Лекция 2.

 

Лекция 2.

ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ПРИРОДНО-ХОЗЯЙСТВЕННЫХ И ИСКУССТВЕННЫХ ЭКОСИСТЕМ

 

1.Особенности организации природно-хозяйственных экосистем

 

Природно-хозяйственными являются эксплуатируемые экосистемы, преобразованные обществом для удовлетворения каких-либо нужд: хозяйственных, рекреационных, эстетических, краеведческих и т.п. Они также содержат все основные компоненты сообществ: продуценты, консументы и редуценты.

Между ними осуществляются вещественно-энергетические круговороты, которые в зависимости от степени антропогенного воздействия (преобразования) могут иметь несколько измененный вид. Тем не менее, благодаря функциональности природных компонентов таких экологических систем, собственно, происходит уравновешивание деградационных процессов в ходе хозяйственной деятельности.

 Природно-хозяйственные экосистемы иначе могут называться природно-антропогенными. Подчеркивается преобразующая роль человеческого общества: данные системы представляют результаты антропогенных воздействий на естественные экологические системы. Концепцию природно-хозяйственных экосистем в прошлом столетии разработал отечественный географ Г.И. Швебс, видный специалист в области охраны природы, рационального природопользования и  экологического обустройства населенных территорий. По Г.И. Швебсу, природно-хозяйственные экосистемы представляют вторичные образования, возникшие на месте природных комплексов. Преобразования в зависимости от хозяйственной ориентации объектов могут касаться как биотических, так и биокосных и косных компонентов экосистем.

Дело в том, что в природно-хозяйственных экосистемах в круговороты органических и неорганических веществ встраиваются циклы веществ и энергии (электромагнитной, тепловой, энергии акустических и механических колебаний) антропогенного происхождения. В соответствии со степенью антропогенной (техногенной) трансформации разнообразие представителей продуцентов, консументов и редуцентов, а также функциональные связи между ними и со средой обитания (с абиотическими условиями, с искусственными объектами), их жизнеспособность и экосистемные роли могут меняться, в том числе лимитироваться, причем существенно.

Соответствующая хозяйственная ориентация природопользования, которая зачастую лежит в основе причин преобразования естественных и в дальнейшем уже эксплуатируемых экосистем. Последние становятся природно-хозяйственными системами. Это соответствующим образом отражается на структуре, биоценотических связах, устойчивости и на ряде других свойств рассматриваемых экологических систем.

Интенсивность и степень эксплуатации экологических систем, приводящих к изменению их ключевых характеристик (целостность, авторегуляция, устойчивость, эмерджентность, видовое разнообразие представителей продуцентов, консументов, редуцентов) влияет на степень их преобразованности. При усилении антропогенного вмешательства, например эксплуатационной нагрузки, соответственно, возрастает роль антропогенных компонентов в природно-хозяйственных системах. Иногда природно-хозяйственные экосистемы именуются антропогенными. Последние являются в большей мере все-таки общим наименованием измененных и находящихся под антропогенной нагрузкой экологических систем.

Термином «природно-хозяйственные экосистемы» следует обозначать те системы, которые входят в сферу потребительских интересов общества (и отдельных людей) и которые уже находятся в хозяйственной разработке. Экосистемы, где осуществляется сбор цветов, ягод, грибов, орехов, вылов рыбы, охотничий промысел на систематической основе (а не разово) и другие виды «мягкого» природопользования, следует также относить к группе природно-хозяйственных экологических систем.

При существенной и высокой уровнях трансформации экосистем Н. Ф. Реймерс предложил называть их техногенными как «возникшие или значительно измененные под воздействием техногенных факторов». Техногенные факторы обладают наибольшей мощностью среди антропогенных воздействий.

Правильнее все же считать техногенные экосистемы природнотехногенными экологическими системами. Это связано с тем, что очевидны, как воспроизводящая, авторегуляционная и эколого-оптимизирующая функции природных компонентов, так и вещественно-энергетические, механические, биологические и другие виды (искусственных) воздействий техногенных факторов.

Техногенные факторы являются в настоящее время совокупным ведущим лимитирующим экологическим условием для многих организмов и экологических систем. Данная группа факторов оказывают наибольшее влияние в трансформации, нарушении и во многих случаях в деградации экосистем.

