3 Геоэкологии:

-общая должна изучать геоэкологические процессы в литосфере, связанные с экологией;

-региональная – пространственные закономерности формирования геологических условий на определенных крупных территориях;

-специальная – методы изучения геоэкологии обстановки и восстановления техногенно-нарушенных участков геологической среды.

Геоэкология – наука об окружающей среде;

-наука о ландшафтах;

-междисциплинарное направление наук о земле (географии, геологии, биологии), которые объединяют знания о геоэкологических проблемах;

-наука о природно-социально-экономических системах.

Отличие от экологической географии в том, что у экологической географии – антропоцентрический подход (территории рассматриваются с точки зрения благополучия для человека).

Геоэкология – междисциплинарная наука, объединяющая исследование состава, строения, свойств, процессов, физического и геофизического полей окружающей среды как среды обитания человека.

Основные задачи:

-изучение изменений жизнеобеспечивающих ресурсов геосферных оболочек под влиянием природных и антропогенных факторов; их охрану, рациональное использование и контроль с целью сохранения для нынешнего и будущего поколения людей.

Геоэкология – теоретическая база природопользования;

-наука, исследующая процессы и явления, возникающие в геосистемах при достаточно продолжительном и интенсивном антропогенном воздействии на их состояние.

Фитология – наука, изучающая отношения растений в фитоценозе.

Экологическая система – составная часть геосистемы. Она [геосистема] полицентрична.

Ландшафтная экология -> геоэкология.

- наука о взаимоотношениях человека и природной среды, изучающая те процессы и явления, которые приводят к экологически значительным (существенным), с точки зрения живых организмов, антропогенным изменениям.

Объекты (предприятия, компании) и субъекты (фабрики, с/х) антропогенного воздействия и их отношения.

Предмет

Законы функционирования природных систем в условиях их антропогенного изменения.

Биосфера – замкнутая экосистема.

Исключаются вещественные каналы, существует за счет потоков энергии.

Круговорот веществ из неорганических веществ в биоту и обратно в неорганическую среду. Передается по трофическим уровням. Минерализация, деструкция и синтез органического вещества, т.е. превращение в неорганическое.

Все живые организмы используют солнечную энергию и энергию связи, а человек – энергетику.

Оптимизация хозяйства (промышленного производства)

-уменьшение выбросов в атомосферу

Главные проблемы геоэкологии:

-озоновые дыры;

-глобальное потепление;

-теоретические проблемы.

Становление экологического мировоззрения и проблемы формирования познавательных установок. 4 закона Коммонера (амер. эколог).

Фундаментальные законы геоэкологии:

-все связано со всем

-все должно куда-то деваться

-природа знает лучше

-ничто не дается даром

проф. Розенберг – противник законов.

Экологические исследования – 2,5 тыс. лет.

Китай – 8-9 вв. до н.э. Но интенсивных исследований не проводилось

I этап до 1866 г. Геккель сформулировал определение

1889 Варминг «Экологическая география растительности»

1715 работа Ван Левенгука (голландец) – изучение трофических цепей

1749 «Естественная история» 36 томов, француз, Изменчивость видов под влиянием окружающей среды

1793 г. Палас осуществил экологическое районирование территории

1837 г. – комплексное экологическое исследование Новой Земли, подробное описание

Карл Лурье – более 100 работ экологической тематики, обосновал применение методов

II этап до 1935 г. Тэ(е)нсли (система физико-химико-биологических процессов) заложил учение об экосистемах.

Период формирования факториальной экологии, аут-экологии. Изучает влияние абиотических факторов на организм на уровне особи (температура, хим.сост. и т.д.)

Закон Мечерниха-Баули – биологическая продукция зависит от совокупности абиотических факторов, а не одного (даже если он лимитирующий).

Шелфорд – закон толерантности.

Показатели зрелости экосистемы:

-в процессе сукцессии следит за тем, чтобы была замкнутость биогенных элементов;

-max эффективность использования энергии.

Развитие популяционной/демо экологии

III этап до начала 70-х гг. Одум «Основы экологии» 1971 г.

Синэкологическое исследование

Активное изучение сообществ, их формирования

Начал использоваться системный подход

Математическое, аналитическое моделирование.

Моделирование процессов популяции

1939 Клеманс, Шелфорд «биоэкология» описали концепцию - динамическую экологию.

Вернадский применил понятие биосферы

Геогенетическая миграция элементов

Сочава

Уитьлик – амер., Концепция биоразнообразия

Уменьшение видового разнообразия не всегда приводит к снижению устойчивости экосистем.

1966 г. «Биология популяции» Экологические процессы с точки зрения детерменизма (обусловленности) причинно-следственные связи.

Появились общие представления, 6 положений:

-экология – фундаментальная наука, имеющая свой терминологический аппарат;

-природа существует в равновесном состоянии;

-ведущим подходом должен быть синэкологический подход;

-главный фактор формирования сообществ – конкурентные отношения;

!- экосистемы дискретны, т.е. имеют границы;

-детерминирование взаимосвязей между компонентами экосистемы.

IV период до 1986 г.

Биг, Тоусенд «Экология особи, популяции, сообщества».

Гипотеза Геи Ломак, маргулисм. Земля – единая кибернетическая система с биологическими организмами регуляции.

Обратные связи – осуществляют процессы саморегуляции. Обязательно должны быть регуляторные центры, в неживой природе нет.

1980 Симберлов «Сукцессия парадигм в экологии». Период антитезы 6 положениям 3го периода.

-Возникают трудности в формировании ядра экологии, не выявить общие законы развития сообществ;

-В природе наблюдаются постоянные нарушения равновесных состояний;

-необходимы геоморфологические исследования;

-отказ от конкуренции как основного фактора сообществ;

-необходимость включения экосистем в их развитии.

В ходе динамики их функционирования

-превалирует концепция континуума над детерменизмом, т.е. плавный переход из одной системы в другую.

Биом – природная зона.

Экотон – природная зона между биомами

V период. До настоящего времени.

Становление системного подхода в экологии

«Порядок из хаоса (случайных событий)» - лозунг науки.

Основные парадигмы в экологии.

Как функционируют?

Какие механизмы лежат в основе

Виде идентификаторы – доминирующие в биомассе.

Идея концептуальности подхода.

Есть точки экологического максимума и экологического минимума.

Общая система представлений и понятий.

Экологический мир:

1.до 60 гг. прошлого столетия рассматривался как стабильный или стремящийся к стабильности;

2.предсказуемый благодаря своей детерминированности (определенности) между живыми организмами;

3.экологический мир находится под воздействием конкурентных взаимоотношений

4. экологический мир объективен (то, что мы видим, есть на самом деле);

5.дискретность (классификация экологических систем)

Интуиция – это быстрая обработка информации.

1.Представление о субъективности экологического мира (зависит от масштаба систем). Масштаб понимается не как свойство экологической системы как материальной системы, а как лично связан с нашими наблюдениями и анализом.

Пример, демонстрирующий субъективность, обусловленную выбранным масштабом:

Если мы изучаем природные системы на основе биосистемного подхода.

Масштаб определяется следующим уровнем организации биологических систем:

Уровни организации – биосистемный ряд (органелла –> клетка –> ткань (орган/система орагнов) –> особь –> репродуктивная группа –> популяция –> вид [самый высокий уровень]).

Экологический ряд: биогеоценоз, биогеоценотический комплекс, индивидуальный ландшафт, ландшафтная провинция, природный пояс, биогеографическая область, экосистемы суши и океана, экосистемы океана (гидробиосфера), экосистема литосферы (литобиосфера), биосфера.

2. Представление о сложности экологического мира.

Масштаб, гетерогенность (неоднородность) – важные понятия.

Субъективность ПК подразделяется на множество подпространств различных масштабов.

Децибел – логарифмическая величина

3. Представление о сложности времени.

Время рассматривается как скорость биологических процессов.

4. Представление о чрезвычайной динамичности экологического мира.

Экологическая система- сплошной поток разномасштабных изменений.

Нет стабильности. Экологический мир во всеобщем, беспорядочном движении.

Основные тенденции изменения экологического мира:

1.от объективно существующего экологического мира к возникающему в процессе наблюдения;

2.от детерменистского (упорядоченного) понимания здравого смысла к взаимообусловленному пониманию связей;

3.от дискретности;

4.от стабильности. Неподвижность к потоку нескончаемых изменений.

Андерье «Экология и наука об окружающей среде», «Биосфера экосистемы человека»

Уровни:

Локальный

Региональный

Глобальный

Теоретическое ядро геоэкологии. Швеназ?: Концепция природно-хозяйственных систем зависит от:

-интенсивности обмена веществом и от ряда других факторов, формируются вторичные по отношению к исходным ландшафтам.

Природно-хозяйственные системы разного ранга.

Хагет дал понятие – тотальные районы – компаж

Уитсли – компаж (тотальный район – район, включающий физическую, биологическую и социальную среды, тотально связанный с деятельностью человека)

Морачевский Аксиоматика:

1.Аксиома Докучаева-Вернадского – географическая оболочка биосферы представляет собой целостную природную систему, в которой живое вещество взаимодействует с элементами литосферы, атмосферы, гидросферы и техносферы.

2.положение о составе элементов.

Общее положение: природа элементов двойственна (неодинакова). Природные системы состоят из 3-х начал, выполняющих разные функции.

