1.2. Особливості антропогенних систем
Антропогенні екосистеми, як, правило, виявляються досить далекими від природної рівноваги. При цьому можливі кілька типових ситуацій.
Перш за все, це експлуатовані людиною природні екосистеми, що знаходяться під великим антропогенним навантаженням. Якщо антропогенне навантаження знімається, то, надані самим собі, вони повертаються в рівноважний стан. У такому становищі перебувають ліси, систематично піддаються масової рубці, багато пасовищні угіддя. Після знищення значної частини природної рослинності людина залишає ці території з тим, щоб повернутися, коли в результаті сукцесії рослинність відновиться.
Інший тип антропогенних біогеоценозів - штучно створені і утримувані в нерівноважному стані системи. Це - орні землі та інші сільськогосподарські угіддя, які іноді називають агроценозах. Як правило, вони засіваються однією культурою. Для отримання максимального врожаю людина прагне зберегти тільки два трофічних рівня - власне культурна рослина-продуцент і детритофагов і редуцентов в грунті, необхідних для підтримки родючості. Видове різноманіття стає мінімальним, а екологічна ніша культивованих рослин - максимальної. Зрозуміло, що ця ситуація вкрай нестійка. Культивовані рослини не здатні захопити повністю екологічну ємність системи, і фітофаги намагаються заповнити порожні ніші, а дикорослі рослини - конкурувати з вирощуваними культурами. Людина називає перших «сільськогосподарськими шкідниками», а друге - «бур'янами» і вступає з ними в важку боротьбу, що триває з перемінним успіхом вже кілька тисячоліть.
Третій тип антропогенних екосистем - великі міста, мегаполіси і цілі урбанізовані території. Екологічно ці системи абсолютно неустойчви, і рівновагу тут може існувати тільки за рахунок величезних витрат праці, енергії та матеріалів. Неможливо передбачити, як піде сукцесія подібних систем, якщо припиниться їх штучна підтримка. На щастя, повномасштабні досліди такого роду поки не проводилися, а обмежені «експерименти», проведені під час світових воєн, були жахливі, але не репрезентативні. На практиці представники дикої природи дуже рідко здатні існувати в урбанізованих районах, так як зазвичай відразу по багатьом факторам вони опиняються поза свого діапазону толерантності. Забруднення повітря відсутність доступу до чистої води, дефіцит їжі і шум - це тільки найбільш очевидні з цих факторів. Так відбувається і тоді, коли людина була би тільки радий співіснування з даним видом. Досить подивитися на пригноблені дерева в міських скверах і на жвавих вулицях. Разом з тим, міста заселяються небажаними для людини сусідами, дуже комфортно там себе почувають: щурами, мишами, тарганами і навіть «птахами світу» - голубами, які стають справжнім лихом. Ситуацію зазвичай намагаються виправити за допомогою найчастіше досить дорогих, але екологічно абсолютно безграмотних заходів. Бажаючи позбутися від гризунів, розсипають отруту, замість того, щоб ретельно прибирати сміття, особливо харчової. Біля новопосаджених дерев залишаються занадто маленькі майданчики відкритою, не покритій асфальтом грунту, і дерева гинуть, не отримуючи вологи. Витрачаються великі кошти на посів газонів і квітів,
але економляться гроші на їх полив. Список можна розширювати до нескінченності. Проблема полягає в тому, що людина, будучи біологічним видом, у великих міських агломераціях теж, мабуть, виявляється поза свого діапазону толерантності. Свідчить про це той факт, що великі міста швидко б вимерли, якби їх населення не живилося за рахунок неурбанізованими районів.
2. Продуктивність екосистем
У міру того, як людство з упертістю, гідною кращого застосування, перетворює обличчя Землі в суцільний антропогенний ландшафт, все більшого практичного значення набуває оцінка продуктивності різних екосистем. Людина навчилася отримувати енергію для своїх виробничих потреб самими різними способами, але енергію для власного харчування він може отримувати тільки через фотосинтез. У харчовому ланцюгу людини в підставі майже завжди виявляються продуценти, що перетворюють енергію Сонця в енергію біомаси органічної речовини. Бо це саме та енергія, яку згодом можуть використовувати консументи і, зокрема, людина. Одночасно ті ж самі продуценти виробляють необхідний для дихання кисень і поглинають вуглекислий газ, причому швидкість газообміну продуцентів прямо пропорційна їх біопродуктивності. Отже, в узагальненому вигляді питання про ефективність екосистем формулюється просто: яку енергію може запасти рослинність у вигляді біомаси органічної речовини? Сільськогосподарські угіддя, створювані людиною, аж ніяк не найпродуктивніші екосистеми.
Найвищу питому продуктивність дають болотисті екосистеми - вологі тропічні джунглі, естуарії, лимани річок і звичайні болота помірних широт. На перший погляд вони виробляють непотрібну для людини біомасу, але саме ці екосистеми очищають повітря і стабілізують склад атмосфери, очищають воду і служать резервуарами для річок і ґрунтових вод, і, нарешті, є місцями розмноження для величезного числа риб та інших мешканців вод, використовуваних в їжу людиною. Займаючи 10% площі суші, вони створюють 40% виробленої біомаси. І це без будь-яких зусиль з боку людини! Саме тому знищення і «окультурення» цих екосистем є не тільки «вбивство курки несе золоті яйця», а й може виявитися самогубством для людства. Внесок пустель і сухих степів в продуктивність біосфери нікчемний, хоча вони вже займають близько чверті поверхні суші і завдяки антропогенному втручанню мають тенденцію до швидкого зростання. У довгостроковій перспективі боротьба з опустелюванням і ерозією грунтів, тобто перетворення малопродуктивних екосистем в продуктивні, - ось розумний шлях для антропогенних змін в біосфері.
Питома біопродуктивність відкритого океану майже настільки ж низька, як у напівпустель, а його величезна сумарна продуктивність пояснюється тим, що він займає більше 50% поверхні Землі, вдвічі перевершуючи всю площу суші. Спроби використовувати відкритий океан в якості серйозного джерела продуктів харчування найближчим часом навряд чи можуть бути економічно виправдані саме в силу його низької питомої продуктивності. Однак його роль в стабілізації умов життя на Землі настільки велика, що охорона океану від забруднення, особливо нафтопродуктами, абсолютно необхідна.
Не можна недооцінювати і внесок лісів помірного пояса і тайги в життєздатність біосфери. Особливо істотна їх відносна стійкість до антропогенних впливів в порівнянні з вологими тропічними джунглями.
Той факт, що питома продуктивність сільськогосподарських угідь до сих пір в середньому набагато нижче, ніж у багатьох природних екосистем, показує, що можливості зростання виробництва продуктів харчування на існуючих площах ще далеко не вичерпані. Приклад - заливні рисові плантації, по суті - антропогенні болотні екосистеми, з їхніми величезними врожаями, одержувані при сучасній агротехніці.
як розумної форми життя і нового геологічного агента в еволюції Землі. Простежуючи розвиток біосфери і заповнює її моноліту живої речовини, що посилюється, обретающее геологічну міць вплив людини на біосферу, В.І. Вернадський завершує свої дослідження новим узагальненням. Він формулює вчення про ноосферу ( "ноос", або "нус", означає розум) як особливий період у розвитку планети і.
Таким чином, прагнучи до поліпшення умов свого життя людство постійно нарощує темпи матеріального виробництва, не замислюючись про наслідки, які можуть призвести до загрозою існування як біосфери, так і самої людини. В цьому відношенні, як писав академік Є. Федоров, питання полягає в тому, ". Чи будемо ми здатні так змінювати природне середовище, щоб поєднувати природні.
біомасу, виснаженість сучасних енергоносіїв, які використовуються людством, зменшити обсяги використання ресурсів, свідомо відмовившись від надлишків, перейти до тактики і стратегії раціонального ресурсокористування. 3. МЕЖІ СТІЙКОСТІ біосфери Біосфера виступає як величезна, надзвичайно складна екосистема, що працює в стаціонарному.