Примеры водных природно-хозяйственных экосистем:

- участки рек, озер, морей, где ведется промысел рыбы, моллюсков, водорослей и других биоресурсов;

- водно-технические экосистемы

– участки рек и озер, где осуществляется забор воды для хозяйственных и питьевых нужд (поверхностные водохозяйственные водоемы);

- подземные воды, используемые для хозяйственных и питьевых нужд (подземные водохозяйственные водоемы);

- участки рек, озер, преобразованные для разведения рыбы и для воспроизводства других наименований биоресурсов;

- участки морей, преобразованные для разведения рыбы, моллюсков, ракообразных, ряда потребляемых видов морских водорослей и пр. биологических ресурсов;

- водные и прибрежные экосистемы, с которых происходит изъятие организмов и/или их репродуктивного материала для последующей интродукции, создания зоопарков, зоосадов, для работы террариумов, океанариумов, аквариумов, селекционных станций, питомников, при создании ботанических и декоративных садов, парков, аллей, защитных живых изгородей и т.п.;

- водоемы, в которых производится добыча полезных ископаемых;

- водные экосистемы, трансформирование и организованные в качестве плавучих декоративных композиций;

- экотонные экосистемы (прибрежно-водные), элементы которых используются для выработки альтернативной (приливно-отливной) энергии;

- экотонные экосистемы (прибрежно-водные), использующиеся для общественного и индивидуального отдыха, развлечений, культурных, спортивных, коммерческих и прочих наименований мероприятий (прибрежно-водные рекреационные, жилые, курортные, спортивные, культурно-оздоровительные, общественно-деловые зоны);

- особо охраняемые водные объекты (водные ООПТ), где разрешена рекреационная, культурная, лечебно-оздоровительная деятельность, а также территории традиционного природопользования, охраняемые береговые линии, гидробиостанции, относящиеся к выделенным ООПТ;

- парки морских животных и сообществ, которые используются в коммерческих, исследовательских, просветительских, воспитательных, агитационных целях;

- акватории (реки, озера, заливы, проливы, моря), используемые для организации транспортного сообщения, туризма и отдыха;

- экосистемы портов (преобразованные участки акваторий и прибрежных экосистем для стоянки, погрузки, выгрузки судов, хранения 80 грузов, водохозяйственных (в том числе рыбоперерабатывающих) производств, судоремонтных и судостроительных работ, узкоспециализированной и комплексной градохозяйственной деятельности);

- военные базы

– участки акваторий и гаваней (порты, военно-морские базы, судоремонтные объекты), различные подводные объекты, используемые в военных и военно-производственных целях, в том числе с использованием некоторых компонентов экосистем (косных, биокосных, живых) для реализации этих целей;

- ряд других водных экосистем естественного происхождения, находящихся в хозяйственном использовании различного рода.

Примеры наземных природно-хозяйственных экосистем:

- пригородные леса, используемые в качестве рекреационных, спортивных, деловых, особых культурно-исторических объектов;

- наземные и горные экосистемы, в которых проложены туристические, краеведческие и экологические маршруты в просветительских, научных, воспитательных, общественно-культурных, коммерческих целях и пр.;

- экосистемы пещер, где организованы просветительские, научные, воспитательные и коммерческие экскурсии;

- наземные и горные экологические системы, используемые в курортно-лечебных целях;

- экосистемы, используемые в качестве охотничьих угодий;

- лесные экосистемы, где организованы промышленные рубки древесных растений;

- степные, луговые, лугово-степные, лесо-луговые, лесные и другие виды природных наземных, горных и экотонных экосистем, используемые для заготовления лекарственного растительного сырья, сбора плодов, ягод, других частей растений, грибов в целях употребления в пищу, для последующей интродукции, создания декоративных экодизайнерских композиций и т.п.;

- наземные экосистемы, в которых организовано кормовое (заготовление корма домашним животным) и пастбищное природопользование;

- экосистемы, из косных и биокосных компонентов которых производится изъятие ресурсов (использование недр, изъятие и перемещение почв и почвообразующих пород) для реализации различных хозяйственных целей;

- агроэкосистемы, где трансформации, агротехническому и ядохимическому воздействию подвергаются почвы, растительный покров, микробиоценозы;

- малые категории поселений (хутора, горные аулы, юрты северных народов, временные и постоянные жилища малых аборигенных народов Амазонии, Океании и др. регионов мира), при организации которых трансформация экосистем производилась (производится и в настоящем времени) в минимальной степени, то есть когда не в полной мере происходит модификация природных компонентов экосистем;

