Основы экологии

Все живое вещество биосферы едино с физико-химической точки зрения. В результате негативные процессы технико-антропогенного характера практически одинаково отрицательно воздействуют на естественные экосистемы.

Закон константности. Количество живого вещества биосферы (для данного геологического периода) есть величина постоянная. Любое изменение количества живого вещества в одной подсистеме глобальной экосистемы влечет перемену (с обратным знаком) количественного соотношения живого вещества в другой подсистеме биосферы.

Закон корреляции. В живом организме, как в целостной системе, все его части соответствуют друг другу как по строению (закон соподчинения органов), так и по его функциям (закон соподчинения функций). Изменение одной части организма (или отдельной функции) неизбежно влечет изменение других частей (функций).

Принцип разнообразия. Разнообразие видов, обитающих в биоценозе, находится в прямой зависимости от степени разнообразия условий биотопа.

Принцип постепенного изменения среды. Чем постепеннее изменяются условия среды в биоте, тем дольше сохраняются его стабильность и разнообразие видов.

3.3 Функциональные законы

Закон максимума биогенной энергии. Любая биологическая (биокосная) система, находящаяся в состоянии динамического равновесия с окружающей средой, в процессе своего развития увеличивает воздействие на естественные экосистемы.

Закон последовательности развития. Формы развития экосистем следуют в эволюционно закрепленном, исторически обусловленном порядке. Этот процесс идет в направлении от относительно простого к сравнительно сложному без «выпадения» промежуточных этапов, которые, впрочем, могут быть динамичными.

Первый биогеохимический принцип. Биохимическая биогенная энергия стремится биосфере к максимальному проявлению.

Второй биогеохимический принцип. В процессе эволюции живых видов выживают те из организмов, которые способны увеличивать геохимическую биогенную энергию.

Принцип системной дополнительности. Подсистемы одной экосистемы в своем развитии обеспечивают устойчивость и динамизм других подсистем, входящих в систему более высокого уровня. Стабильность биосферы в целом является функцией устойчивости экосистемы более низкого иерархического уровня.

Принцип исключения. Два вида не могут сосуществовать в одной экоситеме, если их потребности идентичны.

Принцип биологического замещения. Новый биологический вид, внедряемый в исторически сложившуюся экосистему, создает собственную экологическую нишу; при этом сужаются возможности традиционных видов, что ведет к их исчезновению.

Правило заполнения экологических ниш. Пустующие экологические ниши имеют внутреннюю тенденцию к обязательному заполнению.

Правило взаимной адаптации. Живые организмы биоценоза настолько приспособлены друг к другу, что их сообщество представляет собой внутреннее противоречие, но сравнительно единое системное целое.

3.4 Эволюционные законы, принципы и правил.

Закон внутреннего динамического равновесия. Любая экосистема обладает внутренней энергией, веществом, информацией, связанных между собой настолько, что количественное или качественное изменение одного из этих показателей ведет к сопутствующим функциональным изменениям других показателей. При этом сохраняются общие вещественно-энергетические и информационные показатели системы.

Закон сукцессионного замедления. Процессы в естественных экосистемах имеют тенденцию к замедлению при вхождение системы в зрелое (развитое) состояние. Ее динамизм требует активизации внешнего воздействия, которое должно носить «мягкий» характер.

Закон толерантности. Лимитирующим фактором динамики организма (вида) является как минимум, так и максимум внешнего воздействия. Именно диапазон между этими крайними показателями определяет величину толерантности организма к соответствующим возмущениям экосистемы.

Принцип генетического и экологического соответствия. Живой организм существует в природной среде до тех пор, пока качественные и количественные показатели среды его обитания соответствуют генетическим возможностям приспособляемости организма к изменениям экосистемы. В противном случае живой организм «вымывается из природной среды.

Правило пищевой корреляции. В процессе эволюции сохраняются только те популяции, скорость воспроизводства которых коррелируется с возможностью удовлетворения пищевых потребностей живых организмов [3].

3.5 Интегральные законы, принципы и правила

Закон незаменимости биосферы. Глобальная экосистема (биосфера) — единственная естественная структура, обеспечивающая внутреннюю устойчивость при возникающих внешних возмущениях. Любые технико-антропогенные системы носят менее устойчивый характер по отношению к естественной структуре «организм — среда».

Закон устойчивости. Сокращение естественной биоты в объеме, превышающем пороговое значение, обуславливает тенденцию перевода устойчивой экосистемы в неустойчивое состояние. Существуют конкретные показатели изменений биосферы, за пределами которых экосистема утрачивает свою устойчивость.

Закон разнообразия. Степень устойчивости экосистемы — функция ее разнообразия. Разнообразие экосистемы как в качественном, так и в количественном отношении обусловливает сохранение динамического развития любой локальной экосистемы и биосферы в целом.

Закон аккумулятивности. Сравнительно незначительные внешние воздействия на естественную экосистему могут не вызвать ее ответных реакций. Однако аккумулируясь, соответствующие воздействия могут привести к развитию непредсказуемых динамических процессов.

Принцип оптимизации. Для организма или определенной стадии его развития существует диапазон наиболее благоприятных условий (трофических, энергетических и др.). Выход за пределы «зоны оптимума» через «зону угнетения», где организм испытывает дискомфорт, ведет к «критический точке», перешагнув которую организм утрачивает возможность для биологического существования.

Принцип обязательного заполнения. Незаполненность экологической ниши, т. е. отсутствие вида в определенном месте природной среды, ведет к ее естественному заполнению. В естественных сообществах экологические ниши, как правило, заняты. Если сообщество создается под воздействие антропогенных факторов, возможно интенсивное развитие завезенных видов, которые могут не иметь ограничителей своей экспансии.

Правило одного процента. Экологическая система сохраняет свое динамическое равновесие, если используется не более 1% ее материально-энергетических ресурсов. При превышении этого показателя экосистема постепенно утрачивает свои исторически сложившие характеристики.

Приведенные законы, принципы и правила экологии свидетельствуют, что в процессе развития экологии как науки был проведен значительный теоретический анализ закономерностей отношения «организм — среда».

Выявленные закономерности носят преимущественно экспериментальный характер, т. е. в значительной мере имеют не столько теоретическое, сколько эмпирическое обоснование.

Заключение

Несмотря на относительную молодость экологии как самостоятельной науки она прочно вошла в нашу жизнь. В процессе становления были оформлены основные понятия, законы и принципы экологии.

При развитии достаточного большого количества различных отраслей и направлений в экологии главная теоретической и практической задачей экологии и на сегодняшний день остается раскрытие общих закономерностей организации жизни. Именно это знание поможет разработать принципы рационального использования природных ресурсов в условиях все возрастающего влияния человека на биосферу.

Акимова Т.А., Хаскин В. В. Экология. Человек — Экономика — Биота — Среда: Учебник для вузов, 3-е изд. — М.: ЮНИТИ-ДАТА, 2007. — 521 с.

Лось В. А Экологи: учебник / В. А. Лось. — М.: Издательство «Экзамен», 2006. — 478 с.

Реймерс Н. Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы) — М.: Журнал «Россия Молодая», 1994 — 367 с.

Шилов И. А. Экология: Учеб. для биол. и мед. спец. вузов. — М.: Высш. шк., 1998. — 512 с.