вместе, а также физических и химических компонентов среды, необходимых для их сущ ния или являются продуктами их жизнедеятельности В системе происходит полный обмен веществом, энергией и информацией Или: экосистема - пространственно-определенная совокупность живых организмов и среды их существования, объединенных вещественно-энергетическими и информационными взаимодействиями Впервые понятие \"экосистема\" использовал А Тесле в 1935 роцстав А. Теслі у 1935 році.

Близким по смыслу экосистемы является введенное ВМ Сукачевым и ВР Станчинский понятие \"биогеоценоз\"

Вообще под системой понимается совокупность взаимосвязанных и взаимозависимых составляющих, объединенных в пространстве и времени для существования или выполнение какого-то назначения Всякая система является составной (подсисте Эммой) следующей по размерам системы - и так до бесконечного Вселенной Минимальная составляющая системы - элемент - доля, которая не может больше делиться без потери свойствей.

Системный подход используется в различных отраслях, в отличие от популяционного, который распространился только в биологии

В связи с тем, что экология изучает не только биологические объекты, целесообразно ее методологию строить на системном подходе - более универсальный по сравнению с популяционной

Экологической естественной системой (экосистемой) будем считать относительно устойчивую в пространстве и времени совокупность природных материальных составляющих, объединенных процессами вещественного энергетического и информационно ого обмена Биосфера - это самая экосистема Земли

В зависимости от размеров экосистемы могут быть разными - от планетарной гиперсистемы к локальной в пределах небольшого острова, ставка или дерева Поскольку все экосистемы относятся к системам открыт того типа, то каждая экосистема должна рассматриваться как составляющая системы более высокого порядка (следующего по ранжированию уровня), т.е. подсистемю.

взаимодействия подсистемы с системой характеризуются внешними связями (для системы они будут внутренними) При этом внутренние связи внутри подсистемы при анализе системы не рассматриваются, она представляется как \"черный ящик\", строение которого нас не интересует \"Черный ящик\" характеризуется определенной реакцией (откликом) на внешнюю дигуком) на зовнішню дію.

Указанное свойство сложной системы позволяет выполнять экспериментальные и теоретические исследования в удобном для исследователя уровне системы, идя постепенно или от сложного к простому, или наоборот и Обязательное условие этого процесса - учет всех влиятельных связейв.

Связи в экосистеме отражают влияние одной составляющей системы на другую Это влияние среды на биологический объект принято оценивать экологическими факторами Под экологическим фактором понимается окр рема свойство или элементы среды, которые воздействуют на организм, или движущая сила процесса или влияние условия на процесс Природные экологические факторы в литературе разделяются на биотические и абиотические в с алежности от источника влияния Биотические факторы - это форма воздействия живых существ друг на друга (симбиоз, паразитизм, нейтрализм, хищничество, фитонцидный влияние, забота и т.д.) Влияние человека как биологического осо бы тоже учитывается как фактор среды Абиотические факторы - не свойства и показатели среды: рельеф местности, гидрохимические свойства воды, показатели атмосферного уезд ря, особенности фунту т.п. РФ Реймерс приводит классификацию факторов за 37 признакам ознаками.

В зависимости от особенностей действия фактора связи в природной экосистеме могут быть постоянными (непрерывными) и непостоянными (временными, периодическими, случайными), стационарными (неизменными по ве еличини) и динамичными, которые, в свою очередь, могут быть гармоничными или хаотичным.

В зависимости от природы фактора связи могут быть энергетическими, вещественными и информационными Действие фактора не остается без ответа объекта излияния Как видно на рис 21, воздействие на абиотические объект в вызывает с его стороны равное по величине противодействие в виде отрицательной обратной связи биотические объект реагирует на действие значительно сложнее - в виде противодействия и приспособления (положительной обратной с вязкую) В зависимости от продолжительности действия приспособления организма проявляется как регулирование (часто называют саморегулированием) или адаптация В зависимости от особенностей механизма регулирования мож ные два уровня - простое регулирование и сложное регулирование Механизм простого регулирования вызывает реакцию организма, которая обеспечивает его нормальную жизнедеятельность в измененных условиях внешней среды без изменений ко Инструкции организма Например, при повышении температуры воздуха организм поддерживает неизменным свой тепловое состояние за счет увеличения испарения Растение обеспечивает необходимый прирост массы при сни нии интенсивности освещения за счет увеличения КПД фотосинтеза Сложное регулирования позволяет за счет кратковременной изменения в организме обеспечить жизнедеятельность при более широком колебании со внишнього фактора Например, у собак теплоотвод в жару улучшается за счет увеличения поверхности испарения через язык, который высовывается из паши Для того, чтобы сохранить организм от замерзания, т Варин уменьшают поверхность тела на 25-30%, приобретая позы \"клубочкоми "клубочком".

Адаптация - это долговременное приспособление, которое возникает и изменяется в течение эволюции вида В отличие от регулирования, адаптация имеет необратимый характер Изменения в организме происходят медленно и становятся сталох характерными По отношению к человеку ВОЗ дает следующее определение: \"действительное приспособление организма к меняющимся условиям окружающей среды, которое происходит без какого-либо нарушения данной биологической системы темы и превышение нормальных возможностей ее реагирования, то есть тогда, когда после определенного периода действия реакция на токсичные вещества полностью и навсегда исчезаети зникає.

Обратная отрицательная связь живого существа проявляется в способности преодолевать вредное внешнее воздействие, уменьшая риск своего разрушения, компенсировать негативное влияние на жизнеспособность путем само орегуляци.

Положительная обратная связь проявляется в способности живого существа эволюционировать, адаптироваться (приспособиться к новым условиям существования)

На практике живая природа будто отыскивает оптимальную систему приоритетов, а естественный отбор \"фильтрует\", отбирая тех, кто лучше учел конкретную ситуацию

Конкуренция в биосфере происходит на всех уровнях - на групповом, популяционном, мижпопуляцийному, видовом, межвидовом Она является регулирующим фактором хранения биологического разнообразия, поскольку стри имуе увеличение вида (популяции *) сверх естественной границі.

В идеальных условиях, то есть при достаточности питательных веществ и отсутствия конкуренции, численность лиц популяции М возрастает по экспоненциальному закону:

где Ч0 - количество человек на начало периода, а - коэффициент (постоянная) экспоненты, и - время периода

Расчеты показывают, что в идеальных условиях один вид может заселить планету за очень короткий срок, например, бактерии, которые делятся через 20 минут - за 36 часов, насекомые - за год, крысы - за 8 рок ков, рыбы - за 12 роки.

Этого не происходит благодаря конкуренции и емкости среды Последняя определяется максимальным количеством организмов, которые могут существовать в условиях ограниченности ресурсов (пищи, света, места и тд) Реал льно это ограничивает период экспоненциального роста численности, после которого чаще наступает период стабилизации и асимптотического приближения к горизонтали Такая закономерность называется логистической (или s-п одибною) - популяция характеризуется устойчивой равновесием, а емкость среды называется ривнозважною численности (рис 22с. 2.2).

Логистическое уравнение в дифференциальной форме имеет вид:

где а - постоянная экспоненты в начальный период увеличения численности, К - емкость среды

Сложная система взаимодействий в биосфере приводит к более или менее стабильного соотношения между видами Одной из иллюстраций этого зависимость между числом млекопитающих М и массой особей М (рис 23)

Популяции в природе состоят из отдельных субпопуляций, отличающихся на генном уровне Наследственное многообразие сохраняется благодаря тому, что отдельные субпопуляции поддерживают друг друга, обмениваясь е Энама Чем выше генное разнообразие, тем больше \"запасом прочности\" популяция обладает Человечество на протяжении многих тысячелетий было таким, что отдельные субпопуляции результате территориального положения мало взаимодействия емодиялы В наше время ситуация иная И специалисты не берутся предсказать генетические последствия новых демографических процессефічних процесів.