- природно-техногенные системы, где располагаются подземные и надземные сооружения и объекты (склады, транспортные пути и узлы, полигоны, строительные, индустриальные и иные хозяйственные объекты), в которых природные компоненты зачастую находятся в сильно измененном и даже в угнетенном состоянии;

- урбанизированные природно-техногенные системы;

- пригородные природно-техногенные системы;

- военные и военно-промышленные природно-техногенные системы;

- особо охраняемые наземные объекты, где разрешена рекреационная, культурная, лечебно-оздоровительная деятельность, а также территории традиционного природопользования, биостанции, относящиеся к соответствующим категориям ООПТ;

- геотермальные станции, основанные на использовании тепловой энергии недр, где используются, в основном, косные и биокосные (почвы, грунты) компоненты экологических систем;

- природно-хозяйственные экосистемы, возникшие в местах размещения хозяйственных объектов и построек обитаемых и автоматических наземных станций климатического, геофизического, геохимического, геологического, геоморфологического, экологического видов мониторинга.

Приведенные виды природопользования составляют лишь небольшую часть от всего их многообразия в мире. В целом, на земном шаре размещается большое количество природно-хозяйственных экосистем в разной степени антропогенного вмешательства в их целостность, структуру, функционал и вещественно-энергетические круговороты.

 Можно констатировать, в целом, что на нашей планете практически не осталось экологических систем, не тронутых человеческой деятельностью. В связи с глобализацией в экономике и в природопользовании, в частности, такие процессы лишь интенсифицируются. Даже условно нетронутые экосистемы, находящиеся под защитой и наблюдением национальных и международных органов охраны природы, испытывают определенное воздействие (прокладываются маршруты для наблюдений и исследований, иногда организуются дороги для движения спецтранспорта, устанавливается и обновляется аппаратура для наблюдений, осуществляются пробоотборы биогенных, биокосных и косных материалов для камеральных анализов и т.п.), которое, конечно, минимально.

Особенности экосистем лесопарков

Лесопаркам отведена основополагающая роль в экологической инфраструктуре, создаваемой в современных городах. Лесопарки являются городскими и пригородными зелеными зонами.

Лесопарки – это уникальные экологические системы, имеющие важное средообразующее, эколого-охранное и эколого-оптимизационное значения. В экосистемах лесопарков могут быть сохранившиеся фитоценозы, где не ведутся рубки древостоев, уничтожение древесного подроста, кустарников и т.д. Также в лесопарковых экосистемах могут быть частично восстановленные древостои. Ведомственными организациями производятся, как санитарные мероприятия, так и лесовосстановительные, благоустроительные работы, охрана лесов, мониторинг их состояния. Продуцентные компоненты лесопарков могут составлять также искусственные древесные насаждения, а, соответственно, другие – биотические, биокосные и косные – компоненты экосистем изменяются вследствие непосредственных хозяйственных воздействий и в ходе вызванных ими антропогенных сукцессий.

 

Особенности водохозяйственных экосистем

К водохозяйственным водоемам относятся поверхностные и подземные водоемы, которые обеспечивают различные потребности в природопользовании (например, промысел и воспроизводство рыб, моллюсков и др.).

Назначение водохозяйственных водоемов очень обширное. Но, в первую очередь, на обывательском уровне чаще всего подразумевают рыбохозяйственное направление в использовании водных экосистем.

Водохозяйственные объекты могут быть представлены: природными водоемами, эксплуатируемыми в различных хозяйственных отраслях и с соответствующими задачами и искусственными водоемами.

Природные водоемы, эксплуатируемые в народном хозяйстве, являются, соответственно, природно-хозяйственными водными экосистемами (природно-хозяйственными гидроэкосистемами). Чем ниже уровень хозяйственной нагрузки, тем, соответственно, большей сложностью и большей экологической устойчивостью характеризуются эти экосистемы и их компоненты.

 

Особенности экосистем сенокосных угодий

 Сенокосные экосистемы – экосистемы, трансформированные в процессе использования (кошения) надземной биомассы растений, произрастающих в полупустынных, степных, лугово-степных и луговых экосистемах. Часто сенокосами являются угодья, занятые кормовыми травами.

Иногда сенокосные угодья организовываются на лесных опушках, в прибрежных районах. Экотонный эффект способствует росту биоразнообразия и повышению продуктивности, прежде всего, продуцентов. Поэтому создание сенокосов на опушечных территориях вполне оправданно (с точки зрения получения обильной надземной фитомассы).

Сенокосные экосистемы, кстати говоря, возникли, когда древние люди научились одомашнивать и содержать животных, что выявило необходимость заготовления сена для корма. Потребности в сенокосных угодьях постоянно возрастали от одной цивилизационной эпохи к другой.

 

2. Особенности организации искусственных экосистем

С развитием цивилизации и общества человечество научилось серьезным образом преобразовывать природу. Одним из прямых и побочных продуктов общественного производства является создание искусственных экосистем.

Искусственными (рукотворными) следует считать экосистемы, созданные человеком (обществом) заново или представляющие в подавляющей степени преобразованные первичные экосистемы. В последнем случае речь может идти, как об измененных человеком биотических компонентах, так и о биокосных и косных компонентах экосистем.

В искусственных экосистемах в основном нарушено экологическое равновесие. Их продуктивность и устойчивость зависят от поддерживающего воздействия общества.

Назначение искусственных экосистем может быть различным:

- для вовлечения в хозяйственный оборот и повышения его экономической целесообразности (для получения и роста прибыли);

- для обеспечения устойчивого экономического и хозяйственноэкологического (реже) развития городского хозяйства;

- для обеспечения устойчивого экономического и хозяйственноэкологического (реже) развития в комплексе и в отдельности отраслей народного хозяйства на разных административных территориях и в разных природно-хозяйственных комплексах;

- для решения задач жизнеобеспечения населения;

- для реализации задач формирования комфортной человеческой среды обитания, в том числе посредством создания экологически комфортных условий;

- для благоустройства промышленных, транспортных, жилых, общественно-деловых, рекреационных, курортно-лечебных зон и прочих функциональных зон;

- для рационального использования и воспроизведения биоресурсов (реже реализуются эти цели);

- для рационального использования и воспроизведения ресурсов небиологической природы (индустриально-химического, строительного, фармацевтического, военного сырья и т.д.);

- для рационального использования, хозяйственной и экологической реабилитации земель (иногда реализуются эти цели);

- для решения рекреационных задач;

- для организации спортивных объектов (посредством создания специальных газонов для футбольных полей и т.д.);

- для формирования имажинальных объектов (особых общественноисторических и культурных территорий с элементами ландшафтноархитектурного дизайна);

- для решения научных задач;

- для решения просветительских и воспитательных задач;

- для решения коммерческих задач;

- для решения промышленно-технологических задач;

- для сохранения биоразнообразия и фонда генетического материала конкретных видов организмов (при создании ботанических садов, питомников, зоопарков, зоосадов и т.п.);

- для решения задач интродукции.

Во всех случаях назначение искусственных экосистем подчинено основной (итоговой) задаче обеспечения приемлемых условий для проживания людей и хозяйственной деятельности. Если создаются посадки культурных и декоративных растений с соответствующим комплексом агротехнических и мелиоративных (иногда) мероприятий, орошением, мерами по защите растений, то в таких случаях сообщества называются агрофитоценозами. Это общее название искусственным посадкам растений, обеспечение и повышение продуктивности которых реализуют, как правило, изначально поставленные хозяйственные задачи.

К агрофитоценозам относятся поля, сады, огороды, парники, оранжереи, клумбы, газоны, насаждения древесных растений и кустарников в озеленительных структурах населенных пунктов, водоохранные, площадные лесонасаждения (леса), лесополосы, ботанические сады, дендрарии, интродукционные питомники для растений и др.

Агрозооценозы – искусственно созданные сообщества животных в специально отведенных для них местах. Последние могут быть либо искусственно сооруженными загонами, вольерами и пр., либо представлять собой определенные участки экосистем, заселенных конкретными видами и породами животных. Можно говорить об агрозооценозах ферм, птицефабрик, домашнего «подворья», парков водных и наземных животных, зоопарков, зоосадов, аквариумов, океанариумов, террариумов и т.п. И те, и другие являются, безусловно, примитивными биоценозами в плане организации их структуры, вещественно-энергетических циклических явлений, биоценотических и, в числе прочего, трофических связей.

Экологические системы, в которых биоценозы являются искусственными или в значительной степени трансформированными в процессе создания различных посадок растений (культурных, декоративных, защитных, эколого-оптимизирующих), сообществ животных (диких, сельскохозяйственных), соответственно, являются агроэкосистемами.

Агроэкосистемы могут быть, как сухопутными, так и водными.

Примеры сухопутных агроэкосистем: газоны, скверы, парки, аллеи, сады, клумбы, палисадники, огороды и т.п.

Примеры водных агроэкосистем: подводные парки, водные «фермы» (по воспроизводству моллюсков и других животных), водные «огороды» (по созданию и воспроизводству популяций ламинарии), океанариумы, аквариумы и пр.

Структуру и функции агроэкосистем создает и поддерживает человек для удовлетворения своих разнообразных нужд: хозяйственных, научных, просветительских, эстетических, рекреационных и прочих. Он же обеспечивает и регулирует динамику, продуктивность и устойчивость таких экологических систем. Пример: человек после трудового дня, созерцающий движение рыб в аквариуме, получает эстетическое удовольствие, а также отдыхает; у него восстанавливается функциональность нервной, мышечной и других систем. В данном случае с экологических и психофизиологических позиций данная искусственная экосистема выполняет функцию поддержания психофизиологического оптимума, создания дополнительного условия для повышения комфортности собственного жилища. Поэтому аквариумы часто устанавливают в рабочих помещениях, в местах общественной деловой активности, а также в рекреационных и курортных зонах (в специализированных помещениях – в зонах реабилитации, релаксации и т.п.).

Особенности прудовых экосистем

Искусственные водоемы создаются людьми для решения различных задач. Поэтому их иначе можно назвать хозяйственными водоемами антропогенного происхождения. Варианты назначения их во многом схожи с природно-хозяйственными водоемами, описанными выше.

Искусственные (рукотворные) водные экосистемы (искусственные гидроэкосистемы) – хозяйственные комплексы, в которых специальным образом создаются (культивируются) биотические компоненты. Последние преднамеренно вселяются человеком в искусственные водоемы (пруды, водохранилища, океанариумы, аквариумы), либо организмы случайно, без «помощи» человека поселяются в них (карьеры, оросительные пруды и др.).

По составу воды различают следующие искусственные гидроэкосисистемы:

- морские;

- солоноватые;

- пресноводные.

Важное условие, чтобы эти водоемы считать экосистемами, в них должен присутствовать круговорот веществ между биотическими компонентами водных биоценозов и между биотическими, биокосными и косными компонентами. Только в таком случае можно в полной мере считать рукотворный водоем экологической системой. Например, пруд-отстойник металлургического предприятия сложно считать экосистемой, так как, во-первых, вода в нем экстремально загрязнена химическими и физическими загрязнителями (хотя могут поселяться некоторые микроорганизмы), и, во-вторых, − постоянное техногенное давление препятствует возникновению полноценных в экосистемном смысле продуцентов, консументов и редуцентов, обеспечению вещественных и энергетических потоков между ними. О продуктивности и других базовых экосистемных характеристиках применительно к подобным гидрообъектам, конечно, речи вестись не может.

Особенности полевых экосистем

Поля представляют собой искусственные фитоценозы, где важнейшая хозяйственная роль отведена культурам, особым образом высаживаемых в почвы и почвогрунты. Сельскохозяйственные культуры, используемые в полеводстве, образуют основной объем полезной фитомассы. Последняя составляет основу продуцентов, продуктивность (в данном случае – урожайность) которых контролируется и регулируется сельскохозяйственными работниками. Урожай ими изымается из полей для переработки и производства пищевой продукции, для создания кормов домашним и сельскохозяйственным животным, для удовлетворения технических и технологических потребностей (используются в качестве сырья) даже в других отраслях народного хозяйства (к примеру, в индустриальной, военно-промышленной) и т.п.

Поэтому такие искусственно организуемые растительные сообщества являются узкоспециализированными и при этом хозяйственно ценными агрофитоценозами. Вопросы их продуктивности, устойчивости, экологической значимости, декоративности – основные хозяйственные задачи.

Искусственные экосистемы, в которых основу продуцентов составляют сельскохозяйственные культуры полевых угодий, называются полевыми экосистемами. По площади они занимают ведущее место среди других типов искусственных экосистем.

 

Комментарии

Популярные сообщения из этого блога

Лекция 5.

Лекция 7

Лекция 6.