УДК 55; 504; 574
Новая структура экосистемы и ее роль в современном экологическом образовании
1, 2
1доктор гмн, профессор, зав. кафедрой, МГУ им. ,
2кандидат гмн, доцент, снс, МГУ им.
Аннотация: представлена новая структура экосистемы с учетом геологической составляющей и классов воздействий на нее, определено соотношение экосистем и эколого-геологических систем, раскрыто содержание термина «ресурс геологического пространства».
Ключевые слова: экосистема, эколого-геологическая система, литосфера, вулканизм, ресурс геологического пространства.
The new structure of the ecosystem and its role in the ecological education
Trofimov V. T., Kharkina M. A.
Moscow State University, Russia
Annotation: presents a new structure of the ecosystem with regard to the geological component, position of the ecological geological system in the structure of ecosystem was demonstrated, the content of the term « resource of the geological space»
Keywords: ecosystem, ecological geological system, lithosphere, volcanism, resource of the geological space
Термин «экосистема» в классическом образовании существует давно. Он был введен в научную литературу еще в 1935 г. английским ботаником А. Тесли, который рассматривал экосистему, как «совокупность комплексов организмов с комплексом физических факторов его окружения, т. е. факторов местообитания в широком смысле» [2]. Близкое по содержанию определение экосистемы дает Ю. Одум [4], который в качестве экосистемы рассматривал любую единицу (биосистему), включающую все совместно функционирующие организмы (биотическое сообщество) на данном участке и взамодействующую с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенные биотические структуры и круговорот веществ между живой и неживой частями.
Параллельно с развитием представлений об экосистемах за рубежом, в нашей стране в конце тридцатых годов прошлого века ввел понятие «биоценоз», по которым понимался участок суши с определенным составом живых (биоценоз) и абиотических (биотоп) компонентов, функционально взаимосвязанных между собой [6]. Биотоп включал три фактора: климатический, почвенный и гидрологический.
Другими словами, литосфера как элемент биотопа в структуре экосистемы не учитывалась. Такой подход является принципиальной ошибкой, т. к. на существование и развитие и биоценоза и экосистемы (как более широкого понятия) оказывают огромное влияние литосфера в целом – ее состав, подземные воды, геохимические и геофизические поля, современные эндо - и экзогенные геологические процессы [7].
Достаточно сказать, что академик [5] увязал периоды активного вулканизма с карбонатонакоплением и развитием жизни. Рассматривая проблему материальных ресурсов углерода, необходимых для формирования карбонатных толщ, образования живого вещества и накопления в осадках остаточного органического вещества, он пришел к выводу, что они зависят от двух переменных: космической энергии Солнца и глубинной энергии Земли. Эндогенная энергия Земли регулирует массу углекислоты, выносимой из недр на поверхность, т. е. материальную основу жизни. С его точки зрения, если технически стало возможным блокировать все вулканы на Земле, то при этом от голода погибло бы больше людей, чем гибнет сейчас от извержений. Такова роль вулканизма в существовании жизни на планете.
Предложена новая структура экосистемы, включающая три принципиально новых блока – «литотоп», «человеческое сообщество» и «природные воздействия» (рис).
Рис. Схема структуры экосистемы с учетом геологической составляющей и классов воздействий на нее [8]
Точками выделены границы эколого-геологической системы: 1-5 – параметры литосферы: 1 – состав, строение пород и рельеф массива; 2 – подземные воды; 3 – геохимические поля; 4 – геофизические поля; 5 – современные эндо - и экзогенные процессы
Эколого-геологическая система как объект изучения экологической геологии входит в состав экосистемы и представляет собой лишь ее часть, хотя и очень важную. Границы эколого-геологической системы являются параметрами динамическими. Например, при эколого-ресурсных, эколого-геохимических и эколого-геофизических исследованиях почвы рассматриваются в объеме эколого-геологической системы, при эколого-геофизических1 – нет.
Предложенная новая структура экосистемы предполагает при описании литотопа использование нового термина – «ресурс геологического пространства», под которым подразумевается геологическое пространство, необходимое для расселения и существования биоты, в том числе для жизни и деятельности человека как биологического вида и социума [1]. Под качеством ресурса геологического пространства понимается степень пригодности данного массива литосферы для того или иного вида конкретного освоения. Под ресурсным потенциалом геологического пространства понимается совокупность перспективных, возможных к освоению площадей и объемов этого пространства.Проиллюстрируем важность учета ресурсного потенциала и его качества при одном из видов техногенного воздействия – добыче полезных ископаемых. Карьерная добыча полезного ископаемого практически полностью исчерпывает ресурс геологического пространства под расселение людей и любые другие виды деятельности в пределах горного отвода. Разработка твердых полезных ископаемых, а также процессы их обогащения приводят к кардинальному изменению ресурсного потенциала за счет загрязнения почв, пород, поверхностных и подземных вод. Загрязнение чрезвычайно плохо поддается удалению, а существующие методы очистки весьма дорогостоящи. Примером практически полной утраты эколого-ресурсного потенциала обширных территорий за счет загрязнений всех абиотических сред, может служить экологическая ситуация, сложившаяся в районе открытой разработки свинцово-цинковых, железомарганцевых и барит-полиметаллических месторождений в Атасуйском рудном районе центрального Казахстана (месторождения Жайрем, Каражал, Ушкатын и др.). Благодаря «критическому» сочетанию климата и открытых разработок началось интенсивное выветривание рудосодержащих пород, сопровождающееся выносом огромного количества токсичных элементов, загрязняющих поверхностные и подземные воды [3]. Токсичные элементы влияют не только на здоровье людей, но и на состояние фито-, зоо - и микробиоценозов.
Изменение гидрогеологического и гидрологического режимов в районах шахтных и карьерных разработок полезных ископаемых влечет за собой существенный ущерб ресурсному потенциалу не только района работ, но и обширных прилегающих территорий. Формирование обширных по площади депрессионных воронок и истощение поверхностных водотоков и водоносных горизонтов вокруг отрабатываемых месторождений ухудшает качество территориального ресурса под расселение человека, распространение флоры и фауны, характерной ранее для данной местности. При значительных водопонижениях нарушаются условия питания водоемов, водотоков и водоносных горизонтов; в пределах депрессионных зон во всех поверхностных источниках истощаются запасы воды, снижается водность рек, падает уровень озер и водохранилищ, высыхают болота, исчезают родники, ручьи и мелкие реки. Снижают свою производительность или выходят из строя колодцы и водозаборы, попавшие в зону депрессионной воронки. Так, в Кузнецком бассейне, многие шахтерские поселки остались практически без водоснабжения. Воду доставляют в цистернах [9].
Представленная новая структура экосистемы с учетом геологической составляющей и классов воздействий на нее представляет собой теоретический базис экологического образования, на основе которого должна быть раскрыта экологическая роль литотопа.Список литературы
Геологическое пространство как экологический ресурс и его трансформация под влиянием техногенеза / , , и др. М.: Изд-во «Академическая наука» − Геомаркетинг, 2014. 566 с. , Экология. Ростов н/Д.: Изд-во «Феникс». 2003. 576 с. Эпигенетические процессы и миграция металлов в техногенных зонах // Освоение недр и экологические проблемы – взгляд в ХХI век / Тр. Междунар. конф. М.: ИПКОН РАН. 2000. С. 273-274. сновы экологии. Пер с англ. М.: Мир, 1975. 740 с. Вулканизм, карбонатонакопление, жизнь (закономерности глобальной геохимии углерода) // Геохимия, № 5, 1976. С. 1252-1277. Основы типологии и биогеоценологии (Избранные труды). Т.1. Л.: Наука, 1972. 332 с. Структура экосистемы: классические представления и новый подход, его следствия // Геоэкологические проблемы современности. Доклады IV международной научной конференции. Владимир, 20 - 22 сентября 2012 г, Владимир: ВГГУ, 2012. С. 17-23. Эколого-геологическая система, ее типы и положение в структуре экосистемы // Вест. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2009, №2. С. 48-52. , , Трансформация ресурса качества геологического пространства при добыче твердых полезных ископаемых // Современные проблемы гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии Урала и сопредельных территорий. Матер. II Всероссийской научно-практической конф. 9-12 декабря 2013 г. Екатеринбург, Екатеринбург: УГГУ, 2013. С. 44-47.1 В соответствие с учением об экологических функциях литосферы эколого-геологические исследования включают эколого-ресурсные, эколого-геодинамические, эколого-геохимические и эколого-геофизические.
