Численность популяции является величиной переменной, которая зависит от многих факторов. Численность популяции в благоприятных условиях способна к неограниченному росту, который описывается экспоненциальной кривой. Обычно это явление называется геометрической прогрессией размножения. В результате численность популяции может достигнуть любых значений, но обычно это не наблюдается, так как максимально возможная численность популяции ограничивается экологической емкостью территории, и как правило, не достигает этого уровня под влиянием регулирующих факторов.

К факторам, регулирующим численность популяции, относятся: конкуренция, голод, каннибализм, стресс, болезни, хищники, которые снижают численность, если она превышает оптимальное значение. Увеличение численности популяции приводит к усилению действия этих факторов, в результате чего снижается рождаемость, повышается смертность и численность снижается.

Сообщество - система совместно живущих автотрофных и гетеротрофных организмов, объединенных общим местообитанием и связанных определенной совокупностью биотических отношений. Биотические отношения выражаются в трофических (пищевых) связях, хищничестве и паразитизме, межвидовой конкуренции и кооперации, антибиозе и симбиозе.

Обычно сообщество понимается как синоним биоценоза. Биоценоз состоит из популяций многих видов, которые можно подразделить на три основные группы: продуцентов (зеленые растения, водоросли, хемосинтезирующие и фотосинтезирующие бактерии), консументов (животные растительноядные и хищники, паразиты) и редуцентов (грибы и большинство бактерий).

Продуценты производят органическое вещество из неорганического, используя солнечную энергию, или энергию, выделяющуюся в результате окислительно-восстановительных реакций. Консументы являются потребителями органического вещества, которое служит для них источником энергии и строительного материала. Однако термин “потребители” неполно характеризует роль животных в сообществе. Животные являются регуляторами численности растений, способствуют их распространению, рассеивая семена, некоторые группы животных (насекомых, птиц, млекопитающих) - важные опылители цветковых растений. В целом животные играют важную роль в круговороте веществ в экосистемах.

Редуценты разлагают органическое вещество (растительный опад, трупы животных и их экскременты) на минеральные компоненты: воду, углекислый газ, минеральные соли, которые снова используются растениями. Отсюда понятно, что без редуцентов существование сообщества было бы невозможным.

Наличие всех трех групп для нормального функционирования сообщества обязательно. Их совместная жизнедеятельность обеспечивает устойчивый биотический круговорот веществ и превращения энергии, которую зеленые растения получают от Солнца. Используя энергию Солнца, зеленые растения в процессе фотосинтеза производят углеводы из углекислого газа и атомов водорода, отнимаемых у молекул воды. Побочным продуктом фотосинтеза является свободный кислород, выделяемый растениями в окружающую среду. И растения, и животные в процессе дыхания окисляют углеводы до воды и углекислого газа, используя свободный кислород, содержащийся в воздухе или воде. В результате они синтезируют АТФ (аденозинтрифосфорную кислоту), в которой запасается энергия, используемая живыми существами в процессе жизнедеятельности.

Вне этого круговорота не может существовать ни один вид, в том числе человек.

Сообщества различаются по количеству и разнообразию составляющих их видов. От этого зависит сложность структуры сообщества и степень его устойчивости (способность к саморегуляции). Обеднение видового состава сообщества под влиянием деятельности человека ведет к снижению его устойчивости, что может привести к разрушению сообщества и замене его другим, как правило, с более простой структурой.

Биосфера - геологическая оболочка, населенная живыми организмами. Ее можно рассматривать как глобальную экологическую систему, состоящую из всех биогеоценозов Земли.

Следовательно, биосфера, как всякая экологическая система, - открытая саморегулирующаяся система, функционирование которой обусловливается притоком космической, главным образом, солнечной, энергии.

Биосфера во внешней части создает газовую оболочку, соприкасающуюся со Вселенной, а внутри планеты - оболочки осадочных пород. Жидкое и твердое топливо, которое мы добываем из недр Земли, кремнистые, железистые, марганцевые и другие породы образовались благодаря дыханию, питанию, жизни и смерти живших когда-то организмов. Они “законсервировали” солнечные лучи, “запасли” для нас полезные ископаемые.

Вследствие жизнедеятельности организмов происходит непрерывный глобальный круговорот веществ и трансформация энергии в биосфере.

Растения при помощи солнечной энергии создают органические вещества.

Грибы разлагают мертвую органику и подготавливают вещества для повторного использования их организмами.

Животные расселяют растения, регулируют их численность, перемещают живое вещество против направления стока.

Многоклеточные животные - это транспорт биосферы, ее регулирующее и оздоровительное устройство. Среди них нет никого лишнего или незначительного: биосфера - тонко сбалансированная система.

В неживой природе каждая замкнутая система сама по себе приходит в равновесное состояние: реки текут к морю, камни скатываются с гор, выравниваются вследствие диффузии концентрации веществ...

Живые организмы поддерживают биосферу в неравновесном состоянии. Они выполняют работу против силы тяжести, переносят вещества против направления стока и против градиента концентрации. Только живые организмы способны улавливать рассеянную в окружающем пространстве энергию электромагнитного поля и консервировать ее в виде внутренней энергии веществ самих организмов.