-инертное начало (минеральный субстрат и рельеф) – скелет природной системы. Дает фиксированное местоположение, пространственную обособленность. Кроме этого, инертная система связывает экосистему с геологическим прошлым данной территории.

-мобильное начало – энергия солнца, воздушные, водные массы перемещают химические элементы внутри системы. Мобильное начало осуществляет обменные и транзитные функции, связанные с ………

и объединенные с внешней средой. Ослабляет зависимость экосистем и природного комплекса от наследованных факторов данного местоположения.

-биотическое начало – выполняет функции атомного и мобильного начала. Фукнция в активности биоты и ее пластичности. Биота обеспечивает процессы устойчивости, динамики, эволюции систем.

Роль этих начал.

Солнцев – нижним звеном в геосистеме является земная кора с ее структурными формами. Далее поверхностные воды, потом метеорологические условия, завершающее звено – почвенно-растительный покров и животный мир.

Мази(нг)? (ряд элементов геосистем) – факторы, влияющие на растительный покров:

1.количество тепла (первый по значимости);

2.количество осадков и их сезонное распределение

3.водный режим (от стока, от свойств почв, от богатства минеральными веществами).

Положение о системообразующих отношениях.

Связи и отношения элементов, входящих в геосистему, являются их обязательными атрибутами.

Существуют следующие связи между элементами:

-необратимое отношение ряда;

-параллельные – воздействие нескольких элементов на третий элемент;

-отношение обратной связи – один элемент влиял на другой, опосредованно влияет на себя.

Может быть «+»ным – приводит к ускорению процессов, «-»ный – регулирует деятельность всей системы. В основе саморегуляции систем лежит обратная «-» связь.

2 типа регуляции в регуляторной системе (по Эмби).

1.регуляция с усилением

2.регуляция без усилений

В 1. взаимодействия носят динамический характер;

Во 2.только информационный характер. Только в информационных регуляторах есть обратная связь. Это определяется наличием замкнутого канала связей и….

Т.о. обратная связь – это взаимодействие между системами, когда изменение 1 системы, влечет за собой изменение 2й, а изменение второй, ведет к изменению первой (на основе действия цели содержания информации).

Природный комплекс регулируется на основе динамического ряда, а взаимодействие между элементами носит динамический характер.

Аксиома об иерархиях природных систем. Природные системы – организмы в виде множеств территориальных систем, различных размерностей.

Геосистемы как один из объектов изучения геоэкологии.

Геосистемы – закономерные сочетания взаимосвязанных биотических и абиотических соподчиненных комплексов, относительно ограниченные в пространстве и функционирующие как одно целое.

Экосистема – это биотическое сообщество, на конкретном участке взаимодействия с окружающей средой таким образом, что поток энергии создает четко определенные биотические структуры, круговорот веществ между живой и неживой частями.

Трофические связи – четко определенные структуры.

Понятия геосистема и экосистема неравнозначны согласно Сочаве.

Общие черты (сходство в понятиях):

-общий набор компонентов природы – абиотические и биотические (элементы атмосферы, гидросферы, литосферы);

-близость их свойств и механизмов функционирования;

-компоненты тесно связаны между собой потоками вещества и энергии;

-среди этих компонентов особое место занимают воздух, вода, биота и определяют многие процессы, происходящие в природе. Являются наиболее мобильными и уязвимыми компонентами;

--открытые системы, изменяющиеся в пространстве и во времени.

Различия:

-в направленности изучаемых связей. При изучении экологической системы направленные связи между живыми организмами и элементами окружающей среды причем считается что экологическая система моноцентрична. Экосистема состоит из живых организмов и абиотической среды (влияние ее факторов как раз и изучается)

Геосистема полицентрична, т.е. там нет главного компонента.

-характер выделения пространственных границ. Экосистема не ограничена четкими пространственными рамками. Геосистема – рамки выделяются на основе признаков, разработанных в географии.

Экосистема – как система физико-химико-биологических процессов, протекающих в рамках определенного ранга (рассматривал Тенсли).

Геосистема и экосистема – понятия, определяющие одно и то же явление, но

Геосистема – рассматривает с точки зрения объекта,

Экосистема – на его функцию работу.

Выделяют 3 уровня размерности природной среды:

-планетарный (материки, океаны, климатические пояса);

-региональный (крупные регионы, выделение которых основывается на макроклиматических особенностях – физико-географические страны, ландшафтные области);

-локальный (на основе мезорельефа и особенностях гидроклиматического развития – урочища, фации).

Структура природных систем

-совокупность наиболее устойчивых связей между компонентами и соподчиненными комплексами системы.

Нарушение одного компонента за счет этих связей передается другому компоненту.

Свойства природной системы: