Экосистемы. Основные законы и принципы экологии

Содержание и направления исследования основных экологических законов: сложения и внутреннего развития экосистем, их термодинамики и иерархии, отношения система – среда. Закон избыточности системных элементов при минимуме числа вариантов в организации.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид лекция
Язык русский
Дата добавления 25.06.2013
Размер файла 15,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Экосистемы. Основные законы и принципы экологии

экологический термодинамика избыточность среда

Как и любая наука, экология имеет свои законы. В настоящее время их общее число достигает 250. Из этих обобщений есть твердые теоретические постулаты, часть сформулированных обобщений рассматриваются как аксиомы, теоремы, часть - как гипотезы и так далее (афоризмы, метафоры, догмы). Среди законов природы встречаются обычные в науке законы, которые жестко регулируют взаимоотношения между компонентами экосистемы, но большинство представляет собой законы как тенденции, которые действуют не во всех случаях. Они напоминают в каком-то смысле юридические законы, которые не противоречат развитию общества, если нарушаются изредка, но мешают нормальному развитию, если нарушения становятся массовыми.

Структурно и логически обобщить весь объем теоретических знаний очень сложно, поэтому в курсе лекций рассматриваются лишь общесистемные законы, по следующим разделам:

- сложение экосистем

- внутреннее развитие экосистем

- термодинамика (энергетические законы) экосистем

- иерархия экосистем

- отношение система - среда

Законы сложения экологических систем

Простейшее определение системы - совокупность взаимодействующих элементов, составляющих некое более или менее ограниченное целостное единство, в котором связи взаимодействия между элементами внутри системы сильнее, чем с внешними. Полное развернутое определение экологической системе дано на стр.

Группа законов о сложении систем дает представление об образовании таких совокупностей.

Один из таких законов это закон подобия части и целого. «Часть является миниатюрной копией целого, по этому все части одного уровня иерархии похожи друг на друга». Например, модель атома и солнечной системы: организм, состоящий из многих клеток и одноклеточный, при этом каждая клетка генетически представляет модель целого многоклеточного организма. Закон подобия части и целого не абсолютен. Электрон не может быть моделью организма. Этот закон справедлив при структуре одного уровня иерархии.

Закон подобия части и целого не подразумевает их абсолютной идентичности. Наоборот существует аксиома эмерджентности: «Целое всегда имеет особые свойства, отсутствующие у него частей (подсистем), и не равно сумме элементов, объединенных системообразующими связями».

При сложении системного целого образующая интеграция подчиняется иным закона формирования, функционирования и эволюции. Например, дерево или группа деревьев - это еще не лес. Для леса необходимо сочетание всех его экологических компонентов, составляющих именно его экосистему, образование круговоротов веществ, микроклимат и т.д.

При всей очевидности аксиомы эмерджентности ее не всегда учитывают в практической деятельности.

Ни какая система не может быть сформирована из абсолютно идентичных элементов. Отсюда вытекает закон необходимого разнообразия: для каждого типа систем необходимое разнообразие количественно различно. Нижний предел не менее двух элементов, верхний предел - бесконечность.

Системные образования состоят из подсистем. Их необходимое число, разнокачественность более или менее постоянны. Для простейших систем это очевидно, например, два атома кислорода дают кислород, три - азот, а вот для более сложных систем ясность теряется. Например, каково должно быть число и разнокачественность функциональных составляющих биотического сообщества? В общем виде ответ несколько неожиданный: столько, сколько необходимо для его формирования, много но не строго фиксировано и различно в зависимости от географического места, среды жизни и других факторов.

Эта неопределенность отражается в законе (правиле) полноты составляющих: число функциональных составляющих системы и связей между ними должно быть оптимальным - без недостатка или избытка в зависимости от условий среды или типа системы.

Жесткие системы строго фиксированы, например, молекула вещества состоит из определенного числа атомов. Четкие лимиты характерны для всех систем, но экологические их модификации не теряют функциональных черт при довольно большом разбросе числа составляющих. Для большинства экосистем характерны даже колебания количества входящих видов, но размах колебания ограничен законом необходимого разнообразия.

Колебания числа составляющих подчиняются действию закона избыточности системных элементов при минимуме числа вариантов в организации: избыточность числа системных элементов нередко служит непременным условием существования системы, условием ее качественно - количественной саморегуляции, надежности и обеспечивают ее равновесное состояние.

В то же время число вариантов организации ограничено, т.е. природа часто «повторяется», если говорить о количестве типов организации, отсюда многочисленные структурные аналогии и гомологии, формы организации общественных процессов и т.д.

Избыточность системных элементов может быть заменена повышением качества этих составляющих (например, индивидуальной надежности) или их агрегации, согласно, принципа перехода избыточности в самоограничение. Фактически все мироздание подтверждает справедливость этого принципа. Движущим механизмом преобразования экологических систем служит «выгода», т.е. система стремится к надежности, устойчивости при объединении.

При сложении систем природа часто прибегает к принципу конструктивной эмерджентности: надежная система может быть сложена из надежных элементов или из подсистем, не способных к индивидуальному существованию. Примеры этого правила очень разнообразны: колониальные организмы (кораллы), насекомые (муравьи, пчелы, термиты), иерархическое строение биоценозов, экосистем и т.д.

Следствием принципа конструктивной эмерджентности является закон (правило) перехода в подсистему или принцип кооперативности: саморазвитие любой взаимосвязанной совокупности, ее формирование в систему приводит к включению ее как подсистемы в образующуюся или существующую надсистему. «Кооперативный эффект» дает значительный вещественно - энергетический информационный выигрыш. Однако при избыточности системных элементов системы проявляются на всех уровнях организации материи и его часто называют системным или системообразующим эффектом.

Преимущество постоянно растет согласно закону (принципу), увеличение степени идеальности, или «эффекту чеширского кота»: гармоничность отношений между частями системы историко - эволюционно возрастает (кот уже исчез, а улыбка его осталась). Этот принцип практически не имеет исключений, будь то отношение типа «хищник - жертва», морфологическо - физиологическая корреляция органов в организме, взаимоотношение государств и т.д.

Принципу кооперативности противостоит закон системного сепаратизма: разнокачественные составляющие системы всегда структурно независимы, т.е. между элементами системы существует функциональная связь, может быть взаимопроникновение, но это не лишает элементы структурной самостоятельности и целостности каждого элемента. Например, организм состоит из органов, каждый из которых выполняет свою функцию; или, например, государства в истории неоднократно укрупнялись, распадались в силу действия законов оптимальности размеров и сепаратизма наций и народов.

Обобщающим законом сложения систем является закон оптимальности: с наибольшей эффективностью система функционирует в некоторых характерных для нее пространственно - временных пределах. Размер системы должен соответствовать выполняемым его функциям. Этот размер называют характерным размером системы. Например, самка млекопитающих не может быть микроскопической, ни гигантской; чтобы летать, птица не может быть слишком большой и т.д. Размер национальных государств строго ограничен, и империи обречены на распадение, и в то же время исходя из закона перехода в подсистему, государства не могут не кооперироваться.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Сущность понятия "экология". Основные законы экологии. Закон развития системы за счет окружающей ее среды. Классификация экологических законов. Концепции взаимоотношения общества и природы. Необходимые предпосылки для создания ноосферы по Вернадскому.

    контрольная работа [30,3 K], добавлен 14.04.2011

  • Определение экологии. Основные разделы. Законы экологии. Организм и среда. Практическое значение экологии. Взаимодействие сельскохозяйственных и природных экосистем, сочетания окультуренных и естественных ландшафтов.

    реферат [14,4 K], добавлен 25.10.2006

  • Глобальные проблемы окружающей среды. Междисциплинарный подход в исследовании экологических проблем. Содержание экологии как фундаментального подразделения биологии. Уровни организации живого как объекты изучения биологии, экологии, физической географии.

    реферат [16,3 K], добавлен 10.05.2010

  • Экосистемный подход в экологии, предмет его исследования. Структура и компоненты экосистемы. Задачи и перечень мероприятий по проведению экологического мониторинга. Процесс эвтрофирования водоемов. Планирование и финансирование экологических программ.

    контрольная работа [18,3 K], добавлен 08.02.2010

  • Общие экологические законы, принципы и правила. Круг задач современной экологии, взаимоотношения человеческого общества и естественной среды, проблемы их гармонизации. Общие принципы, планирование и прогнозирование рационального природопользования.

    контрольная работа [324,8 K], добавлен 05.05.2009

  • Закон внутреннего динамического равновесия экосистем и его следствия. Виды антропогенных воздействий на природу. Обратная связь взаимодействия человек – биосфера. Закон ограниченности природных ресурсов. Правила "жесткого" и "мягкого" управления природой.

    контрольная работа [15,4 K], добавлен 05.05.2009

  • Термин «экология» происхождение и толкование. Содержание, предмет и задача экологии. Методы исследования и их цели. Законы экологии. Закон физико-химического единства существа. "Законы-афоризмы". Биосфера. Почва. Нормативы санитарно - защитных зон.

    реферат [49,0 K], добавлен 01.06.2008

  • Общие экологические законы, принципы и правила экологии. Основные положения рационального природопользования. Планирование и прогнозирование использования природных ресурсов. Рациональное использование полезных ископаемых и энергетических ресурсов.

    реферат [323,5 K], добавлен 04.05.2009

  • Проблемы экологии как науки. Среда как экологическое понятие, ее основные факторы. Среды жизни, популяции, их структура и экологические характеристики. Экосистемы и биогеоценоз. Учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере. Охрана окружающей среды.

    методичка [66,2 K], добавлен 07.01.2012

  • Объекты организменного (уровня особей), популяционно-видового, биоценотического, биосферного уровней организации как предмет изучения экологии. Главные задачи экологии, основные принципы изучения. Специфика экологических факторов, классификация на группы.

    реферат [27,8 K], добавлен 17.02.2010

  • Факторы среды, действия на живые организмы и экосистемы. Взаимодействие системы "среда-организм". Механизмы адаптации к окружающей среде. Здоровье как категория экологии человека. Влияние неблагоприятных экологических факторов на заболеваемость человека.

    дипломная работа [1,7 M], добавлен 07.02.2016

  • Выявление иерархии геосистем и изучение функциональных связей между компонентами природы как основные направления картографии в экологии. Раскрытие сущности исследований территориальных связей экологических систем при помощи картографического метода.

    лекция [1,4 M], добавлен 01.08.2013

  • Основные понятия экологии. Экологические факторы и экосистемы. Проблема бытовых и промышленных отходов, их классификация по типам. Принципы рационального природопользования. Основы государственной политики защиты окружающей среды: цели и направления.

    реферат [23,6 K], добавлен 11.05.2012

  • Изучение взаимодействия объектов железнодорожного транспорта с окружающей средой. Анализ экологической обстановки в районах сельскохозяйственной деятельности. Обзор закона незаменимости биосферы, биогенной миграции атомов, структуры и функций экосистем.

    реферат [34,9 K], добавлен 18.01.2012

  • Предмет экологии и задачи ее изучения в процессе подготовки специалистов в области экономики. Понятия среды обитания и экологических факторов. Закон сохранения и превращения энергии. Равновесие замкнутых открытых систем. Природа тепловой формы энергии.

    реферат [41,1 K], добавлен 10.10.2015

  • Теоретические проблемы социальной экологии. Информационные, математические и нормативно-технологические методы, их закономерности, специфика и объективная необходимость единства. Основные законы социальной экологии, их сущность, содержание и значение.

    реферат [15,0 K], добавлен 29.03.2009

  • Реки, озера, водохранилища Башкортостана. Антропогенное воздействие на водные экосистемы. Трофические группы организмов водных экосистем - продуценты, консументы и редуценты. Характеристика экологических групп макрофитов и микрофитов, планктона и бентоса.

    контрольная работа [14,2 K], добавлен 07.10.2009

  • История, концепция и понятие "экосистемы" (биогеоценоза). Ее основные компоненты, строение и механизмы функционирования. Пространственные, временные границы и ранжирование экосистемы (хорологический аспект). Искусственные экосистемы, созданные человеком.

    презентация [1,6 M], добавлен 01.02.2012

  • Предмет, задачи, методы исследования экологи. Структура современной экологии, ее связь с другими науками. Уровни организации живых систем. Взаимодействие природы и общества. Виды и методы экологических исследований. Основные экологические проблемы.

    реферат [71,5 K], добавлен 10.09.2013

  • Обмен энергией в экосистеме. Переход энергии из одной формы в другую согласно первому закону термодинамики. Возрастание энтропии в замкнутой системе согласно второму закону термодинамики. Процессы, связанные с превращениями энергии в экосистемах.

    презентация [1,6 M], добавлен 22.12.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.