Структура биосферы, характер и интенсивность биотического круговорота изменялись в ходе эволюции. Учитывая принципиальную важность круговорота, В.И.Вернадский утверждал, что на Земле с самого начала могло существовать лишь некоторое сообщество различающихся функционально организмов.

Только сообщество, состоящее из функционально разнообразных организмов, может осуществлять циклические процессы, необходимые для того, чтобы оставаться стабильным в биогеохимическом смысле.

Выживание сообщества возможно лишь в том случае, если его деятельность в течение достаточно продолжительного времени не приводит к нарушению внешних условий. Иначе это ведет к сукцессии, последовательной смене стадий в развитии. Нечто подобное наблюдается в истории биосферы, которую можно сопоставить с термодинамически ориентированной сукцессией.

Сбалансированный цикл может существовать лишь в трофически организованном сообществе, которое создается кооперативной деятельностью разнородных организмов и подчиняется, как в целом, так и в частях, термодинамической необходимости.

Кооперативное микробное сообщество было первоначальным и обеспечило устойчивость биосферы. Растительный и животный мир встроились в систему, созданную микроорганизмами.

Саморазвитие происходило внутри трофической пирамиды с появлением все новых возможностей. В уже сложившиеся системы включались новые.

Таким образом, кооперация лежит в основе трофической пирамиды сообществ, а конкуренция служит механизмом тонкой регулировки в системе (Заварзин Г.А. Анти-Рынок в природе. Природа, 1995, 3).

В качестве первичных продуцентов на Земле выступали одноклеточные прокариоты, осуществлявшие фотосинтез и хемосинтез. В течение примерно 2 млрд. лет прокариоты изменили состав атмосферы - снизилось содержание углекислого газа и возросло кислорода и азота.

С этого момента в составе биосферы возникают эукариоты - водоросли, грибы и простейшие животные, сначала одноклеточные и колониальные, а затем и многоклеточные высшие растения и животные.

Природные ресурсы - компоненты окружающей человека естественно среды, используемые для удовлетворения материальных и культурных потребностей общества. Растительные и животные ресурсы, почва, пресная вода, чистый воздух относятся к возобновимым ресурсам. Их возобновляемость обусловлена деятельностью биосферы и, следовательно, объем или интенсивность их использования зависит от скорости их возобновления, что зависит от состояния биосферы. Ресурсы биосферы являются ограниченными.

Использование ресурсов биосферы приводит к нарушению ее структуры и изменению процессов, в ней протекающих. Поскольку биосфера способна к саморегуляции, она до известных пределов сохраняет устойчивость. Выход за эти пределы приводит к необратимым изменениям, которые в некоторых случаях могут быть желательны для человека, но большей частью опасны. Особенно опасны необратимые изменения глобального характера, которые могут привести к экологической катастрофе. В этом случае существование человечества может оказаться невозможным, либо оно может протекать в крайне неблагоприятных условиях.

Продуктивность биосферы представляет собой биомассу, производимую различными экосистемами, составляющими биосферу.

Продуктивность суши в сухом органическом веществе составляет: -171,54 млрд. т/год, морей и океанов - 60 млрд. т/год.

На материках большую часть продукции дают леса, в океанах - зоны апвеллинга (подъема глубинных вод) и материковые отмели холодных морей.

Питание людей в основном обеспечивается сельскохозяйственными культурами, выращиваемыми лишь на 10 процентах площади суши. На этой площади выращивается 8,7 млрд. т органического вещества, которое содержит около 3,5 х1016 ккал, из них на питание расходуется 2,29 х 1015 ккал.

Пастбища обеспечивают кормом около 3 млрд. голов скота, и годовая продуктивность оценивается в 0,29 х 1015 ккал.

По данным 1963 г. (Дювиньо и Танг, 1973), реальные запасы продовольствия достигали 2,6 х 1015 ккал; на Земле насчитывалось 3,11 млрд. людей, потребность которых в питании составляла 2,7 х1015 ккал, что превышает продуктивность биосферы.

Рост населения существенно влияет на рост загрязнения природной среды и истощение природных ресурсов. С 1650 года численность населения Земли растет по экспоненциальному закону (1650 г. - 545 млн., 1840 г. - 1 млрд., 1930 г. - 2 млрд., 1962 г. - 3 млрд., 1971 г. - 4 млрд., 1987 г. - 5 млрд.)

На 1994 год на Земле проживало 5,5 млрд. человек. К 2000 году ожидается 6 млрд., из них 56% - в Азии, 25% - в Африке, 11% - в Латинской Америке, 8% - в Европе и 3% - в Северной Америке. В результате можно ожидать усиления экологических противоречий в странах Азии, Африки и Южной Америки. Но это не значит, что Европа будет свободна от экологических проблем. В большинстве европейских стран либо уже наблюдается перенаселенность, либо они близки к этому состоянию.

В сентябре 1994 г. в Египте состоялась международная конференция по проблеме перенаселенности планеты. Конференция показала, что восточные религии и католичество по-прежнему выступают против регуляции численности населения.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40