Зміна кількості особин популяції з часом

Рис 22 Изменение количества особей популяции со временем:

1 - экспоненциальное закон 2 - логистический закон

На рис 24 представлены природный фрагмент \"поляна леса на берегу реки\", на примере которого рассмотрим особенности системного анализа

Первый вопрос: как провести границы системы, в нее включить? иеи четко определенной функции Все они многофункциональны, нужны друг другу, взаимовлияния и если какая-то из них не попадет в пределы системы, это вовсе не означает, что ее влияние не должен учитывать сь Он будет учтен в виде внешней связи системы Это касается прежде всего Солнца, энергия которого действует на все природные составляющие, но не может быть включенной в любую самую естественную систе м Для всех природных систем влияние Солнца должен учитываться в виде внешнего Для системы на рис 24 это относится к облаку хмари А2, леса Б1, реки Г1, которые включены в систему частично Влияние этих составляющих должен учитываться двумя путями - частично в виде внутренних связей и частично - внешними связями Например, для реки влияние показатель ков воды у берега на растительность и рыбу будут учтены внутренними связями, а зависимость этих показателей от гидрологических, гидрохимических и гидробиологических свойств всей реки - внешними н \"связками в виде соответствующих ее характеристикахик.

Залежність кількості особин від маси

Второй вопрос: как лучше выполнить распределение (декомпозицию) системы на составляющие для последующего анализа? озиция системы может быть выполнена различными путями и представлена ??различными структурно-иерархической схеме на рис 25 Показано две возможные противнем позиции природной экосистемы рис 2с. 2.4.

Природна екосистема

В обоих случаях схемы имеют три уровня - уровень системы, уровень подсистем и уровень элементов, которые приняты как организмы - самые образования, которыми занимается экология

Схеми природной екосистеми

Рассматриваемая система, в свою очередь, является подсистемой более крупной системы - четырехуровневой Чем больше по размерам экосистема, тем больше в ней составляющих и уровней, тем более разветвленная ее структурно-иерархическая а схема Поэтому в очень сложных системах декомпозицию, как правило, не доводят до уровня элементов, а останавливаются на уровне составляющих, которые рассматриваются как \"черные ящики ящики".

В зависимости от сложности и размеров природные экосистемы делятся на три группы: локальные, региональные и глобальные Четко проведен предел минимальной локальной системы и максимальной глобальной Минимал Высокоточный локальной естественной системой является отдельный органом и его ближайшую среду Максимальной глобальной природной экосистемой с биосфера Земли Границы между группой локальных и группой региональных, так сам о как между группой региональных и группой глобальных природных экосистем, нечеткихіткі.

Контрольные вопросы и задания

1 Что такое естественная экологическая система?

2 Чем отличается системный подход от популяционного?

3 Перечислите семь признаков естественной экологической системы

4 Объясните разницу между внешним и внутренним связью системы

5 Что такое \"черный ящик\" в экологической системе?

6 Как определить границы природной экосистемы?

7 Действие всякой природной составляющей не может быть представлена ??в виде внутренней связи?

8 На базе рис 24 Показать несколько естественных экологических систем меньшего размера

9 Представить структурно-иерархические схемы систем, разработанных по заданию 8

10 Проанализировать рис 24 для определения границ природных экосистем трех групп

11 В чем разница реагирования на действие биотического и абиотического объекта?

123А каких условиях популяция может размножаться по экспоненциальному закону?

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift Enter
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая
 
Дисциплины
загрузка...
Банковское дело
БЖД
Бухучет и Аудит
География
Документоведение
Экология
Экономика
Этика и Эстетика
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Естествознание
Психология
Религиоведение
Риторика
РПС
Социология
Статистика
Страховое дело
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы