Milieukontakt Oost-Europa
МОО Экологическая инициатива БУРЕНКО Белорусский фонд развития экологических проектов и программ «Экофонд» Управление экологических и медицинских технологий УП «Белорусинторг»
ИНФОРМАЦИОННО-СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
по экологии
для участников общественного экологического движения
Составитель: кандидат биологических наук ГОЛОВЧИЦ В.А.
(По материалам печатных изданий и интернет)
Минск, 2002
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
МЕСТОРАСПОЛОЖЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ ЗЕМЛИ
ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЭКОЛОГИИ КАК НАУКИ
МЕСТО ЭКОЛОГИИ В СИСТЕМЕ НАУК
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ПРЕДМЕТЕ И МЕТОДАХ ЭКОЛОГИИ
МИНИ-СЛОВАРЬ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ТЕРМИНОВ (справочные материалы представлены только в разделах от А до Е)
ЧАСТО ВСТРЕЧАЮЩИЕСЯ В ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ТЕКСТАХ АНГЛИЙСКИЕ ТЕРМИНЫ, ВЫРАЖЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.ВВЕДЕНИЕ
Данные информационно-справочные материалы составлены с целью дать возможность участникам общественного экологического движения, не имеющим специального образования, ознакомиться с местом экологии в системе наук, ее основными положениями и терминологией, методами и подходами к изучаемым проблемам.
С другой стороны, эти материалы призваны служить справочным пособием по применению полученных знаний на практике и позволить избежать ошибок из-за неверной трактовки терминологии или недостаточных знаний общих экологических принципов и закономерностей.
К сожалению, из-за отведенных на нее временных рамок, эта первоначальная версия материалов дает обстоятельные разъяснения лишь по ряду экологических проблем. Некоторые очень важные аспекты оказались недоработанными. Тем не менее, надеемся, что первая версия материалов принесет пользу и после поступивших от Вас отзывов и предложений будет при поддержке МОО Экологическая инициатива БУРЕНКО скорректирована под Ваши нужды и расширена.
МЕСТОРАСПОЛОЖЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ ЗЕМЛИ
ЭКOЛOГИЯ - (от греческого oikos-дом, жилище, местопребывание и logos - наука) - наука об отношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и окружающей средой.
В связи с тем, что экология – наука о «доме, жилище, местопребывании», уместно ознакомиться с месторасположением и особенностями нашего общего дома – планеты Земля.
Земля довольно близко расположена от Солнца. Среднее расстояние от Солнца до Плутона (самой далекой планеты) в 40 раз больше чем от Земли до Солнца (астрономическая единица равная 149600 тыс. км). Размер Солнечной системы равен 50-100 астрономическим единицам или около 10 млрд. км.
Если Солнце изобразить бильярдным шаром диаметром 7 см (размеры земного шара тогда будут около 0,5 мм), ближайшая к нему планета Меркурий находится на расстоянии 280 см, Земля - 760, Юпитер - 40 м, а Плутон - 300 м.
Для измерения межзвездных расстояний применяют единицы - световой год и парсек. Световой год - это расстояние, которое проходит свет за год, двигаясь со скоростью 300 тыс. км/сек. Это около 10000 млрд. км. Парсек (пс) же равен 3,26 светового года.
Солнце входит в состав Галактики, насчитывающей более 150 млрд. звезд. Галактика имеет форму выпуклой линзы. Диаметр Галактики - около 100 тыс. световых лет, а толщина - около 1500 световых лет. Солнце находится на расстоянии около 30 световых лет до экваториальной плоскости Галактики, а до ее ядра - около 30 тыс. световых лет. Т.е. оно находится на периферии в области, где плотность звезд очень низка. Ближайшая к Солнцу звезда находится на расстоянии 1,3 пс.
Галактика вращается вокруг экваториальной плоскости. Но скорость вращения ее различных участков различна. Солнечная система двигается по почти круговой галактической орбите со скоростью около 250 км/сек и совершает полный оборот за 200 млн. лет. Т.е. за время своего существования (около 5 млрд. лет) она совершила примерно 25 оборотов. Кроме того, звезды совершают хаотическое движение со скоростью 10-50 км/сек.
Галактика входит в состав Метагалактики. Ближайшие к нам галактики - Магелановы облака находятся на расстоянии около 200 тыс. световых лет. Вторая ближайшая галактика - Туманность Андромеды, которая по размерам в 3 раза превышает нашу - находится на расстоянии 1800 тыс. световых лет.
Давно идут споры о существовании жизни на других планетах. Но наш дом, наша Земля имеет ряд уникальных особенностей среди планет Солнечной системы, которые обеспечивают возможность существования той формы жизни, которая на ней существует – органической.
Вот эти уникальные особенности Земли:
Расположение относительно Солнца - подходящая для органической жизни среднегодовая температура, достаточное количество солнечной энергии.
Размеры:позволяющие удерживать атмосферу нынешнего состава и не удерживать водород. (Марс - разреженная атмосфера, Венера - плотная водородно-гелиевая атмосфера);
умеренная сила притяжения на поверхности планеты.
Наличие сильного магнитного поля, которое не пропускает к Земле большую часть космических высокоэнергетических частиц, образуя радиационные пояса Земли.
Наличие озонового слоя, который защищает все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения.
Наличие большого количества свободной воды - основы жизни и идеального растворителя.
Наличие в атмосфере свободного кислорода.
ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЭКОЛОГИИ КАК НАУКИ:
Термин «экология» был предложен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1869 г. и к началу века стал обозначать изучение какого-то конкретного вида и его связей с окружающей средой, то что мы сейчас определяем термином аутэкология.
К середине 20-х годов 20-го века его начали применять и к исследованию видовых сообществ. Были выработаны такие понятия как трофическая (пищевая) сеть, пирамида чисел. Сформулированы законы, регулирующие численность популяции - то что мы сейчас понимаем под синэкологией.
В 1935 году английский геоботаник Э.Тэнсли ввел в экологию термин экосистема. К 1950 г. было разработано понятие экосистемы как основной единицы исследования, в которое входят все взаимоотношения и взаимодействия между физической средой и обитающими в ней видами. Начаты исследования потоков энергии через экосистему и трофических циклов, законы и факторы, определяющие стабильность экосистемы, вмешательство в них человека.
В середине 70-х - начато изучение зон на стыке экосистем. Принято положение о том, что совокупность экосистем составляет биосферу.
Признание человека как геологообразующей силы. Изучение человека со стороны – как элемента биосферы.
В настоящее время выделяют следующие уровни организации живой материи:
Биосферный;
Биогеоценотический;
Биоценотический;
Популяционно-видовой;
Организменный;
Органотканевый;
Клеточный;
Субклеточный (надмолекулярный);
Молекулярный
Объектами экологии являются уровни, начиная с популяционно-видового до биосферного.
МЕСТО ЭКОЛОГИИ В СИСТЕМЕ НАУК
Обычно экология считается частью биологии. Экология изучает основные фундаментальные закономерности: поток энергии, циркуляцию химических элементов. Но как научная основа для рационального природопользования, охраны живых организмов и окружающей среды приобрела экономическое и политическое звучание. В рамках общей экологии, изучающей наиболее общие закономерности взаимоотношений организмов и среды, сформировались новые направления, которые развились в отдельные науки. Причем часть из них является небиологическими такие как, например, социальная экология, экология личности, экологическое право, экологическая этика и т.д.
В связи с введением понятия о глобальном экологическом кризисе и путях выхода из него, экологизацией всей жизни человека, возникло понятие Мегаэкологии (Всеобщей экологии; Новой экологии, Глобальной экологии, Большой экологии. Под мегаэкологией понимается - область знаний, объединяющая все науки (в том числе и небиологические, например, социальную экологию, экологию личности, правовую экологию и т.д), имеющие дело с экологическими проблемами, включая экономические, политические и правовые механизмы и мероприятия, направленные на решение экологических проблем (например, технологии и приемы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов). Мегаэкология, в определенном смысле, – это образ жизни, образ мышления, политика и т.д.
В данном контексте понятно, что наше общественное движение в сфере охраны окружающей среды, называющее себя экологами, не занимается экологией (наукой), а действует в рамках мегаэкологии. В связи с этим некоторые специалисты используют термин экологистика, под которым понимают комплекс научных отраслей и направлений деятельности, так или иначе связанных с решением экологических проблем современности. А лицо, озабоченное экологическими проблемами, вне зависимости от специальности, образования и социальной принадлежности, называют экологистом. На западеподобных людей принято называть «зелеными». С нашей точки зрения это более правильно, так как некорректно называть физиком человека, озабоченного проблемами устойчивости кучи бревен, представляющей опасность для окружающих.
Для более полного восприятия существующей картины, внизу приведена примерная схема взаимосвязи наук, связанных с проблемами экологии и даны определения ряда из них.
Экология
Биологическая экология (Биоэкология) Ecology; Bioecology От греч.Oikos - жилище + Logos – наука.
Экология - наука о составе, структуре, свойствах, функциональных особенностях и эволюции систем надорганизменного уровня, популяционных экосистем и биосферы. Экология изучает основные фундаментальные закономерности: поток энергии, циркуляцию химических элементов. Обычно экология считается частью биологии.
Аутоэкология
Autecology
Аутэкология - раздел экологии, изучающий взаимоотношения отдельной особи, популяции или вида с окружающей средой.
Биогеоценология
Biogeocenology
Биогеоценология - научная дисциплина, исследующая закономерности формирования, функционирования, взаимосвязи и развития биогеоценозов, их сложения в биогеоценогический покров.
Географическая экология (Геоэкология)
Ландшафтная экология
Geoecology
Географическая экология - раздел экологии, исследующий экосистемы высоких иерархических уровней - от ландшафта до биосферы включительно.
Геохимическая экология
Геохимическая экология - дисциплина, исследующая взаимоотношения организмов и их сообществ с геохимической средой, а также геохимические отношения особей и их сообществ в условиях экосистем различных иерархических уровней.
Демэкология
Популяционная экология
Демэкология - раздел экологии, исследующий прямые и обратные связи популяций со средой и внутрипопуляционные процессы.
Мегаэкология
Всеобщая экология; Новая экология, Глобальная экология, Большая экология
Мегаэкология - область знания, объединяющая все науки (в том числе и небиологические), имеющими дело с экологическими проблемами (например, социальную экологию, экологию личности, правовую экологию и т.д.), и мероприятия, направленные на решение экологических проблем (приемы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов). Мегаэкология, в определенном смысле, – это образ жизни, образ мышления, политика и т.д.
Общаяэкология
General ecology
Общая экология - дисциплина, изучающая наиболее общие закономерности взаимоотношений организмов и среды. Общая экология подразделяется на три основных раздела: аутэкологию, демэкологию и синэкологию.
Прикладная экология
Прикладная экология - в широком смысле - изучение механизмов разрушения биосферы человеком, способов предотвращения этого процесса и разработка принципов рационального использования природных ресурсов без деградации среды жизни. Прикладная экология - в узком смысле - разработка норм использования природных ресурсов и среды жизни, допустимых нагрузок на них, форм управления экосистемами различного иерархического уровня.
Промышленная экология
Инженерная экология
Промышленная экология - раздел экологии, изучающий:
- воздействие промышленности - от отдельных предприятий до техносферы - на природу;
- влияние условий природной среды на функционирование предприятий и их комплексов.
Синэкология
Биоценология; Экология сообществ
Synecology
Синэкология - раздел экологии, исследующий биотические сообщества и их взаимоотношения со средой обитания: формирование сообществ, их энергетику, структуру, динамику, историческое развитие, взаимодействие с физико-химическими и биотическими факторами среды, биологическую продуктивность, круговорот веществ, воздействие человека и т.д.
Социальная экология
Social ecology
Социальная экология - наука, изучающая условия и закономерности взаимодействия общества и природы. Социальная экология подразделяется на экономическую, демографическую, урбанистическую, футурологическую и правовую экологии.
Эволюционная экология
Эволюционная экология - раздел экологии, исследующий экологические аспекты эволюции.
Экологист
Экологист - лицо, озабоченное экологическими проблемами, вне зависимости от специальности, образования и социальной принадлежности.
Экологистика
Экологистика - комплекс научных отраслей и направлений, так или иначе связанных с решением экологических проблем современности.
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ПРЕДМЕТЕ И МЕТОДАХ ЭКОЛОГИИЭКОЛОГИЯ - наука об отношениях организмов с окружающей средой. Термин «экология» был предложен немецким зоологом Э.Геккелем в 1866, но широкое распространение получил только в начале 20 в. Сам предмет этой науки не отличается новизной. Изучением животных и растений в естественных условиях обитания ранее занимались, по определению старых авторов, «естественная история» и «биономия».
В течение многих лет экология оставалась сугубо специальной научной дисциплиной, мало известной широкой публике. Однако с конца 1960-х годов экологи все чаще стали предупреждать о неблагоприятных изменениях в окружающей среде, вызванных быстрым ростом населения и развитием промышленных технологий. Состояние среды обитания стало волновать общественное мнение, а природоохранные и государственные организации начали обращаться к экологам за помощью в решении проблем, вызванных загрязнением воды и воздуха или бездумным применением гербицидов и пестицидов. В 20 веке в связи с усилившимся воздействием человека на природу экология приобрела особое значение как научная основа рационального природопользования и охраны живых организмов. С 70-х годов 20 века складывается экология человека, или социальная экология, изучающая закономерности взаимодействия общества и окружающей среды, а также практические проблемы ее охраны; социальные, экономические, географические и другие аспекты (например: экология города, экологическая этика и другие). Объектами "экологии" могут быть популяции организмов, виды, сообщества экосистемы и биосфера в целом.
Развитие биологических наук пошло по двум основным направлениям: одно основывается на систематике изучаемых животных и растений, второе – на методах и подходах, применяемых в данной области биологического знания. К первому направлению относятся такие четко определенные разделы биологии, как, например, микология (наука о грибах), энтомология (наука о насекомых) или орнитология (наука о птицах). Разделить отдельные биологические дисциплины, относящиеся ко второму направлению, сложнее. Например, изучение строения животных и растений проводится в рамках нескольких наук: цитологии, гистологии, анатомии. Функционирование различных живых структур – от клеток и тканей до органов и целого организма – составляет предмет физиологии. Однако традиционный подход физиолога может постепенно трансформироваться и стать подходом экологическим, если сделать основной упор на изучении реакций и поведения целого организма, а также взаимоотношений организмов одного или разных видов. Весьма характерно, что некоторые сведения о поведении животных и их реакциях на внешние факторы (например, на свет или тепло) приводятся как в учебниках экологии, так и в учебниках физиологии.
Различие между экологией и физиологией в общих чертах сводится к тому, что первая стремится изучать животных и растения в естественных условиях, тогда как вторая исследует организмы в стенах лаборатории. Разумеется, ценность полевых исследований окажется небольшой, если их результаты не будут сопоставляться с лабораторными данными, полученными при изучении реакций изолированных организмов на те или иные воздействия, производимые в строго контролируемых условиях. Что касается лабораторных физиологических исследований, то и они имеют смысл только в том случае, если их данные сравниваются с материалами наблюдений за организмами в естественной среде. Будучи тесно взаимосвязанными дисциплинами, физиология и экология тем не менее существенно отличаются друг от друга по методам, терминологии и общим подходам.
Экология в широком понимании, как изучение организмов и биологических процессов в естественных условиях, охватывает области нескольких самостоятельных наук. Так, к экологическим наукам несомненно относятся лимнология, изучающая жизнь в пресных водах, и океанология, которая исследует организмы, живущие в морях и океанах. По сути дела, экологический подход к чисто медицинским проблемам демонстрирует эпидемиология, изучающая процессы распространения заболеваний. С позиций экологии иногда трактуются многие вопросы биологии человека и социологии.
СРЕДА ОБИТАНИЯ
Среду обитания можно определить как совокупность всех внешних факторов и условий, воздействующих на отдельный организм или на определенное сообщество организмов. Таким образом, это сложное понятие подразумевает, что вычленить отдельные факторы в окружении организма очень трудно, а порой и невозможно. Говоря экологическим языком, каждое животное или растение связано со своим особым местообитанием, описание которого – это прежде всего констатация условий, в которых это животное или растение существует. Ради удобства все условия могут быть подразделены на физические (климатические), химические и биологические.
Климат. Эколог уделяет особое внимание климату, однако стандартные данные, предоставляемые метеорологическими станциями, его, как правило, не устраивают. Ведь для эколога в первую очередь важны те условия, в которых протекает реальная жизнь конкретных животных или растений, например микроклимат, характерный для лесной подстилки, прибрежной полосы озера или сердцевины гниющего бревна. Эколог также должен учитывать изменения климата в пространстве и времени. Ему необходимо исследовать множество климатических градиентов на местности. Некоторые из них – например, зависящие от географической широты или высоты над уровнем моря, – совершенно очевидны. Другие – например, связанные с глубиной пруда, высотой ярусов в лесу или с переходом от лесного массива к лугу, – необходимо специально изучать. Изменения климата во времени могут включать такие явления, как циклическая динамика различных показателей в течение суток, нерегулярные колебания от одного дня к другому, а также многолетние климатические циклы и перемены, связанные с процессами геологического характера.
Оценка климатических условий экологом имеет три уровня, каждому из которых соответствует своя методика изучения; это климат географический, климат конкретного местообитания («экоклимат») и климат непосредственного окружения организма («микроклимат»). Географический климат, сведения о котором собирают метеорологические станции, служит не только стандартом, с которым сопоставляются данные более специальных исследований, но и основой для анализа крупномасштабного распространения тех или иных организмов. Однако сама по себе информация о географическом климате лишена смысла без дополнительных сведений о климатических условиях в конкретных местах обитания. Например, из сообщения метеостанции о наблюдавшихся заморозках неясно, где они, собственно говоря, были – на открытой местности, где располагались приборы, или же в лесу, где обитают интересующие эколога животные или растения. Порой температура и влажность резко различаются даже в соседних биотопах. Аналогичным образом очень большое значение имеет стратификация физических условий, наблюдаемая в почве, водоеме или в лесу. Иногда для того, чтобы разобраться в поведении того или иного животного, экологу надо знать условия температуры и влажности под покровом листвы, на поверхностной пленке воды или в мякоти плода, в ходе, проделанном личинкой насекомого.
Химическая среда. Химическому составу среды особое внимание обычно уделяют исследователи, имеющие дело с водными организмами. Свойства растворенных веществ и их концентрация, конечно, важны сами по себе как условия, обеспечивающие питание (прежде всего растений), но они оказывают и другие воздействия. Например, соленость может влиять на удельный вес организмов и осмотическое давление внутри клеток. Важны для организмов также реакция среды (кислая или щелочная) и состав и содержание растворенных газов. В наземной среде химические особенности почвы и почвенной влаги оказывают существенное воздействие на растительность, а через нее и на животных.
Биотическая среда. Биотические факторы среды проявляются через взаимоотношения организмов, входящих в одно сообщество. Исследовать растения или животные в «чистых культурах», вне связей с другими живыми существами, можно только в лаборатории. В природе многие виды тесно взаимосвязаны, и их отношения друг к другу как к компонентам окружающей среды могут носить чрезвычайно сложный характер. Что касается связей между сообществом и окружающей неорганической средой, то они всегда являются двусторонними, обоюдными. Так, характер леса зависит от соответствующего типа почв, но сама почва того или иного типа формируется в значительной мере под влиянием леса. Подобно этому, температура, влажность и освещенность в лесу определяются растительностью, но сформировавшиеся в результате климатические условия в свою очередь влияют на сообщество обитающих здесь организмов.
Лимитирующие факторы. При анализе распределения отдельных организмов или целых сообществ экологи нередко обращаются к т.н. лимитирующим факторам. Исчерпывающее описание определенной среды не только невозможно, но и не нужно, поскольку распределение животных и растений (как по географическим зонам, так и по отдельным местообитаниям) может определяться всего одним фактором, например экстремальными (для данных организмов) температурами, слишком низкой (или слишком высокой) соленостью или недостатком пищи. Однако выделить такие лимитирующие факторы бывает нелегко, а попытки установить прямую связь между распределением организмов и каким-либо внешним фактором далеко не всегда удачны. Например, лабораторные опыты показывают, что некоторые животные, обитающие в солоноватых и морских водах, способны выносить изменения солености в широких пределах, а их кажущаяся приуроченность к узкому диапазону значений этого фактора определяется просто наличием в соответствующих местах подходящей пищи.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ СООБЩЕСТВАОдно из главных направлений экологических исследований – это изучение сообществ растений и животных, их описание, классификация и анализ взаимосвязей образующих их организмов. Термин «экосистема», тоже часто используемый экологами, обозначает сообщество в совокупности с условиями его существования, т.е. с неживыми (физическими) компонентами окружающей среды или Экосистема - это совокупность совместно обитающих организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом, образующих систему взаимообусловленных биотических и абиотических явлений, т.е. природные единицы, в которые входят комплекс организмов и весь комплекс физических факторов - факторы обитания в самом широком смысле.
Для экосистемы характерен обмен веществ не только между организмами, но и между органическими и неорганическими объектами.
Экосистема - это исторически сложившаяся информациооно-саморазвивающаяся термодинамически открытая совокупность биотических экологических компанентов и абиотических источников веществ и энергии, единство и функционально-следственная связь которых в пределах характерного участка биосферы, времени и пространства обеспечивает превышение на этом участке внутренних закономерных перемещений вещества и энергии и информации над внешним обменом и на основе этого неопределенно долгую саморегуляцию и развитие целого, имеющего определенные физикохимические черты, под управляющим воздействием биотических и биогенных составляющих.
Живую компоненту экосистемы составляет биоценоз – совокупность живых организмов в пределах биотопа (территории экосистемы), связанных в процессе жизнедеятельности. Биоценоз существует за счет потока энергии который направлен по цепочке - продуценты (организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических. Фототрофы – за счет световой энергии; хемотрофы – за счет химической энергии) – консументы (существующие за счет энергии органического вещества, синтезированного продуцентами) – редуценты (также существующие за счет энергии органического вещества, синтезированного продуцентами, но разлагающими его до неорганических составляющих).
Экосистема также характеризуется круговоротом веществ. Наиболее важные из них – биогенные элементы.
По размеру различают:
микроэкосистемы (нора млекопитающего с ее обитателями, паразитами, сожителями; гниющий пень);
мезоэкосистемы (лес, пруд, их части - бентос, планктон пруда);
макроэкосистемы (речного водосбора, географической зоны, биогеографической области океана, континента),
По типу:
естественные;
антропогенные (агроэкосистемы, города);
упрощенные (космического корабля, аквариум);
По числу доминирующих видов:
олигодоминантные (доминирует один вид);
полидоминантные (доминирует несколько видов).
Понятийный эквивалент экосистемы - биогеоценоз, введен Сукачевым В.Н. в 1940 г. - однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (приземный слой атмосферы, солнечная энергия, почва и др.) (геоценоз) компонентов, объединенных обменом вещества и энергии в единый природный комплекс. То есть биогеоценоз представляет собой элементарную единицу биосферы, это минимальная по протяженности и иерархическому уровню экосистема. Биогеоценоз имеет живую и косную компоненту.
На настоящий момент растительные сообщества изучены лучше, чем сообщества животных. Отчасти это объясняется тем, что именно характер растительности в значительной мере определяет состав обитающих в тех или иных местах животных. К тому же растительные сообщества более доступны для исследователя, тогда как прямые наблюдения за животными не всегда возможны, и даже для того, чтобы просто оценить их численность, экологи вынуждены обращаться к косвенным методам, например к отлову с помощью различных приспособлений. При классификации и описании сообществ обычно используют терминологию, разработанную ботаниками.
Классификация сообществ. Хотя существуют многочисленные схемы классификации сообществ, ни одна из них не стала общепризнанной. Термин «биоценоз» часто используется для обозначения отдельного сообщества. Иногда выделяют иерарахическую систему сообществ возрастающей сложности: «консорции», «ассоциации», «формации» и т.д. Широко используемое понятие «местообитание» обозначает комплекс условий среды, необходимых для тех или иных конкретных видов растений или животных или для отдельного сообщества. Очевидно, что существует определенная иерархия сообществ и местообитаний. Например, озеро представляет собой крупную экологическую единицу, в пределах которой можно выделить сообщества организмов, связанные с берегом, мелководьями, глубинными участками дна или открытой частью водоема. В сообществе прибрежной зоны, в свою очередь, можно различить более мелкие и специализированные группы видов, обитающие около поверхности воды, на растениях определенного типа или в илистых отложениях на дне. Существуют, однако, большие сомнения относительно того, следует ли подробно классифицировать эти сообщества и жестко закреплять за ними те или иные наименования.
Названия некоторых экологических сообществ используются биологами очень широко. Таковы, например, термины «планктон», «нектон» и «бентос». Планктоном называют совокупность мелких, главным образом микроскопических, организмов, живущих в толще воды и пассивно переносимых течениями. Нектон составляют более крупные и активно передвигающиеся водные животные (например, рыбы). К бентосу относятся организмы, живущие на поверхности дна или в толще донных отложений. Как в морях, так и в озерах планктонные организмы многочисленны и отличаются разнообразием. Именно они служат кормовой базой для более крупных животных, а в океане они практически определяют существование всех других обитателей водной толщи.
Биологические сообщества нередко различают по «доминантным» или «субдоминантным» видам. Такой подход бывает удобен с практической точки зрения, особенно если речь идет о наземных экосистемах умеренной зоны, где один вид злаков может определять облик степи, а один вид деревьев – тип леса. Концепция доминирующих видов, однако, плохо применима к тропикам, а также к сообществам организмов, населяющих водную среду.
Сукцессия сообществ. Экологи традиционно уделяли большое внимание изучению «сукцессии», т.е. закономерной последовательности изменений, связанных с развитием и старением сообществ или сменой сообществ в определенной местности. Сукцессию легче всего наблюдать в Западной Европе и Северной Америке, где деятельность человека, безжалостная, как геологический процесс, радикально изменила естественные ландшафты. На месте уничтоженных девственных лесов происходит медленная закономерная смена видов, приводящая в конечном итоге к восстановлению относительно устойчивого и мало меняющегося «климаксного» (зрелого) лесного сообщества. Большинство территорий, располагающихся вокруг древних центров западной цивилизации и доступных для экологических исследований, занято нестабильными переходными сообществами, которые развились на месте климаксных сообществ, разрушенных человеком.
На территориях, в меньшей степени подверженных воздействию человека, сукцессия тоже происходит, хотя проявления ее не столь заметны. Например, она наблюдается там, где меняющая русло река образует из наносов новый берег, или там, где внезапный оползень освобождает от почвы голую поверхность скалы, или на том месте в лесу, где падает старое дерево. Сукцессия ярко проявляется в пресных водоемах. В частности, немало сил было потрачено на изучение процессов старения, или эвтрофирования, в озерах, приводящих к тому, что площадь открытой воды, постепенно сокращаясь, уступает место сплавине, а потом и болоту, которое само со временем превращается в наземную экосистему со свойственной ей сукцессией растительности. Загрязнение водоемов и усиление притока в них питательных веществ (например, при распашке земель и внесении удобрений) значительно ускоряет процессы эвтрофирования.
Изучение взаимоотношений между различными группами организмов в сообществе представляет собой хотя и нелегкую, но очень интересную задачу. Взявшийся за ее разрешение исследователь должен использовать всю совокупность биологических знаний, поскольку любые процессы жизнедеятельности направлены в конечном счете на то, чтобы обеспечить выживание, размножение и расселение организмов в доступных и пригодных для их жизни местообитаниях. Изучая те или иные сообщества, эколог сталкивается с проблемой установления видовой принадлежности входящих в их состав растений и животных. Описать видовой состав даже простого сообщества очень трудно, и это обстоятельство чрезвычайно тормозит развитие исследований. Уже давно замечено, что наблюдение за каким-либо животным бессмысленно, если неизвестно, к какому виду оно относится. Однако ясно, что идентификация всех организмов, обитающих в определенной местности, – настолько трудоемкая задача, что сама по себе может превратиться в дело всей жизни. Именно поэтому считается целесообразным проводить экологические исследования в регионах, флора и фауна которых хорошо изучены. Обычно это умеренные широты, а не тропики, где многие растения и животные (в первую очередь различные беспозвоночные) до сих пор не идентифицированы или недостаточно исследованы.
Пищевые цепи. Среди различных типов взаимосвязей внутри сообщества важное место занимают т.н. пищевые, или трофические, цепи, т.е. те последовательности разных видов организмов, по которым вещество и энергия передаются с уровня на уровень, поскольку одни организмы поедают другие. Примером простейшей пищевой цепи может служить ряд «растения – мыши – хищные птицы». Почти в каждом сообществе существует набор взаимосвязанных пищевых цепей, образующих единую пищевую сеть.
Основой всех пищевых цепей и, соответственно, пищевой сети в целом являются зеленые растения. Используя энергию Солнца, они образуют сложные органические вещества из диоксида углерода и воды. Именно поэтому экологи называют зеленые растения продуцентами, или автотрофами (т.е. себя питающими). В отличие от них, консументы (или гетеротрофы), к которым относятся все животные и некоторые растения, не способны производить для себя питательные вещества и, чтобы восполнять энергетические затраты, должны использовать в пищу другие организмы.
В свою очередь среди консументов выделяют группу травоядных (или «первичных консументов»), питающихся непосредственно растениями. Травоядные могут быть и очень крупными животными, как слон или олень, и очень мелкими, как многие насекомые. Хищники, или «вторичные консументы», – это животные, поедающие травоядных и таким опосредованным способом получающие энергию, запасенную в растениях. Многие животные в одних пищевых цепях выступают как первичные консументы, а в других – как вторичные; поскольку они могут потреблять как растительную, так и животную пищу, их называют всеядными. В некоторых сообществах присутствуют и т. н. третичные консументы (например, лисица), т.е. хищники, поедающие других хищников.
Другое важное звено пищевой цепи – это редуценты (или деструкторы). К ним относятся главным образом бактерии и грибы, а также некоторые животные, например дождевые черви, потребляющие органическое вещество отмерших растений и животных. В результате деятельности редуцентов образуются простые неорганические вещества, которые, попадая в воздух, почву или воду, снова становятся доступными для растений. Таким образом, химические элементы и их различные соединения находятся в постоянном круговороте, переходя от организмов к абиотическим компонентам среды и затем вновь в организмы.
В отличие от вещества, энергия не подвержена рециклизации, т.е. не может быть использована дважды: она движется только в одном направлении – от продуцентов, для которых источником энергии служит солнечный свет, к консументам и далее к редуцентам. Поскольку все организмы тратят энергию на поддержание процессов своей жизнедеятельности, на каждом трофическом уровне (в соответствующем звене пищевой цепи) расходуется значительное количество энергии. В результате каждому последующему уровню достается энергии меньше, чем предыдущему. Так, первичные консументы располагают меньшим количеством энергии, чем продуценты, а вторичным консументам ее достается еще меньше.
Уменьшение доступного количества энергии при переходе на более высокий трофический уровень приводит к соответствующему снижению биомассы (т.е. суммарной массы) всех организмов этого уровня. Так, например, биомасса травоядных животных в сообществе значительно меньше биомассы зеленых растений, а биомасса хищников, в свою очередь, во много раз меньше биомассы травоядных. Описывая подобные соотношения, экологи нередко используют образ пирамиды, в основании которой находятся продуценты, а на вершине – хищники последнего (высшего) звена.
Хотя суммарная масса организмов каждого последующего трофического уровня уменьшается, средняя масса одного организма обычно увеличивается. Например, в водной среде первое после растений звено пищевой цепи образовано очень мелкими, но чрезвычайно многочисленными животными; это могут быть обитающие на дне озер личинки некусающихся комаров хирономид или же населяющие толщу морей планктонные ракообразные. Последующие звенья представлены хищниками большего размера – вплоть до таких, которые, будучи очень крупными и мощными, уже не могут стать жертвами каких-либо других хищников. Хорошо прослеживаемое изменение размеров хищников при переходе с одного трофического уровня на другой объясняется тем, что каждый конкретный хищник питается животными примерно одной величины: со слишком крупными ему трудно справиться, а слишком мелкие оказываются крайне невыгодными жертвами, поскольку усилия, затраченные на их поиск, преследование и поедание, не компенсируются соответствующим энергетическим результатом. В отличие от пищевых цепей, составленных из хищников, цепи, включающие паразитов, характеризуются последовательным уменьшением размеров этих организмов.
Концепция ниши. Отдельное звено определенной пищевой цепи обычно называют экологической нишей. Одна и та же ниша в различных частях света или различных средах обитания нередко бывает занята в чем-то сходными, но не родственными животными. Например, существуют ниши первичных консументов и крупных хищников. Последняя может быть представлена в одном сообществе дельфином касаткой, в другом – львом, а в третьем – крокодилом. Если обратиться к геологическому прошлому, можно привести довольно длинный список животных, когда-то занимавших экологическую нишу крупных хищников.
Комменсализм и симбиоз. Внимание экологов к пищевым цепям может создать впечатление, что борьба видов за существование – это прежде всего борьба за выживание хищников и жертв. Однако это не так. Пищевые отношения не сводятся к отношениям «хищник – жертва»: два вида животных в одном сообществе могут конкурировать из-за пищи, а могут кооперировать свои усилия. Источник пищи для одного вида часто является побочным продуктом деятельности другого. Зависимость животных, питающихся падалью, от хищников – только один из примеров. Менее очевидный случай – зависимость организмов, населяющих небольшие скопления воды в дуплах, от тех животных, которые эти дупла делают. Подобное извлечение одними организмами пользы из деятельности других называют комменсализмом. Если польза обоюдная, говорят о мутуализме или симбиозе. На самом деле отдельные виды в сообществе почти всегда находятся в двусторонних отношениях. Так, плотность популяции жертв зависит от активности хищников; сокращение численности последних может привести к настолько высокой плотности популяции жертв, что они начинают страдать от голода и эпидемий.
Укрытие. Межвидовые отношения в сообществе не сводятся к проблемам пищи. Порой очень важно иметь укрытие, защищающее от неблагоприятных климатических воздействий, а также от всевозможных врагов. Так, деревья в лесу важны не только как основа большинства пищевых цепей, но также как чисто механический каркас, дающий возможность развиться сложному сообществу различных организмов. Именно на деревьях держатся такие растения, как лианы и эпифиты, и обитает множество животных. Кроме того, деревья обеспечивают определенную защищенность организмов от неблагоприятных факторов окружающей среды и создают особый климат, необходимый для тех, кто живет под пологом леса.
ЭКОЛОГИЯ ВИДОВВажную часть экологии составляет изучение жизненных циклов различных видов животных и растений («биономия»). Понять особенности структуры и функционирования целых сообществ без предварительного исследования потребностей и поведения доминирующих видов невозможно. Подобные исследования обычно относят к области «экологии видов» (в отличие от «экологии сообществ»).
Чтобы получить представление об особенностях экологии какого-либо вида животных или растений, необходимо обратить внимание на то, как и с какой скоростью эти организмы растут, как и чем они питаются, как размножаются, расселяются и переживают неблагоприятные в климатическом отношении периоды. Здесь необходимы наблюдения в природных условиях, а также лабораторные опыты. Пожалуй, наиболее слабое место в изучении сообществ – практическая невозможность применить экспериментальные методы к столь сложным объектам. Именно поэтому наше понимание устройства сообществ в значительной мере основывается на тех данных, которые получают при изучении отдельных популяций составляющих сообщество видов.
Смена среды обитания. В течение своего жизненного цикла особи одного вида могут менять среду обитания, входя в совершенно разные сообщества. Подобное явление наблюдается у многих насекомых, личинки которых живут, например, в воде, а взрослые особи перебираются в воздушную среду. Паразиты, меняющие в ходе развития хозяев или переносчиков, на разных его этапах тоже оказываются компонентами совершенно разных сообществ. Таковы, например, печеночные сосальщики, переходящие от водных моллюсков к обитающим на суше млекопитающим и птицам, или малярийный плазмодий – распространяемый комарами возбудитель малярии у человека и ряда позвоночных животных. Многие виды животных принадлежат к разным биологическим сообществам в зависимости от времени года, приспосабливаясь таким образом к сезонным изменениям климата. Самые поразительные примеры подобного рода – сезонные перелеты птиц, а также миграции некоторых млекопитающих.
Популяционные циклы. Численность мелких животных с малой продолжительностью жизни подвержена регулярным сезонным изменениям. Один вид может быть массовым весной, другой в начале лета, а третий еще позже, и таким образом в одном местообитании происходит сезонная сукцессия доминирующих форм. Подобные смены видов особенно характерны для планктонных сообществ, причем не только в морях, но и в озерах. Кроме того, численность вида может сильно колебаться от года к году. У крупных млекопитающих циклические изменения численности охватывают более продолжительный период, и для их оценки исследователи нередко используют различные косвенные данные, включая статистику заготовки пушнины. Например, у леммингов и песцов наблюдаются четырехлетние циклы, причем они совпадают по обе стороны Атлантики. Подобные колебания численности, возможно, связаны с климатическими циклами. Определенную роль играет и то обстоятельство, что при большой плотности популяции легче возникают эпидемические заболевания, в результате которых численность снижается до минимума; в дальнейшем она начинает вновь постепенно увеличиваться, и цикл повторяется.
Изменения численности популяций происходят и на протяжении геологических периодов времени по мере того, как одни виды постепенно уступают место другим. Непосредственно наблюдать такие процессы невозможно из-за их громадной временной протяженности, но что-то подобное можно увидеть в тех случаях, когда из-за человеческой деятельности, сравнимой по эффекту с геологическими явлениями, стремительно исчезают одни виды или интродуцируются (вселяются) новые виды в те области, где их раньше не было. Именно так обстояло дело с кроликами, завезенными в Австралию, европейскими крысами и мышами, завезенными в Америку, а также со многими вредителями растений, распространившимися в разных частях света.
Палеоэкология. Некоторые ископаемые формы встречаются настолько часто, что могут быть использованы для реконструкции условий среды и структуры сообществ в прошлые геологические эпохи. Особую ценность для такой реконструкции представляют те случаи, когда отложения целиком образованы остатками организмов или содержат четко маркированные (например, пыльцой растений или отпечатками их листьев) слои. Исследования подобного рода, проводимые в первую очередь ботаниками, входят в задачу палеоэкологии.
ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫЭкология – наука, имеющая разнообразное практическое применение. Очевидно, что экологический подход необходим для научно обоснованного ведения сельского хозяйства. Например, чтобы эффективно бороться с вредителями сельскохозяйственных культур и правильно выбрать момент для применения инсектицидов, фунгицидов или каких-либо других химических препаратов, нужно хорошо знать жизненные циклы соответствующих видов организмов. Экологичными могут быть определенные сельскохозяйственные приемы и методы. К ним можно отнести передвижение сроков посева и уборки урожая, способствующие созданию неблагоприятных условий для вредителей, или ограничение численности последних путем интродукции специфических паразитов и хищников. Принципы экологии приложимы к исследованию климата и почв, необходимых для различных сельскохозяйственных культур, к организации разведения животных в тех или иных климатических условиях, а также к разработке рациональных севооборотов и поддержанию определенного уровня разнообразия агроценозов.
Изучение с экологической точки зрения заболеваний человека, животных или растений составляет основной предмет эпидемиологии. Этой наукой разработаны системы мер, ограничивающих распространение таких болезней, как малярия, тиф, чума, желтая лихорадка и сонная болезнь. Подобные меры обычно включают борьбу с насекомыми–переносчиками заболеваний. Как и в случае с сельскохозяйственными вредителями, эта борьба должна основываться на хорошем знании экологии соответствующих организмов.
Связь с экологией совершенно очевидна в таких областях деятельности человека, как рыболовство, лесное и охотничье хозяйство, а также охрана и рекультивация земель. Работающие в этих сферах специалисты обычно получают определенное экологическое образование и широко используют экологическую терминологию в своих статьях и книгах.
Территория, т.е. участок пространства, активно используемый животным и охраняемый им от вторжений других особей, играет важную роль в регуляции отношений между особями большинства изученных птиц и млекопитающих. У некоторых животных (например, славок или больших синиц) каждый самец господствует на территории с четко определенными границами и не допускает на нее конкурентов. В других случаях (например, у изученных К.Карпентером в Панаме обезьян ревунов) участок принадлежит группе особей, иногда довольно большой, которая охраняет его от вторжения других аналогичных групп или отдельных особей того же вида. Как полагают многие экологи, фактором, лимитирующим размеры популяций, чаще всего является именно доступность подходящей территории, а не непосредственно нехватка пищи. С позиций распространения вида инстинкт охраны территории очень важен, так как в конечном итоге позволяет животным более равномерно заселять определенное пространство и эффективнее его использовать, поддерживая оптимальную плотность популяции.
Зимняя спячка. Зимняя и летняя спячки также имеют непосредственное отношение к экологии видов, так как члены одного сообщества могут демонстрировать совершенно разные способы переживания неблагоприятных периодов года. Спячкой называют особое физиологическое состояние организма, при котором многие обычные его функции выключаются или крайне замедляются, что позволяет животному долгое время находиться в состоянии полного покоя. Попытка точно определить понятие зимней спячки обычно приводит к чрезвычайно громоздкой и неудобной формулировке, потому что на самом деле есть множество способов, с помощью которых животные могут пережить трудный зимний период. Например, едва ли можно говорить о настоящей зимней спячке медведей, поскольку температура тела у них в этот период практически не снижается. Состояние полного оцепенения у американского лесного сурка, зимний сон медведя, сезонная смена меха и изменения в поведении зайцев – все это примеры, иллюстрирующие разные способы решения одной и той же проблемы, а именно приспособления к сезонным циклам. Как еще один такой способ можно рассматривать сезонную миграцию животных в районы с более благоприятным климатом.
Исследованием механизмов зимней спячки занимаются главным образом физиологи, поскольку это требует лабораторных исследований находящегося в спячке животного, а также прямых экспериментов по выявлению факторов, определяющих начало и окончание зимнего покоя. Наши представления об этих механизмах далеко не полны – возможно, по той причине, что сама проблема находится на периферии физиологии и экологии и изучается недостаточно. Существуют различные теории, объясняющие механизмы наступления спячки, ее протекания и выхода из спячки, причем не исключено, что факторы, контролирующие эти процессы, у разных видов – разные. Наиболее важную роль играют изменения температуры, условий питания, обеспеченности животного жировыми запасами, а также длина светового дня. Если теплокровные животные могут впадать или не впадать в спячку, то холоднокровные, например насекомые в условиях умеренных широт, неизбежно должны находиться в состоянии покоя зимой, так как нормальные метаболические процессы просто не могут протекать при столь низких температурах.
Большинство видов насекомых переживают зиму на стадии яиц. Впрочем, и у многих других животных яйцо является именно той стадией жизненного цикла, которая наилучшим образом приспособлена к задержке развития. То же самое можно сказать о семенах и спорах растений. В определенном смысле растения напоминают холоднокровных животных: из-за низких температур нормальный метаболизм этих организмов зимой невозможен. Кроме того, растения очень чувствительны к потерям влаги в процессе транспирации, а зима оказывается периодом засухи, поскольку вода в жидком состоянии в это время года в умеренных широтах обычно недоступна. В ходе эволюции многолетние растения адаптировались к смене сезонов, сбрасывая на зиму листья и образуя хорошо защищенные почки, находящиеся в состоянии покоя. Любопытно, что сохранение растений в умеренном климате зимой, а в тропиках в сухой и жаркий сезон обеспечивается в сущности одними и теми же механизмами.
Летняя спячка (эстивация). Так называемая диапауза (временная остановка развития), наблюдаемая у насекомых и других беспозвоночных иногда без видимой связи с изменениями факторов внешней среды, давно служит предметом исследований экологов и физиологов. Как частный случай диапаузы можно рассматривать и эстивацию (летнюю спячку), служащую для переживания жары и засухи. Эстивация очень распространена среди насекомых, особенно у обитающих в тропиках. Подобно зимней диапаузе, летняя чаще всего наблюдается на стадии яиц, хотя в некоторых случаях к этому состоянию адаптированы личинки и даже взрослые особи.
Распространение. Изучение географического распространения животных и растений тоже входит в сферу интересов экологии. Традиционная зоогеография отличается от экологии тем, что опирается прежде всего на данные геологической истории Земли и уделяет особое внимание распределению крупных таксономических групп по основным биогеографическим регионам. В ряде случаев такой подход совершенно необходим. Так, не зная истории континентов, невозможно понять, почему в настоящее время сумчатые млекопитающие встречаются только в Австралии и Америке. Однако современные границы распространения видов зависят почти исключительно от экологических факторов. Чтобы установить причины того или иного распространения отдельных видов или целых сообществ, необходимо выявить основные лимитирующие факторы. Например, северная граница встречаемости какого-либо вида насекомых в Северном полушарии нередко определяется тем, есть ли у данного вида механизм переживания продолжительной холодной зимы. Насекомые, не способные впадать в диапаузу на зимний период, вынуждены обитать только в тех областях, где климат позволяет сохранять активность в течение всего года. Географическое распространение растений определяется главным образом основными климатическими зонами и характером почв.
ДИНАМИКА ПОПУЛЯЦИЙЧасто используемое в экологической литературе выражение «природное равновесие» означает состояние сбалансированности (динамического равновесия), характерное для большинства популяций в сообществе; было бы совершенно неправильно понимать в этом случае равновесие как статическое состояние. Изучение колебаний численности животных – важнейшая область экологии, оказывающая влияние на такие казалось бы далекие сферы науки и деятельности, как генетика, сельское хозяйство и медицина.
Сезонные и циклические (охватывающие, как правило, несколько лет) колебания численности уже давно интересовали натуралистов, которые пытались установить корреляции между наблюдаемыми популяционными процессами и различными климатическими факторами. В практическом отношении данная проблема очень важна: от ее решения зависят прогнозы массового размножения вредных насекомых или вспышек эпидемий. Совершенно независимо специалисты, изучающие механизмы естественного отбора, стали интересоваться математическим описанием распространения в популяции новых генетических вариантов организмов. Чтобы провести соответствующие расчеты, необходимо было иметь данные о действительной плотности популяций и о том, насколько быстро она изменяется. Скорость, с которой идет распространение нового генетического варианта, очевидно, будет разной в зависимости от того, возрастает, сокращается или остается стабильной численность популяции в данный период. Генетики обнаружили, что распространение генов в популяции может носить характер правильных циклических колебаний. В целом изучение динамики численности животных чрезвычайно важно для решения самых разных биологических проблем. Динамика популяций растений изучена в меньшей степени, может быть, в связи с относительной стабильностью их распространения.
Биотический потенциал. При изучении динамики популяций широко используется такое важное понятие, как «биотический потенциал», т.е. характерная для данного вида скорость размножения (на величину которой влияют соотношение полов, количество потомков на одну самку, а также число поколений в единицу времени). Биотический потенциал многих организмов, прежде всего наиболее мелких, огромен, и если бы ничто не сдерживало рост их популяций, то они чрезвычайно быстро заселили бы собой всю Землю. Численность любой существующей популяции может быть представлена как отношение биотического потенциала к сопротивлению среды, т.е. к сумме всех факторов, тормозящих рост численности данного вида. Поскольку реальные популяции растений и животных более или менее стабильны во времени, сопротивление среды по отношению к видам с высоким биотическим потенциалом должно быть достаточно сильным.
Давление популяции. Биотический потенциал может быть охарактеризован также как своего рода «популяционное давление», противостоящее постоянному воздействию различных неблагоприятных факторов внешней среды. Если на какое-то время улучшаются погодные условия, ослабевает пресс основного хищника или происходят другие непредсказуемые изменения, способствующие развитию данной популяции, она демонстрирует стремительный рост (проявлениями которого служат нашествия саранчи или мышей, а иногда и снижение цен на мех какого-нибудь ставшего распространенным пушного зверя).
Распространение. Изучение географического распространения животных и растений тоже входит в сферу интересов экологии. Традиционная зоогеография отличается от экологии тем, что опирается прежде всего на данные геологической истории Земли и уделяет особое внимание распределению крупных таксономических групп по основным биогеографическим регионам. В ряде случаев такой подход совершенно необходим. Так, не зная истории континентов, невозможно понять, почему в настоящее время сумчатые млекопитающие встречаются только в Австралии и Америке. Однако современные границы распространения видов зависят почти исключительно от экологических факторов. Чтобы установить причины того или иного распространения отдельных видов или целых сообществ, необходимо выявить основные лимитирующие факторы. Например, северная граница встречаемости какого-либо вида насекомых в Северном полушарии нередко определяется тем, есть ли у данного вида механизм переживания продолжительной холодной зимы. Насекомые, не способные впадать в диапаузу на зимний период, вынуждены обитать только в тех областях, где климат позволяет сохранять активность в течение всего года. Географическое распространение растений определяется главным образом основными климатическими зонами и характером почв.
МИНИ-СЛОВАРЬ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ТЕРМИНОВ
Альфа-излучение
Альфа-излучение состоит из ядра гелия и несет положительный заряд. Обладает самой низкой проникающей способностью, но причиняет наибольший вред на ограниченном участке живой ткани (см. «Радиация»).
Ареал
Область распространения вида или экосистемы определенного типа. Проблема охраны природы - это во многом проблема сохранения ареалов видов и естественных экосистем.
Бета-излучение
Бета-частицы - это электроны, выбитые из ядра атома и несущие один отрицательный заряд. Проникающая способность у бета-излучения выше, чем у альфа-излучения, но меньше, чем у гамма-излучения. Может вызывать ожоги кожи, а при попадании в организм - рак (см. «Радиация»).
Биоаккумуляция
Характеристика присутствия химического вещества в живом организме, когда количество поглощенного этим организмом вещества больше количества выведенного вещества. Это приводит к увеличению концентрации вещества в тканях.
Биологически опасные отходы
Любые вещества человеческого или животного происхождения, за исключением пищевых отходов, которые необходимо утилизировать, и которые могут являться источником или переносчиком патогенных организмов. К таким отходам относятся ткани и органы, элементы крови, выделения, повязки и подобные материалы.
Биомасса
Любой органический материал, который может быть использован в качестве топлива - дерево, сухие растения, органические отходы.
Биоразнообразие
Степень внутри - и/или межвидового разнообразия животных и растений. Богатство и разнообразие видов в экосистемах придает им стабильность. Оно необходимо для их нормального функционирования и является основой биологического богатства и приспособляемости. Человеческая деятельность приводит к потере естественной среды обитания животных и растений, чрезмерной эксплуатации природных ресурсов, а также к борьбе за выживание между коренными и завезенными видами животных и растений. Все это отрицательно сказывается на видовом и генетическом разнообразии дикой природы. Сокращение площадей таких богатых на виды ареалов, как тропические леса и коралловые рифы, приводит к истощению мирового генофонда дикой природы и ослабляет способность системы развиваться и приспосабливаться к изменениям окружающей среды.
Водоносный горизонт
Слой или несколько слоев водопроницаемых горных пород, поры, трещины и другие пустоты которых заполнены водой.
Вымирание видов
Процесс сокращения численности вплоть до полного исчезновения видов и других таксономических групп организмов в процессе эволюции или в результате деятельности человека.
Гамма-излучение
Электромагнитное излучение, подобное рентгеновскому, выделяемое нестабильным ядром атома, которое не отклоняется в электромагнитном поле и движется со скоростью света. Обладает высокой проникающей способностью, но не делает материалы радиоактивными. Проникающая способность гамма-излучения значительно превышает проникающую способность альфа- и бета- излучений, однако вред, причиняемый гамма-излучением, значительно меньше.
Грунтовые воды
Безнапорные или с местным напором подземные воды первого от поверхности постоянно существующего водоносного горизонта, расположенного на первом водоупоре.
Заболачивание
Процесс изменения почв и ландшафта в целом под влиянием постоянного избыточного увлажнения или подтопления, приводящий в конечном итоге к образованию болота
Загрязнение
Все то, что находится не в том месте, не в то время и не в том количестве, какое естественно для природы, что выводит ее системы из состояния равновесия и отличается от обычно наблюдаемой нормы. Загрязнение может быть вызвано любым агентом, в том числе самым чистым. Загрязнение может возникать как в результате естественных причин (природное загрязнение), так и под влиянием деятельности человека (антропогенное загрязнение).
Заиление
Накопление в водных объектах (водохранилищах, озерах, прудах) наносов и осадков, поступающих в них с поверхностным стоком либо в процессе разрушения берегов, отмирания водной флоры и фауны. Заиление ведет к уменьшению полезного объема водоемов, снижению их эксплуатационных показателей и, в конечном итоге, заболачиванию.
Залесение
Превращение свободной или культивируемой земли в лес (см. восстановление лесов)
Засоление почв
Превышение (свыше 0,25%) содержания в почве легкорастворимых солей (карбоната натрия, хлоридов и сульфатов), обусловленное или засоленностью почвообразующих пород, или чаще неправильным орошением, приносом солей грунтовыми или поверхностными водами.
Захоронение отходов в море
Использование различных технологий по захоронению вредных отходов в открытом море. Включает в себя слив жидких отходов в море и затопление контейнеров с различными вредными и токсичными отходами.
Канцерогены
Вещества, которые вызывают группу заболеваний, известных под названием рак. Некоторые вещества могут представлять из себя косвенные канцерогены, то есть, они повышают чувствительность клеток тела к другим веществам, вызывающим рак. В различных комбинациях токсичные вещества вызывают разные виды раковых заболеваний.
Кислотный дождь
Более точный термин - кислотные осадки, так как кислотным дождем называют все виды осадков - дождь, снег, снег с дождем, туман и любую другую форму осадков. Кислотный дождь образуется в результате реакций в атмосфере с веществами, содержащими оксиды серы или азота. Эти вещества образуются в качестве побочных продуктов при сжигании угля и нефтепродуктов. Наибольшая концентрация этих веществ наблюдается в районах городов. Кислотных дождь наносит ущерб живой природе водоемов, вызывает коррозию мостов и архитектурных памятников, разрушает лакокрасочные покрытия, приводит к гибели лесов и снижению продуктивности сельскохозяйственных земель, делает токсичной питьевую воду в результате растворения в ней свинца из трубопроводов и уменьшает видимость.
Лесовозобновление
Процесс непрерывной смены отмирающей лесной растительности в лесных сообществах, а также процесс появления и развития леса в местах, где он был уничтожен в силу естественных или антропогенных причин.
Летучая зола
Взвешенные в воздухе частицы, образованные в результате сжигания угля и других видов топлива. Главным образом состоит из различных оксидов и силикатов.
Мутагены
Вещество, которое воздействует на ДНК спермы или яйцеклетки и приводит к нежелательными наследственным изменениям.
Обезлесивание
Потеря лесов вследствие заготовления дров, промышленных вырубок, строительства дорог, выпаса скота, разработки месторождений и пожаров. Приводит к эрозии почвы, наводнениям и ставит под угрозу существование видов вследствие разрушения естественной среды обитания.
Облучение гамма-радиацией
Экспериментальный метод по обработке опасных отходов. Суть метода заключается в дезинфекции гамма-излучением отходов для того, чтобы разрушить организмы, вызывающие заболевания.
Озоновые дыры
Значительные пространства в озоновом слое атмосферы с заметно пониженным (до 50 %) содержанием озона. Озоновые дыры являются причиной повышения уровня ультрафиолетового излучения, оказывающего вредное воздействие на организмы.
Озоновый слой
Слой стратосферы, который состоит из особой формы кислорода - озона (О3). Озон образуется на высотах от 10 до 60 км над поверхностью земли, когда ультрафиолетовое излучение расщепляет молекулы кислорода на атомы кислорода, которые затем присоединяются к молекулам кислорода. Разрушение озонового слоя может вызвать рост заболеваемости раком кожи. Другая проблема связанная с озоном - это образование озона в нижних слоях атмосферы (тропосфере). Тропосферный озон - один из компонентов фотохимического смога, образующегося на свету при участии выхлопных газов городского транспорта. Этот смог пагубно действует на растительность и вызывает у человека раздражение верхних дыхательных путей.
Опустынивание
Процесс, при котором продуктивность земли падает вследствие сведения лесов, заболачивания и засоления почв, разрушения питательного слоя почвы и нерационального использования земли (перевыпаса скота, нерационального орошения).
Отходы опасные
Отходы технологической деятельности человека, а также пришедшие в негодность химические продукты, приносящие вред организму человека и экосистемам.
Парниковый эффект
Теория, которая утверждает, что продолжающееся сжигание ископаемых видов топлива повышает содержание углекислого газа в атмосфере и, тем самым, приводит к скапливанию в атмосфере тепла и влаги. Ученые предполагают, что это вызывает эффект, подобный тому, что происходит в теплице. В результате температура земли повышается, и это может привести к таянию ледников и повышению уровня мирового океана.
Перевыпас
Бесконтрольный выпас скота, ведущий к деградации растительности пастбища и снижению его продуктивности и производительности.
Перелов рыбы
Коммерческое и некоммерческое рыболовство, которое приводит вылову такого количества взрослой рыбы, что популяция больше не способна поддерживать свою численность самовоспроизводством.
Переносимый объем
Максимальная плотность популяции, способная длительно поддерживаться саморегуляцией. Саморегуляция определяется размером системы и способностью к восстановлению.
Поверхностный сток
Процесс перемещения вод атмосферного происхождения по земной поверхности под действием силы тяжести.
Полихлорированные бифенилы
Ряд токсичных соединений, используемых в промышленности. Полихлорированные бифенилы токсичны для морской флоры и фауны даже в чрезвычайно низких концентрациях и известны тем, что приводят к кожным заболеваниям и могут в высоких концентрациях вызвать смерть человека. Полихлорированные бифенилы долго сохраняются в окружающей среде и плохо разлагаются. Они обладают способностью аккумулироваться в организме и мигрировать по пищевым цепям. В каждом последующем звене пищевой цепи концентрация полихлорированных бифенилов повышается, и поэтому наибольшее количество этих веществ концентрируется в организмах хищников.
Принцип предосторожности
Понятие, впервые сформулированное в 1990 году на всемирной экологической конференции в норвежском городе Бергене, на которой присутствовали представители 35 стран. Правительства стран, представленных на конференции, пришли к соглашению, что мировое сообщество должно предпринять меры по предотвращению глобальных экологических катастроф, таких, к примеру, как глобальное потепление климата, не дожидаясь, пока ученые придут к окончательному выводу о причинах и масштабе явлений. Кроме того, ради интересов мирового сообщества индустриально развитые страны должны помогать развивающимся государствам в охране их окружающей среды.
Радиация
Поток корпускулярной (альфа-, бета-, гамма-лучи, поток нейтронов) и/или электромагнитной энергии. Измеряется по двум параметрам: активностью в источнике излучения и поглощенной дозе. Количество ядерных превращений в источнике за единицу времени, при котором атом распадающегося вещества переходит в более стабильную форму, измеряется в беккерелях или кюри. В рентгенах и кулонах измеряют рентгеновское и гамма-излучение, которое образует положительные и отрицательные ионы в газе. В греях и радах измеряют энергию радиации, поглощенной биологическим телом. БЭР - это единица эквивалентной дозы в живых тканях, которая учитывает взаимодействие энергии, поглощенной телом, и другие факторы, усиливающие или ослабляющие воздействие этой энергии. Доза в 600 бэр обычно приводит с смертельному исходу в течение шестидесяти дней.
Терминология
Существует две системы измерений, система СИ и общепринятая система, и журналисты не должны смешивать их при подготовке статьи.
ТерминологияСуществует две системы измерений, система СИ и общепринятая система, и экологисты не должны смешивать их при подготовке материалов.
| Общепринятая система | Система СИ | |
| 3,7х10 -11 Ки (Кюри) | = | 1 Бк (беккерель) |
| 3.876 Р (рентген) | = | 1Кл/кг (кулон на килограмм) |
| 100 рад (поглощенная доза в эргах - единицах работы) | = | 1 Гр (грэй, поглощенная доза в джоулях) |
| Бэр (эквивалентная доза) | = | Зв (зиверт) |
Поглощенная доза (Д) в 1 рад получена тогда, когда 1 грамм вещества поглощает 100 эрг энергии. Это равняется 10-2 Дж/кг. Эквивалентная доза (Н) введена для оценки ущерба здоровью человека при хроническом воздействии ионизирующего излучения на календарный год: Н=Д к, где Д поглощенная доза, а к - коэффициент качества ионизирующего излучения в единице объема биологической ткани.
Радиоактивные отходы (РАО)
Продукты, образующиеся при работах с радиоактивными веществами, с содержанием радиоактивных изотопов выше норм радиационной безопасности. Подразделяются на жидкие и твердые отходы. Жидкие РАО подразделяют на слабоактивные (удельная активность менее 1х10-5 Ки/л), среднеактивные (удельная активность менее 1х10-5 - 1 Ки/л) и высокоактивные (удельная активность менее 1 Ки/л). Твердые отходы считаются активными при удельной активности: а) 2х10-7 Ки/кг для альфа-излучения, б) 1х10-8 Ки/кг для трансурановых элементов, в) 2х10-8 Ки/кг для бета-излучения, г) 1х10-7 г-экв радия на килограмм для гамма-излучения.
Разрушение кораллового рифа
Происходит в результате естественных процессов и в результате деятельности человека, включая вулканическую деятельность, ураганы, землетрясения, разрушительное воздействие морских организмов, заиливание воды, сброс отходов, химическое загрязнение, загрязнение пестицидами, собирательство раковин и кораллов, некоторые виды рыбоводства.
Растворенный кислород
Кислород, содержащийся в воде и необходимый для жизни организмов. По мере увеличения содержания органических отходов в воде возрастает численность бактерий, питающихся этими отходами. Эти бактерии потребляют больше кислорода, и его содержание в воде падает, что приводит к гибели водных животных.
рН
Числовое выражение относительной кислотности и щелочности химического раствора, измеряемой на шкале от 0 до 14. Термин рН говорит о количестве ионов водорода (+Н) содержащихся в жидкости. В то время как показатель рН равный 7.0 говорит о том, что среда нейтральна, более высокие показатели свидетельствуют об увеличивающейся щелочности среды, а показатели рН ниже 7.0 говорят о кислотности среды. Часто употребляемые в хозяйстве вещества имеют следующие показатели рН: отбеливатель - 12.7, нашатырь - 11.3, кровь - 7.3, молоко - 6.8, уксус - 2.8, кислота в аккумуляторах - 0.2.
ррм (parts per million)
«Частей на миллион» - единица, показывающая уровень концентрации загрязнителя в среде, когда количества этого загрязнителя чрезвычайно малы. Примером 1 ррм может послужить одно зернышко риса в миллионе зерен пшеницы. В СНГ ррм соответствует понятиям миллиграмм на литр или моль. В справочной литературе представлены таблицы перевода ррм в единицы, употребляемые в СНГ.
Сточные воды
Воды, использованные в бытовых или производственных целях и получившие при этом дополнительные примеси, изменившие первоначальный химический состав или физические свойства; сточными также называют воды, стекающие с территории населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий в результате выпадения атмосферных осадков, полива угодий или поливки улиц.
Тератогены
Вещества, вызывающие при воздействии на организм тератогенез - возникновение уродств и других аномалий в его развитии.
Токсичное вещество
Вещество, способное причинить вред здоровью людей или окружающей среде.
Токсичные отходы
Отходы, содержащие вещества, которые при контакте с организмом человека могут вызвать заболевания или отклонения в состоянии здоровья.
Тяжелые металлы:
Химические элементы (более 40) с атомной массой свыше 50 атомных единиц. К ним относятся свинец, цинк, кадмий, ртуть, молибден, марганец, никель, олово, кобальт, титан, медь, ванадий, и др.
Углеводороды
Большой класс органических химических веществ, молекулы которых построены только из атомов водорода и углерода. Простейший углеводород - это метан с формулой CH4. Значительно более сложный углеводород (с более тяжелой и более сложной формулой) - это октан (C8H18), составляющая сырой нефти. Сырую нефть и метан часто называют углеводородными видами топлива.
Устойчивое развитие
Развитие, при котором удовлетворение потребностей осуществляется без ущерба для будущих поколений.
Фитотоксичный
Ядовитый для растений.
Фоновая радиация
Природное радиоактивное излучение, источниками которого являются космические лучи, газ радон и испытания ядерного оружия.
Хлорфторометаны
Подгруппа ХФУ, которая приводит к тем же последствиям для озонового слоя земли, что и хлорфторуглероды.
Хлорфторуглероды
Произведенные промышленным способом вещества, (ХФУ), используемые в холодильниках, кондиционерах, растворителях, стерилизаторах и для производства разного рода пенопластов. Когда эти вещества попадают в атмосферу, то в результате химических реакций они разрушают озоновый слой атмосферы, что становится причиной повышения уровня ультрафиолетовой радиации.
Экосистема
Система взаимодействия и взаимосвязей сообщества живых организмов с окружающей неживой природой.
Эрозия
Разрушение поверхностного слоя почвы осадками и ветром. Приводит к заиливанию водотоков (вследствие чего происходит разрушение пресноводных и морских ареалов), засорению промышленного оборудования (связанного с использованием воды), и вода становится непригодной для питья.
Эрозия почвы
Процесс механического разрушения почвы под действием поверхностного стока (водная эрозия) или ветра (ветровая эрозия).
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ-СПРАВОЧНИК
(справочные материалы представлены только в разделах от А до Е)
А
АВАРИЙНЫЙ ВЫБРОС (А.в.) — вынужденный выброс в окружающую среду загрязняющих веществ в количестве, которое намного превышает ПДВ. Как правило, А.в. является следствием изношенности оборудования предприятий и нарушения технологий.
АВАРИЯ (экологическая, А.) — выброс производственным объектом в окружающую среду в особо больших количествах загрязняющих веществ (химических, радиоактивных и др.), что делает его последствия опасными для людей, а также для других живых организмов. Вероятность А. возрастает с повышением мощности предприятий и усложнением технологических схем. По этой причине в мире в последние годы возросли количество А. и их масштабы. На частоту А. в РФ влияют и моральный, и физический износ оборудования.
А. постоянно сопровождают транспортировку нефти и нефтепродуктов по трубопроводам, что вызывает загрязнение почв и надземных и подземных вод (включая моря). Ежегодно в РФ происходит более 20 крупных А. на магистральных и до 40 тыс. на внутрипромысловых нефтепроводах. В последние годы участились А. при перевозке нефти морскими судами.
А., повлекшие трагические последствия, называют катастрофами. О масштабах промышленных катастроф, произошедших в мире в XX веке, можно судить по данным, приведенным в табл. 1 (см. также Чернобыль, Кыштым).
АВИАЦИЯ (влияние на окружающую среду, А.), как и все виды транспорта, оказывает значительное влияние на окружающую среду. А. вызывает шумовое загрязнение и изменяет газовый состав атмосферы, выжигая кислород и выделяя диоксид углерода, загрязняет атмосферу оксидом углерода, оксидами азота, углеводородами. Загрязнение атмосферы А. примерно в 8 раз больше, чем автомобилями (в пересчете на перемещение 1 человека на расстояние 1 км). Оксиды азота, выбрасываемые двигателем самолета, в результате фотохимических реакций разрушают озоновый слой. Однако, поскольку А. используется меньше, чем автомобильный и железнодорожный транспорт, в развитых странах, а также и в РФ, загрязнение от А. пока составляет не более 1—3% ущерба, который наносят атмосфере все виды транспорта.
АВТОМОБИЛЬ (А.) — наиболее распространенное средство наземного безрельсового транспорта, важнейший фактор формирования городской (а также отчасти сельской) среды. Число А. в мире превышает 600 млн. На долю А. в крупных городах РФ приходится в среднем 50-60% загрязнения атмосферы. А. выжигает значительное количество кислорода и выбрасывает в атмосферу эквивалентное количество диоксида углерода, что способствует формированию парникового эффекта. В составе выхлопных газов А. содержится около 300 вредных веществ. Основными загрязняющими атмосферу веществами являются оксиды углерода, углеводороды, оксиды азота, сажа, свинец, диоксид серы. Среди углеводородов наиболее опасны бенз(а)пирен, формальдегид, бензол.
При работе А. в атмосферу поступает также резиновая пыль, образующаяся при стирании покрышек. При использовании бензина с добавлением соединений свинца А. загрязняет почвы этим тяжелым металлом (см. Загрязнение почв). Возможно также загрязнение водоемов при мытье А. и при попадании в них отработанного машинного масла. А. являются источником шумового загрязнения.
Под колесами А. гибнут люди. Так, в РФ еженедельно на дорогах погибает 4 человека. В США ежегодные аварии уносят 48 тыс. и калечат не менее 300 тыс. человек. За время использования автомобильного транспорта в США погибло почти 2 млн. человек, что в 2 раза больше потерь американских войск во всех войнах.
А. наносят ущерб животному миру. За 1 км движения легкового А. по открытой местности об его ветровое стекло разбивается до 3 тыс. насекомых. На каждые 27 км городского маршрута А. уничтожает 1 экз. позвоночных (кошки, собаки, мыши, воробьи и др.).
На производство А. затрачивается много энергии и ресурсов, значительная часть которых невозобновима. Для передвижения А. необходимы асфальтовые трассы, значительную площадь занимают гаражи и места парковок. Наибольший вред наносят личные А., так как загрязнение среды при поездке на автобусе в пересчете на одного пассажира значительно меньше.
Снижение отрицательного влияния А. на окружающую среду — важное условие построения общества устойчивого развития (см. Модели мира). Наиболее радикальный способ решения вопроса — сокращение количества А. Однако количество личных А. пока продолжает увеличиваться во всем мире (см. Потребительский подход). Так, за последние 5 лет количество В США на 1000 человек приходится 590 А., в Швеции — 420, в Японии — 285, в Израиле — 145, в Южной Корее — 27, в Китае — 2 А.).
Пока наиболее реальным вариантом решения проблемы является уменьшение вреда от А. за счет снижения затрат горючего. Так, если сегодня средний легковой А. потребляет 6—10 л бензина на 100 км пути, то уже созданы двигатели легковых А., которые расходуют всего 4 л. В Японии компания «Тоёта» готовит к выпуску модель А. с расходом горючего 3 л на 100 км пути.
Загрязнение атмосферы А. уменьшается также при замене бензина на сжиженный газ. Используются специальные добавки-катализаторы к жидкому топливу, увеличивающие полноту его сгорания, бензин без свинцовых добавок. Разрабатываются новые виды топлива. Так, в Австралии (Канберра) апробировано экологически чистое топливо, в составе которого 85% дизельного топлива, 14% этилового спирта и 1% специального эмульгатора, повышающего полноту сгорания горючего. Проводятся работы по созданию двигателей А. из керамики, которые позволят повысить температуру сжигания горючего и уменьшить количество выхлопных газов. В Японии и ФРГ уже появились А., оборудованные специальными электронными устройствами, обеспечивающими более полное сжигание топлива.
В больших городах строятся объездные дороги для междугородных автобусов и грузового транспорта, строятся подземные и надземные транспортные магистрали, поскольку особенно много выхлопных газов выделяется в атмосферу при возникновении «пробок» на перекрестках улиц. В ряде городов движение А. организуется по типу «зеленой волны».
Во многих городах (например, в Куритиба, Бразилия) удалось достичь уменьшения пробега личных автомобилей за счет совершенной организации работы общественного транспорта. По этому пути идут Япония и Венгрия, которые отвергли «американский» путь решения транспортной проблемы преимущественно за счет личных А. Впрочем, и в США в ряде штатов поощряются совместные поездки соседей в одном А. на работу.
Уменьшается экологический вред от А. при сборе и переработке отработанного машинного масла. В Москве при одном из нефтеперерабатывающих заводов создано производство по регенерации 50 тыс. т машинного масла в год. Возможно и повторное использование автопокрышек, на которые наваривается новый протектор.
Преодоление «автомобильной болезни» и сокращение количества личных А. может быть достигнуто за счет повышения цены на А., оборудованные электронными средствами контроля влияния на окружающую среду, и экологически ориентированной налоговой системы. Так, в США введен сверхвысокий «зеленый налог» на машинное масло.
Специальными задачами являются также уменьшение числа устаревших А., которые продолжают использоваться и загрязняют среду больше, чем новые А. (это проблема бедных стран), и утилизация А., поступающих на свалки.
В РФ важную роль должны играть экологические службы ГАИ, контролирующие количество выхлопных газов А.
АВТОТРОФЫ (А.) — организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических соединений (как правило, из диоксида углерода и воды), продуценты экосистем, создающие первичную биологическую продукцию. А. находятся на первом трофическом уровне в экосистемах и передают органические вещества и содержащуюся в них энергию гетеротрофам — консументам и редуцентам.
Большинство А. являются фотоавтотрофами, которые имеют хлорофилл. Это — растения (цветковые, голосеменные, папоротникообразные, мхи, водоросли) и цианобактерии. Они осуществляют фотосинтез с выделением кислорода, используя неисчерпаемую и экологически чистую солнечную энергию.
А.-хемоавтотрофы (серобактерии, метанобактерии, железобактерии и др.) для синтеза органических веществ используют энергию окисления неорганических соединений. Вклад хемоавтотрофов в суммарную биологическую продукцию биосферы незначителен, однако эти организмы составляют основу хемоавтотрофных экосистем гидротермальных оазисов в океанах.
АГРЕССИВНАЯ ВОДА (А.в.) — вода, содержащая химические вещества, которые вызывают разрушение металлов, бетона и т. д. Особенно велика агрессивность вод, содержащих соляную и серную кислоты, соли аммония. Агрессивность воды повышается за счет смыва с полей удобрений и образования в дождевых водах кислот из загрязняющих атмосферу диоксидов серы и азота.
АГРОБИОГЕОЦЕНОЗ (А.) — однородный участок агроэкосистемы (севооборот, посев многолетних трав и т. д.), который включает агроценоз (культурные растения, сорные растения, фауну, в том числе почвенную, водоросли, грибы и другие микроорганизмы) и условия среды.
АГРОЛЕСОМЕЛИОРАЦИЯ (А.) — способ повышения биологической продукции и устойчивости агроэкосистем (см. Сестайнинг) с использованием древесных насаждений. Лесные насаждения чередуются с агроценозами и формируют лесоаграрные ландшафты. А. благоприятно влияет на микроклимат, биогеохимические циклы (круговороты) элементов питания и воды, способствует уменьшению сельскохозяйственного загрязнения и (в случае соседства с городами, предприятиями или крупными автомагистралями) промышленного загрязнения атмосферы, воды и почвы.
А. — наиболее экологичный и экономически эффективный способ повышения продуктивности агроэкосистем. Урожай зерновых повышается на 10—15%, и этим с лихвой окупается некоторое сокращение площади пашни для посадки леса. Кроме того, лесные насаждения дают доход как источники древесины, места обитания охотничье-промысловых животных, места отдыха населения и сбора лекарственных трав, грибов и ягод. А. повышает эстетическую привлекательность агроэкосистемы и ее пригодность для целей рекреации.
Поскольку на агроценозы наиболее эффективно влияют зоны контакта с лесом (опушки), считается, что на 1 га пашни должно приходиться не менее 40—60 м опушек.
Основной способ А. — создание лесных полос. В тропических странах А. проводится в форме аллейных посевов.
АГРОМЕЛИОРАЦИЯ (А.) — совокупность организационно-хозяйственных и технических мероприятий для оптимизации почвенных, гидрологических и климатических условий в агроэкосистемах с целью повышения их биологической продукции — урожая сельскохозяйственных культур и выхода продуктов животноводства.
Различают гидромелиорацию, агролесомелиорацию, химическую мелиорацию, культуртехнические работы.
АГРОПОПУЛЯЦИЯ (А.) — популяция культурного растения, сорного растения, насекомого (вредителей или энтомофагов) в пределах однородного участка агроэкосистемы. А. сельскохозяйственных животных — совокупность особей вида одного стада. А. — это вариант локальной популяции, характеризуется размером (численность, плотность) и степенью дифференциации особей.
Плотность А. культурных растений формируется с таким расчетом, чтобы в посеве поддерживался режим конкуренции, благоприятный для культурных растений и неблагоприятный для сорняков. Это не распространяется на А. пропашных культур с широкими междурядьями, в которых плотность А. сорных растений регулируется агротехническими или химическими методами.
Зависимость урожайности и плотности А. культурного растения имеет параболический характер: при увеличении плотности урожайность вначале увеличивается, затем выходит на «плато» и при сильном загущении начинает снижаться. Для подавления А. сорных растений выбирают плотность А. культурных растений несколько выше, чем это целесообразно при полном отсутствии засоренности посева (например, при интенсивной химической прополке).
Дифференциация особей А. культурных растений варьирует в широких пределах: от минимальной (генетически гомогенные сорта, чистые линии) до значительной (гетерогенные сорта, сортосмеси). Возможно повышение уровня дифференциации за счет фенотипических факторов — разных ритмов развития растений при высеве смеси сухих и замоченных семян, пророщенных и непророщенных клубней картофеля, при подсеве семян в междурядья рядков, в которых растения уже тронулись в рост, и т. д. У многолетних трав возможна дифференциация по возрасту. Благодаря дифференциации повышается устойчивость и продуктивность А. культурных растений.
А. сорных растений близки к естественным популяциям растений, дифференциация их особей происходит за счет генотипического и фенотипического разнообразия. Регулярное применение гербицидов уменьшает генотипическое разнообразие А. сорных растений: выпадают экотипы, неустойчивые к действию препарата, и, напротив, массово развиваются растения экотипов, устойчивых к его действию. В итоге при длительном применении гербицидов, в особенности одного и того же препарата, засоренность может возрастать. Человек стремится регулировать плотность А. сорных растений таким образом, чтобы она не превышала порога вредоносности.
А. сельскохозяйственных животных могут существенно различаться. Возможно разделение животных на А. по их хозяйственному назначению (молочное стадо, мясное, молодняка разного возраста, ремонтное, т. е. включающее животных, которые дают потомство) или создание А. из нескольких хозяйственных групп животных. В небольших по размеру хозяйствах целесообразно содержать разновозрастные А. сельскохозяйственных животных, которые более полно используют травостой пастбищ. Еще более оправданы стада из нескольких А. животных разных видов.
За счет генетической пластичности состав А. насекомых (вредителей и энтомофагов) под действием пестицидов изменяется быстрее, чем А. сорных растений. За 10—20 поколений у них формируются экотипы, устойчивые к препаратам (см. Пестициды).
АГРОСТЕПЬ (А.) — полуестественное растительное сообщество, которое создается методом высева сено-семенных смесей, заготавливаемых в естественных степных сообществах. В начале столетия первым использовал этот метод для восстановления растительности прерий в штате Висконсин американский эколог Дж. Кертис, который высевал смесь семян трав, собранных в естественных сообществах.
Этот метод упростил ставропольский ботаник Д. Дзыбов и стал высевать сено-семенную смесь: размельченное сено, скошенное в два срока с таким расчетом, чтобы в него попали семена большинства видов трав. В течение четырех лет после высева в А. происходит вторичная экологическая сукцессия, которая близка к сукцессии на залежи, но протекает несравненно быстрее. Первые два года в А. доминируют эксплеренты (виды рудеральных сообществ), которые массово развиваются из семян банка диаспор в почве, затем они вытесняются степными и луговыми видами, и к 4—6-му году в А. отмечается до 80% видов, присущих естественной степи.
Создание А. — эффективный способ рекультивации эродированных пахотных угодий: формирующаяся дернина надежно защищает почву от разрушения. Урожайность А. выше, чем естественной степи, и, кроме того, питательность сена или пастбищного корма А. может быть улучшена за счет включения в состав посевного материала семян ценных кормовых злаков и бобовых.
АГРОСФЕРА (А.) — часть биосферы, вовлеченная в сельскохозяйственное использование (т. е. занятая агроэкосистемами). На долю А. приходится примерно 30% суши, в том числе около 10% занято пашней, а остальное — естественными кормовыми угодьями. Это соотношение различается в разных районах мира. Динамика земельных ресурсов А. приведена в табл. 2.
Резервы расширения А. исчерпаны, дальнейшее увеличение доли А., особенно за счет уничтожения лесов, будет неминуемо усугублять кризисную ситуацию на планете.
Ресурсы А. разрушаются, поскольку использование земель проводится без соблюдения экологических требований. За последние 50 лет темп потери продуктивной пашни в мире достиг 6 млн. га в год, происходит деградация пастбищ вследствие быстрого наращивания поголовья скота (в 1986 г. оно составляло 5% от всей биомассы животных, в 1990 г. — 20% и при сохранении такой тенденции к 2000 г. достигнет 40%).
Пахотные почвы загрязняются остатками пестицидов и тяжелыми металлами, ухудшаются их физические свойства (происходит разрушение структуры и уплотнение). Колоссальный ущерб А. наносит гидромелиорация. Под влиянием эрозии почв, вторичного засоления почв и перевыпаса происходит процесс опустынивания.
А. также разрушается под влиянием промышленности, в особенности энергетических и металлургических комплексов (см. Кислотные дожди).
Экологическая ситуация в А. особенно ухудшилась после зеленой революции, и это стимулировало развитие агроэкологии и попытки решения проблемы продовольственной безопасности с учетом экологических требований.
АГРОФИТОЦЕНОЗ (А.) — совокупность культурных и сорных растений в пределах однородного участка агроэкосистемы (обычно одного поля), используемого в едином хозяйственном режиме (севооборот, система удобрений и защиты растений).
А. объединяет все фазы севооборота или многолетнюю монокультуру, его состав довольно постоянен. При смене культурных растений в ходе севооборота в почве сохраняется постоянным банк диаспор растений — семян и вегетативных зачатков (корневищ) сорных растений. Возможны А. многолетних трав.
Структура А. изменяется в течение вегетационного сезона — от высева культурного растения до выпадения снега. Происходят не только изменения, связанные с развитием культурных растений (увеличивается их высота, количество побегов, общая биомасса, изменяется ее распределение между вегетативными и генеративными органами), но и сезонная динамика состава и состояния сорных растений, которые в разное время зацветают, дают плоды.
Структура А. изменяется также и от года к году вследствие колебаний климата и в зависимости от фазы севооборота. Во влажный и холодный год рост культурного растения может задержаться и массово развиваются сорняки. Изменения в структуре А. происходят и в результате применения гербицидов.
АГРОЭКОЛОГИЯ (А.) — комплекс наук, исследующих возможности сельскохозяйственного использования земель для получения растениеводческой и животноводческой продукции при одновременном сохранении сельскохозяйственных ресурсов (почв, естественных кормовых угодий, гидрологических характеристик агроландшафтов), биологического разнообразия и защите экологической среды обитания человека и производимой продукции от сельскохозяйственного загрязнения. А. сформировалась как раздел экологии во второй половине ХХ века. Особенно быстро А. развивается в последние два десятилетия в связи с резким ухудшением экологической ситуации в агросфере.
Идеи сохранения ресурсов сельского хозяйства высказывались уже в античные времена римскими прагматиками Колумеллой, Варроном и Плинием Старшим. Предтечи современной А. — А.Т. Болотов (1738—1833) и В.Р. Вильямс (1863—1939). Оба обосновывали необходимость оптимального соотношения между площадью пашни, естественных кормовых угодий и леса и поголовьем скота, при котором обеспечиваются частичная замкнутость круговоротов питательных веществ и сохранение плодородия почв — основного ресурса сельскохозяйственного производства.
Основные методологические установки современной А. — экологический императив, адаптивный подход и обеспечение сестайнинга агроэкосистем.
Главная задача А. — активизация биологического потенциала агроэкосистем и составляющих их элементов на всех уровнях (от отдельного растения и животного до всей агроэкосистемы) и замена значительной части антропогенной энергии внутренней энергией биологических процессов. А. ориентирует на:
селекцию адаптивных сортов растений и пород животных (см. Адаптивная селекция);
создание гетерогенных сортовых агропопуляций и сортосмесей растений и смешанных возрастных и породных групп скота;
использование севооборотов, поликультур;
формирование системы полезных симбиотических связей за счет повышения биологического разнообразия агроэкосистемы;
экологическую оптимизацию структуры агроэкосистем.
Важный аспект А. — разработка методов воздействия на почвы и их население (фауну, микроорганизмы) с целью активизации процессов биологической азотфиксации, гумификации, деструкции остатков пестицидов и управления процессами минерализации органического вещества и нитрификации. Весь комплекс экологически обоснованных воздействий человека на почву объединяется адаптивной системой земледелия (см. также Ландшафтное земледелие).
АГРОЭКОСИСТЕМА (А.) — экологическая система, объединяющая участок территории (географический ландшафт), занятый хозяйством, производящим сельскохозяйственную продукцию. В состав А. входят: почвы с их населением (животные, водоросли, грибы, бактерии); поля-агроценозы; скот; фрагменты естественных и полуестественных экосистем (леса, естественные кормовые угодья, болота, водоемы); человек.
Основные черты А. определяет человек, который стоит на вершине экологической пирамиды и заинтересован в получении максимального количества сельскохозяйственной продукции. При этом, если человек следует экологическому императиву, он сохраняет почвы, биологическое разнообразие, не допускает сельскохозяйственного загрязнения и получает экологически чистую продукцию, а А. приобретает черты устойчивости (сестайнинга).
А. — автотрофная экосистема, основным источником энергии для которой является Солнце. Солнечная энергия усваивается растениями-продуцентами и фиксируется в урожае растениеводческой продукции или передается по пищевым цепям консументам, главные из которых — скот, и редуцентам — прежде всего обитающим в почве животным-детритофагам. Перерабатывая органические остатки, они способствуют деятельности микроорганизмов-редуцентов, которые пополняют запас элементов питания, доступных корням растений. Большую роль в А. играют бактерии-азотфиксаторы, из которых наиболее важны виды, симбиотически связанные с бобовыми, так как при обработке почвы плугом биологическая азотфиксация за счет свободноживущих бактерий снижается в 4—5 раз.
В отличие от естественных экосистем А. более открыты, и из них происходит отток вещества и энергии с урожаем, животноводческой продукцией, а также в результате разрушения почв (дегумификация и эрозия почв). Для компенсации этих потерь и контроля состава А. (регулирование плотности популяций сорных растений, насекомых-вредителей и др.) человек вводит в А. дополнительные элементы питания (азотные, фосфорные и калийные удобрения) и затрачивает энергию на производство, транспортировку и внесение минеральных и органических удобрений и пестицидов, производство и ремонт сельскохозяйственных машин, горючее и т. д. Однако величина антропогенной энергии даже в наиболее энергонасыщенных хозяйствах составляет менее 1% от энергии Солнца, которая фиксируется растениями А. (см. табл. 3).
А. весьма разнообразны и могут различаться по специализации (растениеводческие, животноводческие, комплексные) и по величине вложений антропогенной энергии (экстенсивные, компромиссные, интенсивные). Существуют как небольшие аборигенные фермы, где используется только ручной труд и реже — мускульная сила животных, так и высокомеханизированные хозяйства и скотооткормочные комплексы, потребляющие много антропогенной энергии.
Растениеводческие А. В экстенсивном хозяйстве используется залежно-переложная система земледелия (в условиях лесной зоны — подсечно-огневая система земледелия). В таких системах происходит постоянная ротация (заменяемость) участков пашни и естественной растительности, в результате чего восстанавливается плодородие почв.
При компромиссном хозяйстве почвовосстанавливающую роль играют посевы многолетних трав и однолетних бобовых культур в севооборотах, а также сидераты (зеленые удобрения). В умеренном количестве используются фосфорно-калийные удобрения, а для контроля плотности насекомых-вредителей — биологические методы защиты растений и система полезных симбиотических связей.
В интенсивном хозяйстве сохраняется та же схема производства, что и при компромиссном, но резко увеличиваются дозы минеральных удобрений, возможны полив и использование пестицидов в высоких дозах. Севообороты упрощаются до двух-трех звеньев и не включают сидератов или используется монокультура. С увеличением вложений антропогенной энергии возрастает риск разрушения почв.
Животноводческие А. Экстенсивный вариант — это выпас скота на естественных кормовых угодьях (с сенокошением или без него в зависимости от климата). Вложения антропогенной энергии при этом минимальны и сводятся к затратам на жизнеобеспечение пастухов и первичную обработку животноводческой продукции.
При компромиссном варианте корм производится на естественных кормовых угодьях и на пашне (многолетние травы, пропашные культуры и др.), плодородие почв которой поддерживается внесением навоза, возможно использование невысоких доз фосфорно-калийных удобрений.
При интенсивном варианте животноводческая продукция производится на скотооткормочных комплексах, а корма получают с пашни при высоких вложениях энергии и, кроме того, завозят из других районов (в таких странах, как Нидерланды или Сингапур — даже из других государств). Часть навоза вносится на поля, но его количество оказывается больше, чем можно внести в почву (см. Навоз).
Комплексные А. При низких энерговложениях сохраняется ротация полей и естественных кормовых угодий (часть пашни через определенное время забрасывается для естественного восстановления плодородия, хотя частично оно поддерживается за счет навоза). Минеральные удобрения либо не используются, либо вносятся в низких дозах фосфорно-калийные туки. Обеспечение почвы азотом достигается за счет биологической азотфиксации. Такой вариант хозяйства характерен для альтернативных систем земледелия. По существу такие А. создавал А.Т. Болотов (см. Экологическая оптимизация структуры агроэкосистемы).
При интенсивном варианте производство кормов на естественных кормовых угодьях минимизируется, и с пашни получают как растениеводческую продукцию, так и корм для скота. Дозы вносимых удобрений и пестицидов высокие. Возможен полив.
При компромиссном варианте наиболее полно реализуется адаптивный подход. Площадь пашни ограничена, ее плодородие поддерживается навозом, севооборотами и умеренными дозами фосфорно-калийных удобрений. Контроль сорняков, насекомых-вредителей и болезней культурных растений проводится либо биометодом, либо интегрированным методом защиты растений. Скот получает корм, как на естественных кормовых угодьях, так и с пашни, поскольку в севооборотах значительное место занимают многолетние травы и кормовые однолетние бобовые культуры. Все это позволяет поддерживать достаточно высокую продуктивность А.
Поскольку с увеличением вложений антропогенной энергии затрудняется достижение сестайнинга А., наиболее оправданы экстенсивные животноводческие А. в условиях, где нет возможности получать растениеводческую продукцию, и компромиссные комплексные А.
В первом случае необходимо регулирование пастбищных нагрузок для исключения пастбищной дигрессии. Возможны А. с дистанционным управлением, когда по существу сохраняется естественная экосистема, которая рационально используется. Например, в тундрах животным компонентом А. является дикий олень, в степях — сайгак, в саваннах — сложные многовидовые стада копытных (антилопы, зебры и т. д.), а человек изымает часть животных в соответствии с нормативом максимально допустимого урожая, обеспечивающим сохранность популяций. За счет дифференциации экологических ниш и более полного и равномерного потребления растительной биомассы такие А. могут давать мяса в несколько раз больше, чем А. с одним-двумя видами скота. Повышается эффективность использования пастбищ при совместном содержании скота разных видов и даже при разновозрастном стаде животных одного вида.
Во втором случае главное условие обеспечения сестайнинга — экологическая оптимизация структуры А.
АДАПТАЦИЯ (А.) — приспособление организма к определенным условиям среды за счет комплекса признаков — морфологических, физиологических, поведенческих. В результате А. возникают экологические группы организмов: влаголюбы гидрофиты и «сухотерпцы» ксерофиты; растения устойчивые к затенению и требующие для нормального развития полного солнечного света; животные, которые обитают в лесах или на болотах, ведут ночной или дневной образ жизни. А. объясняется различный состав биоты экосистем разных экологических условий.
Наиболее важны А. к переживанию неблагоприятных условий. Так, у животных существуют три основных направления А.:
уход от неблагоприятных условий (миграция птиц, кочевка оленей и других копытных в поисках корма, зарывание в песок, почву или снег и др.);
переход в состояние анабиоза — резкого снижения активности процессов жизнедеятельности (покоящиеся стадии у беспозвоночных животных, прекращение активности рептилий при низких температурах, зимняя спячка млекопитающих и др.);
развитие приспособлений для жизни в неблагоприятных условиях (шерстный покров и подкожный жир у животных, экономное использование воды у животных пустынь и т. д.).
Растения ведут прикрепленный образ жизни и потому у них возможны лишь два варианта А.: снижение интенсивности процессов жизнедеятельности в неблагоприятные периоды (сбрасывание листьев, перезимовывание в стадии погребенных в почву органов — луковиц, корневищ, клубней, а также семян и спор) или повышение устойчивости к неблагоприятным факторам (см. Патиент, Эксплерент).
У организмов развиваются А. к влиянию биотических факторов (см. Взаимоотношения «хищник — жертва», Взаимоотношения «паразит — хозяин»). Как результат А. рассматриваются положительные взаимоотношения организмов — мутуализм и комменсализм (см. также Коадаптация).
А. у разных групп организмов вырабатываются с разной скоростью. Наиболее быстро А. возникают у насекомых, которые за 10—20 поколений могут приспособиться к действию нового инсектицида, чем объясняются неудачи химического контроля плотности популяций насекомых-вредителей.
В настоящее время в селекции растений и животных широко используется принцип адаптивного подхода, при котором повышается А. организмов к неблагоприятным условиям среды.
АДАПТИВНАЯ СЕЛЕКЦИЯ (А.с.) — выведение сортов культурных растений и пород сельскохозяйственных животных, обладающих высоким адаптивным потенциалом. Дж. Ацци назвал такие сорта сортами-тружениками и противопоставил их сортам-рекордсменам.
Повышение адаптивного потенциала было основой «народной селекции», при которой не ставилась задача получения рекордных урожаев, а ценилась устойчивость растений к неблагоприятным климатическим условиям и болезням. Яркий пример — история возделывания подсолнечника в России. Эта культура была завезена из Америки во времена Колумба (первоначально в Испанию, а затем в Россию) как декоративная. В течение столетия из растений, предназначенных для украшения палисадников, была выведена масличная культура, которая позволила россиянам получить замену дорогого импортного оливкового масла. При этом селекция велась не только на размер корзинки и содержание масла в семенах, но и на устойчивость. Трижды на подсолнечник обрушивались напасти: вначале ржавчина, затем заразиха и, наконец, тля. Вредители и болезни каждый раз почти полностью уничтожали его посевы, но из выстоявших растений удавалось отбирать устойчивые формы.
В основе А.с. культурных растений лежит усиление конкурентной способности и устойчивости к биотическому и абиотическому стрессу.
К адаптивному сорту предъявляются следующие требования:
экологическая пластичность, т. е. способность давать урожай, хотя бы средний, в широком диапазоне колебаний климатических условий;
гетерогенность агропопуляций, т. е. наличие в их составе растений, различающихся по высоте, глубине расположения корневой системы, устойчивости к засухе, срокам зацветания и т. д.;
скороспелость, т. е. способность к быстрому развитию и обгону сорняков в темпах развития;
интенсивность, т. е. способность к быстрому реагированию на улучшение условий выращивания (например, на выпадение осадков);
устойчивость к грибковым и прочим заболеваниям;
малая поражаемость насекомыми и высокая способность к отрастанию при их нападении.
Примером адаптивного сорта является рожь «Сулпан», выведенная башкирским селекционером С.А. Кунакбаевым. Эта культура формирует густой полог и сама справляется с сорняками, не боится насекомых-вредителей, компенсируя поврежденные побеги за счет отрастания новых, и способна давать урожай в засушливые годы за счет эффективного использования осенней и весенней влаги.
При А.с. животных повышение адаптивного потенциала достигается за счет использования в качестве исходного материала пород местного скота, которые более устойчивы к неблагоприятным экологическим условиям и менее требовательны к качеству корма (серая степная порода коров, горская корова на Кавказе, якутский крупный рогатый скот, якутские лошади и др.).
АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ (А.с.з.) — элемент адаптивного подхода, наиболее экологичный и экономичный вариант использования ресурсов почвы при максимальном раскрытии ее биологического потенциала и уменьшении вложений антропогенной энергии. Основу А.с.з. составляют:
севооборот со сбалансированным соотношением почворазрушающих и почвовосстанавливающих культур;
минимизированная обработка почвы (от глубокого безотвального рыхления до посева в стерню);
экологически ориентированная система применения органических и минеральных удобрений;
широкое использование биологических методов защиты растений;
использование сортосмесей и поликультур, многолетних трав, сидератов.
А.с.з. позволяет полностью реализовать требования экологического императива и обеспечивает энергосбережение в сельском хозяйстве, охрану окружающей среды, получение продукции высокого качества.
АДАПТИВНЫЙ ПОДХОД (в сельском хозяйстве, А.п.) — система получения сельскохозяйственной продукции, обеспечивающая максимальную окупаемость биологической продукцией каждой единицы введенной в агроэкосистему антропогенной энергии.
При А.п. подбираются сорта культурных растений и породы сельскохозяйственных животных, наиболее соответствующие почвенно-климатическим условиям района. Так, Н.И. Вавилов писал о том, что земледелие желательно «осеверить», но в хорошо обеспеченном осадками Нечерноземье выращивать не пшеницу, а рожь. Сегодня (наряду с ячменем и овсом) рожь составляет основу растениеводства северных районов Германии, а также Финляндии, Швеции, Норвегии.
Вавилов считал, что в южной части степной зоны пшеницу следует заменить на сорго, которое он образно называл «верблюдом растительного мира». В настоящее время в Италии, Испании и Франции площади посевов сорго увеличились в 30—60 раз. Ведутся работы по адаптивной селекции сорго для южных районов России.
В рамках А.п. расширяется использование видов местной флоры, наиболее приспособленных к местным условиям, развивается адаптивная селекция, экологически оптимизируется структура агрофитоценозов (см. Сортосмесь, Поликультура) и агроэкосистем (см. Экологическая оптимизация агроэкосистем).
При А.п. в животноводстве районируются виды и породы сельскохозяйственных животных, определяются оптимальные границы овцеводства, коневодства, оленеводства, верблюдоводства и т. д. Примером животного, в высокой степени адаптированного к природным условиям степной зоны, является башкирская лошадь. Она не требует зимних помещений, круглый год содержится на открытом воздухе и довольствуется подножным кормом. Влияние же лошадей на травостой пастбищ несравненно более мягкое, чем коров и тем более — овец.
Нарушение требований А.п. ведет к резкому удорожанию сельскохозяйственной продукции или вообще к «нулевому эффекту», когда интродуцированные в новые районы растения или животные не приживаются (примеры: попытки возделывания кукурузы далеко севернее ареала ее распространения или выращивания чайного куста в Закарпатье).
АДАПТИВНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ (А.п.) — предел устойчивости культурных растений и сельскохозяйственных животных к неблагоприятным факторам. У культурных растений — к насекомым-вредителям, засоренности посева, болезням, засухе, засолению почвы, холоду. У сельскохозяйственных животных — к холоду, временному дефициту корма, болезням.
Повышение А.п. — основное направление адаптивной селекции.
АККЛИМАТИЗАЦИЯ (А.) — приспособление организмов к новым или изменившимся условиям существования, в которых они проходят все стадии развития и дают жизнестойкое потомство. А. происходит при переселении организмов как в совершенно новые для них места, так и в те места, где они ранее жили, но по разным причинам исчезли. Различают естественную А. диких видов (при миграции животных, переносе семян водными течениями и др.) и искусственную А. сельскохозяйственных животных и культурных растений.
Возможности А. весьма ограниченны. В новых условиях вид может погибнуть либо от прямого действия климата, который окажется для него неподходящим (слишком холодным, слишком жарким, сухим и т. д.), либо он может быть вытеснен из экосистемы более сильным конкурентом или уничтожен хищником (у растений — фитофагом) из числа местных видов. А. может закончиться неудачей и при отсутствии хищника, который регулирует численность расселяемого вида. Пример тому — вселение на остров Сант Матью (Берингово море) оленей при отсутствии там хищников, которые регулировали бы их плотность. В 1944 г. на остров было завезено 29 оленей, к 1963 г. численность их популяции достигла 6000 голов. В итоге была подорвана кормовая база и большая часть оленей погибла.
В то же время, если вид успешно акклиматизировался, то он может стать доминантом экосистемы (см. Натурализация).
В 20—30-х гг. в СССР не раз завозили ондатру, которая расселилась на громадной территории — от Мурманской области и низовий европейских рек до Бурятии. В Аскании-Нова в это время можно было видеть диковинные стада из американских оленей-карибу, зебу, африканских зебр, австралийских страусов и зубров. Однако акклиматизировать удалось сравнительно немногие виды (американская норка, нутрия).
Все это заставляет относиться к А. видов с большой осторожностью и тщательно изучать возможные последствия ее (см. Заносные виды, Реинтродукция).
АККУМУЛЯЦИЯ ВЕЩЕСТВ ОРГАНИЗМАМИ (А.в.о.) — накопление в организмах минеральных элементов и некоторых соединений, находящихся в окружающей среде в низких концентрациях.
На каждом следующем трофическом уровне концентрация аккумулируемых веществ возрастает примерно в 10 раз. В итоге в тканях живых организмов содержание этих веществ может превышать их концентрацию в окружающей среде в тысячи раз. Морские животные асцидии аккумулируют ванадий, его концентрация в теле животного может достигать 0,16%. В Японии этот редкий металл уже добывают из таких «живых месторождений». Активными накопителями металлов являются микроорганизмы.
А.в.о. следует учитывать при контроле загрязнения окружающей среды. Так, концентрация свинца в планктонных животных выше, чем в окружающей среде в 300 раз, а в донных моллюсках — в 4000 раз. У полярных крачек концентрация может увеличиваться даже в 10 млн. раз (рис. 2).
Концентраторами ртути являются рыбы, что может при использовании их в пищу стать причиной тяжелых заболеваний и даже смерти человека. Последствия отравления ртутью получили название «болезнь Минамата» — по названию бухты в Японии, где в 1953—1969 гг. произошли многочисленные отравления рыбой, которая аккумулировала ртуть из сточных вод промышленных предприятий. У побережья Корсики в теле угрей содержание ртути достигает 600 мг на 1 кг. Развитие «болезни Минамата» возможно, если потребление угрей составит 2 кг в неделю на человека.
Эффект А.в.о. может способствовать накоплению в костных и жировых тканях токсичных органических соединений — бенз(а)пирена, диоксинов. В тканях устриц, гагар и других животных содержание ДДТ может быть выше, чем в окружающей среде, в 50—100 тыс. раз. В промышленных городах нередко в результате А.в.о. повышается концентрация загрязняющих веществ в материнском молоке, что делает его опасным для младенцев.
Организмы активно концентрируют радиоактивные изотопы, в особенности опасно накопление в организме изотопов с большим физическим периодом полураспада. А.в.о. в этом случае может происходить как при их попадании в организм с водой и воздухом, так и через посредников в пищевой цепи. Радиоактивный йод, к примеру, вначале усваивается растениями, затем попадает в молоко коров и только после этого — в организм человека. Разные радиоактивные вещества накапливаются в разных органах. Так, упомянутый йод — в щитовидной железе; радон, уран, плутоний, криптон — в легких; сера — в коже; кобальт — в печени; калий и цезий — в мышцах; полоний — в селезенке; рутений — в почках. Практически все радиоактивные элементы накапливаются в костях и печени.
Если принять содержание стронция-90 в воде за единицу, то в донных отложениях оно достигает 200, в водных растениях — 300, в тканях карповых рыб — 1000 , в костях окуня — 3000, в костных тканях животных, питающихся рыбой, — 3900 единиц. Радиоактивные изотопы концентрируются в грибах (особенно в маслятах, моховиках и волнушках), а иногда в тканях птиц и рыб. Это нужно учитывать при использовании продуктов питания, которые могут быть сильно загрязнены даже при невысоком радиоактивном загрязнении окружающей природной среды.
АКСЕЛЕРАЦИЯ (А.) — ускоренное физическое развитие и физиологическое созревание детей и подростков, отмечаемое в последние 100—150 лет в экономически развитых странах. Причины А. до конца не установлены, но решающее значение, видимо, имеет улучшение питания.
АКТИВИРОВАННЫЙ УГОЛЬ (А.у.) — средство очистки воды и газов от загрязняющих веществ. Высокая адсорбирующая способность А.у. обусловлена его очень большой поглощающей поверхностью. А.у. используется в основном для очистки воды в промышленных установках и бытовых фильтрах, но может применяться и для очистки газов. Однако после того, как А.у. поглотит загрязняющие вещества, его необходимо регенерировать (т. е. очистить). В противном случае А.у. превратится из очистителя в загрязнитель.
АЛАРМИЗМ (А.) — представления о неизбежности глобального экологического кризиса вследствие нерегулируемого роста народонаселения планеты, истощения ресурсов, разрушения биологического разнообразия и загрязнения окружающей среды.
Первым последовательным экологом-алармистом был Ж.Б. Ламарк. В начале ХХ столетия он предупреждал человечество, что оно погибнет, разрушив собственную среду обитания. Современный А. не столь пессимистичен, прогнозы не рассматриваются как фатальные: кризиса можно избежать, если изменится отношение общества к природе.
Яркий пример А. — доклады Римского клуба, составленные в 70-е гг. группой ученых, которую возглавлял Аурелио Печчеи. В 90-е гг. после смерти Печчеи в прогнозах Римского клуба А. был в значительной мере преодолен, что отразило успехи в улучшении экологической ситуации в развитых странах (Япония, ФРГ и др.). Тем не менее прогрессирующее глобальное загрязнение среды, экологические катастрофы масштаба Чернобыля или Арала (см. Гидромелиорация), нерегулируемый рост народонаселения, все четче обозначающийся энергетический кризис, резкое уменьшение биологического разнообразия (уничтожение тропических лесов и др.), неудачи международного сотрудничества в области охраны природы и т. д. усилили алармистские настроения не только у экологов, но и у политиков.
В целом А. послужил осознанию сложностей, стоящих перед человечеством. Задачей экологии в союзе с экономикой и этикой (социальной экологией) является аргументированное преодоление алармистского взгляда на мир (см. Модели мира).
АЛЛЕЙНЫЕ ПОСЕВЫ (А.п.) — чередование полос невысоких кустарников или деревьев (чаще из семейства бобовых) с посевами однолетних культур. А.п. не только улучшают микроклимат и защищают почву от эрозии, но и удобряют возделываемые культуры азотом за счет биологической азотфиксации.
АЛЛЕЛОПАТИЯ (А.) — взаимовлияние высших растений путем выделения в окружающую среду биологически активных веществ, называемых колинами. Колины выделяются в почву (корневые выделения), в атмосферу (газообразные вещества с сильным запахом) и воду (смывы с листьев), а также при разложении мертвого органического вещества, например при перегнивании лесной подстилки. Считается, что роль колинов во взаимоотношениях растений вторична, первично они использовались растениями для отпугивания насекомых-фитофагов.
Эффект А. могут вызывать и продукты разложения растений, что особенно важно в лесных экосистемах, где лесная подстилка может влиять на прорастание семян лесообразующих пород.
Факт существования А. бесспорен и подтвержден в экспериментах сотни раз. Со времен Теофраста известно, что под пологом грецкого ореха не растут другие плодовые культуры. Под интродуцированными на Кавказ австралийскими эвкалиптами из-за аллелопатических выделений из опавших листьев не могут расти местные виды трав.
Однако роль А. в естественных экосистемах невелика, так как в них нет условий, при которых концентрация колинов повышается до уровня, когда они могут существенно влиять на растения. Кроме того, длительно совместно обитающие растения приспособлены к аллелопатическим выделениям друг друга. Возможно, что колины корней играют роль в обеспечении равномерности их распределения в почве, подавая сигнал «занято». Впрочем, оценить вклад А. во взаимоотношения между видами растений очень сложно, потому что она тесно переплетается с другими вариантами взаимоотношений организмов и в первую очередь — с конкуренцией.
А. является одним из факторов снижения урожая при длительном возделывании одной культуры на поле (монокультуры), вызывающем почвоутомление.
К А. близки другие варианты химических взаимовлияний организмов. Так, летучие вещества, с помощью которых высшие растения влияют на микроорганизмы, а иногда и на насекомых, называются фитонцидами. Микроорганизмы влияют друг на друга, выделяя антибиотики.
АЛЛЕРГИЯ (А.) — одна из наиболее распространенных болезней, связанная с чрезмерной иммунной реакцией организма на аллергены (химические вещества, загрязняющие атмосферу, воду, пищевые продукты, а также лекарства, пыльца растений, шерсть домашних животных и т. д.). Разные аллергены могут взаимодействовать. Например, загрязнение атмосферы диоксидом серы усиливает аллергическую реакцию на пыльцу. Установлена прямая зависимость между количеством больных А. и общей экологической неблагоприятностью среды обитания человека.
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ (А.и.э.) — собирательное понятие, объединяющее любые источники энергии, при использовании которых существенно не загрязняется окружающая среда (см. Нетрадиционная энергетика).
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ (А.с.з.) — способы получения сельскохозяйственной продукции без использования химических средств защиты растений и минеральных удобрений (иногда в небольших количествах используют очищенные фосфорные удобрения, такие, как томас-шлак), а также без стимуляторов роста и других химических препаратов при содержании скота. Основа А.с.з. — севообороты с участием сидератов и навоза.
Продукты питания, произведенные на экологически чистых фермах (обычно диетические или для детского питания), в 2—4 раза дороже, а их качество подтверждается специальным сертификатом. В ФРГ такой сертификат можно получить не раньше чем через пять лет после полного прекращения использования химикалий.
Перспективы А.с.з. ограничены, так как полный отказ от удобрений неминуемо ведет к снижению урожая. По этой причине фермы, где используются А.с.з., не играют существенной роли в производстве сельскохозяйственной продукции. Даже в развитых странах (ФРГ, США) на их долю приходится менее 1% от общего числа аграрных предприятий. Наиболее перспективны компромиссные системы земледелия (см. Агроэкосистема).
АМЕНСАЛИЗМ (А.) — взаимоотношения организмов, при которых один из них подавляет другой без извлечения пользы для себя и без обратного отрицательного влияния со стороны подавляемого.
Пример А. — затенение деревом растущего под ним травянистого растения.
АММИАК (А.) — бесцветный газ (химическая формула — 4), важное звено в круговороте азота в биосфере, продукт деятельности микроорганизмов-азотфиксаторов, связывающих атмосферный азот. Кроме того, А. — промежуточный продукт производства в химической промышленности, из которого получаются азотные минеральные удобрения, азотная кислота, синтетические волокна. При попадании в окружающую среду А. является опасным загрязнителем атмосферы и воды.
АНАБИОЗ (А.) — состояние организма, при котором жизненные процессы настолько замедляются, что отсутствуют видимые проявления жизни. А. — это адаптация организма к неблагоприятным внешним условиям. Широко представлен у растений (зимний покой, скрытая жизнь семян, высыхание мхов и др.) и животных (зимняя спячка млекопитающих, почти полное обезвоживание беспозвоночных — коловраток, нематод и др.).
Наиболее стойки к высушиванию, охлаждению и нагреванию спорообразующие бактерии, микроскопические грибы и простейшие (образующие цисты). В состоянии А. некоторые бактерии могут переносить понижение температуры до минус 250оС.
АНЕМОХОРИЯ (А.) — распространение плодов (и семян) растений с помощью ветра. А. широко распространена у видов, заселяющих новые или нарушенные местообитания. Например, у многих представителей семейства сложноцветных (осот, бодяк, крестовник и др.) семянки снабжены волосками (у одуванчика они имеют вид парашюта), которые облегчают парение в воздухе и позволяют им переноситься на значительные расстояния. Волоски развиты на семенах ивовых (ивы, осина) и кипрейных (иван-чай). Образующиеся в огромных количествах семена тополя дают хорошо известный горожанам тополиный пух. Перекати-поле — замечательный пример А. у степных и пустынных растений.
АНТРОПОГЕННАЯ НАГРУЗКА (А.н.) — степень воздействия человека, его деятельности на природу. А.н. включает использование ресурсов популяций видов, входящих в экосистемы (охота, рыбная ловля, заготовка лекарственных растений, рубка деревьев), выпас скота, рекреационное воздействие (см. Рекреация), загрязнение (сброс в водоемы промышленных, бытовых и сельскохозяйственных стоков, выпадение из атмосферы взвешенных твердых веществ или кислотных дождей) и др. Если А.н. изменяется год от года, то она может быть причиной флюктуаций экосистем, если действует на экосистемы постоянно — то причиной экологической сукцессии. При рациональном природопользовании А.н. регулируются с помощью экологического нормирования до уровня, который безопасен для экосистем.
АНТРОПОГЕННАЯ ЭНЕРГИЯ (в агроэкосистеме, А.э.) — энергия, получаемая человеком, как правило, из исчерпаемых источников и затрачиваемая на поддержание состава и структуры агроэкосистемы. А.э. поступает в агроэкосистему в форме связанной энергии, уже затраченной на производство сельскохозяйственной техники, удобрений, пестицидов, горючего и т. д. Прямые затраты А.э. в сельском хозяйстве составляют не более 50% (в том числе на горючее — 35%), остальную часть составляют косвенные затраты (30% — на производство сельскохозяйственных машин). Однако при этом даже самые высокие вложения А.э. в агроэкосистему составляют не более 1% ее энергетического бюджета, основа которого — неисчерпаемая экологически чистая солнечная энергия.
Основные статьи прямых затрат А.э. в агроэкосистеме следующие.
1. Растениеводство (получение первичной биологической продукции):
селекция и семеноводство (энерготраты за пределами конкретной агроэкосистемы — на селекционных станциях, в научно-исследовательских институтах, на сортоучастках, в семеноводческих хозяйствах и т. д.);
обеспечение условий для развития растений (вспашка, культивация, контроль засоренности посевов, насекомых-вредителей, болезней);
улучшение условий почвенного питания растений (минеральные и органические удобрения, полив);
сохранение семян культурных растений в зимнее время (энергия для зернохранилищ).
2. Животноводство (конверсия первичной биологической продукции во вторичную):
производство и подготовка кормов к скармливанию (заготовка сена, выращивание корнеплодов и зерна на кормовые цели, силосование, приготовление сенажа и комбикорма, запаривание соломы и т. д.);
поддержание оптимальной температуры среды обитания животных в зимний период (строительство и отапливание животноводческих помещений);
обеспечение высокой продуктивности животных (удойность, привесы, настриг шерсти, яйценоскость и др.) за счет использования химических стимуляторов, витаминов, антибиотиков и т. д.
3. Транспорт (перенос вещества и энергии внутри агроэкосистемы, между агроэкосистемами и городскими экосистемами или между несколькими агроэкосистемами):
перемещение вещества по пищевой цепи «продуцент — консумент» (подвоз кормов);
перемещение вещества в обратном направлении (вывоз навоза на поля);
отток вещества из агроэкосистемы (вывоз готовой продукции на элеватор, мясокомбинат и т. д.);
приток вещества в агроэкосистему (завоз семян, удобрений, горючего, техники, строительных материалов и т. д.).
Не все эти статьи одинаково расточительны. Наибольшее количество А.э. затрачивается на горючее для работы сельскохозяйственной техники, на производство удобрений (в первую очередь азотных) и самой техники.
История сельского хозяйства — это история последовательного наращивания вложения А.э. и энергетического удорожания производимой продукции. Если «с огорода папуасов» на 1 Кал мышечной энергии получается 15 Кал пищи, то в современном высокомеханизированном и химизированном хозяйстве это соотношение обратное (на 15 Кал А.э. получается 1 Кал пищи).
Экономический эффект от наращивания величины А.э. подчиняется действию закона убывающей эффективности (например, чтобы поднять урожайность пшеницы с 10 до 15 ц/га, нужно гораздо меньше А.э., чем для получения дополнительных 5 ц при исходном урожае 25 ц/га). Поэтому для удвоения урожайности сельскохозяйственных культур в США в первой половине нашего столетия потребовалось увеличить вложения А.э. в 10 раз.
Общей тенденцией развития современного сельского хозяйства является энергосбережение (см. также Адаптивный подход).
АНТРОПОГЕННЫЕ СУКЦЕССИИ (А.с.) — экологические сукцессии, которые протекают под влиянием деятельности человека.
А.с. вызываются либо постоянно действующим внешним фактором (выпас, вытаптывание, загрязнение), либо представляют процесс восстановления экосистем после их нарушения человеком (зарастание залежи, восстановление пастбищ после прекращения интенсивного выпаса, восстановление леса на вырубке и др.). В современной биосфере А.с. играют огромную роль. Необходим экологический мониторинг А.с. с целью прогноза их дальнейшего развития и разработки подходов управления А.с. для уменьшения вреда, который человек наносит биосфере.
А.с. очень разнообразны. Они могут иметь разную длительность (от нескольких лет до тысячелетий), быть прогрессивными (сопровождаются повышением биологической продукции экосистем и их видового богатства) или регрессивными (значения этих показателей уменьшаются).
АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ (А.ф.) — факторы, обязанные своим происхождением деятельности человека. А.ф. могут влиять на целые экосистемы и их части (организмы, популяции, сообщества, биоценозы). А.ф. могут опосредствоваться через влияние биотических факторов (при уничтожении некоторых видов или, напротив, при интродукции видов) и абиотических факторов (влияние на климат, загрязнение атмосферы, воды и др.). Результатом действия А.ф. могут быть нарушения (резкие изменения) или антропогенные сукцессии.
В настоящее время А.ф. являются важным фактором нарушения биосферы. Для ограничения влияния А.ф. осуществляются экологический мониторинг и экологическое нормирование. Контроль и снижение интенсивности влияния А.ф. являются одним из главных условий построения общества устойчивого развития (см. Модели мира).
АПВЕЛЛИНГ (А.) — подъем глубинных холодных вод, насыщенных питательными элементами, к поверхности океана. Устойчивый А. формируется в некоторых местах Мирового океана в результате сложного взаимодействия разных течений.
В зоне А. наблюдается, как правило, высокая биологическая продукция. Для зон А. характерны укороченные пищевые цепи, причем в фитопланктоне преобладают диатомовые водоросли, а в нектоне — сельдевые рыбы.
Районы А. — места промысла рыбы. Так, в прибрежных водах тихоокеанского побережья Чили и Перу благодаря А. крайне многочисленны анчоусы, которыми питаются прибрежные морские птицы — бакланы, пеликаны и др. Подсчитано, что 5 млн. птиц ежегодно съедают до 1000 т анчоусов (а в отдельные годы численность птиц возрастает до 27 млн. особей). Это не мешает ежегодно вылавливать 10—12 млн. т анчоусов. Однако в те годы, когда в восточной части Тихого океана благодаря сильным ветрам с запада у поверхности образуется мощный слой теплой воды (явление Эль-Ниньо), А. выражен очень слабо, что отражается резким снижением продукции фитопланктона и падением уловов анчоуса до 2 млн. т и менее.
АРЕАЛ (А.) — область распространения организмов определенного вида, рода, семейства или какой-либо другой систематической категории. В настоящее время под действием антропогенных факторов А. многих видов растений и животных, связанных с естественными экосистемами, уменьшились и стали прерывистыми. В то же время А. видов, адаптированных к хозяйственной деятельности человека, напротив, расширяются. В степной зоне РФ, к примеру, за последние годы резко сократились и стали прерывистыми А. многих видов ковылей (перистого, Залесского, красивейшего, Лессинга), однако расширился А. устойчивого к выпасу ковыля-волосатика.
А. исследуются биогеографией (ботанической географией и зоогеографией). Эти науки используют специальные классификации А., которыми отражаются закономерности распределения видов по широтному градиенту (т. е. по зонам — арктическая, таежная, широколиственных лесов, лесостепная, степная, полупустынная, пустынная), по географическим секторам (дальневосточный, восточно-сибирский, западно-сибирский, восточно-европейский, западно-европейский и др.) и по высотным поясам (субальпийский, альпийский и др.).
А. разных видов различаются по размеру, есть виды-эндемики, которые распространены на небольшой территории (иногда на одной вершине горы), и, наоборот, имеющие А., которые охватывают несколько материков. Широкие А. характерны для видов, распространение которых связано с деятельностью человека.
Анализ А. видов естественной флоры и фауны — элемент биологического мониторинга и системы охраны флоры и фауны.
АРКТИЧЕСКИЕ ПУСТЫНИ (А.п.) — территории, расположенные к северу от зоны тундр и представляющие экосистемы с очень низкой биологической продукцией, чередующиеся с вечными льдами и снегами. Они занимают острова Земли Франца-Иосифа, Северную Землю, Гренландию и др.
А.п. отличаются бедностью состава биоты. Из растений представлены преимущественно лишайники и мхи, реже цветковые. Животный мир также беден, но иногда встречаются лемминги, песец и даже белый медведь.
АСБЕСТ (А.) — материал, имеющий волокнистое строение (содержит магнезиальные силикаты, примеси железа, алюминия, кальция). А. используется для изготовления шифера, шпаклевок, оконных замазок, автомобильных прокладок и т. д. При истирании изделий из А. воздух загрязняется невидимыми глазом мельчайшими волоконцами, которые внедряются в легочную ткань человека и могут вызывать рак. Специалисты считают, что каждый пятый больной раком легких в США заболел из-за попадания в его легкие пыли А. Ставится задача резкого уменьшения количества А., используемого в промышленности, и даже полный отказ от него. В настоящее время имеется уже несколько сотен заменителей А. В РФ производство шифера, изготавливаемого на основе асбестоцемента, между тем продолжается, и этот экологически опасный материал широко используется при строительстве домов в сельской местности и дачном строительстве.
АСТМА (А.) — один из вариантов аллергии, выражающийся в затруднении дыхания. Количество больных А. в РФ достоверно связано с загрязнением атмосферы (в первую очередь диоксидом серы). За последние 10 лет количество больных А. в РФ увеличилось в несколько раз.
АСФАЛЬТ (А.) — смесь битумов (60—75% в природном А. и 13—60% в искусственном — полимеризованных углеводородов, получаемых из остатков нефтехимического производства) и различных минеральных веществ (песок, галька и др.). А. широко используется для покрытия улиц и площадей в городах, при строительстве шоссейных дорог и при производстве толя (влагоизолирующего материала). Есть данные о канцерогенности А.
АТМОСФЕРА (А.) — газообразная оболочка Земли, состоящая из смеси разных газов, простирающаяся примерно на 100 км (строгой верхней границы А. не существует). В А. различают:
тропосферу — нижний 12-километровый слой, влияющий на погоду; в ней содержатся взвешенные в воздухе водяные пары, перемещающиеся при неравномерном нагреве поверхности планеты; составляет 2/3 массы всей А.;
стратосферу — достигает высоты 50 км; она включает озоновый слой с максимальной концентрацией озона на высоте от 20 до 30 км;
мезосферу — находится на высоте от 50 до 85 км;
ионосферу — слой выше 85 км (простирается до 400 км).
С высотой меняются химический состав и физические свойства А. Главные составляющие А.: азот (78%) и кислород (20,95%), аргон (0,93%), диоксид углерода (0,03%). Количество последнего в настоящее время возрастает (см. Парниковый эффект). В результате хозяйственной деятельности человека в А. увеличивается количество метана, оксидов азота и других газов, вызывающих такие неблагоприятные явления, как парниковый эффект, разрушение озонового слоя, кислотные дожди, смог.
В табл. 4 приведены основные загрязнители и показано их участие в атмосферных процессах.
Между А. и земной поверхностью происходит постоянный обмен теплом, влагой и химическими элементами (см. Круговорот воды, Круговорот углерода, Круговорот азота, Круговорот кислорода).
АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ (АЭС) — электростанции, вырабатывающие энергию за счет «сжигания» ядерного топлива (управляемой термоядерной реакции). Важнейшая часть ядерного реактора — тепловыделяющие элементы — представляет собой кассету стержней, содержащих диоксид урана, заключенный в оболочку из прочного сплава высококачественной стали с цирконием. Срок их службы около трех лет, после чего стержни становятся самой опасной фракцией радиоактивных отходов высокой активности. Возможна их переработка при замкнутом ядерном топливном цикле или захоронение (открытый топливный цикл).
Существует несколько типов АЭС, на которых используются разные типы реакторов (установок, в которых получается тепло от термоядерных реакций), водяные реакторы, реакторы-размножители на быстрых нейтронах, высокотемпературные реакторы, водно-графитовые реакторы большой мощности (преобладающий тип реакторов в странах бывшего СССР). АЭС влияют на окружающую среду не только в результате радиоактивного загрязнения, особенно при авариях, но и как сильный фактор теплового загрязнения. Использование тепловых отходов АЭС затруднено их удаленностью от больших поселений и высокой мощностью.
На АЭС накапливаются радиоактивные отходы. Существуют строгие экологические нормативы предельно допустимых радиационных нагрузок на работников АЭС.
АТТРАКТАНТЫ (А.) — выделяемые животными вещества (или их синтетические аналоги), которые играют роль химических сигналов, привлекающих особей своего вида. Диапазон действия А. — от нескольких миллиметров до нескольких километров. Наиболее хорошо изучены половые А., которые привлекают партнеров для спаривания. К А. также относятся запахи, привлекающие насекомых к объектам питания и к субстрату для откладывания яиц.
Большинство А. действуют в очень низких концентрациях. Так, А. самки тутового шелкопряда может привлечь самца при концентрации 3х10-19 г в 1 см3 воздуха.
Некоторые растения имитируют половые А. животных. Так, тропические орхидеи привлекают самцов некоторых насекомых-опылителей, имитируя половые А. их самок.
Синтетические аналоги А. являются элементом биологических методов защиты растений. Они, например, используются в ловушках для насекомых-вредителей (стенки ловушек намазаны клеем с запахом А.).
АУТЭКОЛОГИЯ (А.) — раздел экологии, изучающий влияние факторов окружающей среды на отдельные организмы, популяции и виды (растений, животных, грибов, бактерий). Задача А. — выявление физиологических, морфологических и прочих приспособлений (адаптаций) видов к различным экологическим условиям: режиму увлажнения, высоким и низким температурам, засолению почвы (для растений). В последние годы у А. появилась новая задача — изучение механизмов реагирования организмов на различные варианты химического и физического загрязнения (включая радиоактивное загрязнение) среды.
Теоретическая основа А. — ее законы.
Первый закон А. — закон оптимума: по любому экологическому фактору любой организм имеет определенные пределы распространения (пределы толерантности). Как правило, в центре ряда значений фактора, ограниченного пределами толерантности, лежит область наиболее благоприятных условий жизни организма, при которых формируется самая большая биомасса и высокая плотность популяции. Напротив, у границ толерантности расположены зоны угнетения организмов, когда падает плотность их популяций и виды становятся наиболее уязвимыми к действию неблагоприятных экологических факторов, включая и влияние человека (рис. 3).
Второй закон А. — индивидуальность экологии видов: каждый вид по каждому экологическому фактору распределен по-своему, кривые распределений разных видов перекрываются, но их оптимумы различаются (рис. 4). По этой причине при изменении условий среды в пространстве (например, от сухой вершины холма к влажному логу) или во времени (при пересыхании озера, при усилении выпаса, при зарастании скал, см. Экологическая сукцессия) состав экосистем изменяется постепенно. Известный российский эколог Л. Г. Раменский сформулировал этот закон образно: «Виды — это не рота солдат, марширующих в ногу».
Третий закон А. — закон лимитирующих (ограничивающих) факторов: наиболее важным для распределения вида является тот фактор, значения которого находятся в минимуме или максимуме. Например, в степной зоне лимитирующим фактором развития растений является увлажнение (значение находится в минимуме) или засоление почвы (значение находится в максимуме), а в лесной — ее обеспеченность питательными элементами (значения находятся в минимуме).
Законы А. широко используются в сельскохозяйственной практике, например, при выборе сортов растений и пород животных, которые наиболее целесообразно выращивать или разводить в конкретном районе (см. Адаптивный подход).
АЦИДОФИЛЫ (А.) — растения кислых почв. Типичными А., обитающими на наиболее кислых субстратах (рН 3,5—4,5), являются растения сфагновых болот: клюква, багульник, сфагновые мхи. На сильно кислых почвах растут и вереск, белоус, щучка извилистая, щавелек малый. На среднекислых и слабокислых почвах (рН 4,5—6,5) обитают полевица собачья, щучка дернистая, погремок большой. А. могут использоваться как индикаторы кислых почв, что имеет практическое применение. Например, появление в луговом травостое большого количества А. свидетельствует о нежелательном направлении изменения почв и начавшемся вырождении луга и, следовательно, о необходимости известкования почвы.
АЭРОЗОЛЬ (А.) — взвешенные в газообразной среде жидкие или твердые частицы. А. являются опаснейшими элементами химического загрязнения атмосферы. Обычно размеры частиц А. лежат в пределах 0,001—1000 мкм. Наиболее опасными для легких человека являются частицы от 0,5 до 5 мкм, более крупные задерживаются в полости носа, а более мелкие в дыхательных путях не оседают и выдыхаются. Среди А. различают пыли (твердые частицы, взвешенные в газообразной среде), дымы (продукты конденсации газа) и туманы (жидкие частицы в воздухе). В настоящее время в атмосфере взвешено не менее 20 млн. т частиц, из которых примерно 3/4 — выбросы промышленных предприятий (см. Смог). Естественным источником А. служат вулканы, гейзеры, разрушающиеся горные породы, пылевые бури, почвенная эрозия и пожары.
АЭРОЗОЛЬНЫЕ УПАКОВКИ (А.у.) — баллончики с красками, лаками, дезодорантами, препаратами и др., находящимися под давлением и дозированно распыляющимися.
Удобство А.у. стало причиной их широкого распространения во всем мире. В 70-е гг. стало известно, что содержащиеся в А.у. фреоны (хлорфторуглероды, ХФУ) вызывают разрушение озонового слоя атмосферы. По этой причине в настоящее время начат выпуск А.у., не содержащих фреоны. Экологически целесообразно по возможности сократить производство А.у., заменив их там, где можно, альтернативными вариантами (пульверизаторы и др.)
БАЗИС ЭРОЗИИ – [гр. basis - основание] - горизонтальная поверхность, на уровне которой водоток теряет свою силу и водная эрозия прекращается. Различают: общий Б.э. - уровень Мирового океана и местные Б.э. - уровень воды в озере, месте впадения притоков в реку, выходов твердых пород, запруживающих реку, и др.
БАКТЕРИИ (Б.) — прокариотические (безъядерные) микроорганизмы, которые играют важную роль в функционировании любых экосистем и биосферы в целом. Им принадлежит ведущая роль в круговоротах элементов питания (см. Редуценты). Б. регулируют плотность популяций организмов (см. Паразиты), вступают с растениями и животными в симбиотические отношения.
Б. очень разнообразны и различаются по типам питания на следующие группы:
*фототрофы, использующие энергию солнечного света; содержат пигменты (хлорофиллы и каротиноиды) и потому окрашены в красный, оранжевый, зеленый и сине-зеленый цвета; в этой группе есть Б., которые фотосинтезируют без выделения кислорода и с выделением кислорода (см. Цианобактерии);
*хемоавтотрофы, использующие энергию окисления неорганических веществ (соединений серы, метана, аммиака, нитритов, соединений двухвалентного железа и других металлов, см. Хемоавтотрофные экосистемы);
*органотрофы, получающие энергию при разложении органических веществ до минеральных соединений; эти Б. — главные редуценты экосистем, обеспечивающие многократное использование элементов питания растениями, основные участники круговорота углерода; к этой же группе относятся Б., использующие энергию брожения (благодаря которым из молока получается кефир и кумыс, сочные стебли кукурузы и подсолнечника превращаются в силос), Б., населяющие желудок жвачных животных (они расщепляют клетчатку), Б., живущие на коже человека и разлагающие вещества, выделяемые с потом;
*Б.-паразиты, вызывающие разные заболевания, в том числе туберкулез (палочка Коха), чуму (чумная палочка); разные спирохеты вызывают тиф, сифилис, желтуху и многие другие болезни.
Б. используются в биологических очистных сооружениях как аэробного (аэротенки), так и анаэробного (метантенки) типов.
БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ - см. в ст. Загрязнение биологическое, а также Коли-индекс и Микробное число.
БАЛАНС ВОДНЫЙ [от фр. balance - весы] - соотношение за какой-либо промежуток времени (год, месяц) прихода и расхода воды для речного бассейна, озера, планеты в целом или иного исследуемого объекта.
БАЛАНС МАТЕРИАЛЬНЫЙ - соотношение прихода и расхода вещества с учетом возможности его прошлого или настоящего накопления за выбранный интервал времени для рассматриваемого объекта; материальный баланс может рассчитываться для отдельной технологической операции, технологического процесса, отдельного производства, предприятия в целом, а также для природных объектов (см., напр., Бассейновый подход).
БАЛАНСОВЫЕ МЕТОДЫ - совокупность приемов, позволяющих исследовать и прогнозировать развитие природных объектов путем сопоставления прихода и расхода вещества, энергии и других потоков. В основе Б.м. лежит баланс (см., напр., Баланс водный), оценивающий количественно движение потока в пределах анализируемого объекта.
БАНК ДИАСПОР РАСТЕНИЙ (Б.д.р.) — запас покоящихся жизнеспособных зачатков растений (семян, вегетативных почек, спор), которые накапливаются в почве и позволяют растениям переживать неблагоприятные периоды.
Банк семян особенно велик в пахотных почвах под сегетальными сообществами, в которых значительная часть видов отличается очень высокой семенной продуктивностью (одно растение мари белой способно давать до 100 тыс. семян, а дискурении Софии — до 1 млн. семян), количество семян может составлять от 0,5 до 4 млрд. шт./га. Этот запас поддерживается за счет постоянного «семенного дождя» и очень медленно истощается благодаря тому, что многие виды сорных растений образуют семена, запрограммированные на разный период покоя. При отсутствии условий для прорастания семена сорняков могут сохранять всхожесть десятки лет (есть данные, что прорастали семена из археологических образцов возрастом несколько сотен лет).
Истощение запаса семян в почве является сложной агрономической проблемой. Для ее решения провоцируют прорастание семян (одно-двухкратное лущение с последующей зяблевой вспашкой) и принимают профилактические меры для того, чтобы не допустить пополнения банка за счет обсеменения сорняков.
Величина банка семян под луговой растительностью по сравнению с пашней ниже на один порядок и колеблется от нескольких единиц до десятков миллионов семян на 1 га. Еще меньше запас семян в лесных почвах, причем характерно, что в составе Б.д.р. отсутствуют семена доминантов из числа многолетних злаков, разнотравья и деревьев. В обоих случаях Б.д.р. формируют однолетние виды-эксплеренты, которые отсутствуют в ненарушенных сообществах, но дают мощную вспышку обилия при их нарушении. Эти виды открывают первую стадию вторичной восстановительной экологической сукцессии при уничтожении сообщества и выступают в роли «ремонтной бригады» при локальных нарушениях. Основная часть семян сконцентрирована в слое 0—20 см, но имеются жизнеспособные семена и на глубине до 0,5 м, куда они доставляются насекомыми или землероями.
Банк вегетативных зачатков — это запас почек на подземных органах (корневищах, корнях, луковицах). Он играет важную роль в размножении растений лугов и степей и нередко определяет состав сегетальных сообществ и засоренность посевов корневищными (пырей ползучий, хвощ полевой) или корнеотпрысковыми (осот, бодяк, льнянка) сорняками. Величина этого варианта Б.д.р. может быть значительной. Так, суммарная длина подземных вегетативных органов (корневищ и корневых отпрысков) может достигать 50 км на 1 га, что соответствует примерно 700—900 тыс. вегетативных почек.
При контроле численности вегетативно размножающихся сорняков проводятся специальные мероприятия по провоцированию прорастания почек и подавлению развивающихся побегов. Б.д.р. корнеотпрысковых сорняков снижают многократным лущением стерни осенью, что не дает этим сорнякам накопить запас питательных веществ, необходимых для зимовки и весеннего прорастания почек. Б.д.р. корневищных сорняков снижают по методу В. Р. Вильямса — измельчают корневища дисковыми орудиями и запахивают их глубоко в почву, или так называемой вспашкой «на перегар» — летней обработкой почвы с оборотом пласта, при которой корневища выносятся на поверхность и гибнут от перегрева и пересыхания.
Сохранение запаса вегетативных зачатков на лугу, напротив, обеспечивает получение стабильных урожаев, что достигается ритмичным использования луга с предоставлением растениям возможности подготовиться к зиме и применением удобрений, которые способствуют разрастанию корневищ злаков.
От Б.д.р. нужно отличать банк проростков растений. Наиболее часто он формируется у деревьев, которые не имеют Б.д.р. Их семена быстро прорастают и дают всходы, которые длительное время (от трех до восьми лет) могут существовать в угнетенном состоянии. Если из древостоя выпадает взрослое дерево и улучшаются условия освещенности (образуется «окно»), проростки трогаются в рост и заполняют освободившееся место.
БАРЬЕР ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ - любая географическая преграда (водное пространство, горы), препятствующее обмену генами между близкородственными популяциями.
БЕДСТВИЕ СТИХИЙНОЕ - любое разрушительное, как правило, непредотвратимое природное явление: землетрясение, наводнение, тайфун, извержение вулкана, засуха, опустынивание, массовое размножение вредителей, пыльные бури, отсутствие насекомых-опылителей, угрожающее урожаю и др. Среди Б.с. самыми опасными, по данным ООН, являются циклоны, особенно тропические. С 1947 по 1970 г. тайфуны стали причиной гибели 754 тыс. человек, от наводнений погибло 173 тыс. человек, от землетрясений - 151 тыс., от извержений вулканов - 72 тыс. От жестоких засух в зоне Сахеля (переходной от пустыни Сахары к саванне) в 1941-1942, 1972-1975 и начале 1980-х гг. погибло около 2 млн. человек (эксперты ООН полагают, что с 1972 по 1975 г. там умерли почти все дети до 2 лет). Антропогенная нагрузка пока, как правило, приводит к возрастанию вероятности и глубины воздействия Б.с. См. Неблагоприятные и опасные природные явления (НОЯ).
БЕДСТВИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ - стихийное бедствие или авария промышленная, вызвавшая серьезное нарушение равновесного состояния экосистем (окружающей среды).
БЕЗОПАСНОСТЬ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ - положение, при котором отсутствует угроза нанесения ущерба природной среде и здоровью населения. Б.э. может быть количественно оценена степенью риска экологического (в этом аспекте Б.э. имеет место тогда, когда риск не превышает некоторого приемлемого уровня) и достигается совокупностью мероприятий, направленных на снижение отрицательного антропогенного воздействия на окружающую среду. Б.э. - существенная часть национальной безопасности. Субъекты Б.э.: индивидум, общество, государство, биосфера. См. Допустимое состояние, Критическое состояние, Деградация ландшафта, Норма экологическая.
БЕЗОТВАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ПОЧВЫ (Б.о.п.) — рыхление почвы без изменения расположения ее слоев-горизонтов. Это экологичный и древний способ обработки почвы, возраст которого равен возрасту земледелия. При Б.о.п. лучше сохраняется влага и создаются благоприятные условия для сохранения гумуса.
Со временем простые орудия Б.о.п. —доисторическую палку-копалку, кетмень, лопату, рыхлитель на конной тяге — сменила соха. Ее главная часть — сошник-лемех, узкий и на конце обычно раздвоенный. Все части сохи скрепляли, связывая, что придавало конструкции эластичность и страховало от поломок при попадании на камни, пни или крупные корни. Это замечательное изобретение, появившись 5—6 тыс. лет назад, сохранялось на территории России вплоть до начала ХХ столетия.
Однако с появление металлического плуга, а затем и трактора Б.о.п. была вытеснена менее экологичной отвальной обработкой почвы, что породило многолетнюю дискуссию, завершившуюся победой сторонников Б.о.п.
Первым в 1889 г. в защиту Б.о.п. и против плуга последовательно выступил выдающийся русский агроном И. Е. Овсинский. Он писал о колоссальном вреде, который наносят плуги человечеству (в своих сравнениях он доходил до того, что считал вред от фабрики, производящей плуги, даже большим, чем от концерна Круппа, выпускающего снаряды). Вред плуга Овсинский видел в нарушении естественного расположения слоев почвы, снижении их водопроницаемости и ухудшении условий для деятельности микроорганизмов почвы: аэробы, которым требуется насыщение почвы кислородом, оказываются в глубине почвы и угнетаются анаэробными условиями, а анаэробные микроорганизмы, напротив, попадают в условия избытка кислорода.
Однако страстные призывы Овсинского не были услышаны, и вплоть до 60-х гг. в СССР преобладала плужная обработка почвы, что во многом было связано с непререкаемым авторитетом В. Р. Вильямса, который был ее сторонником.
Большую роль в этом возврате к Б.о.п. сыграл американец Э.Фолкнер, который в 1943 г. опубликовал книгу «Безумие пахаря» (в переводе на русский язык она вышла в 1959 г.). Книга была ответом на грандиозные пыльные бури 30-х гг., которые унесли миллионы тонн мелкозема с почв США и Канады и резко снизили их плодородие. Автор называл плуг «злодеем в мировой сельскохозяйственной практике», который вызывает эрозию и препятствует поступлению воды из более глубоких горизонтов почвы в приповерхностные, где расположена основная масса корней культурных растений. Как и Овсинский, Фолкнер при этом указывал на абсурдность переворачивания почвы и в качестве примера совершенства природы приводил естественные растительные сообщества, которые не страдают от засухи даже в самые засушливые годы.
Для распространения Б.о.п. в СССР много сделал выдающийся земледелец Т. С. Мальцев, который начал свои эксперименты в Курганской области в предвоенные годы, но смог утвердить новые представления только в период освоения целинных и залежных земель. В это время в СССР повторилась история разрушения почв США и Канады, и эрозия охватила миллионы гектаров почв Казахстана и Алтая. Система Б.о.п. Мальцева включала периодическое глубокое (до 40 см) рыхление почвы и регулярное рыхление на глубину 7—8 см, что активизирует биологическую жизнь почвы.
Б.о.п. тем выгоднее, чем меньше влаги в почве. Она особенно эффективна в степной зоне, где используется также нулевая обработка — посев зерна непосредственно в стерню. Однако Б.о.п. имеет свои недостатки, так как требует особо высокой культуры земледелия и строгого соблюдения сроков агротехнических работ в зависимости от особенностей климата, чтобы «обыграть» сорняки. Часто для контроля засоренности посева при Б.о.п. применяют почвенные гербициды.
БЕЗОТХОДНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (Б.т.) — наиболее экологичный вариант производства, при котором отходы одного цеха или предприятия являются сырьем для работы другого. Б.т. обеспечивают ресурсосбережение, что необходимо для построения общества устойчивого развития (см. Модели мира). Наиболее просто Б.т. достигается при переработке сельскохозяйственных продуктов, наиболее сложно — в некоторых отраслях химической промышленности, где при уменьшении количества отходов они становятся все более токсичными и требуют специальных условий захоронения. Как правило, безотходные и малоотходные технологии более энергоемки.
БЕНЗ(А)ПИРЕН (Б.) — соединение из группы полициклических ароматических углеводородов, широко распространенное канцерогенное вещество, присутствующее в газообразных отходах промышленности, выхлопах автомобилей, в табачном дыме, в продуктах сгорания пищи и др. До 40% выбросов Б. приходится на черную металлургию, 26% — бытовое отопление, 16% — химическую промышленность. Наиболее высокие концентрации Б. с превышением ПДК в 10—15 раз отмечены в городах с заводами по производству алюминия (Братск, Красноярск, Новокузнецк и др.). В 6—10 раз ПДК по Б. превышена в городах с предприятиями черной металлургии (Нижний Тагил, Магнитогорск, Челябинск) и в 3—5 раз — в городах с крупными предприятиями нефтехимии и нефтепереработки (Уфа, Пермь, Самара).
БЕНТОС (Б.) — совокупность организмов, обитающих на дне водоемов. В его состав входят организмы разных трофических групп:
*продуценты (водоросли — микроскопические и крупные, цветковые растения и хвощи);
*детритофаги, поедающие остатки отмерших животных и растений, а также тех организмов, которые падают на дно в виде «питательного дождя»;
*хищники, поедающие более мелких животных Б.;
*редуценты, участвующие в разложении детрита до минеральных веществ.
Для пресноводного Б. обычны диатомовые водоросли, личинки поденок, ручейников, хирономид, малощетинковые черви, перловицы и другие виды двустворчатых моллюсков, ракообразные. Б. участвует в формировании отложений органического вещества на дне водоемов — сапропеля. Значительны различия состава Б. на разных грунтах.
Б. морей более разнообразен, так как зависит также и от глубины. В прибрежной зоне морей в состав Б. входят сидячие организмы (водоросли, кораллы, губки, мшанки, асцидии), роющие (кольчатые черви, моллюски), ползающие (ракообразные, иглокожие) и свободно плавающие у самого дна (камбалообразные, скаты, брюхоногие моллюски). На скальном субстрате много водорослей и растительноядных животных, а внутри твердого субстрата обитают организмы-сверлильщики (в основном двустворчатые моллюски). Отличается состав Б. на песчаном и илистом грунтах. В бухтах на илистых субстратах произрастает морская трава зостера, достигающая в длину нескольких метров. Глубоководный Б. представлен только гетеротрофами (см. Гетеротрофная экосистема).
Суммарная биомасса Б. океана оценивается в 10 млрд. т, причем 90% ее приходится на долю континентального шельфа.
БИОГАЗ (Б.) — смесь газов, в которой преобладают метан (55—65%) и диоксид углерода (35—45%). Б. образуется в процессе анаэробного разложения навоза, соломы и других органических отходов. Как источник энергии Б. получается в специальных установках (метантенках), в которых сбраживается биомасса остатков продуктов растениеводства, животноводства, навоз, фекалии и т. д. Сельское хозяйство Индии на 20% обеспечивает себя энергией за счет небольших установок по получению Б., в Китае таких установок уже свыше 60 млн. Тонна навоза или другой биомассы, подвергаемой сбраживанию, дает 500 м3 Б., что эквивалентно 350 л бензина.
Органическая масса, оставшаяся после производства Б., является ценным удобрением, причем производство Б. возможно и из жидкого навоза животноводческих комплексов. Получение Б. экологически целесообразно и выгодно, так как позволяет снизить расходы на горючее или электроэнергию для работы фермы и дает возможность эффективно переработать бесподстилочный навоз, превратив его в органическое удобрение. Получение Б. — биологический вариант гелиоэнергетики.
В РФ разработаны установки для получения Б. на небольших (до 30 голов крупного рогатого скота) фермах — уже работает 20 установок, а также индивидуальные биогазовые установки на 50—200 кг органических отходов в день, позволяющие получать 2,5—12 м3 Б.
БИОГЕННЫЕ ПОРОДЫ - горные породы, состоящие в основном из остатков вымерших животных (зоогенные горные породы), растений (фитогенные горные породы) и продуктов их жизнедеятельности. См. также Биолиты.
БИОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ [от гр. bios - жизнь и genos - род, происхождение] - процессы, порождаемые живым веществом, связанные с ним (напр., биогенный круговорот).
БИОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ (биогены) - химические элементы, непременно входящие в состав живых организмов. Ср. Биофилы.
БИОГЕННЫЙ КРУГОВОРОТ - см. Биологический круговорот веществ.
БИОГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ОБЛАСТЬ - крупное по площади флористически-фаунистическое подразделение земного шара, выделяемого гл. обр. по общности историко-эволюционного развития фауны и флоры. Как правило, внутри обл. флора и фауна характеризуются высокой степенью однородности. При переходе же от одной обл. к др. наблюдается резкий сдвиг в таксономическом составе на уровне родов и семейств.
БИОГЕОГРАФИЧЕСКИЙ БАРЬЕР - любое препятствие (географического и биологического характера) на пути распространения вида или сообщества популяций животных и растений. Напр., изотерма 100C лимитирует распространение к северу термита Reticulitermes lucifugus.
БИОГЕОГРАФИЯ [от гр. bios - жизнь и география] - научная дисциплина, изучающая закономерности распределения растительного покрова и животного населения в биосфере.
БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ АНОМАЛИИ - массовые нарушения развития, роста и функционирования живых организмов, наблюдаемые на определенной территории (биогеохимической провинции) и вызванные недостаточным или избыточным содержанием в среде (биотопе) определенных элементов.
БИОГЕОХИМИЧЕСКИЙ БАРЬЕР, или ландшафтно-геохимический барьер - зона резко повышенных концентраций тех или иных химических элементов по сравнению со средним содержанием их в данном ландшафте (ландшафтным кларком). Б.б. возникает, как правило, в зоне контакта между элементарными ландшафтами (фациями, биогеоценозами), отличающимися по физическим (напр., фильтрационным), химическим (различие окислительно-восстановительных, кислотно-щелочных условий) или биологическим (активная деятельность определенных групп микроорганизмов) свойствам. Ср.: Геохимический барьер.
БИОГЕОХИМИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ химических элементов - циклические процессы перемещения и трансформации химических элементов в пределах биосферы, происходящие между ее (био)хорологическими подразделениями: биогеоценозами, ландшафтами и т.п. Ср. Биологический круговорот веществ и Геологический круговорот веществ. См. Круговорот веществ.
БИОГЕОЦЕНОЗ (1) [от гр. bios - жизнь, ge - земля и koinos - общий] - "совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая свою особую специфику взаимодействий этих слагающих ее компонентов и определенные типы обмена веществом и энергией их между собой и с другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении, развитии" [84]. Б. - основной объект исследования биогеоценологии. Б. - элементарная биохорологическая структурная единица витасферы и в этом смысле синонимичен понятиям фация и элементарный ландшафт, хотя в отличие от последних обязательно включает живое вещество. Понятие Б. близко к понятию экосистема, но последняя лишена строгой биохорологической основы.
БИОГЕОЦЕНОЗ (2) — наземная экосистема в границах фитоценоза, т. е. однородного на первый взгляд участка растительности.
БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯ [от гр. bios - жизнь, ge - земля, koinos - общий и logos - слово, учение] - научная дисциплина, исследующая строение и функционирование биогеоценозов, отрасль знания на стыке биологии (экологии) и географии.
БИОГОРИЗОНТЫ - функциональные подразделения слоев в биоценозах (напр., горизонт листового полога в березовом лесу, горизонты почв). Термин введен Ю.П. Бялловичем (1960).
БИОДИАГНОСТИКА [от гр. bios - жизнь и diagnosticos - способный распознавать] - выявление причин или факторов изменения состояния среды на основе видов биоиндикаторов с узко специфичными реакциями и отношениями. Включает биоиндикацию и биотестирование.
БИОИНДИКАТОРЫ [от гр. bios - жизнь и лат. indico - указываю, определяю] - организмы, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды. В качестве Б. могут быть использованы также сообщества организмов (биоценозы).
БИОИНДИКАЦИЯ - оценка качества среды обитания и ее отдельных характеристик по состоянию ее биоты в природных условиях. См. Биоиндикаторы. Ср. Биотестирование.
БИОКОСНОЕ ТЕЛО [от гр. bios - жизнь и косный] - тело, создаваемое одновременно живыми организмами и косными процессами и являющее собой закономерную структуру из живого и косного вещества. Примеры Б.т. по В.И. Вернадскому [10]: почва, морская, речная, озерная вода, нефть, битумы.
БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВ - совокупность биологических процессов в почве. О Б.а.п. судят по интенсивности дыхания почвы (потребление кислорода, выделение углекислоты), ферментативной активности почвы и др. показателям. Повышению Б.а.п. способствует внесение органических и бактериальных удобрений, использование сидератов и правильных севооборотов, а также применение мелиорантов (извести, гипса) для поддержания благоприятных физико-химических свойств почвы и мероприятий, улучшающих водный, окислительно-восстановительный и тепловой режимы. См. также Биомасса почвенных микроорганизмов активная.
БИОЛОГИЧЕСКАЯ АЗОТФИКСАЦИЯ (Б.а.) — усвоение некоторыми микроорганизмами молекулярного азота атмосферы и перевод его в органические соединения. Б.а. — важнейший этап круговорота азота в биосфере; основной процесс, который обеспечивает азотом естественные экосистемы; наиболее экологичный вариант обеспечения азотом агроэкосистем. Способностью Б.а. обладают некоторые бактерии, цианобактерии и актиномицеты.
Различают два основных типа Б.а.: симбиотическую и ассоциативную (см. Мутуализм). В первом случае азотфиксаторы симбиотически связаны с растениями отношениями типа мутуализма. Они образуют клубеньки на корнях растений (бактерии у бобовых, актиномицеты у ольхи) или живут на листьях растений (цианобактерии в листьях водного папоротника азолла). Во втором случае азотфиксаторы живут в почве вокруг корня (в ризосфере) и используют корневые выделения органических веществ. Есть некоторое количество бактерий-азотфиксаторов, которые свободно живут в почве, но их вклад в обеспечение растений азотом незначителен.
В естественных экосистемах преобладает ассоциативная А., которая достигает 200 кг/га азота в год, что обеспечивает круговорот азота и полностью компенсирует его потери в связи с процессами денитрификации. В агроэкосистемах роль ассоциативной Б.а. резко снижается и не превышает 40 кг/га азота в год. По этой причине для активизации Б.а. возделывают бобовые растения. В средней полосе России поле клевера или люцерны способно накопить за вегетационный сезон 200—400 кг/га азота, что полностью покрывает потребности в нем даже при интенсивном растениеводстве. В южных районах люцерна при поливе может накапливать до 700 кг/га азота в год, однако рекордсменом Б.а. является азолла, которая фиксирует за вегетационный сезон до 1000 кг/га азота.
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКЦИЯ (Б.п.) — способность организмов производить органическое вещество в процессе своей жизнедеятельности. Б.п. измеряется количеством органического вещества, создаваемого за единицу времени на единицу площади (т/га/год, г/м2/день и т. д.).
Различают первичную (создаваемую растениями и другими автотрофами) и вторичную (создаваемую гетеротрофами) Б.п. В составе первичной Б.п. различается валовая (т. е. общая Б.п. фотосинтеза) и чистая Б.п. — «прибыль», которая остается в растениях после затрат на дыхание. Чем благоприятнее условия среды, тем выше «прибыль». В неблагоприятных условиях жаркой или арктической пустыни растения затрачивают на дыхание до 80% Б.п. фотосинтеза, а в благоприятных условиях при обильных ресурсах тепла и влаги — не более 30%.
При переходе энергии с одного трофического уровня на другой (от растений к фитофагам, от фитофагов к зоофагам, от хищников первого порядка к хищникам второго порядка) с затратами на дыхание и экскрементами теряется примерно 90% энергии. Кроме того, фитофаги съедают только 30% биомассы растений, остальная часть пополняет запас детрита, который затем разрушается редуцентами. Поэтому вторичная Б.п. в 20—50 раз меньше, чем первичная.
По первичной Б.п. экосистемы разделяются на четыре класса.
1. Экосистемы очень высокой Б.п. — свыше 2 кг/м2 в год. К ним относятся высокие и густые заросли тростника в дельтах Волги, Дона и Урала. По Б.п. они близки к экосистемам тропических влажных лесов и коралловых рифов.
2. Экосистемы высокой Б.п. — 1—2 кг/м2 в год. Это липово-дубовые леса, прибрежные заросли рогоза или тростника на озере, посевы кукурузы и многолетних трав, выращенные с использованием орошения и высоких доз минеральных удобрений.
3. Экосистемы умеренной Б.п. — 0,25—1 кг/м2 в год. Это преобладающая часть сельскохозяйственных посевов, сосновые и березовые леса, сенокосные луга и степи, заросшие водными растениями озера, «морские луга» из водорослей.
4. Экосистемы низкой Б.п. — менее 0,25 кг/м2 в год. Это пустыни жаркого климата, арктические пустыни островов Северного Ледовитого океана, тундры, полупустыни Прикаспия, вытоптанные скотом степные пастбища с низким и редким травостоем, горные степи, которые развиваются на почвах мощностью не более 5 см и состоят из растений-камнелюбов, покрывающих поверхность субстрата на 20—40%. Такую же низкую Б.п. имеет большинство морских экосистем.
Средняя Б.п. экосистем Земли не превышает 0,3 кг/м2 в год, так как на планете преобладают низкопродуктивные экосистемы пустынь и океанов.
На рис. 5 и 6 показана средняя первичная биологическая продукция на суше и в океане.
От Б.п. отличают урожай (количество органического вещества, которое имеет хозяйственную ценность) и биомассу. Например, в урожай луга не входит накопленная за год биомасса корней и надземная биомасса, которая расположена ниже линии скашивания или скусывания травы пасущимися животными.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ (Б.и.) — организмы, которые реагируют на изменения окружающей среды своим присутствием или отсутствием, изменением внешнего вида, химического состава, поведения.
При экологическом мониторинге загрязнений использование Б.и. часто дает более ценную информацию, чем прямая оценка загрязнения приборами, так как Б.и. реагируют сразу на весь комплекс загрязнений. Кроме того, обладая «памятью», Б.и. своими реакциями отражают загрязнения за длительный период. На листьях деревьев при загрязнении атмосферы появляются некрозы (отмирающие участки). По присутствию некоторых устойчивых к загрязнению видов и отсутствию неустойчивых видов (например, лишайников) определяется уровень загрязнения атмосферы городов.
При использовании Б.и. важную роль играет способность некоторых видов аккумулировать загрязняющие вещества. Последствия аварии на Чернобыльской АЭС были зафиксированы в Швеции при анализе лишайников. Сигнализировать о повышенном содержании бария и стронция в окружающей среде могут береза и осина неестественно зеленым цветом листьев. Аналогично в ареале рассеяния урана вокруг месторождений лепестки иван-чая становятся белыми (в норме — розовые), у голубики темно-синие плоды приобретают белый цвет и т. д.
Для выявления разных загрязняющих веществ используются разные виды Б.и.: для общего загрязнения — лишайники и мхи, для загрязнения тяжелыми металлами — слива и фасоль, диоксидом серы — ель и люцерна, аммиаком — подсолнечник, сероводородом — шпинат и горох, полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) — недотрога и др.
Используются и так называемые «живые приборы» — растения-индикаторы, высаженные на грядках, помещенные в вегетационные сосуды или в специальных коробочках (в последнем случае используют мхи, коробочки с которыми называются бриометрами). «Живые приборы» устанавливают в наиболее загрязненных частях города.
При оценке загрязнения водных экосистем в качестве Б.и. могут использоваться высшие растения или микроскопические водоросли, организмы зоопланктона (инфузории-туфельки) и зообентоса (моллюски и др.). В средней полосе России в водоемах при загрязнении воды разрастаются роголистник, рдест плавающий, ряски, а в чистой воде — водокрас лягушачий и сальвиния.
С помощью Б.и. можно оценивать засоление почвы, интенсивность выпаса, изменение режима увлажнения и т. д. В этом случае как Б.и. чаще всего используется весь состав фитоценоза. Каждый вид растений имеет определенные пределы распространения (толерантности) по каждому фактору среды, и потому сам факт их совместного произрастания позволяет достаточно полно оценивать экологические факторы.
Возможности оценки среды по растительности изучаются специальным разделом ботаники — индикационной геоботаникой. Ее основной метод — использование экологических шкал, т. е. специальных таблиц, в которых для каждого вида указаны пределы его распространения по факторам увлажнения, богатства почвы, засоления, выпаса и т. д. В России экологические шкалы были составлены Л. Г. Раменским.
Широкое распространение получило использование деревьев как Б.и. изменения климата и уровня загрязнения окружающей среды. Учитывается толщина годичных колец: в годы, когда выпадало мало осадков или в атмосфере повышалась концентрация загрязняющих веществ, образовывались узкие кольца. Таким образом, на спиле ствола можно видеть отражение динамики экологических условий.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ (биометоды, Б.м.) — использование организмов и продуктов их жизнедеятельности (или их синтетических аналогов) для контроля плотности популяций насекомых-вредителей, сорных растений и грибов, вызывающих болезни сельскохозяйственных растений.
Одним из первых в начале 80-х гг. прошлого столетия предложил использовать Б.м. для контроля насекомых И. И. Мечников (споры плесневого гриба против хлебного жука). Однако первый промышленный препарат на основе тюрингской бациллы был получен во Франции. Сегодня на основе этой бациллы производится не менее 20 препаратов. Примерно в это же время Б.м. был успешно применен в Калифорнии. В 1872 г. в этот район США был случайно занесен австралийский желобчатый червец, который стал страшным вредителем цитрусовых культур. В 1889 г. для борьбы с ним из Австралии был завезен его естественный враг — хищник мелкая божья коровка родолия. В течение нескольких месяцев зараженность деревьев червецом резко снизилась. Этот прием был успешно повторен еще в 50 странах, где цитрусовые страдали от червеца.
Для контроля популяций сорных растений применяют микогебиициды — споры патогенных грибов, направленно поражающих определенные виды. Для контроля популяций насекомых-вредителей используют энтомофагов, размножаемых в лабораториях (например, насекомых трихограмму, криптолемус), и эндобактерии, вызывающие болезни насекомых-вредителей.
Для привлечения и дезориентации самцов используют сигнальные вещества — аттрактанты и репелленты; эффективным оказывается также наводнение популяции стерилизованными самцами.
В настоящее время раскрыт химический состав сигнальных веществ, которые выделяются из корней растений-хозяев и вызывают прорастание семян паразитов — стриги и заразихи. После опрыскивания почвы ничтожно малым количеством препарата семена паразитов прорастают и, не найдя хозяина, быстро погибают. В РФ с заразихой борются с помощью грибка фузариума и мушки фитомизы.
Особенностью Б.м. является направленное действие каждого препарата или биологического агента, который поражает определенный вид сорных растений или определенный вид насекомых, хотя в последние годы используются энтомофаги, способные контролировать плотность популяций нескольких видов насекомых-вредителей. Возможно сочетание Б.м. и умеренного использования пестицидов в сроки, когда они наименее опасны для энтомофагов (см. Интегрированный метод защиты растений).
Как Б.м. рассматривается также подавление сорных растений культурами с высокой конкурентной способностью (многолетние травы, рожь), использование поликультур и сортосмесей, в которых уменьшается количество свободных экологических ниш для поселения сорных растений.
Роль Б.м. в сельском хозяйстве быстро возрастает. Так, в США Б.м. используется на 8% посевной площади, в Китае за счет Б.м. использование пестицидов при возделывании хлопка снизилось на 90%. Повышается роль Б.м. и в сельском хозяйстве нашей страны. Он постепенно становится основным методом санитарного воздействия на лесные экосистемы. Так, удалось выделить форму тюрингской бациллы, вызывающую болезни сибирского шелкопряда — одного из главных вредителей наших лесов.
Наиболее эффективная форма Б.м. — система полезных симбиотических связей.
К Б.м. относится и контроль натурализовавшихся и заносных видов, которые в новых условиях бурно размножаются. Так, в Австралии для ограничения размножения опунции была использована бабочка кактусовая огневка, а для борьбы с сальвинией назойливой — долгоносик. Возможно использование Б.м. для контроля паразитов животных и других нежелательных организмов. Так, в 20-х гг. расселение в водоемах Италии и Испании американской рыбки гамбузии положило конец эпидемиям малярии: личинки малярийных комаров были уничтожены рыбкой. После этого гамбузия была расселена на Ближнем Востоке, Гавайских островах и в Аргентине.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ (Б.р.) — живые источники получения необходимых человеку материальных благ (пищи, сырья для промышленности, материала для селекции культурных растений, сельскохозяйственных животных и микроорганизмов, для рекреационного использования). Б.р. — важнейшая составляющая среды обитания человека, это — растения, животные, грибы, водоросли, бактерии, а также их совокупности — сообщества и экосистемы (леса, луга, водные экосистемы, болота и др.). К Б.р. относятся также организмы, которые окультурены человеком: культурные растения, домашние животные, использующиеся в промышленности и сельском хозяйстве штаммы бактерий и грибов.
За счет способности организмов размножаться все Б.р. являются возобновимыми, однако человек должен поддерживать условия, при которых возобновимость Б.р. будет осуществляться. При современной системе использования Б.р. значительной их части угрожает уничтожение.
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ АГРОЭКОСИСТЕМЫ (Б.п.а.) — верхний предел биологической продукции (и, соответственно, продукции растениеводства и животноводства), который может быть достигнут при полном раскрытии естественного потенциала почв и естественных кормовых угодий за счет экологически оправданных вложений антропогенной энергии. Б.п.а. зависит от климата и почв и подчиняется закону лимитирующих факторов.
Раскрытие Б.п.а. — центральная задача агроэкологии (см. Адаптивный подход).
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ (Б.з.) — привнесение в окружающую среду (воду, атмосферу, почву, а также продукты питания) и размножение в ней микроорганизмов, вызывающих болезни человека или сельскохозяйственных животных. Б.з. происходит, если в среду попадают необеззараженные сельскохозяйственные или бытовые стоки, содержащие органические вещества. Б.з. может быть причиной опасных эпидемий. Так, в Дагестане в 1994 г. массовые заболевания холерой были вызваны загрязнением воды неочищенными бытовыми стоками, содержащими возбудитель холеры.
Источником Б.з. могут стать трупы сельскохозяйственных животных, и потому их либо захоранивают в глубоких скотомогильниках, либо перерабатывают на специальных предприятиях. Там при высокой температуре болезнетворные микроорганизмы погибают, а из животной массы получают жир для производства мыла, сырье для кожевенной промышленности, кормовые добавки.
БИОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ (Б.р.) — разнообразие видов в конкретной экосистеме, на определенной территории или на всей планете. В настоящее время науке известно около 2,5 млн. видов, причем 74% видов связано с тропическим поясом, 24% — с умеренными широтами и 2% — с полярными районами.
Считается, что этот список очень неполон, так как не выявлены многие мелкие животные (в частности, насекомые и паукообразные), грибы, бактерии (особенно в тропиках, где Б.р. самое высокое). Ученые предполагают, что общее число видов на планете составляет от 5 до 30 млн.
Б.р. разных групп организмов существенно различается. Самая богатая видами группа организмов — насекомые. Их насчитывается почти 1,5 млн. видов.
Б.р. обычно оценивается по отдельным группам организмов: указывается количество видов сосудистых растений (цветковых, голосеменных, папоротников, плаунов, хвощей), мхов, лишайников, крупных грибов, видимых глазом (их называют макромицетами), микроскопических грибов (микромицетов), водорослей, насекомых, почвенных животных (также видимых глазом, их называют мезофауной), птиц, млекопитающих, бактерий и т. д. Аналогично по группам оценивается Б.р. водных экосистем (группы планктона и бентоса — фитопланктон, зоопланктон, фитобентос, зообентос, нектон, растения-макрофиты). Совокупность видов растений называется флорой, а видов животных — фауной.
Между Б.р. разных трофических уровней отмечена зависимость «разнообразие порождает разнообразие»: чем больше видов-автотрофов, тем больше видов-гетеротрофов (консументов и редуцентов).
Между Б.р., устойчивостью экосистем и их биологической продукцией нет прямой связи. Более продуктивными могут быть экосистемы с невысоким Б.р. Например, при удобрении лугов их Б.р. резко снижается, а продукция — увеличивается. Устойчивыми (т. е. способными самовосстанавливаться после нарушения) часто являются экосистемы с невысоким Б.р., например, пустыни.
Б.р. отдельных биоценозов определяется взаимодействием многих факторов, главные из которых следующие.
1. Благоприятность условий среды. В экосистемах с богатыми и хорошо увлажненными почвами и в теплом климате может быть больше видов, чем в экосистемах с бедными, холодными и очень сухими почвами. Впрочем, в тундрах снижение Б.р. сосудистых растений компенсируется возрастанием Б.р. мхов и лишайников, которые имеют очень мелкие размеры.
2. Общий «запас» видов ландшафта. Если ландшафт в прошлом был подвержен сильным нарушениям, которые обеднили его флору и фауну, то даже при благоприятных условиях и по прошествии после нарушения долгого времени биоценозы будут иметь весьма низкое Б.р.
3. Режим нарушений. При умеренных нарушениях экосистем (легкий выпас, выборочная рубка леса или ветровал на ограниченной площади, периодические низовые пожары) Б.р. увеличивается. В таких условиях виды-доминанты не могут усилиться настолько, чтобы захватить «львиную долю» ресурсов. Возрастает Б.р. травяного яруса в пригородных лесах, если они умеренно нарушаются вытаптыванием. В то же время любое сильное нарушение снижает Б.р.
Б.р. зависит и от неоднородности территории. На равнине оно всегда будет ниже, чем в горной местности, где на ограниченной площади представлено много разных экотопов. Это связано с разной высотой участков над уровнем моря, разной экспозицией, разными геологическими породами (кислые граниты, щелочные известняки) и т. д.
Б.р. — самый важный биологический индикатор состояния биосферы и входящих в ее состав биомов, который чутко реагирует на воздействия человека. В настоящее время четко проявляется тенденция снижения Б.р. С 1600 г. исчезло 63 вида млекопитающих и 74 вида птиц. В числе исчезнувших видов тур, тарпан, зебра-квагга, сумчатый волк, морская корова Стеллера, европейский ибис и др.
В современном мире ежедневно исчезает от 1 до 10 видов животных и еженедельно — 1 вид растений. Гибель одного вида растений ведет к уничтожению примерно 30 видов мелких животных (прежде всего насекомых и круглых червей — нематод), связанных с ним в процессе питания. Охрана Б.р. является одним из важнейших требований при построении общества устойчивого развития (см. Модели мира).
БИОМ (Б.) — высшая единица классификации экосистем, район с преобладанием растений одной жизненной формы. По объему Б. совпадает с понятием «природная зона». Наиболее важные Б. суши: тундры (арктические и альпийские), тайга; листопадные леса умеренной зоны (см. Широколиственные леса); степи умеренной зоны; тропические степи и саванны (эти сообщества вегетируют круглый год, но в период засухи их биологическая продукция резко снижается); пустыни; полувечнозеленые сезонные тропические леса («зимнезеленые» леса, сбрасывающие листья летом); тропические дождевые леса (вегетируют круглый год и являются самыми продуктивными экосистемами Земли).
Каждый Б. формируется под воздействием комплекса условий среды. На рис. 7 показаны экологические ареалы некоторых Б. в двух главных осях климатических факторов — среднегодовой температуры и количества осадков, а на рис. 8 — карта основных Б. мира. Однако для объяснения того, почему формируется тот или иной Б., этих показателей бывает недостаточно, важную роль играют динамика поступления осадков в течение года, максимальные и особенно минимальные температуры воздуха.
Аналогично, экологическими условиями (в первую очередь соленостью воды, содержанием в ней элементов питания, кислорода и температурой) объясняется формирование Б., объединяющих водные экосистемы. Так, экосистемы пресных вод разделяются на Б. стоячих и Б. проточных вод. Экосистемы стоячих вод более разнообразны, так как в этом случае шире пределы изменения условий, определяющих состав биоты и ее продукцию, — глубины водоема, химического состава воды, степени зарастания водоема (включая и образующиеся вдоль побережий сплавины — сообщества на плавающем торфе). В Б. проточных вод большую роль играет скорость течения и различен состав биоты перекатов и плесов.
В зарастающих водными растениями озерах вода богата элементами питания, обилен фитопланктон и выше вторичная биологическая продукция (включая и продукцию рыбы, однако рыба обычно мелкая). В глубоких озерах с мягкой водой низка и первичная и вторичная продукция, рыб немного, но они более крупные. Такие озера наиболее пригодны для рекреации.
Среди морских экосистем и примыкающих к ним экосистем побережий различают приморские скалистые побережья, достаточно бедные элементами питания, и, напротив, богатые элементами питания илистые отмели у впадений рек (лиманы), фотические (автотрофные) сообщества верхнего слоя вод открытого океана (поверхностные пелагические сообщества), морские глубоководные пелагические сообщества (формируются при отсутствии света и потому представлены гетеротрофами, живущими за счет «питательного дождя»), бентосные сообщества континентального шельфа и глубоководных зон океана, коралловые рифы (высокопродуктивные сообщества тропических морей). В состав Б. глубоководного бентоса могут входить хемоавтотрофные сообщества гидротермальных оазисов.
БИОМАССА (Б.) — запас (количество) живого органического вещества (растений, животных, грибов, бактерий), «капитал» сообществ (в отличие от биологической продукции — «прибыли»). Б. разделяется на фитомассу (массу живых растений), зоомассу (массу животных), микробную массу.
Средняя Б. на единице поверхности суши составляет 0,5 кг/га. В среднем круговорот Б. в биосфере происходит за 4 года, однако в разных экосистемах этот показатель различен: в планктоне круговорот Б. происходит в 1000—2000 раз быстрее, чем в лесу. Основной химический элемент в Б. — углерод, 1 г органического углерода соответствует в среднем 2,4 г сухой Б. На 100 атомов углерода в Б. приходится 15 атомов азота и 1 атом фосфора. Структура Б. Земли приведена в табл. 5.
Поскольку длительность жизни разных организмов различна, то Б. может быть больше годичной продукции (в лесах — в 50 раз), равна ей (в сообществах однолетних культурных растений) или быть меньше (в водных экосистемах, где преобладают организмы планктона, дающие несколько поколений за год).
Обычно Б. растений больше Б. животных, хотя из этого правила есть исключения. Например, в водоемах зоомасса может быть и больше фитомассы, так как жизнь организмов фитопланктона непродолжительна, а зоопланктон и рыбы живут значительно дольше.
Соотношение фракций Б. отражается экологическими пирамидами. В структуре Б. различают Б. надземной и подземной части экосистемы. Как правило, подземная Б. превышает надземную, причем у луговых сообществ в 3—10 раз, в степных — в 30—50, в пустынных — в 50—100 раз. В агроценозах надземная и подземная Б. могут быть примерно равны, а в лесах надземная Б. превышает подземную.
В табл. 6 приведены данные о наземных и водных биомах мира и показана биологическая продукция этих экосистем.
БИОРИТМЫ (биологические ритмы, Б.) — закономерные периодические изменения физиологии или поведения организмов при смене времени суток, сезонов года, приливов и отливов, лунных фаз. Суточные Б. ярко выражены у животных и человека. Время активной деятельности и отдыха у разных видов меняется по-разному. Дневные животные добывают пищу днем, для ночных (совы, летучие мыши) период бодрствования наступает с темнотой. У человека с суточным Б. связаны десятки физиологических показателей (пульс, артериальное давление, температура тела и многое другое), от которых зависит его работоспособность.
Суточные Б. проявляются и у растений. Так, у многих видов цветки закрываются на ночь, у некоторых видов в течение суток изменяется положение листьев. У тополей, растущих в поймах пустынных рек, в период солнцепека листья поворачиваются ребром к солнцу, и потому под такими деревьями днем не бывает тени. Аналогично может изменяться положение листьев у некоторых деревьев средней полосы, например, у липы. У клевера лугового листья на ночь складываются таким образом, что снаружи оказываются их нижние поверхности. У кактусов только ночью открываются устьица.
Сезонные Б. ярко выражены и у животных, и у растений, особенно в районах со значительными изменениями климата по сезонам года (в дождевых тропических лесах, где тепло и идут дожди круглый год, эти изменения сглажены). С временами года связаны Б. размножения животных и их миграций, наступление фенологических фаз развития растений (бутонизация, цветение, плодоношение).
Б. организмов, связанные с изменением длины светового дня, называются фотопериодизмом. Так, уменьшение длины дня является сигналом для подготовки растений к зиме и птиц к перелетам. Если этот сигнал дается с ошибкой, то растение может не подготовиться к холодам и погибнуть. Это случается с деревьями в городах, где длина светового дня искусственно увеличивается вечерним освещением улиц. «Сбитые с толку» липы, не сбросившие листву вовремя, могут погибнуть от морозов.
Под влиянием приливов и отливов меняется поведение организмов планктона, бентоса мелководий, в период отливов моллюски и усоногие ракообразные («морские желуди») закрывают створки своих раковинок, а многие черви и другие животные зарываются в песок.
Знание Б. играет важную роль в сельском хозяйстве, так как растения в разных фазах своего развития по-разному требовательны к элементам питания, влаге, свету, по-разному устойчивы к заражению болезнями, нападению вредителей или возросшей засоренности посева.
На знании Б. животных основывается система ухода за ними (определение времени оплодотворения, режима ухода за молодняком, времени дойки, длительности инкубационного периода разных видов птиц и т. д.).
БИОСФЕРА (Б.) — область обитания живых организмов планеты Земля, самая большая экосистема. Термин Б. предложил австрийский ученый-геолог Э. Зюсс (1875), однако целостное учение о Б. создал русский ученый В. И. Вернадский (1926), обосновавший геологическую преобразующую роль живых организмов. Именно живые организмы сформировали отложения известняков, залежи угля и нефти, накопили свободный кислород в атмосфере.
Б. охватывает нижнюю часть атмосферы (тропосферу), всю гидросферу (пресные и морские воды) и верхнюю часть литосферы Земли.
Верхняя граница Б. расположена на высоте 6 км над уровнем моря, нижняя — на глубине 15 км в толще земной коры (на такой глубине обитают бактерии в нефтяных водах) и 11 км в океане. По сравнению с диаметром Земли (13 000 км) Б. — это тонкая пленка на ее поверхности. Однако основная жизнь в Б. сконцентрирована в значительно более узких пределах, охватывающих всего несколько десятков метров.
Б. — саморегулирующаяся экосистема, в которой поддерживается экологическое равновесие. Жизнь в Б. осуществляется за счет постоянного потока экологически чистой и неисчерпаемой солнечной энергии и круговоротов химических элементов-биогенов (см. Круговорот воды, Круговорот углерода, Круговорот кислорода, Круговорот азота, Круговорот фосфора). При умеренном вмешательстве человека Б. в состоянии поддерживать эти круговороты, но при его усилении круговороты могут нарушаться.
В настоящее время нарушены круговороты углерода и воды, а также серы, хотя и не настолько, чтобы в ближайшие годы разразился экологический кризис. Однако уже проявляется действие парникового эффекта, на обширных территориях выпадают кислотные дожди. Большую опасность для Б. представляет разрушение озонового слоя. Опасные масштабы приняло техногенное нарушение литосферы (при добыче полезных ископаемых, строительстве городов, дорог, гидротехнических сооружений и т. д.).
Землю сравнивают с космическим кораблем, который путешествует в космосе и не имеет возможности ни произвести ремонт на базе, ни избавиться от отходов. Поэтому судьба «корабля», т. е. Б., находится в руках его команды. Этим объясняется усилившееся в последние годы международное сотрудничество в области охраны окружающей среды.
К понятию Б. близко понятие «гея» (Гея — богиня земли в греческой мифологии), которое в 70-х гг. ХХ столетия предложил английский ученый Дж. Лавлок.
БИОТА (Б.) — живое население экосистемы (населяющие ее растения, животные, грибы, бактерии).
БИОТЕСТИРОВАНИЕ — оценка состояния окружающей среды по живым организмам (см. Биологические индикаторы).
БИОТИЧЕСКАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ СРЕДЫ (Б.т.с.) — изменение абиотических условий под влиянием жизнедеятельности организмов. В. И. Вернадский рассматривал жизнь как геологический фактор, который создал биосферу. Благодаря живым организмам в атмосфере появился кислород, сформировались почвы, образовались толщи осадочных пород на дне океанов. В результате Б.т.с. создаются запасы детрита в виде торфа и сапропеля.
Б.т.с. происходит в ходе автогенных экологических сукцессий (при зарастании озер, скал, восстановлении леса после пожара и т. д.).
Важную роль играет Б.т.с. внутри экосистем: под деревьями изменяется освещенность, что способствует поселению теневыносливых растений; на пороях грызунов в степи разрастаются рудеральные растения.
Человек содействует тем формам Б.т.с., которые уменьшают отрицательное влияние его хозяйственной деятельности на биосферу. Наиболее важными вариантами Б.т.с., которые может усиливать или ослаблять человек, являются:
1. Очистка воды от химических загрязнений животными-фильтраторами. Эффективно очищают воду прибрежно-водные сообщества тростника, камыша, рогоза, топяного хвоща и других растений-амфибий.
2. Поддержание растениями газового состава атмосферы и очистка ее от загрязнений. Благотворное влияние на атмосферу оказывает лес (см. Лесные экосистемы).
3. Влияние растений на гидрологический режим и качество вод наземных экосистем. Главную роль в этом варианте Б.т.с. также играют леса. Большую роль в стабилизации водного режима играют болота.
4. Восстановление организмами баланса гумуса в почвах.
Изучение процессов Б.т.с. и управление ими — необходимый элемент построения общества устойчивого развития (см. Модели мира).
БИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ (Б.ф.) — факторы, порождаемые активностью организмов. Включают как разнообразные взаимоотношения организмов (конкуренция, хищничество, паразитизм), так и влияние последствий их жизнедеятельности, например, в виде веществ, устойчиво сохраняющихся в среде — детрит (см. Почва, Сапропель, Торф, Лесная подстилка). См. также Экологические факторы.
Порой довольно трудно провести границу между Б.ф. и абиотическими факторами. Так, содержание кислорода в водной среде, с формальной точки зрения, — абиотический фактор, но на самом деле оно во многом зависит от деятельности организмов (прежде всего различных бактерий), потребляющих кислород при разложении органического вещества.
БИОТОП (Б.) — однородное по абиотическим факторам местообитание, занятое одним и тем же сообществом (на суше — биогеоценозом). В Б. абиотические факторы среды преобразованы влиянием организмов (из материнской породы сформирована почва, изменен режим освещения, температуры, потребление ресурсов ограничено конкуренцией с организмами со сходным типом питания и т. д.). Примеры Б.: склон оврага, городской лесопарк, небольшое озеро (или часть большого озера с однородными условиями — прибрежная отмель, глубоководная часть).
БИОЦЕНОЗ (Б.) — совокупность живых организмов в пределах биотопа, связанных в процессе жизнедеятельности.
БОБОВЫЕ (Б.) — семейство цветковых растений, представители которых играют особо важную роль в функционировании агроэкосистем. С Б. симбиотически связаны бактерии-азотфиксаторы (см. Биологическая азотфиксация). По этой причине посевы Б. — важнейшее звено в севообороте, улучшающее почву. Они могут обеспечивать азотом также многолетние травосмеси. Кроме того, Б. дают полноценный белок, который может заменять животный белок (см. Продовольственная безопасность).
В РФ основной бобовой пищевой культурой является горох (в южных районах — соя). Из бобовых кормовых растений в РФ возделываются люцерны, клевера, козлятник, донники и эспарцет.
БОЛОТО (Б.) — экосистема избыточного увлажнения, в которой в качестве детрита накапливается не гумус, как в почве, а торф — слабо перегнившие остатки растений. Б. играют важную роль как регуляторы гидрологического режима территорий: запасая влагу в период таяния снегов и осенних осадков, Б. питают ручьи и реки в сухие периоды года. Б. — санитары агроэкосистем. Стекающая в них вода может содержать удобрения, остатки пестицидов, нефтепродукты, навозные стоки, а вытекающие из болота ручьи полностью очищены от этих примесей. В Эстонии есть опыт использования Б. как очистных сооружений для обеззараживания наиболее токсичных животноводческих стоков свиноферм.
В РФ на долю Б. приходится около 6% территории. Б. распространены в основном в лесной зоне, хотя по речным поймам они проникают в лесостепную и даже степную зоны. Самые обширные Б. — в Западно-Сибирской низменности.
Существуют три типа Б.: низинные, переходные и верховые.
Низинные Б. образуются либо при экологической сукцессии зарастания озер, либо при заболачивании суши, когда на поверхность почвы выходят грунтовые воды. Основные торфообразователи в низинных Б. — разные осоки, обычно образующие крупные кочки, тростник, рогоз, камыш. Большинство этих Б. зарастает ивами, черной ольхой. Это самый распространенный тип Б., их можно встретить от лесотундры до степной зоны.
Переходные Б. представляют следующую стадию сукцессии развития низинного Б. При этом мощность торфяного слоя постепенно увеличивается, и когда она превысит 40—50 см, корни большинства растений отрываются от богатой питательными элементами почвы. Растения переходят на питание за счет торфа, который минерализуется микроорганизмами. Минерализация происходит медленно и не до конца, и потому условия питания растений ухудшаются. Каждому новому поколению растений достается все меньше питательных элементов. Образующиеся из отмирающих растений новые слои торфа содержат совсем мало кальция, фосфора, калия и других элементов питания. Чем мощнее отложения торфа, тем беднее его верхний слой. Растения, требовательные к питательным элементам почвы, сменяются растениями, приспособленными к росту в условиях ограниченных ресурсов минерального питания — березой пушистой, вахтой трехлистной, белокрыльником болотным и др. Появляется мох сфагнум.
Если накопление торфа продолжается, то количество минеральных элементов в верхнем слое торфа становится еще меньше. Настает момент, когда Б. превращается в верховое. Вся поверхность покрывается сфагновыми мхами. Из древесных растений на верховом Б. растет сосна, появляются клюква и другие растения семейства вересковых: багульник, болотный мирт, подбел, а по сухим кочкам — лишайники.
Во многих районах РФ запрещено осушение Б., так как невысокий доход от осушенных земель не идет в сравнение с убытком, который наносится природе, и в первую очередь — гидрологическому режиму ландшафтов. Осушение крупных массивов Б., кроме того, вносит свой вклад в формирование парникового эффекта: если нормально функционирующее Б. связывает в торфе углерод, то осушение Б. в большинстве случаев ведет к минерализации торфа и выделению в атмосферу большого количества диоксида углерода.
БОНИТЕТ ЛЕСА (Б.л.) — показатель хозяйственной производительности леса. Определяется по скорости роста деревьев. Различают шесть классов Б.л.: Iа, I, II, III, IV, V. Бонитет Iа имеют самые высокорослые деревья, которые произрастают на лучших почвах и являются наиболее ценным сырьем для производства строительных материалов (досок, строительного бруса). Деревья III—V классов бонитета отличаются низкорослостью, связаны с бедными почвами и используются только как дрова или сырье для лесохимической промышленности.
БОНИТЕТ ПОЧВЫ (Б.п.) — интегральная оценка производительности почвы. Обычно при оценке Б.п. используется 100-балльная шкала, причем в 100 баллов оценивается почва, дающая самый высокий урожай, — выщелоченный чернозем, который не нарушен эрозией. Серые лесные почвы получают 60—80 баллов, подзолистые, каштановые или горные неполно развитые 30—60 баллов и т. д. Б.п. позволяет дать достаточно точный прогноз урожайности сельскохозяйственных культур. Б.п. учитывается при определении стоимости земли при ее продаже, при определении величины налогов и арендной платы и т. д.
БОТАНИЧЕСКИЙ САД (Б.с.) — научно-исследовательское, учебное и культурно-просветительное учреждение, собрание коллекций живых растений. В Б.с. организована охрана растений на популяционно-видовом уровне. В РФ имеется свыше 50 Б.с., из которых самые крупные — Б.с. РАН в Москве (площадь 360 га, 20 тыс. видов растений, в том числе около 200 редких и исчезающих видов), Б.с. МГУ (площадь 40 га), Б.с. Ботанического института им. В. Л. Комарова в Санкт-Петербурге (площадь 22,6 га).
БРАКОНЬЕРСТВО (Б.) — незаконная добыча животных и растительного сырья без надлежащего разрешения, в запрещенных местах, в запрещенные сроки или запрещенными орудиями и способами.
В результате Б. в РФ резко сократилась численность кабана, выдры, лося, медведя, бобра, оленя, рыси и лисицы. Б. наносит значительный ущерб популяциям осетровых рыб в Волге, Доне, Урале, Оби. Например, только в 1995 г. браконьеры добыли 200 т осетров.
В некоторых районах РФ Б. истощило запасы наиболее ценных лекарственных растений (они теперь занесены в Красные книги): валерианы лекарственной, горицвета весеннего и др.
Из-за Б. продолжается истощение ресурсов в дальневосточных морях. Только за 1995 г. там было выявлено более 1500 российских, китайских и японских судов, которые вели браконьерский лов рыбы и других морепродуктов (крабов, креветок, кальмаров и др.).
Б. провоцируется экономическими выгодами. Высокая цена на тигровые шкуры стала причиной катастрофического сокращения числа уссурийских тигров (их осталось меньше 200 особей). В Индии и Африке из-за высоких цен на слоновую кость (3 тыс. долл. за 1 кг) и рог носорога (50 тыс. долл. за 1 кг) усилиями браконьеров резко сократилась численность этих животных. Так, за период 1973—1987 гг. количество слонов сократилось в Уганде на 89%, в Кении на 85%, в Танзании на 53%.
Можно привести примеры государственного Б. Так, в 60—70-е гг. СССР, Япония и Греция вели в южном полушарии хищнический промысел китов, нарушая установленные квоты.
Для борьбы с Б. вводятся жесткие правовые и экономические санкции, ужесточается таможенный контроль, препятствующий вывозу трофеев за рубеж. Разрабатываются нетривиальные способы борьбы с Б. Так, в Индии в рога носорогов вживляют микрочипы (миниатюрные радиопередатчики), которые обнаруживаются таможенниками и позволяют установить, где добыто животное. В Намибии для защиты от Б. предпринят опыт спиливания рогов у носорогов. Рога были проданы государством и деньги использованы для охраны территорий, где обитают носороги. «Обезроживание» не наносило животным ущерба, и они «обзаводились семьей», давали потомство.
В РФ уголовным и административным экологическим правом предусмотрены меры по пресечению Б., но они недостаточно строгие. Недостаточно и средств для борьбы с Б., которое имеет место даже в заповедниках.
БЫТОВАЯ РАДИАЦИОННАЯ НАГРУЗКА (Б.р.н.) — воздействие на человека невысоких доз ионизирующего излучения, не связанного с производством ядерной энергии или специальным использованием радиоактивного излучения. Б.р.н. может быть получена при использовании бытовых приборов (в первую очередь цветных телевизоров и часов со светящимся циферблатом, в которых использованы люминофоры), а также при рентгенологических обследованиях (возможное облучение рентгеновским аппаратом обслуживающего его медицинского персонала Б.р.н. не является).
При трехчасовом ежедневном сидении у цветного телевизора может быть получена годовая доза 15—20 мбэр, при однократном рентгенологическом обследовании органов пациент получает от 10 до 3000 мбэр (при рентгеноскопии радиационные нагрузки выше, чем при рентгенографии). По этой причине следует по возможности заменять рентгеноскопические обследования ультразвуковыми, которые менее опасны для человека.
Серьезными «вкладчиками» в Б.р.н. могут быть печи, отапливаемые углем. При сжигании угля на электростанциях с высокими трубами количество радиоактивной золы, выбрасываемой в атмосферу города, на единицу топлива оказывается в 50 раз меньше, чем при сжигании угля в небольших печах для отопления квартир, которые имеют низкие трубы.
В состав Б.р.н. входит и естественная радиация.
Предельно допустимой считается Б.р.н. в 500 мбэр/год, хотя есть мнение, что она не должна превышать 60 мбэр/год, так как при более высоких нагрузках повышается риск генетических поражений организма. По этой причине не следует злоупотреблять временем пребывания у цветного телевизора. Важен контроль содержания в атмосфере квартиры радона. Нежелательно использовать для строительства жилых помещений или других зданий, где длительное время пребывают люди, строительные материалы с повышенной радиоактивностью.
Поскольку живые организмы обладают способностью биоаккумуляции загрязнений, в том числе и радиоактивных изотопов (см. Аккумуляция веществ организмами), вклад в Б.р.н. могут вносить и продукты питания. Повышенной радиоактивностью могут обладать морская (и даже речная) рыба, грибы, молоко.
По этой причине необходим дозиметрический контроль качества продуктов в районах с повышенным уровнем радиоактивного загрязнения.
БЫТОВОЙ МУСОР (Б.) — фракция твердых отходов, которая образуется в коммунальном хозяйстве городов, а также в сельской местности. Особенно большое количество Б.м. образуется в городах. Типичный состав Б.м. приведен в табл. 7.
Наибольшее количество Б.м. на одного жителя приходится в США — свыше 700 кг в год. Количество Б.м. в странах Европы примерно в 2 раза ниже. На одного горожанина РФ приходится 300—400 кг Б.м. в год.
В странах Западной Европы Б.м. перерабатывают в основном на мусоросжигательных заводах (МСЗ), что экологически небезопасно, так как газообразные выбросы таких заводов загрязняют атмосферу. Кроме того, в результате сжигания Б.м. накапливается большое количество золы.
Более перспективно фракционирование Б.м.: в отдельные контейнеры собираются бумага, пластики, органические остатки, стекло, металлы, что облегчает переработку (это делается в большинстве развитых стран). Значительный успех в рециклинге фракционированного мусора достигнут, например, в Германии.
Органические остатки после компостирования могут служить сырьем для производства удобрений и кормом для животных (в особенности рыб).
Автомобильные шины (а они составляют значительную долю в Б.м.) или сжигают на ТЭЦ, или восстанавливают для повторного использования, или перетирают в крошку, которую используют в качестве наполнителя при производстве пластиков.
Сложной проблемой ликвидации или утилизации Б.м. являются пластики, из которых производятся средства упаковки, детали бытовой техники, автомобилей, дизайна помещений и т. д. Большинство ныне существующих пластиков не разлагается микроорганизмами. При рециклинге их используют повторно для производства строительных деталей, мебели и др. Однако все большее распространение получают биодеградабельные пластики — пластмассы, которые за короткое время (от нескольких месяцев до двух лет) разрушаются микроорганизмами. Такие пластмассы используются для изготовления одноразовой посуды и тары. Первый биодеградабельный пластик был создан в 1989 г. итальянской химической компанией «Феррузи». Он сделан из полиэтиленовой ткани, которая содержит пустоты, заполненные кукурузным крахмалом в количестве от 10 до 50%. Микроорганизмы разрушают пластик до оксида углерода и воды в течение полугода. Подобные пластики, основанные на крахмале, разработаны в Австрии и Великобритании. В ФРГ получен пластик на основе масла овощей, он безопасен для окружающей среды. Стоимость этого пластика не выше стоимости полимеров, произведенных из нефти. Новые биодеградабельные пластики получены также в США и Японии.
Несколько проще решается проблема реутилизации стекла из Б.м., так как его переплавка экономически рентабельна. В Германии собирается большая часть использованного стекла — около 1,17 млн. т. Кроме того, свыше 100 тыс. т битого стекла импортируется из других стран и переплавляется вместе с собственной стеклотарой. Количество Б.м. уменьшается при многократном использовании стеклянной посуды (хотя нередко за это приходится платить дополнительной энергией на транспортные расходы). Чтобы побуждать население сдавать бутылки, в большинстве европейских стран повышается их залоговая стоимость, создаются дополнительные приемные пункты. Кроме того, принимаются меры для организации сбора стекла без залоговой стоимости в специальные бункеры. В Нидерландах, например, сейчас имеется около 11 тыс. бункеров, по одному на 1,3 тыс. жителей; 80% домохозяек могут пользоваться бункерами, расположенными у автобусных остановок и автостоянок. В Великобритании Конфедерация производителей стекла приняла решение довести число бункеров до одного на 10 тыс. жителей.
Новой фракцией Б.м. стали алюминиевые банки от напитков. В большинстве стран организован их сбор для переплавки. Так, в Швеции, к примеру, в магазины возвращается 8 банок из 10.
Уменьшает количество Б.м. (и одновременно способствует сохранению леса) сбор и переработка макулатуры (см. Экологическая бумага).
В настоящее время в большинстве городов РФ проблема Б.м. не решена, хотя в Москве работает несколько МСЗ и Правительством Москвы принято решение о повышении их экологической чистоты. Однако практически отсутствует сбор вторичного сырья (за исключением цветных металлов), что ведет к накоплению Б.м.
БЫТОВЫЕ СТОКИ (Б.с.) — жидкие отходы коммунального хозяйства. Чистая вода, которую потребляет горожанин (300—400 л в течение суток), возвращается в среду в сильно загрязненном состоянии. Б.с. составляют половину объема сброса всех сточных вод по РФ в целом. В Москве объем Б.с. превышает 2 млрд. м3/год, в Санкт-Петербурге 1 млрд. м3/год, свыше 200 млн. м3/год составляют Б.с. Нижнего Новгорода, Новосибирска, Самары, Челябинска, Красноярска, Омска, Екатеринбурга.
С каждым годом в Б.с., помимо фекалий и другой органики, от которой их сравнительно просто очистить биологическим путем в очистных сооружениях, увеличивается содержание опасных химических загрязнителей. Среди них нефтепродукты, взвешенные вещества, хлориды, сульфаты, нитриты, нитраты, аммонийный азот, СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества, их пример — стиральные порошки), фенолы, железо, медь, цинк, никель, хром, свинец, кобальт, алюминий, кадмий.
Переработка Б.с. относится к числу трудных проблем городской экологии. Использование городских стоков на полях орошения, которые давали горожанам овощи и животноводческую продукцию (при выращивании многолетних трав), сегодня практически невозможно ввиду их загрязненности тяжелыми металлами и другими токсичными веществами. Непригодны для удобрений и шламы (сухой остаток, образующийся в результате очистки Б.с.). В итоге Б.с. превращаются в трудно перерабатываемые твердые отходы.
БЫТОВЫЕ ФИЛЬТРЫ (для питьевой воды, Б.ф.) — специальные устройства, очищающие воду от загрязнителей: органических веществ (фенолов, нефтепродуктов), тяжелых металлов, а также уменьшающие жесткость воды. Различают три группы Б.ф. К первой группе относятся фильтры-насадки, которые подсоединяются к водопроводному крану («Кристаллик», «Нимфа», «Гейзер», «Родничок», «Русалка» и др.). В этих Б.ф. используются различные адсорбенты, в первую очередь активированный уголь, а также различные ионообменные смолы. Ко второй группе относятся более сложные Б.ф., которые очищают воду с использованием электрохимической обработки («Изумруд», «Лидер», «Оазис» и др.). К третьей группе относятся Б.ф. наливного, или «кувшинного», типа («Барьер», «Брита»). В них также используются адсорбенты.
Каждый Б.ф. имеет свой ресурс работы, указанный в сопровождающем его паспорте (количество литров воды, которое может быть очищено). После исчерпания ресурса Б.ф. следует заменить на новый. Регенерация адсорбентов в Б.ф. возможна только в заводских условиях.
ВЕРМИКУЛЬТУРА (В.) — разведение дождевых червей на специальных фермах. Первые хозяйства В. были созданы в конце 40-х гг. в США. В настоящее время в этой стране работает свыше 700 хозяйств В. промышленного типа. Есть такие хозяйства в Великобритании, Голландии, Германии и других странах Западной Европы. В РФ имеется 50 хозяйств В.
При скармливании червям органических отходов (в первую очередь навоза) достигается двойной выигрыш: получается так называемый биогумус (переработанный червями навоз) с более высоким (в 6—10 раз), чем в навозе, содержанием питательных элементов, и биомасса червей, которая используется для откорма птицы и разведения рыбы. Биомасса червей содержит 55—70% белка и более 10% жиров.
Не следует переоценивать возможности В. для переработки большого количества навоза, скапливающегося на животноводческих комплексах, так как В. крайне трудоемка. Биогумус очень дорог и чаще применяется в индивидуальных садах.
ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА (В.) — один из наиболее развитых и перспективных вариантов нетрадиционной энергетики, при котором используется экологически чистый и неисчерпаемый источник энергии — ветер. В настоящее время наибольшего развития В. достигла в Германии, Англии, Голландии, Дании, США (только в штате Калифорния 15 тыс. ветряков). Наиболее оправданны небольшие ветряные энергетические установки (ВЭУ) мощностью до 15 кВт, хотя сооружаются и установки мощностью 100—500 кВт. Обычно на одной площадке устанавливается большое количество ВЭУ, образующих так называемую ветровую ферму. Самая большая ферма сооружена в Калифорнии и включает около 1000 ВЭУ, ее общая мощность 100 МВт.
Попытки сооружения «ветряных монстров» (в устье Эльбы была построена ВЭУ «Гровиан» мощностью 3 МВт, а в штате Огайо в США — мощностью 10 МВт) неоправданны, так как такие установки вызывают сильное шумовое загрязнение на больших территориях, примыкающих к ВЭУ. ВЭУ в Огайо проработала несколько суток и была демонтирована и продана как металлолом.
Небольшие ВЭУ — идеальные источники энергии для ферм. Они могут быть подключены к центральной системе энергоснабжения, дающей ферме энергию в период безветрия и, напротив, принимающей излишки энергии от ВЭУ в особо ветреную погоду. Удобны небольшие ветряки для дачных участков. По прогнозам футурологов, в некоторых странах доля электроэнергии, получаемой на ВЭУ, в будущем может составить 10%.
В России проектирование и строительство ветряков осуществляет НПО «ВЕТРОЭН». В настоящее время восточнее Воркуты создается ВЭУ из 10 агрегатов мощностью по 250 кВт каждый. Разрабатываются проекты сооружения ВЭУ повышенной прочности мощностью от 10 до 300 кВт.
ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ОРГАНИЗМОВ (В.о.) — прямое и опосредованное влияние организмов друг на друга. Существуют различные классификации В.о., одна из которых приведена в табл. 8.
В.о. могут быть внутривидовыми и межвидовыми, между организмами одного трофического уровня (горизонтальные В.о.) и разных трофических уровней (вертикальные В.о.). В.о. одного трофического уровня (как внутри вида, так и между видами), как правило, носят характер конкуренции, но могут на некоторых этапах жизни организмов быть мутуализмом (т. е. взаимопомощью). Между организмами разных трофических уровней различают В.о. «хищник — жертва», «паразит — хозяин», мутуализм и комменсализм.
Кроме материальных В.о. (конкуренции за ресурсы или передачи вещества и энергии по пищевым цепям), широко распространены сигнальные (информационные) В.о.
Понятия «полезные В.о.» и «вредные В.о.» в естественных экосистемах весьма относительны, так как все В.о. помогают поддерживать экологическое равновесие и в конечном итоге являются полезными для всех видов, которые входят в состав экосистемы.
ВЗАИМООТНОШЕНИЯ «ПАРАЗИТ — ХОЗЯИН» (В. п.—х.) — один из вариантов вертикальных взаимоотношений организмов, при которых происходит передача вещества и энергии с одного трофического уровня на другой. Поскольку существуют суперпаразиты (т. е. «паразиты паразитов», заключенные друг в друга наподобие матрешки, вплоть до четвертого порядка), то может формироваться особый вариант паразитарной пищевой цепи.
Есть также примеры сложных В. п.—х. с посредником. Так, гетеротрофное растение-паразит подъельник паразитирует на грибах, разлагающих мертвое органическое вещество, но, кроме того, по гифам микоризного гриба как по шлангу выкачивает питательные элементы из корней ели.
В естественных экосистемах В. п.—х. являются одним из важных факторов поддержания экологического равновесия, причем в процессе длительной коэволюции паразитов и хозяев вырабатываются специальные механизмы, которые позволяют им устойчиво сосуществовать.
У хозяев вырабатывается целый ряд защитных реакций, главные из которых:
иммунный ответ организма, т. е. возникновение биохимических реакций, которые сдерживают массовое развитие паразитов;
сбрасывание зараженных частей (это особенно характерно для растений-хозяев, которые сбрасывают сильно зараженные листья). В этом случае паразиты продолжают жить уже как детритофаги;
выработка устойчивости к влиянию паразитов за счет быстрого роста здоровых тканей взамен пораженных (это имеет место при поедании тканей растений тлями);
изоляция органов поражения как «зеленых островов» (формирование галлов у дуба, орешника и других растений после того, как насекомое-паразитоид отложит в ткани листа яйцо). В этом случае ответ запрограммирован: в генной памяти хозяина записана реакция на поселение паразитоида;
уменьшение плотности популяций хозяев, что снижает вероятность распространения паразита и заражения им. Зараженные животные менее подвижны и становятся более легкой добычей хищников, таким образом, снижая долю зараженных особей в популяции;
формирование гетерогенных популяций хозяев, в составе которых есть экотипы, устойчивые к паразитам. Эти экотипы являются основой адаптивной селекции на повышение устойчивости культурных растений к грибковым заболеваниям.
Для естественных экосистем формирование экологического равновесия между популяциями паразитов и их хозяев — нормальное явление. В силу того, что паразиты связаны с ограниченным кругом хозяев, эта связь математически описывается много проще, чем связь между хищниками и их жертвами. Во многих случаях проявляется закономерность: плотность популяций обоих видов изменяется циклически, но пики плотности паразитов запаздывают по отношению к пикам плотности хозяев.
Ситуация изменяется в антропогенных экосистемах (особенно в сельскохозяйственных), где заражение паразитами может привести к существенному падежу скота. Представляют опасность взаимоотношения паразитов и человека, который может заболевать гельминтозами, вызываемыми разными видами глистов, лямблиозом, болезнями бактериальной и вирусной природы.
Катастрофическими были последствия заноса паразитов в новые районы, где у их потенциальных хозяев отсутствуют механизмы снижения отрицательных эффектов влияния паразитов. Уже в ХХ столетии произошли ботанические катастрофы в Америке (гибель зубчатого каштана от занесенного туда из Китая паразитического гриба, вызывающего «рак каштана») и Европе, где от «голландской болезни» почти полностью исчез вяз. Болезнь вызывает гриб Ophiostoma ulmi, который переносится жуком-короедом. К настоящему времени американские генетики получили устойчивые к паразиту экотипы вяза, разработана специальная методика «лечения» больных деревьев. Очевидно, что невозможно восстановить каштановые леса, но каштан может снова стать украшением парков.
ВЗАИМООТНОШЕНИЯ «ФИТОФАГ — РАСТЕНИЕ» (В. ф.—р.) — основной тип вертикальных взаимоотношений организмов, при котором вещество и энергия, накопленные продуцентами, передаются гетеротрофам.
В процессе эволюции растения вырабатывают средства защиты от поедания их животными-фитофагами. Это могут быть различные «механические» приспособления (твердая, грубая кора, толстый восковой налет, всевозможные шипы, колючки и волоски, в том числе жгучие). Кроме того, растения используют и «химические средства защиты». Так, основное вещество клеточных стенок всех растений — целлюлоза (клетчатка) — очень прочное соединение, практически не перевариваемое животными. Но в процессе эволюции животные-фитофаги в свою очередь вырабатывают приспособления: главную работу по разложению целлюлозы в пищеварительном тракте жвачных животных выполняют бактерии, а в кишечнике термитов — простейшие из класса жгутиконосцев.
Помимо целлюлозы и лигнина (сложного органического соединения, входящего в состав древесины) защитную функцию выполняют образуемые растениями танины (вяжущие вещества), а также специальная группа ядовитых веществ (например, различных алкалоидов и цианидов), эффективно и обычно избирательно воздействующих на тех или иных животных.
В целом во В. ф.—р. прослеживается общая закономерность: чем слабее растение защищено от фитотрофов, тем быстрее оно растет, и наоборот, наиболее хорошо защищенные растения, как правило, растут очень медленно.
Аналогично регулируется равновесие между популяциями фитопланктона и зоопланктона. Активно поедаемые микроскопические водоросли быстро размножаются. Некоторые водоросли, напротив, защищаются от выедания специальными выростами на твердых панцирях (как диатомовые), или объединением в большие колонии, которые не могут быть отфильтрованы рачками. Колониальными формами представлено большинство видов цианобактерий, вызывающих «цветение» воды. Сохранению водорослей помогает их способность образовывать покоящиеся стадии, играющие ту же роль, что и банки семян у растений. Наконец, некоторые водоросли заглатываются планктонными животными-фитофагами, но не перевариваются и выделяются живыми с фекалиями.
Однако возможны периодические вспышки плотности популяций фитофагов и временное угнетение популяций растений. В агроэкосистемах или лесах (особенно лесопосадках), которые интенсивно эксплуатируются человеком, такие вспышки обилия фитофагов могут приводить к угнетению популяций растений. Такие фитофаги называются вредителями.
ВЗАИМООТНОШЕНИЯ «ХИЩНИК — ЖЕРТВА» (В. х.—ж.) — основной тип вертикальных взаимоотношений организмов, при котором по пищевым цепям передаются вещество и энергия.
Равновесность В. х.—ж. наиболее легко достигается в том случае, если в пищевой цепи имеется не менее трех звеньев (например, трава — полёвка — лисица). При этом плотность популяции фитофага регулируется взаимоотношениями как с нижним, так и с верхним звеном пищевой цепи.
В зависимости от характера жертв и типа хищника (истинный, пастбищник) возможна разная зависимость динамики их популяций. При этом картина осложняется тем, что хищники очень редко бывают монофагами (т. е. питающимися одним видом жертвы). Чаще всего, когда истощается популяция одного вида жертвы и ее добывание требует слишком больших затрат сил, хищники переключаются на другие виды жертв. Кроме того, одну популяцию жертв может эксплуатировать несколько видов хищников.
По этой причине часто описываемый в экологической литературе эффект пульсирования численности популяции жертвы, за которым с определенным запаздыванием пульсирует численность популяции хищника, в природе встречается крайне редко.
Равновесие между хищниками и жертвами у животных поддерживается специальными механизмами, исключающими полное истребление жертв. Так, жертвы могут:
убегать от хищника (в этом случае в результате соревнования повышается подвижность и жертв, и хищников, что особенно характерно для степных животных, которым негде прятаться от преследователей);
приобретать защитную окраску («притворяться» листьями или сучками) или, напротив, яркий (например, красный) цвет, предупреждающий хищника о горьком вкусе;
прятаться в укрытия;
переходить к мерам активной обороны (рогатые травоядные, колючие рыбы), часто совместной (птицы-жертвы коллективно отгоняют коршуна, самцы оленей и сайгаков занимают «круговую оборону» от волков и т. д.).
ВЗАИМОПОМОЩЬ У РАСТЕНИЙ (В.р.) — мало изученные варианты комменсализма и мутуализма. В результате взаимопомощи растения, высеянные группой, развиваются лучше, так как у них легче формируется симбиоз с грибами и бактериями. Достаточно обычны случаи срастания корней у деревьев, при этом часть пластических веществ переходит от более сильного растения к более слабому.
Однако при достижении растениями определенного возраста положительный эффект группы сменяется конкуренцией, и растения в центре группы развиваются хуже, чем расположенные по краю.
Совместно произрастающие растения лучше опыляются насекомыми, так как повышается вероятность переноса пыльцы с цветков одного растения на другое и, кроме того, яркое цветовое пятно из нескольких цветущих и выделяющих ароматические вещества растений привлекает насекомых.
Возможны явления В.р. и при «коллективной обороне» от фитофагов, проявляющих чрезмерно высокую активность и способных серьезно повредить растениям. В этом случае после начала активного поедания фитофагами в растениях происходят биохимические реакции и повышается концентрация цианидов, снижающих поедаемость. При этом подвергшиеся нападению фитофагов особи выделяют летучие сигнальные вещества, которые способны вызывать повышенное образование цианидов у тех особей, которые еще не повреждены.
В целом, несмотря на многообразие форм проявления В.р., их роль в естественных экосистемах не следует переоценивать. Основным типом горизонтальных взаимоотношений у растений является конкуренция.
ВЗВЕШЕННАЯ ПЫЛЬ (В.п.) — твердые частицы в воздухе, компонент загрязнения атмосферы. В.п. на 90% состоит из мелкодисперсной фракции, трудно улавливаемой пылеуловителями. В.п. может накапливаться в легких и представляет угрозу для здоровья человека. На частицах В.п. оседают такие опасные вещества, как тяжелые металлы и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), включая бенз(а)пирен. Опасное загрязнение вызывают частицы истирающихся автомобильных покрышек и асбеста. Воздух в квартире может загрязняться В.п. от старого поролона. Основными источниками В.п. в городах являются предприятия химического и топливно-энергетического комплексов и автотранспорт.
ВИБРАЦИЯ (В.) — колебательный процесс, который передается от одного вибрирующего предмета к другому, один из вариантов физического загрязнения среды. Как и шумовое загрязнение, В. измеряется в децибелах. При длительном воздействии В. могут разрушаться сооружения, техника. У человека В. вызывает вибрационную болезнь.
ВИДЕОЗАГРЯЗНЕНИЕ (В.) — насыщение городской архитектуры элементами строений, которые служат причиной появления у человека раздражительности и даже агрессивности. Это явление было специально исследовано В. А. Филиным (1990), который разработал особый раздел городской экологии — видеоэкологию. Причина В. — увеличение доли гомогенных агрессивных полей (голые стены, монолитное стекло, глухие заборы, асфальтовые покрытия, гладкие крыши домов, одинаковые и равномерно размещенные на поверхности элементы — окна на стене дома, плитки на тротуаре или стене, гофрированные поверхности и проч.).
Исторически у человека сформировалась потребность в разнообразии зрительных восприятий в естественной среде. На голой стене глазу не за что «зацепиться», и это отрицательно сказывается на работе центральной нервной системы и в конечном итоге на общем самочувствии человека. Таким образом, так называемые «архитектурные излишества» могут служить положительным фактором, повышающим разнообразие городской среды.
ВИДОВОЕ БОГАТСТВО (В.б.) — количество видов всей биоты или какой-то ее части (сосудистых растений, мхов, лишайников, водорослей, грибов, нематод, насекомых, птиц и т. д.) на определенной площади; простой показатель, отражающий биологическое разнообразие. Для мелких организмов (мхи, почвенные беспозвоночные) В.б. оценивается на площади от 0,01 до 1 м2, для деревьев и птиц — на площади от 100 м2 до 1 км2, для крупных животных (лев, тигр, слон, жираф и др.) используют площади учета в десятки квадратных километров.
ВИОЛЕНТ (В.) — растение с особым типом стратегии поведения, требующее для своего развития стабильных условий среды, богатой ресурсами. В. отличаются низкой семенной продуктивностью и высокой конкурентной способностью. У В. фундаментальные и реализованные экологические ниши равны. В. плохо переносят стрессы и нарушения, и потому при возникновении неблагоприятных условий погибают. Примеры В.: дуб и бук, тростник в низовьях рек Волга, Урал.
ВОДА (В.) — важнейший экологический ресурс и главная составляющая живых организмов. Даже в теле взрослого человека при весе в 70 кг на воду приходится 50 кг. Для организмов, обитающих в приземном слое атмосферы и в почве, главным источником В. являются осадки. Экологическая роль осадков меняется в зависимости от других параметров климата, в особенности от температурного режима, который определяет интенсивность испарения В. с поверхности почвы, водоема или транспирации растений.
В обеспечении В. наземных организмов значительную роль играют грунтовые В., а также В. водоемов (в первую очередь как водопои для животных).
Обеспеченность В. и ее динамика в течение года — один из важнейших факторов, определяющих закономерности расселения организмов, а также состав и структуру экосистем. Благодаря тепловой энергии солнечного света В. постоянно циркулирует в биосфере (см. Круговорот воды, Гидросфера). У организмов выработался широкий спектр приспособлений к водному режиму (см. Адаптация, Жизненная форма, Патиент). Поскольку с В. организмы получают растворенные в ней вещества, важнейшей характеристикой В. является ее качество, которое может резко ухудшаться в результате загрязнения.
Возможно антропогенное регулирование водообеспеченности экосистем (см. Гидромелиорация).
ВОДООХРАННАЯ ЗОНА (В.з.) — покрытая лесом территория, выделяемая для охраны надземных и подземных вод от загрязнений (вокруг озер, рек, родников и т. д.). Большую роль при этом играет лесная подстилка, хорошо впитывающая воду и усиливающая ее фильтрацию через почву. В процессе этой фильтрации загрязняющие вещества удерживаются почвенными коллоидами, а часть из них разрушается микроорганизмами. В В.з. запрещено создание животноводческих летних ферм.
Леса в В.з. относятся к первой группе (см. Лесопользование).
ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ (В.) — использование водных ресурсов для нужд промышленности, коммунального и сельского хозяйства. Различают возвратное (оборотное) В., при котором вода используется многократно, чем обеспечивается ресурсосбережение, и безвозвратное (т. е. однократное) В. Несмотря на то, что запас речных вод составляет 0,0001% от объема всей гидросферы, за счет быстрого возобновления (см. Круговорот воды) и способности к самоочищению (см. Самоочищение природных вод) именно реки обеспечивают основной объем В.
В. в мире постоянно увеличивается. Так, если в 1942 г. В. составляло 1050 км3, то в 1990 г. — уже 4130 км3. По прогнозам, в 2000 г. В. составит 5200 км3. В РФ в 1994 г. В. составило 77 км3 воды, в том числе 60,5 км3 из поверхностных водных источников, около 11,5 км3 из подземных источников и 5 км3 морской воды. Во всем мире основным потребителем воды является сельское хозяйство (до 70—80%), в РФ сельское хозяйство расходует только 20% потребляемой воды. На промышленные нужды приходится 53,2%, остальное В. приходится на коммунальное хозяйство. На системы оборотного В. в РФ приходится 80%, однако значительны потери воды при ее транспортировке от источников до водопотребителя. Недостаточно и количество оборотов воды (3—4), в США вода совершает 7—8 оборотов.
В большинстве районов РФ потребляется воды больше, чем допускает естественный норматив В., соответствующий скорости возобновления забираемой воды (20—30% речного стока), причем ситуация ухудшается. Так, В. в реках Волжского бассейна с 1960 г. по 1990 г. нарастало со скоростью 1 км3 в год и увеличилось в 1,6 раза.
Чрезмерно высокое В. отмечается из рек Центральной Азии, что приводит к их гибели — так случилось с реками бассейна Аральского моря (см. Гидромелиорация).
ВОДОРОСЛИ (В.) — сборная группа низших растений, играющая важную роль в водных и наземных экосистемах. Особое значение имеют микроскопические В. (зеленые, диатомовые), которые являются основными продуцентами водных экосистем. В морских экосистемах обитают также крупные В. (бурые, красные) с длиной слоевища до 60 м, биологическая продукция которых может достигать 2 т/га сухого вещества. В наземных экосистемах распространены почвенные В., однако их вклад в первичную биологическую продукцию незначителен.
ВОДОХРАНИЛИЩЕ (В.) — искусственный водоем объемом более 1 млн. м3, уровень которого регулируется искусственно специальными гидротехническими сооружениями с целью расходования воды на хозяйственные нужды. В мире имеется около 2,5 тыс. В. (только в США их 689). На территории бывшего СССР было построено 237 В. В подавляющем большинстве случаев создание В. пагубно сказывается на состоянии окружающей среды: затопляются и уничтожаются большие площади пахотных земель или лесов, подтопляются окружающие В. территории. На дне В. накапливаются загрязняющие вещества, а усиленный приток питательных веществ (прежде всего фосфора) приводит к эвтрофикации водоема. За последние 20 лет в воде В. Волжского бассейна содержание фосфора возросло с 0,02—0,04 до 5—6 мг/л, что удвоило продукцию фитопланктона.
В табл. 9 приведены данные о наиболее крупных В. РФ.
ВОЕННЫЙ ЭКОЦИД (В.э.) — нарушение экосистем как среды обитания человека в ходе военных действий. В.э. сопровождает любые военные действия, однако в ряде случаев при решении военных задач ставилась специальная задача разрушения среды обитания населения противника. Первыми В.э. применили в 146 г. римляне, которые при разрушении Карфагена посыпали почву солью, чтобы ее нельзя было использовать для земледелия. Однако наиболее крупными акциями В.э. было применение дефолиантов во время войны в Индокитае (1964—1970 гг.) и нефтяное загрязнение Ираком атмосферы, почв и Персидского залива во время ирако-кувейтской войны (1991 г.).
Вооруженные силы США в 1960-х гг. распылили на территории Вьетнама и Камбоджи свыше 100 тыс. т различных химикатов-дефолиантов, в составе которых было вещество, воздействующее на деревья — арборицид 2,4,5-Т, с примесью диоксинов. В итоге были уничтожены тропические леса на площади 2 млн. га и 43% площади сельскохозяйственных угодий Вьетнама. Резко обеднилась фауна (к примеру, из 160 видов птиц в районах, подвергнутых обработке дефолиантами, сохранилось менее 20). На обработанной дефолиантами почве лес либо вообще не восстанавливается и разрастается двухметровый злак слоновая трава, либо восстанавливаются малоценные вторичные породы.
Кроме того, во время войны в Индокитае использовалась специальная техника для расчистки тропических лесов методом «римского плуга» — двести 33-тонных бульдозеров, соединенных тяжелыми цепями, уничтожали естественные леса и плантации деревьев. Практиковались «ковровые бомбардировки», когда на небольшую площадь сбрасывалось одновременно 93 тяжелых бомбы, а также сверхкрупные бомбы (весом 7 т, «косилки маргариток»). Такие «косилки» разрывались над поверхностью земли и образовывали обширные безлесные пространства для посадки вертолетов. В.э. подорвал хозяйство многих районов Индокитая, погибли или получили тяжелые увечья более 2 млн. человек из числа мирного населения.
Во время ирако-кувейтской войны иракцы взорвали 1200 нефтяных скважин, ряд нефтепроводов, нефтехранилищ и затопили кувейтские танкеры. Возникшие пожары по масштабам не имели прецедентов в истории человечества. Ежедневно выгорало около 1 млн. т нефти, в атмосферу выбрасывалось при этом 50 тыс. т диоксида серы, 100 тыс. т сажи и 80 т диоксида углерода. В результате задымления атмосферы температура в районах активных военных действий снизилась на 10 градусов. Черные дожди шли в радиусе 1000 км, что снизило продуктивность сельскохозяйственных угодий и вызвало массовые заболевания населения. На поверхность залива было вылито около 400 т нефти, нефтяное пятно в Персидском заливе возникло на площади 10 тыс. км2. Огромный урон был нанесен экосистемам залива и прибрежных территорий, где наблюдалась массовая гибель птиц (бакланов, пеликанов и др.).
ВОЗДУХ (В.) — важный экологический ресурс. Из В. растения черпают диоксид углерода для фотосинтеза, подавляющее большинство организмов — кислород для дыхания, биологические азотфиксаторы — азот. Ни одна из этих составляющих В. не находится в дефиците и не является лимитирующим фактором.
В. является средой, в которой проводят значительную часть жизни птицы, насекомые и некоторые виды млекопитающих (летучие мыши).
В современной биосфере В. является носителем целого ряда загрязняющих веществ, которые попадают в него в результате промышленного, транспортного, сельскохозяйственного и бытового загрязнения. Под влиянием хозяйственной деятельности человека в В. повышается концентрация диоксида углерода, что вызывает парниковый эффект; загрязнение В. оксидами азота и серы является причиной кислотных дождей.
ВОЗРАСТНОЙ СОСТАВ ПОПУЛЯЦИИ (В.с.п.) — соотношение в популяции особей разного возраста. В быстро растущей популяции обычно велика доля молоди, а в популяции, численность которой сокращается, обычно велика доля взрослых и стареющих особей.
Если численность популяции растет по экспоненциальному закону (в геометрической прогрессии), в ней устанавливается постоянный возрастной состав или, иначе, стабильная возрастная структура.
В.с.п. является важнейшей характеристикой популяции человека (см. Регулирование роста народонаселения).
ВООРУЖЕННЫЕ СИЛЫ (влияние на окружающую среду, В.с.). Современные вооруженные силы оказывают существенное и опасное влияние на окружающую среду: загрязнение территорий военными транспортными средствами, пожары лесов при стрельбах, разрушение озонового слоя при запусках ракет и полетах военных самолетов, радиоактивное загрязнение среды подводными лодками с ядерными установками (опасность представляют как компоненты отработанного ядерного топлива, так и радиационно-загрязненные корпуса списанных атомных подводных лодок, утилизация которых проводится с большими затратами).
Кроме того, в последнее время участились случаи аварий на складах стареющих боеприпасов, в результате которых пожары уничтожили значительную площадь лесов на прилегающих к складам территориях. Постоянную угрозу представляют склады, где хранятся компоненты ядерного оружия (боеголовки, ракетное топливо и т. д.). Потенциальными источниками радиоактивного загрязнения среды являются затонувшие подводные лодки с ядерными установками.
Тем не менее, главными экологическими проблемами, которые порождены В.с., являются последствия испытаний ядерного оружия, военного экоцида в Индокитае и Персидском заливе, проблемы хранения и уничтожения химического оружия, а также твердого и в особенности жидкого топлива боевых ракет.
В настоящее время наметилась тенденция уменьшения военных расходов и конверсии объектов военно-промышленного комплекса в мирные предприятия, закрытия ряда военных полигонов, ликвидации военной техники и т. д. Военные предприятия осваивают производство экологически чистой продукции. Конверсия оказывает благотворное влияние на состояние экологической среды. Многие «военные заповедники» вокруг стартовых установок для запуска ракет и полигонов имеют хорошо сохранившуюся биоту, что делает их перспективными для организации особо охраняемых природных территорий. Обогащенные флора и фауна отмечаются на месте бывшей границы между ФРГ и ГДР, куда имели доступ только пограничники.
ВЫБРОС (В.) — поступление в окружающую среду (воду, атмосферу) загрязняющих веществ от промышленных или сельскохозяйственных предприятий. Различают В. от отдельных источников и суммарные В. от нескольких предприятий территории. В. нормируются показателем предельно допустимого выброса (ПДВ).
ВЫЖИВАЕМОСТЬ (В.) — способность организмов сохраняться в условиях воздействия неблагоприятных факторов (засухи, холода, любой формы загрязнения — физического, химического и др.). На основе учета В. проводится экологическое нормирование воздействия на экосистемы антропогенных нагрузок, которые не должны превышать пороговых значений В. основных видов организмов в данной экосистеме. Например, для предприятий устанавливаются предельно допустимые выбросы (ПДВ) загрязняющих веществ в водоемы.
ВЫПАС (В.) — процесс потребления зеленой массы травостоя (или молодых побегов деревьев и кустарников) сельскохозяйственными животными. Как правило, В. сельскохозяйственных животных более интенсивен, чем В. фитофагов естественных экосистем, и оказывает неблагоприятное воздействие на травостой пастбища. К примеру, в саваннах копытные животные нескольких видов более равномерно и полно используют растительный покров и потому без ущерба для него продуцируют биомассы в 7—8 раз больше, чем стадо коров в тех же условиях. По этой же причине пастбище более эффективно используется стадом из нескольких видов животных или разновозрастным стадом животных одного вида.
Влияние В. на сообщества бывает прямым (скусывание растений, вытаптывание) и косвенным (уплотнение почвы, нарушение дернины, вторичное засоление почвы и проч.). В результате В. возможна пастбищная дигрессия.
Для уменьшения негативного влияния В. проводится экологическое нормирование: определяется пастбищная емкость и приводится в соответствие с этим нормативом пастбищная нагрузка.
Для восстановления травостоев и нормального отрастания отавы при каждом цикле стравливания должно выедаться не более половины массы травостоя, и время между циклами стравливания должно составлять не менее месяца. Для более полного и равномерного использования травостоев при В. используются пастбищеоборот, загонная система пастьбы и дробление загона на части (порционная пастьба).
В. домашнего скота — один из самых сильных и опасных для биосферы антропогенных факторов.
ВЫРУБКА (В.) — участок леса, на котором в результате лесозаготовки уничтожен древостой. Такое вмешательство в жизнь лесной экосистемы резко изменяет условия среды: улучшается освещенность и обеспеченность элементами почвенного питания (в результате перегнивания корней и остатков древесины), что вызывает резкое изменение состава биоты.
На В. происходят восстановительные экологические сукцессии, характер которых определяется типом леса, размером площади В., способом рубки (выборочная или сплошная), технологией процесса (сжигание порубочных остатков, разбрасывание по площади и т. д.), обеспечением диаспорами (семена растений, споры мхов, вегетативные зачатки), а также дальнейшим использованием В. (выпас, сенокошение).
На первой стадии восстановления леса вследствие обогащения почвы разлагающимися остатками деревьев и улучшения режима увлажнения почвы (из-за прекращения испарения влаги кронами срубленных деревьев) развивается высокотравье.
В дальнейшем через ряд стадий восстанавливается экосистема исходного типа. При восстановлении некоторых типов леса (например, ельников) сукцессия идет через стадию растений-«нянь» (ольхи, березы, ивы). При интенсивном сенокосном или пастбищном использовании В. на ней развиваются сообщества лугов.
Задача рационального лесопользования — способствовать естественному восстановлению леса на В. Для этого при рубке леса сохраняют отдельные деревья, которые служат источниками семян для восстановления древостоя. Используются более экологичные методы рубки и вывоза древесины, которые не нарушают напочвенного покрова. В некоторых случаях на В. проводят лесопосадки, что значительно дороже, чем естественное лесовозобновление. На В. должен быть исключен выпас скота.
ВЫТАПТЫВАНИЕ (В.) — сильный антропогенный фактор, под действием которого уплотняется верхний слой почвы и обламываются высокорослые растения. В. является одним из элементов воздействия скота на травостой при выпасе. Особенно сильно вытаптывают пастбища овцы, давление которых на почву составляет 2 кг/см2, что в 4 раза выше, чем давление гусениц среднего танка. Одна овца ежедневно вытаптывает 200 м2 поверхности пастбища.
В. происходит также при рекреационном воздействии на экосистемы (см. Рекреационная сукцессия).
Для уменьшения В. при выпасе нормируют пастбищные нагрузки, а при организации рекреации проводят специальное обустройство территории.
ГГАЗОНЫ (Г.) — искусственные многолетние травяные сообщества, которые создаются в населенных пунктах. Г. играют эстетическую и фитомелиоративную роль (улучшают состав атмосферы — очищают от загрязнения, выделяют кислород и фитонциды, повышают влажность). Специальные устойчивые к вытаптывнию Г. создаются на стадионах.
Для создания высококачественных Г. необходимы специальные сорта трав. Культура Г. развита в Великобритании. В РФ семеноводство газонных трав развито слабо, чем и объясняется невысокое качество Г. в большинстве российских городов.
ГАЛОФИТЫ (Г.) — растения, приспособленные к произрастанию на засоленных почвах, как правило, встречающиеся в степной и пустынной зонах (исключение представляют некоторые приморские растения). Г. отличаются специальными физиологическими приспособлениями для жизни в условиях засоленных почв и представляют стратегию патиентов. Все приспособления для перенесения растениями стресса высокой концентрации солей в почвенном растворе в той или иной мере связаны с их водным режимом. Растения могут повышать осмотическое давление клеточного сока, чтобы «затягивать» воду из раствора с высокой концентрацией солей (полыни), или уменьшать потребление воды за счет суккулентности (т. е. накопления влаги в сочных листьях и стеблях, например, солерос), выделять избыток соли на поверхность листьев через специальные желёзки (кермек).
В степной зоне РФ настоящих Г. немного, но широко распространены растения умеренно засоленных почв (галомезофиты): бескильница расставленная, ячмень короткоостый, ситник Жерарда, подорожник солончаковатый и др. На почвах солонцеватого типа, в которых содержащий соли горизонт находится на глубине 15—40 см, встречаются кермек Гмелина, полынь Лерха и вострец ложнопырейный. Типичные Г., такие, как сарсазан, распространены в Прикаспийской низменности.
Виды Г. используются как индикаторы процесса засоления почв, который может быть вызван поливом чернозема в степной зоне или регулярным использованием соли для ускорения таяния снега на дорогах.
ГЕЛИОЭНЕРГЕТИКА (Г.) — получение электрической или тепловой энергии за счет солнечной энергии, одно из самых перспективных направлений нетрадиционной энергетики. По наиболее оптимистичным прогнозам, к 2020 г. Г. будет давать от 5 до 25% мирового производства энергии.
Различают два основных варианта Г.: физический и биологический. При физическом варианте Г. энергия аккумулируется солнечными коллекторами, солнечными элементами на полупроводниках или концентрируется системой зеркал. Исследования по Г. частично финансируются Всемирным банком по программе «Солнечная инициатива».
Солнечные коллекторы широко применяются в Японии, Израиле, Турции, Греции, на Кипре, в Египте для нагревания воды и отопления. Ряд предприятий РФ изготовляют несколько типов солнечных сушилок для сельскохозяйственных продуктов, которые позволяют сократить затраты энергии на единицу сухого продукта на 40%. Выпускаются в РФ и усовершенствованные плоские солнечные коллекторы и комплексные водонагревательные установки.
Солнечные элементы (фотоэлектрические преобразователи, ФЭП) широко используются в космических аппаратах. Однако более экономична Г. с использованием системы зеркал, которые нагревают масло в трубах солнечных электростанций (СЭС). Энергия, получаемая на СЭС, в 5—7 раз дешевле, чем энергия ФЭП. Недостатком СЭС являются лишь очень большие затраты металла на их сооружение (в пересчете на единицу производимой энергии они в 10—12 раз выше, чем при производстве энергии на ТЭС или АЭС). Затраты цемента при этом еще выше: в 50—70 раз. СЭС занимают большие площади, и потому их строительство перспективно только в пустынях. Так, к югу от Лос-Анджелеса построена СЭС мощностью 80 МВт, причем затраты на ее строительство быстро окупились, получаемая энергия на 1/3 дешевле, чем энергия АЭС.
При биологическом варианте Г. используется солнечная энергия, накопленная в процессе фотосинтеза в органическом веществе растений (обычно в древесине). Количество диоксида углерода, которое выделяется при сжигании растительной массы, равно его усвоению при росте растений (так называемые «суммарные нулевые выбросы»). Австрия планирует в ближайшие годы получать от сжигания древесины до 1/3 необходимой ей электроэнергии. Для этих же целей в Великобритании планируется засадить лесом около 1 млн. га земель, непригодных для сельскохозяйственного использования. Высаживаются быстрорастущие породы, такие, как тополь, срезку которого производят уже через 3 года после посадки (высота деревьев около 4 м, диаметр стволиков больше 6 см). В Бразилии из отходов сахарного тростника получают этиловый спирт, который используют в качестве топлива; в США работают электростанции, сжигающие отходы кукурузы.
Американская компания «Дженерал электрик» использует биомассу быстрорастущих бурых водорослей (ежедневно с 1 га таких плантаций получается энергия, эквивалентная энергии 28 л бензина). Используется также планктонная микроскопическая водоросль спирулина, способная дать с 1 га до 24 т сухого вещества в год. В этом случае организуется замкнутая система производства энергии: зола после сжигания водорослей поступает в бассейн для многократного использования, что снижает расход элементов минерального питания.
Биологическим вариантом Г. является получение биогаза, а также швельгаза, который образуется при термической обработке (пиролизе) органических бытовых отходов в специальных установках, где они в анаэробных условиях нагреваются до температуры 400—700оС. (В этом случае затрачивается некоторое количество тепловой энергии из традиционных источников.)
ГЕОБОТАНИКА (Г.) — наука о закономерностях связи растений и растительных сообществ (фитоценозов) с условиями среды. Термин получил хождение в конце прошлого столетия, в настоящее время используется как синоним более современного термина «наука о растительности». В состав Г. включается несколько дисциплин: фитоценология — наука о природе фитоценозов, ботаническая география — наука о закономерностях распределения на планете видов (см. Ареал) и совокупностей видов определенных территорий (флор), география растительности (см. Биом). Как разделы Г. рассматривались учение о жизненных формах растений и оценка условий среды по растительности (так называемая индикационная геоботаника — см. Биологические индикаторы).
ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА (Г.э.) — получение тепловой или электрической энергии за счет тепла земных глубин, один из вариантов нетрадиционной энергетики. Экономически эффективна Г.э. в районах, где горячие воды приближены к поверхности земной коры — в районах активной вулканический деятельности с многочисленными гейзерами (Камчатка, Курилы, острова Японского архипелага). В РФ перспективным районом для развития Г.э. является также Северный Кавказ.
Сегодня геотермальная энергия в широких масштабах используется в США, Мексике и на Филиппинах. Доля Г.э. в энергетике Филиппин 19%, Мексики — 4%, США (с учетом использования «напрямую» для отопления, т. е. без переработки в электрическую энергию) — около 1%. Суммарная энергия всех геоТЭС США превышает 2 млн. кВт. Геотермальная энергия обеспечивает теплом столицу Исландии Рейкьявик. Уже в 1943 г. там были пробурены 32 скважины на глубину от 440 до 2400 м, по которым к поверхности поднимается вода с температурой от 60 до 130оС. Девять из этих скважин действует по сей день. В РФ на Камчатке действует геоТЭС мощностью 11 МВт и строится еще одна, мощностью 200 МВт.
Развитие Г.э. сдерживается ограниченностью числа районов, где она экономически эффективна. Кроме того, экологическую опасность представляют сильно засоленные воды, которые получаются после конденсирования горячего пара.
ГЕРФИЦИДЫ (Г.) — химические препараты, используемые для контроля плотности популяций сорных растений. Число Г. в настоящее время превышает 100. Создаются новые Г., которые обладают высокой эффективностью (что позволяет уменьшать их дозы) и быстро разрушаются в природе. Такие Г. менее опасны для окружающей среды и здоровья человека.
Различают Г. сплошного и избирательного действия (т. е. уничтожающие все сорные виды или только некоторые из них), контактные (действующие на растения примерно так же, как кипяток) и системные, нарушающие метаболизм растений. В США широкое распространение получили почвенные Г., которые вносятся после уборки урожая. Это позволяет отказаться от агротехнических мер контроля засоренности посевов и использовать минимальную или нулевую обработку почвы.
Экологическая безопасность Г., о которой сообщают в рекламах их производители, относительна, и экологические последствия использования Г. могут быть непредсказуемыми.
ГЕТЕРОТРОФНАЯ ЭКОСИСТЕМА (Г.э.) — экосистема, использующая преимущественно вещество и энергию органических соединений, накопленных в других (автотрофных) экосистемах. Существуют естественные Г.э. — сообщества океанических глубин, которых не достигает солнечный свет. Эти Г.э. как источник энергии и ресурсов используют «питательный дождь» детрита из освещенных солнцем слоев океана. Аналогично на принесенном из других мест органическом веществе функционируют экосистемы, развивающиеся на снежниках в горах.
Антропогенные Г.э. — это городские экосистемы, фермы по разведению дождевых червей (см. Вермикультура), теплицы, где выращиваются шампиньоны или другие пищевые грибы, рыборазводные пруды, бассейны биологических очистных сооружений, где органическое вещество извлекается и разлагается животными-фильтраторами (чаще всего мелкими планктонными ракообразными).
Г.э. могут выступать в качестве блоков (подсистем) более крупных автотрофных экосистем. Как Г.э. можно рассматривать труп умершего животного и даже навозную лепешку с копрофагами.
ГЕТЕРОТРОФЫ (Г.) — организмы, использующие для питания органическое вещество растительного или животного происхождения (живое или мертвое). Г. — это консументы и редуценты экосистем (животные, бактерии, грибы).
ГЕЯ (по имени греческой богини Земли, Г.) — понятие, предложенное в 70-х гг. экологом Дж. Лавлоком и в основном совпадающее по смыслу с более популярным термином «биосфера». Лавлок подчеркивал, что Г. — самоподдерживающаяся система. На неблагоприятные внешние воздействия (например, увеличение интенсивности солнечного излучения) биота реагирует таким образом, чтобы ослабить его последствия.
ГИДРОМЕЛИОРАЦИЯ (Г.) — улучшение гидрологического режима агроэкосистем путем орошения (см. Поливное земледелие) или осушения. Оба приема Г. представляют экологическую опасность.
Осушение болот ведет к изменению общего гидрологического режима территории и превращает их из экосистем, фиксирующих углерод, в территории, которые выделяют диоксид углерода при минерализации торфа, которая происходит при его просыхании за счет аэробных микробиологических процессов. Осушение нанесло большой ущерб Нечерноземью в европейской части России, где исчезли тысячи речек и ручьев и началось общее иссушение территории, снизилась урожайность полевых культур и лугов. В ряде случаев пашня на осушенных торфяниках оказалась малопродуктивной.
Расширение площади поливной пашни приводит к увеличению водопотребления из рек, что нарушает их гидрологический режим и вызывает разрушение экосистем на значительных территориях (в степной и пустынной зонах происходит опустынивание). Большой экологический и экономический ущерб Г. нанесла степным районам Заволжья, где в результате засоления почв погибли миллионы гектаров степных пастбищ.
В настоящее время работы по организации поливного земледелия для выращивания многолетних трав и овощей в степной зоне продолжаются, но создаются небольшие поливные поля площадью в десятки (не свыше 200—300) гектаров, водозабор проводится из искусственных водоемов, в которых накапливаются весенние снеговые воды. Запрещен полив из озер, где вмешательство в гидрологический режим особенно опасно, так как может привести к необратимым изменениям в их экосистемах (например, к исчезновению рыб и цветению воды, т. е. массовому развитию цианобактерий, и др.).
ГИДРОСФЕРА (Г.) — водная оболочка Земли, включающая океаны, моря, реки, озера, подземные воды, ледники. Структура Г. Земли представлена в табл. 10. На 94% Г. представлена солеными водами океанов и морей, а вклад рек в водный бюджет планеты в 10 раз меньше, чем количество водных паров в атмосфере.
Три четверти пресной воды недоступны организмам, так как законсервированы в ледниках гор и полярных шапках Арктики и Антарктиды.
Как и вся биосфера в целом, Г. испытывает всевозрастающее влияние хозяйственной деятельности человека, которая ведет к нарушению биосферного круговорота воды: ускорение процесса таяния ледников, уменьшение количества жидкой пресной воды и увеличение парообразной воды в результате испарения мелиорированными агроэкосистемами (см. Поливное земледелие).
ГИДРОХОРИЯ (Г.) — распространение плодов (и семян) растений с помощью воды. Г. свойственна растениям морских побережий и пресноводных экосистем (нимфейные, осоки, рдест, частуха), семена которых способны выносить длительное пребывание в воде без потери всхожести. Г. способствуют морской прибой, полая вода в речных поймах и речное течение. Г. сыграла большую роль в расселении по океаническому побережью и островам кокосовой и сейшельской пальм. Однако морским путешественником-рекордсменом является, видимо, бобовое растение энтада гигантская, семена которой сохраняются после 15 лет пребывания в воде и могут переноситься с одного материка на другой.
В расселении большинства наземных растений роль Г. сравнительно невелика, так как в водной среде их семена быстро теряют всхожесть.
ГИДРОЭНЕРГЕТИКА (Г.) — получение электрической энергии за счет энергии движения воды. Самые большие ГЭС мира построены в Венесуэле (плотина Гури, 10 млн. кВт, что соответствует 10 средним АЭС), в Бразилии на реке Парана (ГЭС «Итайпу», 12,6 млн. кВт). В Китае начато строительство ГЭС мощностью 13 млн. кВт. Крупные ГЭС преобладают в Г. РФ. Пример — каскады ГЭС на Волге и реках Сибири (Шушенская, Ангарская, Братская, Красноярская и др., см. Водохранилище).
Наиболее развита Г. в США, где производится в 1,5 раза больше электроэнергии, чем в РФ. Однако в отличие от РФ там преобладают небольшие ГЭС: их средняя мощность в 4,5 раза ниже, чем в РФ.
Источники энергии для Г. могут быть неисчерпаемы (на реках или озерах, где отток воды через турбины компенсируется впадающими реками и ручьями). Однако ГЭС представляют опасность. Строительство равнинных ГЭС не только выводит из использования огромные массивы плодородных земель (как случилось при строительстве каскада ГЭС на Волге), но еще и полностью нарушает жизнь экосистемы реки. На дне водоемов накапливаются тысячи тонн (как правило, ядовитых за счет промышленных и бытовых стоков в реки) осадков. Это практически навсегда выводит территорию из дальнейшего использования даже в случае, если водохранилище будет спущено. Ликвидация таких водохранилищ затруднена также тем, что современные суда приспособлены к большим глубинам, чем в реках с незарегулированным стоком, и замена их на суда с меньшей осадкой будет стоить огромных денег, потребует дополнительного строительства железных и шоссейных дорог.
ГЭС на горных реках удобны тем, что не связаны с затоплением больших территорий, но они могут быть опасны из-за довольно высокой вероятности катастроф ввиду сейсмической нестабильности этих районов. Землетрясения приводят к огромным жертвам. Так, в Италии в Вайоне в 1993 г. при прорыве плотины погибли 2118 человек, а в Индии от прорыва плотины Гуджерат — 16 тыс. человек.
По современным представлениям, у крупных ГЭС нет перспектив. Строительство ГЭС имеет смысл лишь в ограниченных масштабах, на малых реках или же на больших, но при особом варианте свободнопроточных ГЭС мощностью от нескольких десятков до нескольких сотен Вт, позволяющем обходиться без строительства плотин. Кроме того, сооружаются рукавные микроГЭС мощностью в несколько десятков кВт. Такие ГЭС выпускает ряд предприятий РФ. Малая Г. относится к нетрадиционной энергетике.
ГОРНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ (Г.э.) занимают значительные площади суши. На территории РФ расположены такие крупные горные системы, как Кавказ, Урал, Алтай, Сихотэ-Алинь, Саяны и др. Горные системы — важнейший фактор формирования климата, так как они служат естественными преградами при перемещении больших воздушных масс и облаков, несущих дожди.
Особенностью Г.э. является высокое биологическое разнообразие за счет вертикальной поясности, различий экологических условий на склонах разных экспозиций и их крутизны, пестроты геологических пород (рис. 9). В любой Г.э. богатство флоры и фауны в несколько раз выше, чем на окружающей равнине. Кроме того, в составе растительного и животного населения гор много видов-эндемиков, т. е. имеющих малые ареалы, обычно ограничивающиеся одной горной системой или ее частью.
Все Г.э. обладают низкой устойчивостью к режиму хозяйственного использования. В высокогорном поясе их уязвимость к хозяйственному воздействию человека, включая и влияние рекреации, связана с низкой биологической продукцией сформировавшихся там сообществ. В среднегорном поясе она связана с опасностью эрозии почв. Почвы могут разрушаться при распашке склонов, сведении лесов и интенсивном выпасе. В результате хозяйственного использования снижается верхняя и повышается нижняя граница лесного пояса, а по южным склонам лес может полностью исчезнуть и замениться травяной растительностью. Под влиянием человека возможно развитие селей и сход снежных лавин.
Г.э. требуют самого щадящего режима использования или полного заповедования. Большая часть горных систем США, Швейцарии, ФРГ, Австрии, Италии и Испании превращена в национальные парки и заповедники. Целый ряд заповедников создан на горных территориях РФ (Кавказский, Сихотэ-Алинский, Саяно-Шушенский). В будущем стране предстоит увеличить площадь заповедников и национальных парков в Г.э. При этом необходим строгий контроль в зонах их рекреационного использования, так как туризм (и даже горнолыжный спорт в зимние месяцы) может вызвать необратимые изменения Г.э. — хранителей климата, пресной воды и биологического разнообразия.
ГОРОДСКАЯ ЭКОЛОГИЯ — наука о создании благоприятных условий для жизни человека в городе, что достигается за счет озеленения, использования принципов экологической архитектуры и контроля и уменьшения загрязнений. См. также Мегаполис, Экосити, Экология квартиры, Загрязнение квартиры.
ГОРОДСКАЯ ЭКОСИСТЕМА (Г.э.) — территория города и его население (человек и другие живые организмы). Г.э. — это гетеротрофная антропогенная экосистема. Согласно В. Мазингу, у Г.э. есть три особенности: 1) зависимость, т. е. необходимость постоянного поступления ресурсов и энергии; 2) неравновесность, т. е. невозможность достижения экологического равновесия; 3) постоянное аккумулирование твердого вещества за счет превышения его ввоза в Г.э. над вывозом, что приводит к повышению уровня поверхности города (формированию культурного слоя, который в старых городах достигает нескольких метров).
По образному выражению Ю. Одума, города являются «паразитами биосферы», так как потребляют огромное количество кислорода, воды и других ресурсов, а продуцируют только углекислый газ и загрязнение окружающей среды.
Возможности уменьшения пагубного влияния Г.э. на биосферу и улучшения условий жизни человека внутри Г.э. изучает городская экология.
ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА (Г.э.э.) — компетентный анализ возможных последствий влияния на окружающую среду хозяйственной деятельности человека: строительства предприятий, разработки нефтяных месторождений, сооружения нефтегазопроводов и т. п., которые могут нанести вред природе. Г.э.э. могут подвергаться уже работающие предприятия или любые другие сооружения, которые отрицательно влияют на окружающую среду, техника и технологии, сырье и материалы, продукция, химические вещества, стандарты, технические и правовые нормы и т. д. В результате Г.э.э. может быть отклонен или коренным образом переработан проект и закрыто или модернизировано уже работающее предприятие. Начиная с 1990 г. финансирование работ по всем проектам и программам разрешается только при наличии положительного результата Г.э.э.
Наряду с Г.э.э. возможна общественная экологическая экспертиза (см. Зеленые).
ГРИБЫ (Г.) — одно из царств живых организмов, которое играет важную роль в функционировании экосистем. Г. различаются по размерам — от микроскопических (дрожжевые Г.) до гигантских дождевиков с весом плодового тела 50 кг — и разделяются на несколько функциональных групп:
сапротрофы — редуценты, разрушающие мертвое органическое вещество (особенно велика их роль в разложении лесной подстилки);
симбиотрофы, входящие в симбиоз с корнями высших растений и формирующие микоризу, что облегчает поглощение растениями питательных элементов из почвенного раствора. Микориза формируется практически у всех сосудистых растений — цветковых, голосеменных, хвощей, плаунов, хотя в особо благоприятных условиях (например, на богатых питательными веществами почвах) рудеральные растения могут обходиться без микоризы. Г. в симбиозе с водорослями образуют лишайники;
паразиты, регулирующие плотность популяций растений и животных. Грибные болезни растений (спорынья, головня, ржавчина и др.) наносят ущерб сельскому хозяйству. Опасны грибковые заболевания для животных и человека.
В плодовых телах Г. могут формироваться сложные сообщества личинок насекомых (до 500 различных видов комаров и мух и около 1000 видов жуков). Взаимоотношения насекомых и Г. носят характер мутуализма, так как насекомые, используя плодовое тело как пищевой ресурс, способствуют распространению спор Г.
Некоторые виды Г. имеют пищевое значение, хотя белок Г. практически не усваивается человеком. Для сохранения мицелия (тонких ветвящихся нитей, расположенных в почве) пищевых Г. необходима организация системы рационального использования и охраны. Урожайность пищевых Г. резко снижается при выпасе, рекреации и при чрезмерно активной заготовке плодовых тел. Большой вред мицелию наносит, в частности, нарушение лесной подстилки палкой при поиске Г.
Для здоровья человека представляют серьезную опасность ядовитые Г., в особенности бледная поганка. Поскольку Г. обладают способностью концентрировать в своем теле тяжелые металлы (свинец, кадмий и др.), а также радиоактивные изотопы, вред здоровью человека может быть нанесен при использовании в пищу даже съедобных Г.
ГРИНПИС («Зеленый мир») — одна из международных природозащитных организаций (см. Зеленые).
ГУМУС (Г.) — органическое вещество почвы, детрит экосистемы. Г. — основа плодородия почвы. Количество Г. в почве поддерживается двумя противоположно направленными микробиологическими процессами: гумификацией (анаэробный процесс превращения остатков животных и растений в Г.) и минерализацией (аэробный процесс разрушения Г. до простых органических и минеральных соединений). В почвах естественных экосистем эти процессы находятся в равновесии.
Разные типы почв различаются по содержанию Г. в верхнем слое, который называется гумусным горизонтом, и мощностью этого горизонта. Наиболее богаты Г. черноземы, содержание Г. в которых может достигать 10% (в прошлом в отдельных районах РФ и Украины оно достигало 16%), а мощность гумусового горизонта — 1 м. Наиболее бедны Г. подзолистые и каштановые почвы. Мощность гумусового горизонта у них составляет 5—15 см, а содержание Г. — 1—2%. Переходное положение между подзолистыми почвами и черноземами занимают серые лесные почвы (их разделяют на светло-серые, серые и темно-серые), а между черноземами и каштановыми — темно-каштановые. Очень богаты Г. почвы влажных местообитаний — луговые и влажнолуговые почвы.
Запасы Г. в основных типах почв РФ (в однометровом слое, т/га) составляют:
тундровые почвы — 73,
подзолистые — 99,
серые лесные — 215,
черноземы — 500,
каштановые — 160,
пустынные серо-бурые — 40.
Сохранение Г. — важнейшая задача адаптивной системы земледелия. К сожалению, в настоящее время в почвах РФ продолжается процесс разрушения Г., причем черноземы потеряли за последние 50 лет примерно половину Г. Причиной снижения запаса Г. являются эрозия, при которой с почв смывается (или сдувается) верхний наиболее богатый Г. слой, и дегумификация, которая активизируется при глубокой отвальной обработке почвы и при внесении высоких доз минеральных азотных удобрений.
Для повышения содержания Г. в почвах используют органические удобрения (навоз, солому, торф, сапропель), выращивают почвовосстанавливающие культуры (многолетние травы и сидераты), отказываются от применения высоких доз азотных минеральных удобрений. Сохранению Г. способствует переход от глубокой отвальной вспашки к безотвальной вспашке (в особенности к минимальной и нулевой обработке почвы). См. также Система земледелия).
ДДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан) — один из самых экологически опасных инсектицидов. Отличается высокой устойчивостью и концентрируется из окружающей среды живыми организмами, накапливается в тканях печени, почек и мозга млекопитающих, в том числе и человека (см. Аккумуляция веществ организмами). ДДТ представляет опасность и для популяций хищных птиц, поскольку нарушает кальциевый обмен, вследствие чего у яиц образуется тонкая скорлупа, которая разрушается при насиживании.
Общее количество ДДТ, циркулирующего в биосфере (в основном накоплен в почве), составляет 280 тыс. т. В настоящее время производство и применение ДДТ запрещено, однако его повышенное содержание в тканях организмов, в особенности у рыб, прогнозируется и после 2000 г. У насекомых быстро отбираются экотипы, устойчивые к ДДТ. Так, в тропических странах имеется уже 24 вида комаров, переносящих малярию, устойчивых к ДДТ.
ДЕГУМИФИКАЦИЯ (Д.) — процесс разрушения почвенного гумуса в результате действия аэробных микроорганизмов-минерализаторов. Д. усиливается при глубокой отвальной обработке почвы и внесении высоких доз минеральных азотных удобрений.
ДЕЗОДОРАНТЫ (Д.) — препараты, которые убивают бактерии на поверхности кожи. Эти бактерии, питаясь потом (он не имеет запаха), обусловливают неприятный запах потного тела. Д. небезвредны экологически, так как основная их часть выпускается в аэрозольных упаковках, содержащих фреоны, разрушающие озоновый слой атмосферы. Кроме того, Д. убивают также полезные микроорганизмы кожи человека. Д. могут быть источником аллергии.
ДЕМОГРАФИЧЕСКИЙ ВЗРЫВ (Д.в.) — резкое увеличение скорости роста народонаселения. Д.в. связан с социально-экономическими условиями: увеличением ресурсов пищи, энергии, улучшением медицинского обслуживания и т. д. В настоящее время Д.в. имеет место в развивающихся странах Африки, Азии и Южной Америки. См. Регулирование роста народонаселения.
ДЕМУТАЦИЯ (Д.) — восстановление травостоя пастбища после пастбищной дигрессии, вторичная восстановительная экологическая сукцессия. При Д. изменение травостоя происходит в последовательности, обратной той, которая наблюдается при пастбищной дигрессии: постепенно на смену низкорослым и колючим пастбищным растениям приходят высокорослые и ценные в кормовом отношении виды, характерные для травостоев сенокосов.
ДЕНИТРИФИКАЦИЯ (Д.) — этап круговорота азота в экосистемах, как правило, аэробный процесс микробиологического разрушения азотсодержащих соединений с образованием молекулярного азота, который улетучивается в атмосферу. Д. — нежелательный процесс, который снижает плодородие почвы и эффективность внесения органических и минеральных азотных удобрений. Существуют специальные методы подавления процесса Д.
ДЕПОПУЛЯЦИЯ (Д.) — уменьшение числа особей в популяции. Этим термином обозначают также один из сценариев выживания человечества (см. Модели мира), при котором ставится задача сократить народонаселение до 1,2—0,5 млрд. человек. Несмотря на оправданность Д. с экологической точки зрения, она невозможна по социальным причинам, и потому идея Д. должна рассматриваться как утопическая. См. также Консервационизм.
ДЕРНИНА (Д.) — верхний слой почвы, пронизанный корнями, корневищами, а также основаниями побегов дерновинных злаков и осок, придающими ему связность. Д. отличается высоким содержанием азота и характерна для лугов и степей, а также травяных осоковых болот. Д. надежно защищает почву от эрозии, и потому ее формирование (в результате естественного зацелинения, высева травосмесей, создания агростепи) является одним из наиболее эффективных способов прекращения эрозии на склонах.
ДЕТРИТ (Д.) — мертвое органическое вещество в экосистеме, временно исключенное из биологического круговорота элементов питания. Время сохранения Д. может быть коротким (трупы и фекалии животных перерабатываются личинками мух за несколько недель, листья в лесу — за несколько месяцев, стволы деревьев — за несколько лет) или очень долгим (гумус, сапропель, торф, уголь, нефть).
Д. — запасник питательных веществ в экосистеме, необходимый элемент ее нормального функционирования. Существуют специальные организмы — детритофаги, которые питаются Д.
ДЕТРИТНАЯ ПИЩЕВАЯ ЦЕПЬ (Д.п.ц.) — пищевая цепь, в которой органическое вещество мертвых растений, животных, грибов или бактерий потребляется детритофагами, могущими стать добычей хищников. Таким образом, часть питательных веществ, содержащихся в детрите, возвращается в круговорот, минуя стадию разложения до минеральных соединений и потребления их растениями.
Д.п.ц. используется человеком для переработки органических отходов при разведении дождевых червей и личинок мух на корм птицам или рыбам.
ДЕТРИТОФАГИ (син. сапрофаги, Д.) — разнообразные организмы, питающиеся мертвым органическим веществом — детритом. Д. подразделяются на редуцентов, или деструкторов (это главным образом бактерии и грибы), превращающих органические остатки в неорганические вещества, доступные растениям, и Д. в узком смысле — животных, которые питаются мертвыми тканями растений и животных или экскрементами.
Д., питающиеся трупами животных, называются некрофагами, или падальщиками (например, различные грифы, стервятник, отчасти — ворон). К этой же группе относятся некоторые крупные беспозвоночные, например жук-мертвоед некрофорус, который способен (вдвоем с самкой) закапывать трупы мышей на глубину до 20 см и там «скармливать» их своим личинкам.
Среди многочисленных почвенных Д. различают (по размерам) микрофауну (до 120 мм), мезофауну (от 120 до 320 мм), макро- и мегафауну — более крупных животных. Разнообразие Д. в почве колоссально: число видов животных 1 м2 лесной почвы может превышать 1000.
Именно благодаря множеству Д. из мертвого органического вещества (в первую очередь, корней растений) формируется почва. При этом многие Д. одновременно являются и хищниками, так как питаются «бутербродами» из мертвого вещества и содержащихся в нем живых бактерий.
Среди Д. водных экосистем по способу добывания и переработки пищи различают размельчителей, собирателей, соскребателей, фильтраторов.
Специальная экологическая группа Д. — копрофаги, питающиеся экскрементами.
Однако разделение Д. на редуцентов и Д. в узком смысле весьма условное, так как редуценты также затрачивают часть вещества на построение собственного тела и поедаются хищниками — простейшими животными (амебами и др.), и потому могут входить в детритную пищевую цепь.
ДЕФОЛИАНТЫ (Д.) — химические вещества (хлорат магния, бутифос, бутилкаптакс и др.), которые применяются для освобождения растений от листьев. Наиболее часто их используют для облегчения механизированной уборки хлопчатника. В РФ Д. изредка применяются в садоводстве.
Без строгого соблюдения мер предосторожности и доз Д. представляют серьезную опасность для животных и человека. США применяли Д. «Оранжевая смесь» (основной компонент которого — гербицид 2,4,5-Т содержал примесь диоксина) во время войны во Вьетнаме. Было распылено около 22 млн. л Д., что привело к полному уничтожению лесов и посевов сельскохозяйственных культур на обширных площадях и поражению населения, а также американских военнослужащих (см. Военный экоцид).
ДЕЦИБЕЛ — мера шумового загрязнения.
ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (Д.д.) — двигатель внутреннего сгорания, работающий по иной схеме, чем бензиновый двигатель автомобиля. В Д.д. происходит воспламенение дизельного топлива от сжатия. Достоинством Д.д. является меньший расход топлива (и меньшая цена самого топлива), меньшее количество выбросов оксида углерода, углеводородов и оксидов азота (табл. 11). Однако в целом содержание токсичных для человека загрязнителей в выхлопах Д.д. в 100 раз больше, чем карбюраторного. Попадание в организм 0,1 мг вредных веществ, содержащихся в выхлопах Д.д., способно привести к летальному исходу. Выхлопы Д.д. вызывают у человека сильный кашель, отек легких, повышают вероятность заболевания раком.
ДИОКСИД СЕРЫ (Д.с.) — SO2, бесцветный газ с резким запахом, один из главных загрязнителей атмосферы. Д.с. образуется при сжигании ископаемого топлива на предприятиях топливно-энергетического комплекса и в двигателях внутреннего сгорания, а также на предприятиях нефтехимического комплекса. Д.с. пагубно влияет на растения, так как проникает в лист и вступает в реакцию с железом, входящим в состав хлорофилла, вызывает распад хлорофилла и гибель растения. Загрязнение атмосферы Д.с. — главная причина кислотных дождей.
Во всем мире идет поиск возможностей уменьшения выбросов Д.с. в атмосферу. В странах Западной Европы за последние 20 лет удалось сократить объем выбросов Д.с. с 65 до 40 млн. т в год, однако за счет увеличения выбросов Д.с. Индией, Китаем и странами СНГ в глобальном масштабе общее количество выбросов Д.с. практически не уменьшилось. В РФ в 1995 г., несмотря на некоторый спад производства, количество выбросов Д.с. по сравнению с 1980 г. возросло в 1,5 раза.
Количество Д.с., которое выбрасывается в атмосферу на единицу национального продукта, зависит от уровня технологии и экологической безопасности предприятий страны. Так, в последние годы существования СССР на единицу национального продукта выбрасывалось Д.с. в 19 раз больше, чем в Японии.
Загрязнение Д.с. во многом связано с «экспортом» загрязнения, т. е. трансграничным переносом загрязнений атмосферными потоками. Поскольку в Европе преобладает западный перенос, то многие страны получают по преимуществу «импортные» кислотные дожди. Европейская часть РФ получает с запада Д.с. примерно в 5 раз больше, чем производит сама. В аналогичном положении находятся и такие страны, как Швеция и Норвегия.
ДИОКСИД УГЛЕРОДА (син. углекислый газ, Д.у.) — СО2, продукт окисления соединений, содержащих углерод. Д.у. образуется при дыхании организмов и при сжигании топлива, содержащего углерод, а также при извержении вулканов и выветривании карбонатных горных пород. При повышении концентрации Д.у. в атмосфере формируется парниковый эффект. Содержание в атмосфере Д.у. до начала промышленной революции составляло 0,028 %, в настоящее время оно превышает 0,03%, к 2010 г. прогнозируется повышение концентрации Д.у. вдвое.
ДИОКСИНЫ (Д.) — группа самых ядовитых веществ, которые известны на сегодняшний день. Д. растворяются в органических веществах, обладают канцерогенным действием и очень устойчивы. Период полураспада Д. в почве составляет 10—20 лет. Катастрофическое загрязнение окружающей среды Д. произошло в 1976 г. в Севезо (Италия), где на фабрике по производству фенола произошла утечка 2,5 кг Д. В результате сотни людей заболели болезнью хлоракне, пришлось провести эвакуацию населения с площади 87 га и забить 75 тыс. сельскохозяйственных животных. Примесь Д. к дефолиантам в препарате «Оранжевая смесь», который США использовали во время войны во Вьетнаме, стала причиной болезни вьетнамцев и сотен американских солдат, которые участвовали в этой войне (см. Военный экоцид). Загрязнение Д. отмечается в ряде городов РФ.
ДОЖДЕВАЯ ВОДА (Д.в.) — одна из форм атмосферных осадков. В условиях загрязненной атмосферы в Д.в. попадают растворяющиеся в ней оксиды азота и серы, пыль. В странах Западной Европы и во многих районах США и РФ в первые минуты дождя Д.в. оказывается более грязной, чем городские стоки (по этой причине не следует ходить под дождем с непокрытой головой). При растворении в Д.в. значительных количеств оксидов серы и азота выпадают кислотные дожди. Даже в сельской местности не следует использовать Д.в. для питья.
ДОЖДЕВЫЕ ЧЕРВИ (Д.ч.) — наиболее изученная группа малощетинковых кольчатых червей, почвенных организмов-детритофагов, ускоряющих процесс разрушения растительных остатков. Известно около 1500 видов Д.ч. Они способствуют формированию структуры почвы, так как активно передвигаются, расталкивая частицы почвы или пропуская ее через себя, при этом почвенные комочки обволакиваются слизью. Стенки ходов, которые оставляют Д.ч., укрепляются слизистыми выделениями их кожи и очень устойчивы. Они имеют большое значение для аэрации почвы и ее воздухо- и водообмена и представляют готовые ходы для корней растений. Д.ч. способствуют гумификации органического вещества, затаскивая по ночам в свои ходы с поверхности опавшие листья. Обилие Д.ч. в почве — биологический индикатор ее плодородия. При использовании многих видов пестицидов Д.ч. погибают.
Некоторые виды Д.ч. используются для вермикультуры.
ДОЗИМЕТР (Д.) — прибор для контроля радиационной нагрузки. Существуют два принципиально разных типа Д.: Д., измеряющий дозу, накапливаемую за определенное время пребывания в условиях повышенных радиационных нагрузок, и Д., показывающий превышение допустимой безопасной величины нагрузки или измеряющий абсолютную величину интенсивности радиационного излучения.
Первый тип Д. имеет вид авторучки или наручных часов. Работники АЭС или других объектов ядерной энергетики получают прибор при работе на объекте, и на основании его показаний учитывается полученная доза радиации.
Д. второго типа (радиометры) измеряют интенсивность ионизирующего излучения и либо указывают на повышенную интенсивность радиационной нагрузки свечением или звуковым сигналом, либо показывают на экране его величину в рентгенах.
ДОМИНАНТЫ (Д.) — виды организмов, которые преобладают в экосистеме. Как правило, Д. выделяются среди растений (дуб, береза, сосна, ольха черная и др. в лесах; осока кочкообразующая на травяных болотах; ковыли и типчак в степях; кострец безостый и канареечник в прирусловой части речной поймы и т. д.). Возможно выделение Д. и внутри трофических групп животных (например, среди травоядных в тундре — лемминги, в степи — сайгаки).
ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫЕ ПЛИТЫ (ДСП) — строительный материал из измельченных древесных волокон и связующего материала (аминопластов, фенолрезорциновых смол и др.). С одной стороны, производство ДСП позволяет экономить древесину и сокращает потребности в рубке леса для производства досок. С другой стороны, ДСП как материал для производства мебели и отделки стен жилых помещений представляет значительную опасность, поскольку при разложении аминопластов выделяется формальдегид, являющийся аллергеном и, возможно, канцерогенным веществом. Уменьшить отрицательное влияние ДСП на здоровье человека можно при покрытии их поверхности слоем лака или масляной краски. Разработаны способы получения экологически безопасных ДСП на магнезите.
ДРЕВОСТОЙ (Д.) — главный ярус лесной экосистемы, сформированный деревьями, объект главного лесопользования (заготовки древесины).
Е
ЕМКОСТЬ ЛАНДШАФТА ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ - способность ландшафта обеспечивать нормальную жизнедеятельность некоторого числа организмов или выдерживать определенную антропогенную нагрузку без отрицательных последствий (в пределах данного инварианта).
ЕМКОСТЬ РЕКРЕАЦИОННАЯ - см. Рекреационная емкость.
ЕМКОСТЬ СРЕДЫ - 1) число особей или их сообществ, потребности которых могут быть удовлетворены ресурсами данного местообитания без заметного ущерба для его дальнейшего благосостояния; 2) способность природной среды включать в себя (абсорбировать) различные (загрязняющие) вещества, сохраняя устойчивость. См. также Емкость ландшафта экологическая.
ЕМКОСТЬ УГОДИЙ - мера числа людей или животных, которые могут использовать определенную территорию без ее нарушения в течение неопределенно длительного времени (для людей - рекреационная емкость).
ЕСТЕСТВЕННАЯ ЗАЩИЩЕННОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД - совокупность гидрогеологических условий (глубина залегания подземных вод, литология зоны аэрации, наличие водоупорных перекрытий и др.), обеспечивающая предотвращение проникновения загрязняющих веществ в водоносные горизонты
Ж
ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО - согласно В.И. Вернадскому, "совокупность всех живых организмов, в данный момент существующих, численно выраженная в элементарном химическом составе, в весе, энергии" Ж.в. неотделимо от биосферы, являясь одной из самых могущественных геохимических сил нашей планеты, и обладает целым рядом уникальных свойств (напр., поляризовать свет в отличие от косного вещества - закон Пастера-Кюри).
ЖИЗНЕННАЯ ФОРМА - 1) в ботанике - внешний облик (габитус) растения, отражающий приспособленность к условиям среды. Ж.ф. также называют единицу экологической классификации растений - группу растений со сходными приспособительными структурами, необязательно связанных родством (напр., кактусы и молочаи образуют Ж.ф. стеблевых суккулентов). Ж.ф. у растений изменяется в ходе индивидуального развития. Один и тот же вид растения в разных условиях может иметь разные Ж.ф. Син.: Биоморфа; 2) в зоологии понятие Ж.ф. стало применяться лишь в XX в. и еще не достаточно разработано. При выделении Ж.ф. и классификации по ним организмов используют наличие сходных морфоэкологических, физиологических, поведенческих и т.д. приспособлений для обитания в одинаковой среде. Так, Д.Н. Кашкаров (1944) предложил следующую систему форм животных: плавающие, роющие, наземные, древесные лазающие, воздушные.
ЖИЗНЕННОЕ ПРОСТРАНСТВО - средняя площадь, приходящаяся на одну особь рассматриваемой популяции. При рассмотрении человеческого общества Ж.п. - территория, необходимая для удовлетворения нужд одного человека при данных социально-экономических условиях. Для развитых стран Европы Ж.п. оценивается в 0,6 - 0,7 га, для США - 2 га, в т.ч. для производства пищи - 0,6 га, для выращивания технических культур - 0,4 га, для поддержания качества среды и отдыха - 0,8 га и урбанизации (здания, дороги) - 0,2 га.
ЖИЗНЕННОСТЬ - степень стойкости живых существ к изменениям окружающей среды. Характеризуется интенсивностью размножения и выживаемости потомства, конкурентоспособностью при межвидовых и внутривидовых отношениях, приспособленностью к условиям абиотической среды, величиной годичного прироста и т.д.
З
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЛАНДШАФТА - увеличение концентрации тех или иных веществ или энергии выше естественных (фоновых или допустимых пределов норм), а также внесение чуждых ландшафту веществ, организмов и источников энергии под влиянием как антропогенных, так и природных (вулканизм, естественная миграция веществ) факторов. Вследствие взаимодействия компонентов ландшафта загрязнение одного из них (напр., воздуха) вызывает загрязнение и других компонентов (растительности, почвы и т.д.), охватывая весь ландшафт. По данным не менее 10% городов Беларуси имеют высокий уровень загрязнения основных компонентов ландшафта - почв, воздуха, воды.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЕ - привнесение в экосистему различных чуждых ей предметов, отходов, наносов абиотических, нарушающих ее естественное функционирование. См. также Захламление земель.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЕ - привнесение в экосистему источников энергии (тепла, света, шума, вибрации, гравитации, электромагнитного, радиоактивного излучений и т.п.), проявляющееся в отклонении от нормы ее физических свойств. Различают радиационное, световое, тепловое, шумовое, электромагнитное и др. виды З.ф.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОЕ - привнесение в экосистему загрязняющих веществ, чуждых ей или в концентрациях, превышающих фоновые.
ЗАКОН БЛЕКМАНА - общее влияние лимитирующих факторов может превысить суммарный дополнительный эффект других факторов.
ЗАКОН БИОГЕННОЙ МИГРАЦИИ АТОМОВ В.И.ВЕРНАДСКОГО - миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется
- или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция);
- или же она протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом.
ЗАКОН БИОГЕННОЙ МИГРАЦИИ АТОМОВ (ВЕРНАДСКОГО) (2) - миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция) или в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом, как тем, которое в настоящее время населяет биосферу, так и тем, которое действовало на Земле в течение всей геологической истории.
ЗАКОН ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ - все живое генетически разнообразно и имеет тенденцию к увеличению биологической разнородности.
ЗАКОН ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ ТИНЕМАНА - состав и структура экосистемы определяются тем фактором среды, который приближается к минимуму.
Закон действия факторов расширяет закон минимума Либиха на всю экосистему.
ЗАКОН КОМПЕНСАЦИИ ФАКТОРОВ Э.РЮБЕЛЯ - отсутствие или недостаток некоторых (не фундаментальных) экологических факторов могут быть компенсированы другими близкими факторами.
ЗАКОН МАКСИМУМА БИОГЕННОЙ ЭНЕРГИИ В.И.ВЕРНАДСКОГО-Э.С.БАУЭРА - любая биологическая или другая система с участием живого, находясь в
состоянии динамического равновесия с окружающей ее средой и эволюционно
развиваясь, увеличивает свое воздействие на среду.
ЗАКОН МИНИМУМА Ю.ЛИБИХА - концепция, согласно которой существование и выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей.
Согласно закону минимума жизненные возможности организмов лимитируют те экологические факторы, количество и качество которых близки к необходимому организму или экосистеме минимуму.
ЗАКОН НЕРАВНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ - системы одного уровня (иерархии) обычно развиваются не строго синхронно: в то время как одни достигли более высокого уровня развития, другие остаются в менее развитом состоянии.
ЗАКОН ОДНОГО ПРОЦЕНТА - изменение энергетики природной системы в пределах до 1%, как правило, не выводит природную систему из равновесного состояния.
ЗАКОН ОДНОНАПРАВЛЕННОСТИ ПОТОКА ЭНЕРГИИ - энергия, получаемая сообществом и усваиваемая продуцентами, вместе с их биомассой необратимо передается консументам первого, второго и других порядков, а затем редуцентам, с падением потока на каждом из трофических уровней в результате процессов, сопровождающих дыхание.
ЗАКОН ОПТИМУМА - любой экологический фактор имеет определенные пределы положительного влияния на живые организмы.
ЗАКОН СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ - с течением времени при получении полезной продукции из природных систем на ее единицу затрачивается все большее количество энергии.
ЗАКОН ПИРАМИДЫ ЭНЕРГИЙ Р.ЛИНДЕМАНА (ЗАКОН ДЕСЯТИ ПРОЦЕНТОВ) - при переходе с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой потребляется в среднем 10% энергии биомассы или вещества в энергетическом выражении.
ЗАКОН ПОСТОЯНСТВА ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА БИОСФЕРЫ В.И.ВЕРНАДСКОГО - количество живого вещества в биосфере постоянно.
Следствие. Любое изменение количества живого вещества в одном месте биосферы неминуемо влечет за собой такую же по размеру его перемену в другом/других местах, но с обратным знаком.
ЗАКОН ТОЛЕРАНТНОСТИ ШЕЛФОРДА - существование вида определяется лимитирующими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме. Т.е., избыток какого-либо вещества, может быть так же вреден, как и недостаток. Закон толерантности расширяет закон минимума Либиха.
ЗАКОНЫ ОДУМА:
-1- организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного экологического фактора и низкий в отношении другого;
-2- организмы с широким диапазоном толерантности в отношении всех экологических факторов наиболее распространены;
-3- если условия по какому-либо экологическому фактору неоптимальны, то диапазон толерантности может сузиться и в отношении других факторов;
-4- многие факторы среды могут стать лимитирующими в критические периоды жизни организмов.
ЗАКОН ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КОРРЕЛЯЦИИ - все виды в экосистеме связаны и уничтожение одного вызывает гибель других. Вид исчезает не один, а вместе с сопутствующими взаимосвязанными формами.
ЗАКОН ОБЕДНЕНИЯ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА В ОСТРОВНЫХ ЕГО СГУЩЕНИЯХ, ПРАВИЛО ОСТРОВНОГО ИЗМЕЛЬЧАНИЯ - уменьшение территории по сравнению с оптимальными размерами приводит к уменьшению количества видов и размеров отдельных особей, а в конечном итоге - к полной деградации заповедных экосистем.
ЗАКОН ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО ЕДИНСТВА ВСЕГО ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА ЗЕМЛИ - вещество, вредное для одних видов, вредно и для других, в том числе и для человека, хотя и в разных дозах. Влияние вредных веществ в экосистеме может проявиться через очень длительное время.
ЗАКОН МАКСИМИЗАЦИИ ЭНЕРГИИ - выживание одной системы в соперничестве с другими определяется наилучшей организацией поступления в нее энергии и использования ее максимального количества наиболее эффективным способом.
ЗАКОН КОНСТАНТНОСТИ - количество живого вещества биосферы (для данного геологического периода) есть константа.
ЗАКОН ОДНОНАПРАВЛЕННОСТИ ПОТОКА ЭНЕРГИИ - энергия, получаемая экосистемой и усваиваемая продуцентами рассеивается или, вместе с их биомассой необратимо передается консументам 1, 2 и т.д. порядков, а затем редуцентам. От редуцентов к продуцентам и консументам идет поток энергии равный 0,24% от первоначально входившей энергии. Т.Е. круговорота энергии нет.
ЗАКОН СООТВЕТСТВИЯ УСЛОВИЙ СРЕДЫ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ ОРГАНИЗМА - вид может существовать до тех пор, пока окружающая природная среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям.
ЗАХЛАМЛЕНИЕ ЗЕМЕЛЬ - размещение в неустановленных местах предметов хозяйственной деятельности, твердых производственных и бытовых отходов (металлолом, стеклобой, строительный мусор, древесные остатки и др.).
ЗОНА ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ - в соответствие с [29], участки территории Российской Федерации, где в результате хозяйственной и иной деятельности происходят устойчивые отрицательные изменения в окружающей природной среде, угрожающие здоровью населения, состоянию естественных экологических систем, генетических фондов животных и растений.
ЗОНА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО БЕДСТВИЯ - в соответствие с [29], участки территории Российской Федерации, где в результате хозяйственной либо иной деятельности произошли глубокие необратимые изменения окружающей природной среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, нарушение природного равновесия, разрушение естественных экологических систем, деградацию флоры и фауны. См. также Степень нарушенности ландшафта.
ЗООЦЕНОЗ [от гр. zoon - животное, живое существо, koinos - общий] - часть биоценоза, совокупность животных, характеризующаяся определенным составом и сложившимися взаимоотношениями между собой и с окружающей их средой [57].
ЗРЕЛОСТЬ ЭКОСИСТЕМЫ - стабильное состояние экосистемы, характеризующееся оптимальной структурой и функционированием, максимальной биопродуктивностью и минимальной энтропией. См. Климаксовое сообщество
ЭУБИОСФЕРА - биосфера как таковая. Над и под эубиосферой лежат парабиосфера и метабиосфера, куда живое попадает лишь случайно, далее - апобиосфера и абиосфера, куда живое уже не попадает даже случайно. Общая
толща эубиосферы оценивается в 12-17 км.
И
ИЕРАРХИЯ ПРИРОДНЫХ СИСТЕМ (экосистем) [гр. hierarchia от hieros - священный и arche - власть] - функциональное соподчинение (вхождение более мелких и простых в более крупные сложные) систем различного уровня. Примером И.п.с. может быть ряд: фация (биогеоценоз, элементарный ландшафт, экосистема) - местность - урочище - ландшафт - ландшафтная зона - физико-географический сектор - биосфера. Каждый уровень иерархии имеет свои особенности круговорота веществ: так, на первых уровнях преобладают вертикальные связи, на последующих все большую роль в качестве системообразующих начинают играть горизонтальные или латеральные связи.
ИЕРАРХИЯ ЭКОСИСТЕМ - функциональное соподчинение экосистем различного уровня организации в ряду:
-1- биогеоценоз;
-2- биогеоценотический комплекс;
-3- ландшафт;
-4- биом;
-5- природный пояс;
-6- биогеографическая область: материковый блок, океан;
-7- слой биосферы: аэробиосфера, террабиосфера, литобиосфера,
гидробиосфера;
-8- биосфера в целом.
Каждый уровень иерархии экосистемы формируется определенным системообразующим фактором и имеет относительно самостоятельный круговорот веществ.
ИЗМЕНЕНИЕ ЛАНДШАФТА - приобретение ландшафтом новых или утрата прежних свойств под влиянием внешних факторов или саморазвития [57]. В природоохранной литературе занимает срединное положение в цепочке понятий: воздействие на ландшафт - И.л. - последствия в хозяйственной деятельности или в здоровье населения. Различают прямые и опосредованные И.л., И.л. в ходе функционирования, динамики или развития ландшафта, обратимые и необратимые И.л., прогрессивные и регрессивные И.л., целенаправленные и побочные И.л., спонтанные (связанные с эндогенными факторами) и внешние (обусловленные экзогенными факторами), И.л. в целом или же изменение отдельных компонентов ландшафта.
ИЗМЕНЧИВОСТЬ - разнообразие признаков и свойств у особей и групп особей любой степени родства. И. присуща всем живым организмам. Различают И. наследственную и ненаследственную, индивидуальную и групповую, качественную и количественную, направленную и ненаправленную. Наследственная И. обусловлена возникновением мутаций, ненаследственная - факторами внешней среды. Явления наследственности и И. лежат в основе эволюции.
ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЛАНДШАФТА - свойство возникновения изменений параметров функционирования в процессе развития ландшафта. Обратное И.л. понятие - стабильность ландшафта.
ИМПУЛЬСНАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ [от лат. impulsus - толчок к чему-либо и stabilis - устойчивый, прочный] - промежуточная стадия развития экосистемы, поддерживаемая регулярными резкими физическими возмущениями [55].
ИНВАРИАНТ ЛАНДШАФТА [от лат. invarians - неизменяющийся] - совокупность присущих ландшафту свойств, которые сохраняются неизменными при преобразовании рассматриваемой категории (вида) ландшафта под влиянием различных воздействий. Понятие введено В.Б. Сочавой [81]. Каждый из И.л. в конце концов подвергается преобразованиям, но не вследствие динамики, а в процессе эволюционного развития. И.л. выступает его вертикальная, горизонтальная и временная структура. На основании И.л. возможно построение иерархических, генетических классификаций ландшафтов.
ИНДЕКС АРИДНОСТИ- показатель, характеризующий степень сухости (аридности) климата. По Торнтвейту, равен 100 d/n, где d - недостаток влаги (сумма месячных разностей между осадками и суммарной испаряемостью для трех месяцев, когда норма осадков меньше годовой испаряемости); n - сумма месячных величин испаряемости за указанные месяцы. По де Мортонну, частное от деления годовой суммы осадков в см (R) на сумму средней годовой температуры (t), увеличенной на 10, т.е. R/(t+10). По Стенцу, частное от деления испаряемости (E) на сумму осадков (R).
ИНДЕКС АССИМИЛЯЦИИ-ПОТРЕБЛЕНИЯ - предложенный Р. Вигертом и Ф. Эвансом (1969) индекс продукции, равный отношению ассимилированной биомассы к потребленной.
ИНДЕКС ВИДОВОГО РАЗНООБРАЗИЯ - соотношение между числом видов и каким-либо показателем значимости: численностью, биомассой, продуктивностью и т.п. Наиболее часто используют И.в.р. Глисона (отношение общего числа видов к логарифму числа особей), Симпсона (отношение общего числа видов к числу особей к.-л. вида), Шеннона-Уивера (определяется по формуле H = - Spi ln pi, где i=1,2...S; S - количество видов; pi - относительное обилие i-го вида). См. Разнообразие биологическое.
ИНДЕКС ВЛАЖНОСТИ - количественная характеристика влажности климата (I), рассчитываемая по формуле: I=(100s-60d)/n, где s - сумма месячных разностей между осадками и суммарной испаряемостью для тех месяцев, когда норма осадков превосходит суммарную испаряемость; d - недостаток влаги (см. Индекс аридности) и n - сумма месячных величин суммарной испаряемости.
ИНДЕКС ВСТРЕЧАЕМОСТИ - число проб, в которых обнаружены особи исследуемого вида, выраженное в процентах к общему числу проанализированных проб.
ИНДЕКС ГУМИДНОСТИ - показатель влажности (гумидности) климата, равный 100 s/n. Ср. Индекс влажности и Индекс аридности.
ИНДЕКС ДОМИНИРОВАНИЯ - доля (в %), которую составляет обилие исследуемого вида по отношению к суммарному обилию всех сравниваемых между собой видов в изучаемом материале.
ИНДЕКС ЖАККАРА - предложенный П. Жаккаром (1901) показатель, равный отношению числа видов, найденных на двух исследуемых участках биотопа (С), к сумме видов, найденных на участке А, но не найденных на участке В, и найденных на участке В, но отсутствующих на участке А: I = 100 C/(A+B). Величина I называется также коэффициентом флористического сходства (общности).
ИНДЕКС ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ (ИЗА)- комплексный показатель степени загрязнения атмосферы, рассчитываемый в соответствии с методикой (РД 52.04 186-89) как сумма средних концентраций в единицах ПДК с учетом класса опасности соответствующего загрязняющего вещества. Самые высокие показатели ИЗА (более 14) по данным 1997 г. имеют 33 города России [19], среди которых Архангельск, Кемерово, Красноярск, Краснодар, Москва, С.-Петербург, Самара, Саратов, Ульяновск, Чита и др.
ИНДЕКС ЗАГРЯЗНЕНИЯ РЕКИ - экологическая характеристика реки; зависит от величин индексов сапробности и протяженности реки и может быть сопоставлен с таковыми для других рек любой протяженности [72].
ИНДЕКС КАЧЕСТВА СРЕДЫ - количественный показатель состояния окружающей среды, различно выражаемый в зависимости от целей оценки: в баллах (см. Квалиметрия) или в абсолютных единицах (напр., в ПДК и др. характеристиках степени загрязнения отдельным веществом или группой веществ).
ИНДЕКС ЛИСТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ, листовой индекс - показатель фотосинтезирующей биомассы, равный площади освещенных листьев, приходящейся на единицу поверхности почвы. Максимальная чистая продукция соответствует И.л.п., близкому к 4 (т.е. когда площадь освещенных листьев в 4 раза больше площади, занятой растениями), тогда как максимум валовой продукции достигается при И.л.п., равном 8 - 10 (этот уровень характерен для лесов).
ИНДЕКС НООСФЕРНОСТИ - предложенный В.Л. Казначеевым (1985) показатель, равный соотношению между общим потоком природной энергии и разумной реализацией (использованием) этой энергии.
ИНДЕКС ОПАСНОСТИ загрязняющего вещества - показатель, характеризующий опасность загрязняющего вещества для человека; определяется по формуле: J = lg A S/a M (ПДК), где A - атомный вес соответствующего элемента; M - молекулярный вес химического соединения, в который входит данный элемент; S - растворимость в воде химического соединения (мг/л); a - среднее арифметическое из шести ПДК химического соединения в разных пищевых продуктах (мясо, рыба, молоко, хлеб, овощи, фрукты); ПДК - предельно допустимая концентрация элемента в почве. В зависимости от величины И.о. (J) может быть определен класс опасности химического вещества: I класс - при J=4,1 и более; II класс - от 2,6 до 4; III класс - от 0,1 до 2,5; IV класс - менее 0,1.
ИНДЕКС ПЛОТНОСТИ НАСЕЛЕНИЯ - показатель, равный квадратному корню из произведения биомассы и плотности населения; связывает среднюю биомассу и число особей, характеризующих вид в пределах биоценоза.
ИНДЕКС ПОЛОВОЙ - отношение общего числа половозрелых самок к общей численности популяции. Используется в демографии при анализе половой структуры популяции.
ИНДЕКС САПРОБНОСТИ - численное выражение способности сообщества гидробионтов выдерживать определенный уровень органического загрязнения [72]. Тесно коррелирует с величиной биохимического потребления кислорода (БПК).
ИНДЕКС СУХОСТИ РАДИАЦИОННЫЙ - см. Радиационный индекс сухости.
ИНДЕКС ТОЛЕРАНТНОСТИ - численное выражение устойчивости вида-индикатора сапробности к органическому загрязнению [72].
ИНДЕКС УСТОЙЧИВОСТИ (вида)- показатель устойчивости вида или популяции в биоценозе - коэффициент вариации общей биомассы вида или средней численности особей по многолетним данным.
ИОННЫЙ СТОК - количество минеральных растворимых веществ в жидком стоке.
КАДАСТР [фр. cadastre от гр. katastichon - лист, реестр] - систематизированный свод сведений о качественных и количественных характеристиках объекта, составляемый периодически или путем непрерывных наблюдений. К. может включать рекомендации по использованию объектов или явлений, меры по их охране. Различают земельный К., водный К., лесной К., детериорационный (об ухудшении среды) К., промысловый К. и др.
КАРСТ, карстовые явления [по названию плато Крас (Kras) в б. Югославии] - явления, возникающие в растворимых водными растворами осадочных горных породах (известняки, гипс) и выражающиеся в образовании углублений в виде воронок, котловин, провалов, пещер, естественных пустот, колодцев и т.п. Антропогенное нарушение поверхности литосферы усиливает К.я. Ср. Термокарст.
КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ЛАНДШАФТНОЕ - отображение на карте положения ландшафтов и их морфологических единиц со значениями или характеристиками их важнейших параметров.
КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ - один из видов картографирования тематического, отражающий состояние экосистем и воздействие на них (нагрузка антропогенная, степень загрязнения различных компонентов, размещение заповедников и др. охраняемых природных территорий, распространение редких и исчезающих видов животных и растений, специфических биотопов и т.п.). См. Карты экологические.
КАТАСТРОФА ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ [гр. katastrophe - поворот, переворот] - неравновесное, нестационарное преобразование окружающей среды, следствием которого является потеря устойчивости (потеря равновесия) в результате изменения собственных параметров и/или быстрого изменения внешних переменных. К.э. переводит окружающую среду в обл. равновесия с меньшими, в сравнении с исходным уровнем сложности, энергетическим и экологическим потенциалом [76]. К.э. возникает нередко на основе прямого или косвенного антропогенного воздействия, а также неблагоприятного и опасного природного явления. См. Степень нарушенности ландшафта и "Ядерная зима".
КАТАЦЕНОЗ [от гр. kata - вниз и koinos - общий] - финальная стадия деградации биогеоценоза, характеризующаяся резким сокращением числа сохранившихся видов и резким ухудшением качеств биотопа. Напр., К. рогача песчаного при перетравливании полынных пастбищ (дальнейший процесс ведет к полному сбою пастбища). См. Дигрессия, Деградация ландшафта.
КАТЕНА [лат. catena - цепь, непрерывный ряд] - 1) закономерная последовательность расположения на склонах или вокруг водоемов элементарных природных комплексов (элементарных ландшафтов, фаций, биогеоценозов); син.: Ландшафт геохимический; 2) в географии почв - закономерная последовательность размещения типов почв на склонах.
КВАЛИМЕТРИЯ [от лат. quolis - какой по качеству и гр. metron - мера] - научное направление, разрабатывающее методы количественной оценки (классификации) процессов с помощью шкалы баллов, т.е. разбиения ряда непрерывно усиливающихся или ослабляющихся явлений на несколько групп. В географии и экологии К. используется, когда интенсивность явления трудно точно измерить (или когда в этом нет надобности), а также при сопоставлении влияния на объект нескольких разнородных факторов.
КИСЛЫЕ ОСАДКИ - атмосферные осадки в виде дождя или снега, подкисленные (величина водородного показателя pH<5,6) из-за растворения в них кислотообразующих промышленных выбросов (загрязняющих веществ): SO2, NOx , HCl и др. К.о. вызывают ацидификацию (подкисление или закисление) почвы, водоемов и приводят к повреждению живых организмов (гибель рыбы, снижение прироста лесов и т.д.).
КЛАСС САПРОБНОСТИ - степень загрязнения воды органическими веществами. См. Сапробность гидробионта.
КЛАССИФИКАЦИЯ ЛАНДШАФТОВ ТИПОЛОГИЧЕСКАЯ - объединение ландшафтов по признакам качественного сходства. Высшую таксономическую ступень К.л.т. - тип ландшафта - выделяют по сходству в соотношениях тепло- и влагообеспеченности; номенклатура типов ландшафтов складывается соответственно из двух элементов: теплообеспеченности (арктические и антарктические, субарктические, бореальные, суббореальные, субтропические и т.д.) и увлажнения (от гумидных до экстрааридных). Классы и подклассы ландшафтов выделяют по гипсометрическому фактору (равнинные и горные). Вид ландшафта выделяется по характеристикам фундамента ландшафта: его петрографическому составу, структурным особенностям и формам рельефа (напр., холмисто-моренные на цоколе из карбонатных палеозойских пород) [35].
КЛИМАКС [гр. klimax - высшая точка, кульминация] - стабильное состояние сообщества (экосистемы), в котором климаксовое сообщество (экосистема) поддерживает само себя неопределенно долго, все внутренние его компоненты уравновешены друг с другом. Ср. Аклимакс.
КЛИМАКС КЛИМАТИЧЕСКИЙ (региональный)- стабильное состояние сообщества (экосистемы), находящегося в равновесии с общими климатическими условиями [55].
КЛИМАКС ЭДАФИЧЕСКИЙ (локальный)- модификация стабильных состояний сообщества (экосистемы), соответствующая особым местным условиям субстрата [55].
КЛИМАКСНОЕ СОСТОЯНИЕ ЛАНДШАФТА, или эквифинальное состояние (по В.Б. Сочаве) - см. Коренное состояние ландшафта.
КЛИМАКСОВОЕ СООБЩЕСТВО - стабильное сообщество, завершающее серию сукцессий. Термин введен Ф. Клементсом (1916). Для К.с. характерно равновесие между биотическими и абиотическими компонентами (годовая продукция и приток вещества извне уравновешены годовым потреблением, расходом и выносом веществ из системы, поэтому чистая годовая продукция близка к нулю) на максимально высоком уровне потенциальной энергии и разнообразия. Ср. Узловое сообщество.
КОЛИ-ИНДЕКС - количественный показатель бактериологического загрязнения воды и пищевых продуктов (гл. обр. фекального происхождения); определяется количеством бактерий группы кишечной палочки - Escherichia coli (отсюда и название) - в 1 л или 1 кг субстрата. К.и. - важный критерий санитарно-гигиенического контроля. Так, вода для купания считается чистой, если К.и. находится в пределах от 0 до 10 (слабозагрязненной - от 11 до 100, загрязненной - от 101 до 1000, сильнозагрязненной - от 1001 до 10000).
КОМПЕНСАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ - изменчивость, состоящая в том, что развитие одних органов или функций организма часто является причиной угнетения других (т.е. наблюдается обратная корреляция, напр., между молочностью и мясистостью скота).
КОМПЛЕКСНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ - показатель загрязнения атмосферы совместно несколькими загрязняющими веществами (напр. сумма долей их реальной концентрации от величины ПДК).
КОМПОНЕНТЫ ЛАНДШАФТА [от лат. componens - составляющий] - основные составные части ландшафта, представленные фрагментами отдельных сфер географической оболочки: литосферы, гидросферы, атмосферы и сферы распространения биоты. К.л. тесно между собой связаны, при изменении одного из них изменяются др. и возникают "цепные реакции" [57]. Различают природные (горные породы, воздух, поверхностные и подземные воды, почва, живое вещество) и антропогенные (следы и опыты деятельности человека: сооружения, плантации и т.п.) К.л.. Ср. Элементы ландшафта.
КОНСЕРВАТИВНЫЕ ПРИЗНАКИ - признаки, медленно изменяющиеся в ходе эволюции.
КОНСОРЦИЯ [от лат. соnsortium - соучастие, сотоварищество] - структурная единица биоценоза, состоящая из центрального члена (ядра) - обычно крупной особи или группы особей, и функционально связанных с ним автотрофных и гетеротрофных организмов. В старой литературе К. называют симбиотические организмы типа лишайников [64].
КОНСУМЕНТЫ [от лат. consumo - потребляю] - организмы, потребляющие готовые органические вещества, но не доводящие разложение органических веществ до простых минеральных составляющих (ср. Редуценты). Совокупность К. образует трофические цепи, в которых выделяют К. первого порядка (растительноядные) и К. второго, третьего и т.д. порядков (хищники). См. также Гетеротрофы и Макроконсументы.
КОНТРАСТНОСТЬ ЛАНДШАФТОВ [от фр. contraste - резко выраженная противоположность] - степень различий между ландшафтами, обусловленных прежде всего их генезисом. К.л. определяется на основе учета разнообразия составляющих ландшафта геосистем низшего ранга, соотношения их площади, характера, степени близости (по генезису) соседних ландшафтов [57].
КОНЦЕНТРАЦИЯ ФОНОВАЯ загрязняющего вещества - концентрация загрязняющего атмосферу или водные объекты вещества, создаваемая всеми источниками выброса (сброса) вещества, исключая рассматриваемые.
КОРЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЛАНДШАФТА - завершающее в процессе динамики ландшафта состояние, характеризующееся максимальной степенью равновесия внутренних свойств ландшафта и данных внешних условий его существования (климат, геологическое основание, тектоника, сейсмика и т.д.). Син.: Климаксное состояние ландшафта, экосистемы, Эквифинальное состояние ландшафта.
КОСНОЕ ВЕЩЕСТВО - небиогенные минералы и горные породы, образовавшиеся в основном или глубже биосферы (вне области жизни) или в пределах биосферы на глубине нескольких километров без участия живого вещества [10]. Мертвые (косные) небиогенные горные породы и минералы по массе во много раз превышают массу всего живого вещества. Ср. Биогенные породы.
КОЭФФИЦИЕНТ БИОЛОГИЧЕСКОГО НАКОПЛЕНИЯ [от лат. co - с, вместе и efficiens - производящий] - отношение содержания к.-л. элемента (напр., радионуклида или тяжелого металла) в организме к содержанию его в окружающей среде (в земной коре, почвообразующей породе, почве или искусственной питательной среде).
КОЭФФИЦИЕНТ ОПАДО-ПОДСТИЛОЧНЫЙ - отношение массы подстилки к опаду; характеризует интенсивность круговорота органического вещества в биогеоценозе.
КОЭФФИЦИЕНТ РАЗМНОЖЕНИЯ - 1) число родившихся особей, приходящихся на 1000 самок, размножающихся особей или особей обоих полов в популяции за единицу времени; 2) разность между рождаемостью и смертностью за единицу времени; 3) прирост размера популяции с учетом ограничивающих факторов среды, описываемый математическим уравнением (коэффициент прироста Вольтерра или специфическая скорость естественного прироста Лотка).
КОЭФФИЦИЕНТ СМЕРТНОСТИ - число особей, погибших за год в результате естественных причин, на 1000 особей данного вида.
КОЭФФИЦИЕНТ СТОКА - отношение величины поверхностного стока, выраженной в единицах объема или в мм слоя, к количеству атмосферных осадков, выпавших на ту же единицу площади за то же время (как правило, за год).
КОЭФФИЦИЕНТ ТРОФНОСТИ - отношение валовой продукции фотосинтеза (Р) в экосистеме к дыханию (R). В климаксовых сообществах (зрелых экосистемах) P:R близко к 1.
КОЭФФИЦИЕНТ УВЛАЖНЕНИЯ - отношение годового количества осадков к годовой величине испаряемости для данного ландшафта. К.у. - показатель соотношения тепла и влаги. При К.у.> 1 и достаточном количестве тепла преобладают лесные ландшафты, при К.у.<1 лесостепные, степные и пустынные ландшафты. Показатель впервые ввел Г.Н. Высоцкий. Согласно В.А. Ковде (1973), по величине К.у. фации делятся на супергумидные (1,5-3), гумидные (1,2-1,5), нормальные (1,2-0,7), семиаридные (0,7-0,5), аридные (0,5-0,3), экстрааридные (<0,3).
КОЭФФИЦИЕНТ ФЛОРИСТИЧЕСКОГО СХОДСТВА - см. в ст. Индекс Жаккара.
КРИТЕРИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ - признак, на основании которого производится оценка, определение или классификация экологических систем, процессов и явлений. Вопрос о К.э. очень важен для экологического обоснования проекта, экологического планирования, прогнозирования, нормирования, экологической экспертизы, эколого-экономической оценки. К.э. может быть природозащитным (сохранение целостности экосистемы, вида организма, его местообитания и т.д.), антропоэкологическим (воздействие на человека, на его популяции) и хозяйственным, вплоть до воздействия на всю систему "природа-общество" [3].
КРИТИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА параметра состояния экосистемы - предельное значение параметра состояния экосистемы (на границе ее области устойчивости), при котором начинаются необратимые изменения экосистемы.
КРИТИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА загрязняющего вещества [англ. critical load] - количественное выражение максимальной нагрузки (выпадения) на единицу площади природного территориального комплекса одного или нескольких поллютантов, ниже которой не происходит вредного воздействия на обозначенный чувствительный элемент окружающей среды (рецептор) в соответствии с современным уровнем знаний. К.н. - один из показателей устойчивости экосистем [102].
КРИТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ загрязняющего вещества [англ. critical level] - количественное выражение максимальной концентрации (в воздухе) одного или нескольких поллютантов, ниже которой не происходит вредного воздействия на обозначенный чувствительный элемент окружающей среды (рецептор) в соответствии с современным уровнем знаний. См. также Критическая нагрузка (загрязняющего вещества).
КРИТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ЛАНДШАФТА - состояние ландшафта, в котором начинается качественная перестройка и возможна смена его инварианта. К.с.л., или критическая точка может разделять не только устойчивые состояния, но и неустойчивые, переходные. Пример таких "кризисов" дает переход от одной стадии сукцессии к другой [98]. См. Бифуркация.
Л
ЛАНДШАФТ [от нем. Lаnd - земля, schaft - суффикс, выражающий взаимосвязь, взаимозависимость] - природный территориальный комплекс, состоящий из взаимодействующих природных или природных и антропогенных компонентов, а также комплексов более низкого таксономического ранга (см. Фация, Урочище, Местность). В соответствии со взглядами Н.А. Солнцева, Л. характеризуется единством геологической платформы, климата и истории развития. Термин заимствован из общелитературного языка, где он связывается, как правило, с визуальными впечатлениями от пейзажа, картины природы, местности. Син.: Геохора (по В.И. Вернадскому).
ЛАНДШАФТ АБИОГЕННЫЙ - ландшафт, сформировавшийся без существенного влияния живого вещества. К Л.а. условно (поскольку вся поверхность Земли пронизана в той или иной степени проявлениями жизни) относят ландшафты центральной части Антарктиды, Гренландского ледяного щита, наиболее высоких вершин Гималаев, лавовые озера и др. Л.а. противопоставляются биогенным ландшафтам, сформировавшимся под воздействием живых организмов.
ЛАНДШАФТ АНТРОПОГЕННЫЙ - ландшафт, свойства которого обусловлены деятельностью человека (см. также Ландшафт техногенный). По соотношению целенаправленных и непреднамеренных изменений различают преднамеренно измененные и непреднамеренно измененные ландшафты. Э. Гадач предложил за первыми сохранить название "антропогенных", а вторые именовать "антропическими" [13]. Различают также культурный ландшафт (сознательно измененный хозяйственной деятельностью человека для удовлетворения своих потребностей и постоянно поддерживаемый в нужном для него состоянии) и акультурный, возникающий в результате нерациональной деятельности или неблагоприятных воздействий соседних ландшафтов (крайним членом в этом ряду выступает деградированный ландшафт).
ЛАНДШАФТ ГЕОХИМИЧЕСКИЙ - в соответствии с представлениями Б.Б. Полынова, совокупность элементарных ландшафтов от элювиальных до супераквальных, располагающихся в пределах литологически однородной территории, генетически связанных истоками растворенных и взвешенных веществ [58]. Л.г. - очень существенное понятие для анализа горизонтального распространения антропогенных воздействий, в частности загрязнения, возможностей накопления загрязняющих веществ (формирование техногенных геохимических аномалий) и самоочищения ландшафта. Син.: Катена.
ЛАНДШАФТ ПРИРОДНЫЙ - ландшафт, формирующийся или сформировавшийся под влиянием только природных факторов, не испытавший влияния деятельности человека (в противоположность ландшафту антропогенному или техногенному).
ЛАНДШАФТ СУБАКВАЛЬНЫЙ - по классификации Б.Б. Полынова, местный водоем с преобладанием процесса привноса вещества с твердым и жидким стоком над выносом.
ЛАНДШАФТ СУПЕРАКВАЛЬНЫЙ - по классификации Б.Б. Полынова, надводный ландшафт элементарный, сформированный на пониженных элементах рельефа, в условиях залегающих близко к поверхности грунтовых вод; характеризуется поступлением веществ из атмосферы, а также с поверхностными и грунтовыми водами. В группе Л.с. по степени геохимической автономности и транзитности мигрирующих элементов, обусловленных положением данного ландшафта в рельефе, выделяются: 1) супераквальные автономные плоских слабодренированных водоразделов (ландшафты верховых болот); 2) транссупераквальные геохимически слабо подчиненные долин крупных транзитных рек; 3) транссупераквальные геохимически подчиненные долин малых рек и ручьев; 4) супераквальные геохимически подчиненные бессточных депрессий [17].
ЛАНДШАФТ ТЕХНОГЕННЫЙ, антропоэкосистема - разновидность ландшафта, где человек (промышленная деятельность) выступает центральным элементом, определяющим функционирование и структуру ландшафта. См. также Ландшафт антропогенный.
ЛАНДШАФТ ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ [от лат. elementum - первичная материя, первоначально] - участок, сложенный одной породой или наносом, находящийся на одном элементе рельефа, в равных условиях залегания грунтовых вод, характеризующийся определенным растительным сообществом и одним типом почв. Термин введен Б.Б. Полыновым [59] и используется в работах, связанных с исследованиями в обл. геохимии ландшафта. Понятие Л.э. близко понятиям фация по Л.С. Бергу, биогеоценоз по В.Н. Сукачеву, микроландшафт по И.В. Ларину, эпиморфа по Р.И. Аболину.
ЛАНДШАФТ ЭЛЮВИАЛЬНЫЙ - по классификации Б.Б. Полынова, ландшафт элементарный, сформированный на повышенных элементах рельефа, при глубоком залегании уровня грунтовых вод; характеризуется поступлением веществ преимущественно из атмосферы, почти полным отсутствием бокового притока веществ. В группе Л.э. по степени геохимической автономности и транзитности мигрирующих элементов, обусловленных положением данного ландшафта в рельефе, выделяют: 1) элювиальные геохимические автономные плоских повышенных элементов рельефа; 2) трансэлювиальные геохимически подчиненные склонов; 3) трансэлювиально-аккумулятивные нижних частей склонов, депрессий, с глубоким залеганием грунтовых вод [17].
ЛАНДШАФТНАЯ ЭКОЛОГИЯ - научное направление, изучающее ландшафты путем анализа экологических отношений между растительностью и средой, структуру и функционирование природных комплексов на топологическом уровне, взаимодействие составных частей природного комплекса и воздействие общества на природную составляющую ландшафтов путем анализа балансов вещества и энергии. Термин введен К. Троллем, чтобы отразить целесообразность объединения двух подходов - "горизонтального", состоящего в изучении пространственного взаимодействия природных явлений, и "вертикального", изучающего взаимоотношения между явлениями в рамках экосистемы. Частично указанные выше задачи решаются в рамках ландшафтоведения и биогеоценологии. Син.: Геоэкология-1.
ЛАНДШАФТНЫЙ ПОДХОД - совокупность приемов в географических и экологических исследованиях, в основу которых положено представление о дифференцированности географической оболочки на систему природных территориальных комплексов разного ранга, обладающих генетическим единством и связанных совокупностью латеральных процессов: поверхностный и подземный сток, эоловый вынос и привнос вещества, биогенная миграция и др. Ср. Бассейновый подход.
ЛАТЕРАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ [от лат. lateralis - боковой] - процессы в природных территориальных комплексах, идущие в боковом или горизонтальном направлении и осуществляющие связи между ними (в отличие от радиальных процессов, организующих связи внутри ПТК или экосистемы).
М
МЕСТНОСТЬ - 1) в ландшафтоведении таксон природного территориального комплекса, занимающий промежуточное положение в звене урочище - ландшафт и соответствующий группе территориально-смежных урочищ в пределах одной локальной тектонической структуры с генетически единым сочетанием почвообразующих пород; 2) к.-л. определенное место, пространство, участок земной поверхности.
МЕТОД СПЛОШНОГО УЧЕТА - способ изучения состава, структуры и продуктивности экосистемы в пределах одной, достаточно крупной учетной площадки или на всей анализируемой территории. См. также Пробные площадки.
МЕТОД УКОСОВ - способ изучения продуктивности травянистых или полукустарничковых фитоценозов, заключающийся в скашивании травостоя на пробных площадках (обычно площадью 0,25-1 м2) с соблюдением соответствующих правил биометрии.
МОДУЛЬ (жидкого) СТОКА - количество воды, стекающее с единицы площади водосбора в единицу времени.
МОРТМАССА [от лат. mortis - смерть и масса] - масса мертвого органического вещества в экосистеме. В М. выделяют отпад (сухостой, омертвевшие органы), опад или подстилку (упавшие на поверхность почвы части растений, трупы животных), торф, детрит.
МОРФОЛОГИЯ ЛАНДШАФТА [от гр. morphe - форма и logos - слово, учение] - направление в ландшафтоведении, основной задачей которого является изучение пространственной структуры ландшафтов (или геохор). В последнее время выделяют также математическую М.л. (А.С. Викторов, 1998), исследующую количественные закономерности построения мозаик, которые образованы на земной поверхности природными территориальными комплексами, составляющими ландшафты, и разрабатывающую методы математического анализа этих мозаик. Син. Геохорология. См. также Ландшафтный рисунок территории.
МОРФОМЕТРИЯ [от гр. morphe - форма и metron - мера] - раздел геоморфологии, посвященный числовым характеристикам элементов, форм и типов рельефа (размеры, вертикальная и горизонтальная кривизна, глубина расчленения, густота речной сети и др.).
ННАГРУЗКА АНТРОПОГЕННАЯ (техногенная) - мера прямого и косвенного воздействия человека и народного хозяйства на природу в целом или на ее отдельные компоненты (ландшафты, почвы, атмосферу, биоту и др.).
НАГРУЗКА НА ЛАНДШАФТ - мера антропогенного (техногенного) воздействия на ландшафт. Термин пришел из инженерной лексики вместе с группой терминов (устойчивость, стабильность и др.), используемых для характеристики процессов и явлений, возникающих в ландшафте под влиянием деятельности человека. См. также Емкость ландшафта экологическая.
НАГРУЗКА РЕКРЕАЦИОННАЯ - степень непосредственного влияния отдыхающих людей (туристов, рыболовов, охотников и др.), их транспортных средств и т.п. на объекты, отнесенные к рекреационным ресурсам (охраняемые территории, живописные места, памятники природы и т.д.). Н.р. выражается числом людей или человеко-дней на единицу площади или рекреационный объект и сопоставляется с рекреационной емкостью объекта.
НАГРУЗКА ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ - см. Экологическая нагрузка.
НАДЕЖНОСТЬ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ - способность экосистемы (ландшафта) относительно полно восстанавливаться и саморегулироваться после внешнего воздействия (в пределах естественных для систем суточных, сезонных, многолетних флуктуаций). Понятие, близкое к устойчивости и гомеостазу ландшафта.
НАНОС (АБИОТИЧЕСКИЙ)- верхний слой почвенного профиля, не являющийся результатом процесса почвообразования и менее плодородный, чем подстилающий его органогенный горизонт.
НАСЫЩЕННОСТЬ ВИДОВАЯ - число видов на единицу площади (объема), являющееся основной единицей альфа-разнообразия. Ч.в. отражает емкость среды, т.к. в экстремальных условиях (пустыни, солончаки) численность видов падает до минимума.
НЕБЛАГОПРИЯТНЫЕ И ОПАСНЫЕ ПРИРОДНЫЕ ЯВЛЕНИЯ (НОЯ)- явления в окружающей среде, представляющие опасность для человека и его хозяйственной деятельности. НОЯ могут иметь причины как естественного характера, так и быть спровоцированными человеком. В свою очередь НОЯ могут вызвать аварии техногенного характера. Различают следующие НОЯ: космические (солнечная активность, магнитные бури, падение метеоритов и др.), геологические (извержение вулканов, землетрясения, цунами), геоморфологические (оползни, сели, лавины, обвалы, просадки и т.п.), климатические и гидрологические (тайфуны, смерчи, штормы, абразия берегов, термоэрозия, эрозия почв, изменение уровня грунтовых вод и др.), геохимические (загрязнение окружающей среды, засоление почв и др.), пожары (лесные, степные, торфяные), биологические (массовое размножение вредителей сельскохозяйственных, кровососущих, ядовитых животных, эпидемии и др.). Крайняя степень проявления НОЯ катастрофа экологическая.
НЕОБРАТИМОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ЛАНДШАФТА - изменения в ландшафте, ведущие к нарушению экологического равновесия и, как следствие, к смене инварианта ландшафта или его деградации.
НЕТТО-ПРОДУКЦИЯ фитоценоза [от ит. netto - чистый] - чистая биологическая продукция фитоценоза, т.е. количество органического вещества, производимое фитоценозом за счет фото- и хемосинтеза за вычетом веществ, потраченных на дыхание и потребление гетеротрофами. Экспериментально определяется по величине максимальной (при оптимальном соотношении тепла и влаги) скорости прироста фитомассы. См. Биологическая продуктивность, биологическая продукция.
НЕРАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ - система природопользования, при
которой: - в больших количествах и обычно не полностью используются наиболее легко доступные природные ресурсы, что приводит к быстрому их истощению; - производится большое количество отходов; - сильно загрязняется окружающая среда.
Нерациональное природопользование характерно для экстенсивного хозяйства.
НООСФЕРА (Neosphere) От греч.Noos - дух + Sphaira – шар. Ноосфера - высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и становлением в ней цивилизованного человечества, когда его разумная деятельность становится главным определяющим фактором целесообразного развития.
НОРМА ИДЕАЛЬНАЯ - 1) естественное состояние равновесной или стационарной природной системы либо ее компонентов при условии полного отсутствия воздействия человека; 2) состояние окружающей среды, полностью отвечающее медико-биологическим потребностям человека.
НОРМА НАГРУЗКИ на ландшафт - величина антропогенного воздействия, не приводящая к нарушению социально-экономических функций ландшафта
НОРМА САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ - показатель состояния окружающей среды, поддержание которого гарантирует безопасные или оптимальные условия жизни человека.
НОРМА СОСТОЯНИЯ - состояние системы, отвечающее обл. ее равновесия (локального минимума потенциальной энергии) и/или устойчивости. В естественных системах обычно обл. наиболее вероятных состояний.
НОРМА ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ - норма экологических систем, обл. равновесия в пространстве базовых экологических переменных, наиболее вероятное в пространстве и времени состояние экологических и геосистем и их компонентов.
НОРМА ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ВРЕМЕННАЯ - состояние, соответствующее одной из обл. локального минимума потенциальной энергии (обл. равновесия) экологической системы или ее компонентов, принимаемая в качестве приемлемой и/или достижимой в существующих социально-экономических условиях.
НОРМА ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИДЕАЛЬНАЯ - состояние экологических систем или их компонентов, соответствующее максимуму локального минимума потенциальной энергии и максимуму биологического разнообразия.
НОРМАТИВ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ - величина антропогенной нагрузки, рассчитанная на основании экологических регламентов и получившая правовой статус. Носит временный характер, обусловленный уровнем развития науки, технологии и экономики. См. также Нормативы воздействия, Стандарт экологический.
НОРМАТИВЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ на окружающую среду - предельные характеристики источников воздействия на окружающую среду, соблюдение которых в любом случае не может привести к нарушению установленных критериев качества окружающей среды. Нормативы предельно допустимых выбросов и сбросов загрязняющих веществ, а также вредных микроорганизмов, загрязняющих атмосферный воздух, воды, почвы, устанавливаются с учетом производственных мощностей объекта, данных о наличии мутагенного эффекта и иных вредных последствий по каждому источнику загрязнения, согласно действующим нормативам предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в окружающей природной среде. Предельно допустимые нормы применения минеральных удобрений, средств защиты растений, стимуляторов роста и других агрохимикатов в сельском хозяйстве устанавливаются в дозах, обеспечивающих соблюдение нормативов предельно допустимых остаточных количеств химических веществ в продуктах питания, охрану здоровья, сохранение генофонда.
НОРМИРОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ на окружающую среду - разработка и введение в действие нормативов воздействия на окружающую среду. Ср. Лимитирование воздействия на окружающую среду. См. Нормирование экологическое.
НОРМИРОВАНИЕ САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКОЕ - разработка нормативов антропогенного воздействия на окружающую человека природную среду и нормативов качества окружающей среды на основе санитарно-гигиенического подхода (т.е. соблюдения санитарно-гигиенических норм, рассчитанных на человека). Ср. Нормирование экологическое.
НОРМИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ - научная, правовая, административная и иная деятельность, направленная на установление предельно допустимых норм воздействия (экологических регламентов, нормативов экологических) на окружающую среду, при соблюдении которых не происходит деградации экосистем, гарантируется сохранение биологического разнообразия и экологическая безопасность населения. В узком смысле, Н.э. - деятельность, в результате которой происходит обоснование норм (в т.ч. нормативов) экологических. Ср. Нормирование санитарно-гигиеническое.
ООБИЛИЕ видовое - количество особей вида либо всего сообщества, приходящееся на единицу площади или объема. При учете О. животных различают О. разовое и О. среднее за определенный период наблюдений (сезон, месяц, год). При описании растительных ассоциаций для характеристики О. часто используют 5-балльную шкалу Гульта: 5 - очень обильно; 4 - обильно; 3 - необильно; 2 - мало; 1 - очень мало. См. также Покрытие проективное.
ОБРАТИМЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СРЕДЫ - изменение к.-л. компонентов среды, их свойств или совокупности, которые могут быть компенсированы в ходе самовосстановления экосистем.
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ, окислительный потенциал, редокспотенциал (ОВП, Eh) - функция соотношения окисленных и восстановленных форм химических элементов в той или иной среде (почве, водном растворе, биологическом материале). ОВП характеризует степень окисленности компонентов среды и выражается, как правило, в милливольтах (мВ).
ОПУСТЫНИВАНИЕ - расширение площади пустынь за счет сопредельных территорий. О. происходит в результате как естественных причин (см. Аридизация), так и в результате антропогенных воздействий на природу (сведение в сопредельных с пустынями регионах древесной растительности, уничтожение травянистой растительности, напр., в результате перевыпаса). По данным [19], общая площадь земель России, подверженных процессам О. или потенциально опасных в этом отношении, составляет более 100 млн. га (Поволжье, Предкавказье, Закавказье и др. регионы).
ОРИЕНТИРОВОЧНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ загрязняющего вещества (ОДК)- гигиенический норматив (временный), аналогичный ПДК, определенный, как правило, расчетным способом.
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ЧИСЛЕННОСТЬ (относительное обилие) ВИДОВ - число особей вида (группы видов) относительно других видов или их групп в том же сообществе.
ОХРАНА ПРИРОДЫ [Nature protection; Nature conservation] Охрана природы - совокупность международных, государственных и региональных мероприятий, направленных на поддержание природы Земли в состоянии, соответствующем эволюционному уровню современной биосферы и ее живого вещества.
ОЦЕНКА ЛАНДШАФТА - мнение субъекта (отрасль человеческой деятельности) о достоинствах объекта (ландшафта) с точки зрения его земледельческого, промышленного, транспортного, рекреационного, водохозяйственного использования или с точки зрения качеств ландшафта как сферы жизни. Часто использование термина "оценка" указывает на приближенное, не вполне точное измерение.
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ окружающей среды, компонентов ландшафта - соотнесение реальной ситуации с идеальной и временной нормами по различным (стандартизированным) переменным, либо с исходным состоянием объекта.
П
ПАРАГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЛАНДШАФТЫ [от гр. para - возле, находящийся рядом и лат. genesis - рождение] - система пространственно смежных региональных или типологических комплексов, связанных общностью своего происхождения. К парагенетическим относят часто ландшафты геохимические.
ПАРАКЛИМАКС [от гр. para - возле, находящийся рядом и климакс] - новое устойчивое сообщество, возникшее в результате внешних разрушительных воздействий (дигрессия) на естественное климаксовое сообщество (напр., сообщество, постоянно поддерживаемое выпасом скота на месте сведенного леса).
ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ ЭКОСИСТЕМЫ - наиболее общие (интегральные) информативные показатели функционирования экосистемы, позволяющие оценить ее состояние, степень отклонения от нормы.
ПАРАМЕТРЫ ЭКОСИСТЕМЫ - величины, показатели, отражающие функциональные и консервативные свойства экосистемы: биологическая продуктивность, интенсивность круговорота, разнообразие и т.п.
ПЕРЕСТРОЙКА ЛАНДШАФТА КОРЕННАЯ - необратимое изменение ландшафта, приводящее к полной смене его структуры и свойств (инварианта) и тем самым к переходу в качественно новое образование [57]. П.л.к. может быть результатом целенаправленной деятельности человека, антропогенной деградации, стихийных природных процессов.
ПЕРИОД ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВЫ - гипотетическое время, за которое анализируемая почва пройдет путь от недеградированного состояния до очень сильной деградации (снижение продуктивности до 75%) по рассматриваемому показателю деградации почвы [74].
ПЕРИОД КРУГОВОРОТА химического элемента - в экосистеме или системе почва-растение время, за которое растения выделят в почву и атмосферу такое же количество химического элемента, которое содержат в себе. П.к. служит показателем интенсивности биогенного круговорота химического элемента [71].
ПЕРИОД ПОЛУВЫВЕДЕНИЯ - время, за которое организм выделит половину содержавшегося в нем (вредного) вещества (химического элемента).
ПЕРТУРФАЦИЯ В БИОГЕОЦЕНОЗЕ [от лат. perturbatio - расстройство, смятение] - отрицательные изменения в биогеоценозе, вызванные, напр., массовым размножением одного вида.
ПЕРЦЕНТИЛЬ[англ. percentile] - доля площади экосистем (в %), которая не будет защищена от воздействия анализируемого неблагоприятного фактора при принятой для расчетов величине экологического норматива (критической нагрузки, критического уровня и др.). Термин широко используется в международной практике при расчетах степени защищенности экосистем (в частности в рамках Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния). Напр., 5-процентильная карта означает, что приведенная на ней информация обеспечивает защиту 95% территории экосистем.
ПЛАКОР[от гр. plakos - плоскость, равнина] - плоское или слабонаклоненное приводораздельное пространство. П. характеризуются глубоким залеганием грунтовых вод, отсутствием значительного смыва или аккумуляции, вследствие чего растительный и почвенный покровы наиболее полно соответствуют ландшафтам данной зоны (напр., хвойные леса на подзолистых почвах в тайге, злаково-разнотравные сообщества на черноземах в степной зоне и т.п.).
ПЛАСТИЧНОСТЬ ЛАНДШАФТА[от гр. plastikos - годный для лепки, податливый] - способность ландшафта изменяться, сохраняя при этом основные характеристики, несмотря на воздействие внешних факторов [57]. П.л. - одно из свойств, обеспечивающих его устойчивость.
ПОВЕРХНОСТНЫЙ СТОК- процесс перемещения вод атмосферного происхождения по земной поверхности под действием силы тяжести; составная часть круговорота воды (влагооборота) на Земле. Величина П.с. зависит от количества осадков и лесистости местности: на безлесной площади П.с. составляет 65% годовой суммы осадков и часто вызывает водную эрозию почв; при лесистости 100% П.с. составляет только 5%. См. также Сток.
ПОДХОД "ДОЗА-ЭФФЕКТ"- установление взаимосвязи между степенью воздействия на экосистему - дозой - (напр., загрязнением) и результирующим эффектом. Анализ зависимости "доза-эффект" дает возможность определить пределы устойчивости экосистемы, а также оценить возможный экологический ущерб от воздействия.
ПОДХОД МЕРОЛОГИЧЕСКИЙ[от гр. meros - часть и logos - слово, учение] - изучение свойств основных частей системы с последующим обобщением результатов и их экстраполяцией на систему в целом.
ПОДХОД СИСТЕМНЫЙ- общенаучный подход, направленный на познание механизма интеграции систем как целостных образований - единств, состоящих из взаимосвязанных и взаимодействующих, нередко разнородных элементов. При этом учитывается, что каждая система выступает как элемент более высокой системы [57]. Внедрение системных идей способствовало интенсивному развитию классификации природных объектов, моделированию и применению математических методов в природоохранных исследованиях.
ПОДХОД ХОЛИСТИЧЕСКИЙ[англ. holism от гр. holos - целый, весь] - оценка свойств системы в целом с последующим изучением (в случае необходимости) ее частей.
ПОДХОД ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ- общенаучный подход, ориентирующий в первую очередь на исследование и отражение отношений и взаимодействий организмов и в частном случае человека с окружающей средой [76].
ПОКАЗАТЕЛИ ВРЕДНОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ- показатели, отражающие токсичное действие загрязняющего вещества на человека (санитарно-токсикологический П.в.), ухудшение органолептических свойств воды (органолептический П.в.) и нарушение процессов самоочищения водоема (общесанитарный П.в.). ПДК загрязняющего вещества в целом для воды устанавливают по лимитирующему П.в.з.в.
ПОКАЗАТЕЛИ ВРЕДНОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ- показатели, отражающие вероятность миграции загрязняющих веществ из почвы в атмосферный воздух (миграционно-воздушный П.в.), в воду (миграционно-водный П.в.), растения (транслокационный П.в.), а также степень воздействия на почвенные микроорганизмы (общесанитарный П.в.). В процессе специальных экспериментов определяют лимитирующий показатель вредности, и соответствующая ему наименьшая массовая доля загрязняющего вещества принимается в качестве ПДК в целом для почвы.
ПОКАЗАТЕЛЬ ВИДОВОГО РАЗНООБРАЗИЯ- см. Индекс видового разнообразия.
ПОКАЗАТЕЛЬ ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВЫ- величина, характеризующая степень неблагоприятного изменения свойств почвы под воздействием внешних (напр., антропогенных) факторов, приводящих к снижению ее плодородия или ухудшению качества растительной продукции. См. Период деградации почв.
ПОРОГ ВРЕДОНОСНОСТИ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ- плотность популяции вредного организма, при которой экономически выгодно применять данный пестицид (затраты по применению окупаются прибылью от сохраненного урожая).
ПОРОГ ВРЕДНОГО ДЕЙСТВИЯ ВЕЩЕСТВА- минимальная концентрация вредного (загрязняющего) вещества в окружающей среде, при воздействии которой в организме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология.
ПОРОГОВАЯ ВЕЛИЧИНА- параметра состояния экосистемы - предельное значение параметра состояния экосистемы, при котором начинаются существенные обратимые изменения экосистемы, не выходящие за границы ее области устойчивости.
ПРАВИЛО АЛЛЕНА - в экологии - закон, согласно которому выступающие части тела теплокровных животных в холодном климате короче, чем в теплом, поэтому они отдают в окружающую среду меньше тепла. Отчасти правило Аллена справедливо и для побегов высших растений.
ПРАВИЛО БЕРГМАНА - в экологии - закон, согласно которому у теплокровных животных, подверженных географической изменчивости, размеры тела особей статистически больше у популяций, живущих в более холодных частях ареала вида.
ПРАВИЛО ГЛОГЕРА - в экологии - закон, согласно которому географические расы животных в теплых и влажных регионах пигментированы сильнее, чем в холодных и сухих регионах. Правило Глогера имеет большое значение в систематике животных.
ПРАВИЛО ДАРЛИНГТОНА - в экологии - закон, согласно которому уменьшение площади острова в 10 раз сокращает число живущих на нем видов амфибий и рептилий вдвое.
ПРАВИЛО ВЗАИМОПРИСПОСОБЛЕННОСТИ МЕБИУСА-МОРОЗОВА - в экологии - закон, согласно которому виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сообщество составляет единое системное целое.
ПРАВИЛО ВИКАРИАТА Д.ДЖОРДАНА - положение, согласно которому
ареалы близкородственных видов или подвидов животных обычно занимают смежные территории и существенно не перекрываются. При этом родственные формы, как правило, географически замещают друг друга.
ПРАВИЛО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ - организм в определенной мере способен заменить дефицитное вещество или другой действующий фактор иным функционально близким веществом или фактором.
ПРАВИЛО ЗАМЕЩЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ - любой экологический фактор в некоторой системе может замещаться другим. Следовательно, внутренние причины экологических явлений при аналогичном внешнем проявлении могут быть различными. (Климатические (влажность) могут замещаться биотическими (расти в подлеске).
ПРАВИЛО ВНУТРЕННЕЙ НЕПРОТИВОРЕЧИВОСТИ - положение, согласно которому в естественных экосистемах деятельности входящих в них видов направлена на поддержание этих экосистем как среды собственного обитания.
ПРАВИЛО ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ОПТИМУМА - в экологии - закон, согласно которому в центре видового ареала обычно существуют оптимальные для вида условия существования, ухудшающиеся к периферии области обитания вида.
ПРАВИЛО ЗАПОЛНЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ НИШ - в экологии - закон, согласно которому пустующая экологическая ниша всегда бывает естественно заполнена. Экологическая ниша как функциональное место вида в экосистеме позволяет форме, способной выработать новые приспособления, заполнить эту нишу.
ПРАВИЛО ИНТЕГРАЛЬНОГО РЕСУРСА - положение, согласно которому конкурирующие в сфере использования определенных природных систем отрасли хозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу.
ПРАВИЛО МАКСИМАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ ЖИЗНИ - положение, согласно которому организмы размножаются с интенсивностью, обеспечивающей максимально возможное их число.
ПРАВИЛО СООТВЕТСТВИЯ УСЛОВИЙ СРЕДЫ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПРЕДОПРЕДЕЛЕННОСТИ ВИДА - вид организмов может существовать до тех пор, пока природная среда соответствует его генетическим возможностям к приспособлению (богатству его генофонда).
ПРАВИЛО ВНУТРЕННЕЙ НЕПРОТИВОРЕЧИВОСТИ - в естественных экосистемах деятельность входящих в них видов направлена на поддержание этих систем как среды собственного обитания. Виды не могут разрушать среду своего обитания. Наоборот, деятельность животных направлена на создание среды, пригодной для жизни их потомства.
ПРАВОВАЯ ЭКОЛОГИЯ - раздел социальной экологии; совокупность юридических норм различных отраслей права, регулирующих общественные отношения в сфере природопользования.
ПРЕДЕЛ УСТОЙЧИВОСТИ- максимум нагрузки, переносимой организмом, сообществом, экосистемой, ландшафтом при сохранении их структуры и функционирования.
ПРЕДЕЛЫ ТОЛЕРАНТНОСТИ[от лат. tolerantia - терпение] - диапазон между минимумом и максимумом значений экологических параметров существования организма.
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ ДОЗА (ПДД) - максимальное количество загрязняющего вещества или другого вредного агента, проникновение (воздействие) которого в организм не оказывает на него пагубного влияния.
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ - загрязняющего вещества (ПДК) - экологический норматив, максимальная концентрация загрязняющего химического вещества в компонентах ландшафта, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени не вызывает негативных воздействий на организм человека или другого рецептора. В зависимости от объекта загрязнения различают: 1) ПДК - такая максимальная концентрация загрязняющего вещества в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии, или при воздействии на протяжении всей жизни человека, не оказывает вредного влияния на него и на окружающую среду в целом (включая отдаленные последствия); 2) в водной гигиенической токсикологии под ПДК понимают максимальную концентрацию загрязняющего вещества, при которой вещество не оказывает прямого или опосредованного влияния на здоровье человека (при воздействии на организм в течение всей жизни) и не ухудшает гигиенические условия водопользования; 3) ПДК - максимальная массовая доля загрязняющего вещества в почве, не оказывающая прямого или косвенного влияния (включая отдаленные последствия) на окружающую среду или здоровье человека. В списках ПДК, как правило, указывается также класс опасности загрязняющего вещества и лимитирующий показатель вредности (в первом случае, кроме этого, приводится временной интервал, к которому отнесен норматив).
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ- загрязняющего вещества в пахотном слое почвы - концентрация загрязняющего вещества в верхнем, пахотном слое почвы, которая не должна оказывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и на здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы.
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ НАГРУЗКА НА ЛАНДШАФТ- нагрузка (антропогенная), при превышении которой происходит разрушение структуры ландшафта и нарушение его функций.
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЕ ПОСТУПЛЕНИЕ (ПДП)- максимальное количество загрязняющего вещества, поступающего на определенную площадь в единицу времени, образующее концентрацию, не превышающую установленную величину ПДК.
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ УРОВНИ- физического воздействия на окружающую среду - уровни шума, вибраций, ионизирующих излучений, напряженности электромагнитных полей и т.п., которые не должны оказывать на человека прямого или косвенного вредного влияния при неограниченно долгом воздействии.
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЙ ВЫБРОС (ПДВ)- экологический норматив: масса вещества в газах отходящих, максимально допустимая к выбросу в атмосферу в единицу времени, устанавливаемая из условия, что содержание загрязняющего вещества в приземном слое воздуха от источника или совокупности источников не должно превышать нормативов качества воздуха (ПДК) для населения, животного и растительного мира. Основные значения ПДВ - максимальные разовые, контрольные - устанавливаются при условии полной нагрузки технологического и газоочистного оборудования и их нормальной работы и не должны превышаться в любой 20-минутный интервал времени. Норматив ПДВ стал обязательным элементом разрешений на выброс в окружающую среду, выдаваемых государственными органа
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЙ СБРОС (ПДС) - экологический норматив: масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в установленном режиме в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте; ПДС - лимит по расходу сточных вод и концентрации содержащихся в них примесей - устанавливается с учетом ПДК веществ в местах водопользования (в зависимости от вида водопользования), ассимилирующей способности водного объекта, перспектив развития региона и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды.
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЛАНДШАФТА - система мероприятий, направленных на перевод ландшафта в состояние, обеспечивающее выполнение новых социально-экономических функций или существенное повышение эффективности их выполнения [57]. П.л. отличается большей глубиной изменения ландшафта по сравнению с обычным антропогенным воздействием и часто сопровождается появлением антропогенных элементов в ландшафте (поля, сады, здания, дороги, производственные конструкции) и дальнейшем превращением его в техногеосистему. Проводя П.л., желательно обеспечивать сохранность его структуры в рамках инварианта и способность к воспроизводству ресурсов и условий среды. Ср. Воздействие антропогенное на экосистему (ландшафт).
ПРИНЦИП АГРЕГАЦИИ ОСОБЕЙ В.ОЛЛИ - в экологии - закон, согласно которому скопление особей, усиливает конкуренцию между ними за пищевые ресурсы и жизненное пространство, но приводит к повышенной способности группы к выживанию.
ПРИНЦИП ИСКЛЮЧЕНИЯ ГАУЗЕ - в экологии - закон, согласно которому два вида не могут существовать в одной и той же местности, если они занимают одну и ту же экологическую нишу. В связи с этим принципом при ограниченности возможностей пространственно-временного разобщения один из видов вырабатывает новую экологическую нишу или исчезает.
ПРИНЦИП НЕПОЛНОТЫ ИНФОРМАЦИИ - положение, согласно которому при проведении акций по преобразованию природы информация всегда недостаточна для суждения о всех возможных результатах такого
преобразования.
ПРИНЦИП НУЛЕВОГО МАКСИМУМА - в экологии - закон, согласно которому экосистема в своем сукцессионном развитии стремится к образованию наибольшей биомассы при наименьшей биологической продуктивности. При этом климаксовые экосистемы, как правило, обладают максимальной биомассой и минимальной продуктивностью.
ПРИНЦИП ПЛОТНОЙ УПАКОВКИ Р.МАКАРТУРА - положение, согласно которому виды в экосистеме используют возможности среды с минимальной конкуренцией между собой и с максимальной биологической продуктивностью, при этом пространство заполняется с максимальной полнотой.
ПРИНЦИП СУКЦЕССИОННОГО ЗАМЕЩЕНИЯ - положение, согласно которому сообщества организмов формируют ряд закономерно сменяющих друг друга экосистем, ведущий к наиболее устойчивой в данных условиях климаксовой природной системе.
ПРИНЦИП ЛЕ ШАТЕЛЬЕ - предложенный А. Ле Шателье (1884) и термодинамически обоснованный К. Брауном (1887) принцип, согласно которому внешнее воздействие, выводящее систему из равновесия, стимулирует в ней процессы, стремящиеся ослабить результаты этого воздействия. Справедливость применения П.Л. к незамкнутым системам, каковыми являются экосистемы и биосфера в целом, дискуссионна. Тем не менее, показано, что П.Л. в биосфере выполняется, в частности при анализе карбонатной системы.
ПРИРОДНЫЙ КОМПЛЕКС [от лат. complexus - связь, сочетание] - совокупность природных предметов, явлений или свойств, образующих одно целое. П.к. - исторический предшественник понятия природная система. Термин применяется для обозначения: 1) любых взаимосвязанных явлений природы; 2) закономерных пространственных сочетаний (мозаик) почв, растительности, ландшафтов (напр., солончаковые комплексы и т.п.). П.к. более широкое понятие, чем напр., ландшафт или ПТК, поскольку не содержит указаний ни на географичность, ни на территориальность, ни на полноту охвата компонентов.
ПРИРОДНЫЙ ЛАНДШАФТ - см. Ландшафт природный.
ПРИРОДНЫЙ ПАРК - в соответствии с Федеральным законом об ООПТ, природоохранные рекреационные учреждения, находящиеся в ведении субъектов Российской Федерации, территории (акватории) которых включают в себя природные комплексы и объекты, имеющие значительную экологическую и эстетическую ценность. П.п. предназначены для использования в природоохранных, просветительских и рекреационных целях.
ПРИРОДНЫЙ ТЕРРИТОРИАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС (ПТК) - тип природного комплекса, определяемый как пространственно-временная система географических компонентов, взаимообусловленных в своем размещении и развивающихся как единое целое. ПТК характеризуется сопряженностью с некоторой территорией в рамках пространственных пороговых критериев и обозначает класс природных геосистем локальной и региональной размерности. Часто ПТК употребляется как родовое понятие для обозначения геосистем от фации (ландшафта элементарного) до ландшафта.
ПРИРОДНЫЙ (естественный) ФОН - физические, химические и иные показатели, характеризующие неизмененную человеком природную среду, отражающие уровень относительно постоянного (в пределах естественных многолетних отклонений) влияния того или иного природного фактора и позволяющие давать количественную оценку эффектам воздействия человека на окружающую среду и отдельные ее компоненты.
ПРОГРАММА ОРГАНИЗАЦИИ ОБЪЕДИНЕННЫХ НАЦИЙ ПО ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ (ЮНЕП) United Nation Enviгonment Pгogгam (UNEP) - межправительственная программа, начатая в 1973г. по инициативе Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде и решению Генеральной Ассамблеи ООН. Цель программы состоит в повсеместном внедрении рациональных методов природопользования.
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ ВИДОВАЯ - средний из максимально возможных возрастов, достигаемый особями данного вида при наиболее благоприятных условиях существования, т. е. П.ж.в. лимитируется преимущественно генетическими особенностями вида. Для многих животных может быть оценена как 4-5 кратный срок достижения половой зрелости (т.н. коэффициент Бюффона).
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ СРЕДНЯЯ - средний возраст, которого достигают особи данной статистической выборки (частное от деления суммы возрастов погибших особей на их число).
ПРОДУКТИВНОСТЬ (продукция) ВТОРИЧНАЯ - биологическая продуктивность (продукция) консументов.
ПРОДУКТИВНОСТЬ ЛАНДШАФТА - способность ландшафта производить биологическую продукцию. См. Биологическая продуктивность экосистемы.
ПРОДУЦЕНТЫ [лат. producens - производящий] - автотрофные организмы, продуцирующие органическое вещество из простых неорганических веществ (фототрофы и хемотрофы)
ПУСТЫНЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ, пустошь промышленная, "лунный ландшафт" - участки природы с крайне бедным растительным и животным миром, обусловленным нарушениями среды в результате промышленной деятельности человека (терриконы, отвалы, карьеры, свалки и т.п.). См. Катаценоз.
Р
РАВНОВЕСИЕ ЛАНДШАФТА - некоторое квазистационарное состояние, формирующееся у природных ландшафтов под влиянием взаимно скомпенсированных процессов, вызванных внешними (в т. ч. антропогенными) факторами, с одной стороны, и процессами самоорганизации и саморегулирования, с другой. См. также Экологическое равновесие.
РАДИАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ [от лат radius - луч, спица в колесе] - процессы, идущие в биосфере в вертикальном или близком к вертикали по отношению к земной поверхности направлении. Ср. Латеральные процессы.
РАДИАЦИОННЫЙ БАЛАНС ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ - разность между суммарной солнечной радиацией, поглощенной земной поверхностью (см. Альбедо), и эффективным излучением Земли. Р.б. - важнейший компонент теплового баланса земной поверхности.
РАДИАЦИОННЫЙ ИНДЕКС СУХОСТИ - отношение годового радиационного баланса земной поверхности к сумме теплоты, необходимой для испарения годовой суммы осадков анализируемой территории. Р.и.с. служит основой для дифференциации географических зон. При Р.и.с.<1 климат рассматривается как влажный, от 1 до 3 недостаточно влажный,> 3 - сухой. Показатель предложил М.И. Будыко.
РАДИАЦИЯ ОТРАЖЕННАЯ- часть суммарной солнечной радиации, теряемой земной поверхностью в результате отражения. См. Альбедо.
РЕЖИМ ОСОБОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ - регионально вводимое регламентирование форм и интенсивности эксплуатации природных ресурсов в большей степени, чем это делается в других местах. Режим особого природопользования используется с целью лучшего сохранения природных ресурсов и вводится в особо уязвимых регионах.
РАЗВИТИЕ (эволюция) ЛАНДШАФТА - высшее звено в цепи понятий, характеризующих различные типы изменений ландшафтов: функционирование - динамика - развитие. Р.л. сопровождается необратимыми поступательными изменениями, которые приводят к смене структуры ландшафта, замене одного инварианта др. Р.л. обусловлено как изменениями внешних факторов (активизация тектонических движений, морские трансгрессии), так и внутренними причинами (саморазвитие ландшафта.) [57].
РАЗВИТИЕ СТАБИЛЬНОЕ (поддерживаемое)- стратегия управления отношениями человека (в целом) с окружающей средой, при котором действия направлены на снижение риска глобальных катастроф, но не затрагивают частных отношений; действия, провоцирующие и поддерживающие самоорганизацию общества и окружающей среды [76].
РАЗНООБРАЗИЕ - в экологии показатель сложности системы, разнокачественности ее компонентов (экологических ниш в экосистеме). См. Разнообразие биологическое.
РАЗНООБРАЗИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЕ - число различимых типов биологических объектов или явлений и частота их встречаемости на фиксированном интервале пространства и времени, в общем случае отражающие сложность живого вещества, способность его к саморегуляции своих функций и возможность его разностороннего использования. Р.б. включает в себя все виды животных, растений грибов и микроорганизмов, экосистем и протекающие в них процессы. Выделяют три уровня Р.б.: генетическое Р. отражает генетическую информацию, содержащуюся в живом веществе Земли, конкретной территории; Р. видовое отражает количество видов и встречаемость их особей на конкретной территории; Р. экосистем (ландшафтов) отражает количество разных типов местообитаний, сообществ и экологических процессов. Р.б. частный случай всеобщего феномена разнообразия природы.
РАЗНООБРАЗИЕ ВИДОВОЕ - число видов в данном сообществе или в данной области. Различают альфа-разнообразие (число видов в рассматриваемом биотопе), бета-разнообразие (число видов во всех биотопах данной области) и гамма-разнообразие.
РАЗНООБРАЗИЕ ВНУТРИПОПУЛЯЦИОННОЕ - составная часть биологического разнообразия, связанная с оценкой разнокачественности (различия) особей в популяции. Особи могут различаться по генотипу (в т. ч. полу), фенотипу, возрасту, изменчивости, по проявлению модификационной, зависящей от конкретных условий среды и т.д. [76]. Ср. Генотип. См. Меланизм промышленный.
РАЗНООБРАЗИЕ ПРИРОДЫ - наблюдаемое человеком имманентное свойство природы, конкретное представление о котором тесно связано в сознании со способом отображения человеком окружающего мира [64]. См. Разнообразие биологическое.
РАЗНООБРАЗИЕ СООБЩЕСТВ- составная часть биологического разнообразия (в узком смысле, разнообразия экосистем). Р.с. выражается числом различных типов сообществ на конкретной территории и их встречаемостью [76].
РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ - система природопользования, при которой:
- достаточно полно используются добываемые природные ресурсы и соответственно уменьшается количество потребляемых ресурсов;
- обеспечивается восстановление возобновимых природных ресурсов;
- полно и многократно используются отходы производства.
Система рационального природопользования позволяет значительно уменьшить загрязнение окружающей среды. Рациональное природопользование характерно для интенсивного хозяйства.
РЕГЛАМЕНТ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ - значение параметра состояния экосистемы, которое характеризует качественное изменение ее реакции на антропогенные воздействия.
РЕГУЛИРОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ [от лат. regulo - направлять, упорядочивать] - изменение характеристик источников воздействия на окружающую среду и отходов в заданном направлении с использованием совокупности организационных, технологических, технических методов и средств [76].
РЕГУЛИРОВАНИЕ ЛАНДШАФТА - один из элементов управления ландшафтами; мероприятия по поддерживанию функционирования ландшафта в заданном человеком или природном режимах.
РЕГУЛИРОВАНИЕ СТОКА - перераспределение во времени объема (жидкого) стока в соответствии с требованиями водопользования, а также в целях борьбы с наводнениями (СТ СЭВ 2261-80).
РЕЖИМ ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ [фр. regime] - совокупность закономерно повторяющихся изменений состояния водного объекта, присущих ему и отличающих его от других водных объектов. Р.г обусловлен гл.обр. климатическими особенностями бассейна и проявляется в виде многолетних, сезонных и суточных колебаний уровня и расходов воды (режим водный), ледовых явлений, температуры воды, количества и состава твердого и ионного стока и т.д. Р.г существенно изменяется под воздействием хозяйственной деятельности человека.
РЕЖИМ ВОДНЫЙ - изменение во времени уровней, расходов и объемов воды в водных объектах и почвах. Ср. Режим гидрологический.
РЕЗИСТЕНТНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ - способность экосистемы оставаться в устойчивом состоянии под нагрузкой, ее невосприимчивость к внешнему воздействию [55].
РЕЗИСТЕНТНОСТЬ [от лат. resistere - сопротивляться] - невосприимчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды (напр., к загрязнению окружающей среды).
РЕКРЕАЦИОННАЯ ЕМКОСТЬ - количественно выраженная способность территории или акватории обеспечивать некоторому числу людей психофизиологический комфорт для отдыха и оздоровления без деградации природной среды или антропогенных элементов в ландшафте (с.-х., лесохозяйственных, исторических и т.п.). См. также Емкость угодий, Допустимая рекреационная нагрузка.
РЕЛЬЕФ [фр. relief от лат. relevo - поднимаю] - совокупность форм земной поверхности, различных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. Слагается из положительных (выгнутых) и отрицательных (вогнутых) форм. По масштабу различают: макрорельеф, мезорельеф, нанорельеф. См. Типы рельефа, Энергетика рельефа.
С
САМООРГАНИЗАЦИЯ ЛАНДШАФТА [от фр. organisation - формирование, устройство] - процесс, в ходе которого создается, воспроизводится, совершенствуется или восстанавливается структура ландшафта. Процессы самоорганизации имеют место только в системах, обладающих высоким уровнем сложности и большим количеством элементов, связи между которыми имеют вероятностный характер. С.л. обусловливает устойчивость его структуры.
САМООЧИЩЕНИЕ ЛАНДШАФТА - способность ландшафта перерабатывать (сортировать, осаждать, разлагать и т.д.) или выводить за свои пределы попадающие в ландшафт загрязняющие вещества. С.л. один из элементов их самоорганизации. Наибольшей способностью к самоочищению обладают ландшафты с высокой интенсивностью круговорота веществ и преобладанием рассеивающих потоков.
САМООЧИЩЕНИЕ ПОЧВЫ - уменьшение количества загрязняющего почву вещества в результате протекающих в почве процессов миграции, превращения, разложения.
САМОРАЗВИТИЕ ЛАНДШАФТА - самоорганизация ландшафта, для которой характерен переход на более высокую ступень организации.
САМОРЕГУЛИРОВАНИЕ ЛАНДШАФТА - свойство ландшафта в процессе его функционирования сохранять на определенном уровне типичное состояние, режимы, характеристики связей между компонентами [57].
САНИТАРНОЕ ЧИСЛО - обобщающий показатель биологического загрязнения почвы, равный частному от деления количества почвенного белкового азота (в мг на 100 г. сухой почвы) на общее количество органического азота в почве.
СЕРИЯ [лат. series - ряд] - в экологии последовательный ряд стадий изменения сообщества организмов на пути к климаксу в процессе сукцессии. Термин предложен Ф. Клементсом (1916).
СЛОЙ ИСПАРЕНИЯ - количество воды, испаряемое с поверхности данной территории за к.-л. интервал времени, равное толщине слов (в мм), равномерно распределенного по площади этой территории (СТ СЭВ 2263-80).
СЛОЙ ОСАДКОВ - количество осадков, выпавших на поверхность данной территории за к.-л. интервал времени, равное толщине слоя (в мм), равномерно распределенного по площади этой территории (СТ СЭВ 2263-80).
СЛОЙ СТОКА - количество воды, стекающее с водосбора за к.-л. интервал времени, равное толщине слоя (в мм), равномерно распределенного по площади этого водосбора (ГОСТ 19179-73).
СООБЩЕСТВО - по Р. Уиттекеру [93], система взаимодействующих, дифференцированных по экологическим нишам, часто конкурирующих друг с другом видов. Виды, входящие в состав одного и того же С., эволюционировали в направлении дифференциации экологических ниш. Термин С. часто используется как син. биоценоза. Выделяют С. растений (фитоценоз), С. животных (зооценоз), С. микроорганизмов (бактериоценоз). Ср. Ассоциация экологическая.
СООБЩЕСТВО ВЕРТИКАЛЬНОЕ - экологическая открытая система, определенная отношениями хищничества, паразитизма между организмами различных видов, обеспечивающими их устойчивое сосуществование на определенном пространственно-временном интервале [76].
СООБЩЕСТВО ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ - экологическая открытая система, определенная отношениями конкуренции, независимости, содружества, аменсализма между организмами различных видов, обеспечивающими их устойчивое сосуществование на определенном пространственно-временном интервале [76].
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ МЕТОД изучения ландшафтов - сопоставление и выявление сходства и различий свойств, состояний, процессов двух или более ландшафтов, как рядом расположенных, существующих в одно и то же время, так и отдаленных в пространстве и во времени. С.м. используется как базовый при разработке классификаций, районировании, генерализации, оценке, прогнозировании. Один из вариантов С.м. - метод аналогов, т.е. нахождение территорий со сходными в том или ином отношении свойствами, состояниями, процессами.
СТАБИЛЬНОЕ (поддерживаемое) РАЗВИТИЕ - см. Развитие стабильное (поддерживаемое).
СТАБИЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСНАЯ - см. Импульсная стабильность.
СТАБИЛЬНОСТЬ ЛАНДШАФТА [от лат. stabilis - устойчивый] - постоянство параметров ландшафта в течение неопределенно долгого времени. С.л. обеспечивается, как правило, постоянством внешних условий. Активную реакцию на изменение внешних условий (антропогенное воздействие) характеризует устойчивость ландшафта. Противоположность С.л. - изменчивость ландшафта.
СТАДИЯ СУКЦЕССИИ - определенный этап развития экосистем в сукцессионном ряду. Ф. Клементс (1928) различал 6 С.с.: денудация; пионерность (иммиграция); колонизация (ойкоз); межвидовая конкуренция; биоценотическая реакция; стабилизация (климакс). Развитие биоценоза от пионерности до стабилизации составляет серию.
СТАНДАРТ [от англ. standard - норма, образец, мерило] - в широком смысле слова, образец, эталон, модель, принимаемые за исходные для сопоставления с ними др. подобных объектов. Обычно под С. понимают нормативно-технический документ. С. подразделяются на государственные (ГОСТ), отраслевые (ОСТ), республиканские (РСТ) и С. предприятий (СТП). В последнее время Международной организацией по стандартизации (ИСО или ISO) активно разрабатываются международные С. (СТ ИСО); ранее были разработаны С. Совета Экономической Взаимопомощи (СТ СЭВ).
СТАНДАРТ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ - количественный или качественный показатель природных объектов, имеющий юридическую значимость. С.э. - один из инструментов правового регулирования государством качества окружающей среды; в соответствии с ним устанавливается правовой режим использования отдельных природных ресурсов, экологические правила деятельности в сферах, не связанных с использованием природных ресурсов. С.э. обладает всеми чертами правовых актов и входит в систему права, представляя второй этап в разработке законодательных мер по борьбе с загрязнением окружающей среды (на первом - законодательно формируются качественные параметры природной среды) [44].
СТАНДАРТ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РАМОЧНЫЙ - диапазон значений переменных (параметров), соответствующий представлению о критических состояниях рассматриваемого явления (компонента окружающей среды) в целом для всей обл. его существования [76].
СТАНДАРТ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ - диапазон допустимых состояний, учитывающих конкретные условия и отношения. С.э.р. yже стандарта экологического рамочного [76].
СТАЦИОНАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ЭКОСИСТЕМЫ [от лат. stationarius - неподвижный] - состояние открытой экосистемы, при котором ее видовое разнообразие и основные функции поддерживаются стабильными благодаря уравновешенности внешних и внутренних факторов воздействия. Поскольку полного постоянства параметров экосистемы в действительности никогда не наблюдается, правильнее говорить о квазистационарном (кажущемся стационарным, почти стационарном) состоянии экосистемы. См. также Экологическое равновесие.
СТЕПЕНЬ ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВЫ - интервал значений показателя деградации почвы, при котором наблюдается снижение продуктивности почвы в установленных пределах. Для сравнения различных видов деградации С.д.п. может быть приведена в балльной шкале [74].
СТЕПЕНЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ - отношение содержания загрязняющего вещества в почве к его ПДК.
СТЕПЕНЬ НАРУШЕННОСТИ ЛАНДШАФТА (территории)- степень изменения процессов функционирования и состава компонентов ландшафта в результате внешнего (в т. ч. антропогенного) воздействия. С позиций антропоцентризма можно условно выделить пять С.н.л. (зон): 1) относительного экологического благополучия (состояние природных комплексов обеспечивает традиционные формы хозяйственной деятельности без ущерба для здоровья населения); 2) экологического риска (наблюдается достоверное изменение свойств природных комплексов, приводящее к негативным для природы и человека последствиям); 3) экологического кризиса (изменение свойств природных комплексов представляет угрозу для ведения хозяйственной деятельности и здоровья человека); 4) экологического бедствия (негативные изменения природных комплексов приводят к нарушению традиционной технологии хозяйственной деятельности, к существенному повышению заболеваемости человека; для устранения ущерба требуется серьезная система мероприятий); 5) экологической катастрофы (негативные изменения природных комплексов приводят к невозможности ведения традиционной хозяйственной деятельности и проживания человека) [6].
СТОК - процесс стекания дождевых и талых вод в водоемы и понижения рельефа, происходящий как по земной поверхности - поверхностный С., так и в толще земной коры - подземный С. С. - составное звено круговорота воды (влагооборота) на Земле. При расчетах определяется величина С., показывающая количество воды, стекающей с водосбора за к.-л. интервал времени; в понятии поверхностный С. различают русловой (поток воды по русловой сети водосбора) и склоновый (стекание воды вне русл водотоков) С. Во внутригодовом ходе С. выделяют фазы: половодье, паводки, межень. Относительно равномерный в течение года С. называют зарегулированным. Совокупный С. воды реками в Мировой океан составляет ( 42 тыс. км3 в год. См. также Ионный сток, Твердый сток.
СТРАТЕГИЯ (жизни) ПОПУЛЯЦИЙ [гр. strategia от stratos - войско и ago - веду] - совокупность приспособлений, способов выживания и поддержания стабильности популяций растений и животных в экосистемах. По одной из классификаций С.ж.п. растений, предложенной Л.Г. Раменским (1938), различают виоленты, патиенты и эксплеренты.
СТРАТЕГИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ - общий план действий, рассчитанных на реальные возможности и сроки их достижения, в области охраны окружающей среды, использования природных ресурсов. В зависимости от уровня реализации различают глобальную, национальную, территориальную и локальную С.э.
СТРУКТУРА [лат. structura] - взаимоположение и связь составных частей чего-либо; строение; отношение порядка на множестве элементов.
СТРУКТУРА ЗООЦЕНОЗА ТРОФИЧЕСКАЯ - соотношение различных трофических уровней.
СТРУКТУРА ЗООЦЕНОЗА ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ - соотношение различных функциональных групп (напр., опылителей, фитофагов, сапрофагов); отражает экологическую роль организмов в структуре зооценозов в экосистемах, род их занятий [72].
СТРУКТУРА ЛАНДШАФТА [от лат. structura - строение, расположение, порядок] - совокупность устойчивых связей ландшафта, обеспечивающих его целостность и тождественность самому себе. Представление о С.л. включает три аспекта: взаимное расположение составных частей, внутренние системообразующие связи и упорядоченность смены его состояний во времени [35]. Морфологическая С.л. подразумевает выделение внутри ландшафта более простых геосистем или природных территориальных комплексов: фаций, урочищ, местностей.
СУБАКВАЛЬНЫЙ РЕЛЬЕФ - подводный рельеф (дна моря, океана, озера, реки).
СУБДОМИНАНТЫ [от лат. sub - под и dominantis - господствующий] - второй по численности вид после наиболее многочисленного (доминирующего) в сообществе. В многоярусном сообществе С. - доминирующие во второстепенных слоях виды. См. также Доминанты, Индекс доминирования.
СУБКЛИМАКС АНТРОПОГЕННЫЙ, дисклимакс - стабильное сообщество (экосистема), не представляющее собой климатический или эдафический климакс для данной местности. С.а. поддерживается человеком или домашними животными [55].
СУКЦЕССИОННЫЙ РЯД - последовательные стадии, через которые проходят биоценозы в данном районе, достигая состояния относительного климакса, предопределенного почвенными, климатическими и др. условиями.
СУКЦЕССИЯ [от лат. succеssio - преемственность, наследование] - последовательная большей частью необратимая (редко циклическая) смена био(гео)ценозов, преемственно сменяющихся на одной и той же территории в результате влияния внутренних (С. автогенная, или аутогенная) и/или внешних (С. аллогенная) факторов. В оптимальных условиях любая С. заканчивается возникновением медленно развивающегося климаксового или узлового сообщества. Различаю первичные (на субстратах, не затронутых почвообразованием) и вторичные С., происходящие на месте сформировавшихся биогеоценозов после их разрушения (в результате пожара - пирогенные С., вырубки леса, засухи, эрозии, вулканического извержения и т.д.).
СУКЦЕССИЯ ЛАНДШАФТА - последовательная смена состояний ландшафта в направлении к коренному или близкому к нему динамическому состоянию. Термин перенесен из геоботаники в ландшафтную экологию К. Троллем и используется при изучении динамики ландшафтов.
СУММА ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕМПЕРАТУР - характеристика теплового режима за вегетационный или иной период, равная сумме средних суточных температур воздуха за рассматриваемый период выше условной величины нижнего температурного предела вегетации растений или прохождения ими определенной фенологической фазы (+5; +10; +15о С для разных культур).
СУММАРНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ - характеристика загрязнения почвы несколькими загрязняющими веществами (разработана преимущественно в отношении тяжелых металлов). С.п.з.п. (zc) оценивается по формуле: zc = Skci - (n-1), где kci - коэффициент концентрации i-го загрязняющего вещества, равный частному от деления его концентрации в загрязненной и фоновой почвах; n - число определяемых ингредиентов.
СУФФОЗИЯ [от лат. suffossio - подкапывание, подрывание] - выщелачивание и вынос мелких минеральных частиц потоками грунтовых вод, фильтрующихся в толще горных пород. С. приводит к образованию подземных пустот и к последующей просадке всей вышележащей осадочной толщи с формированием на поверхности замкнутых понижений (блюдец, воронок, западин). Ср. Карст.
Т
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС земной поверхности - алгебраическая сумма потоков тепла, приходящих на земную поверхность и уходящих от нее. Выражается уравнением : R + P + LE + B = 0, где R - радиационный баланс земной поверхности; P - турбулентный поток тепла между земной поверхностью и атмосферой; LE - затраты тепла на испарение; B - поток тепла от земной поверхности в глубь почвы или воды и обратно. Данные о Т.б. играют большую роль в изучении изменений климата, географической зональности, термического режима организмов.
ТЕРМОКАРСТ - образование просадочных, провальных форм рельефа, бугров и подземных пустот в результате вытаивания мерзлого грунта. Т. усиливается при хозяйственном освоении территории, поэтому требует специальных мер (строительство на сваях, использование термоизолирующих подушек и т.п.). Ср. Карст.
ТЕРМОЭРОЗИЯ - сочетание теплового и механического воздействия текущей воды на мерзлые горные породы и лед, вследствие чего на дневной поверхности возникает полигональная прогрессирующая сеть эрозионных канав. См. Эрозия.
ТЕРРИТОРИАЛЬНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС - экономически эффективная совокупность функционально взаимосвязанных и развивающихся специализированных производств.
ТЕРРИТОРИЯ ЭТАЛОННАЯ - природный территориальный комплекс любого ранга (фация, урочище, ландшафт), обладающий типичными свойствами, соответствующими обычно нормальному (естественному) состоянию (процессу), принимаемый в качестве стандарта для всех представителей того же типа или для региона и используемый как мерило или образец при оценке состояния топологически сходных территорий и при мониторинге экологическом. Ср. Норма идеальная.
ТЕХНОБИОГЕОМЫ - типологические группы ландшафтов, характеризующиеся сходным уровнем геохимической устойчивости, которая проявляется в саморегулировании геохимических процессов и в самоочищении [16].
ТЕХНОГЕНЕЗ [от гр. techne - искусство, мастерство и genesis - происхождение] - процесс изменения природных комплексов под воздействием производственной деятельности человека. Обычно выделяют геохимические аспекты Т., масштабы которого превосходят многие природные геохимические процессы.
ТЕХНОГЕННЫЙ ФАКТОР [от гр. techne - искусство, мастерство, genos - род, происхождение и лат. factor - делающий, производящий] - влияние, оказываемое промышленной деятельностью на организмы, биогеоценоз, ландшафт, биосферу (в отличие от естественных, или природных факторов). Т.ф. обуславливают возникновение и развитие техногенеза. Поскольку практически все обл. деятельности человека носят все более индустриальный характер (добывающая и обрабатывающая отрасли, с.-х. технологии, коммунальное хозяйство и т.п.), Т.ф. по сути становится син. антропогенного фактора.
ТЕХНОГЕОСИСТЕМА - совокупность элементов земной коры и антропогенных элементов (постройки, транспортные системы, рекультивированные участки и др.), находящихся в отношениях и связях между собой и образующих определенную целостность, единство. Термин Т. близок понятиям ландшафт антропогенный, ландшафт культурный, ландшафт техногенный.
ТИПЫ РЕЛЬЕФА - комплексы элементарных форм рельефа, обладающие общим происхождением, однородными условиями развития, сходным обликом и строением. Примеры Т.р.: овражно-балочный, адырный, блюдцево-западинный, куэстовый и др.
ТИПЫ ЛАНДШАФТА - см. в ст. Классификация ландшафтов типологическая.
ТОКСИКОКИНЕТИКА - раздел токсикологии - посвящен изучению движения ядовитого вещества в организме. Она обычно рассматривает: процессы поглощения вещества организмом из внешней среды, процессы распределения по органам и тканям, процессы метаболизма вещества, его биомолекулярного взаимодействия и наконец процессы выведения ядов из организма.
ТОКСИКОЛОГИЯ (от греческого toxikon- яд и - логия) - область медицины, изучающая физические и химические свойства ядов, механизмы их действия на живые организмы, признаки отравлений, изыскивающая средства их профилактики и лечения, а также формы полезного использования токсического действия ядов.
ТОКСИНЫ - соединения (часто белковой природы) бактериального, растительного или животного происхождения, способные при попадании в организм животных или человека вызвать заболевание или их гибель. Содержатся в ядах змей, пауков, скорпионов. Бактериальные токсины вызывают столбняк, ботулизм и другие болезни.
ТОКСИЧНОСТЬ - способность некоторых химических веществ и соединений биологической природы оказывать вредное действие на организм человека, животных и растений.
ТОЛЕРАНТНОСТЬ (от латинского tolerantia-терпение) иммунологическая - отсутствие или ослабление иммунологического ответа на данный антиген при сохранении иммунореактивности организма ко всем прочим антигенам. Термин введен в 1953 году П. Лидаваром для обозначения "терпимости" иммунной системы организма.
ТРАНСГРЕССИЯ [от лат. transgressio - переход, передвижение] - наступление вод моря на сушу в результате опускания земной коры под влиянием нисходящих тектонических движение или, реже, поднятий уровня Мирового океана. Процесс, противоположный Т., называется регрессией моря.
ТРАНСЕКТА - отмеренная на территории экосистемы узкая прямоугольная площадка для изучения размещения видов, численности, проективного покрытия, продуктивности и др. исследований. Иногда Т. разрывают в серию площадок (метод пунктирной Т.). УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА ПОЧВЫ (грунта) - наибольшая возможная величина угла, который образует с горизонтальной поверхностью устойчивый откос насыпи сухой почвы (грунта), или влажной почвы (грунта) под водой.
ТРАНСЛОКАЦИОННЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ВРЕДНОСТИ - см. в ст. Показатели вредности загрязнения почвы.
ТРАНСПИРАЦИЯ (от латинского trans- через и spiro- дышу, выдыхаю) - физиологическое испарение воды растением.
ТРОФИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗООЦЕНОЗА[от гр. trophe - питание] - соотношение различных трофических уровней.
ТРОФИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ - совокупность организмов, объединенных типом питания. Автотрофные организмы (преимущественно зеленые растения) занимают первый трофический уровень (продуценты), далее следуют гетеротрофы: на втором уровне растительноядные животные (консументы 1 порядка); хищники, питающиеся растительноядными животными - на третьем (консументы 2 порядка); вторичные хищники - на четвертом (консументы 3 порядка). Сапротрофные организмы (редуценты) могут занимать все уровни, начиная со второго. Организмы различных трофических цепей, получающие пищу через равное число звеньев, находятся на одном Т.у. (рис. 21). Соотношение различных Т.у. можно графически изобразить в виде пирамиды экологической.
У
УРОВЕНЬ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЙ (ПДУ) вредного вещества на кожных покровах - государственный гигиенический норматив, используемый для контроля за содержанием вредных веществ на коже работающих, для проектирования средств индивидуальной защиты, а также профилактики неблагоприятного воздействия вредных веществ на здоровье работающих путем совершенствования технологических процессов, машин и оборудования.
УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ - способность растений противостоять воздействию экстремальных факторов среды (почвенная и воздушная засуха, засоление почв, низкие температуры и т.д.). Это свойство выработано в процессе эволюции и генетически закрепилось.
УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА ПОЧВЫ (грунта) - наибольшая возможная величина угла, который образует с горизонтальной поверхностью устойчивый откос насыпи сухой почвы (грунта), или влажной почвы (грунта) под водой.
УЗЛОВОЕ СООБЩЕСТВО - сообщество, находящееся в равновесном со средой обитания состоянии. У.с. завершает данную серию стадий развития сообщества.
УКОС - количество скошенной с площадки определенного размера массы растений (фитомассы). Метод У. используется для определения продукционных характеристик фитоценоза.
УПРУГАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ - способность экосистемы быстро восстанавливаться
УРОВЕНЬ ГРУНТОВЫХ ВОД - поверхность (верхняя граница) грунтовых вод.
УРОВЕНЬ ГРУНТОВЫХ ВОД КРИТИЧЕСКИЙ - максимальный уровень грунтовых вод, при котором не наблюдается проявление в корнеобитаемом слое признаков гидроморфизма и засоления почв.
УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ [англ. sustainable development - поддерживаемое развитие] - такое развитие общества, при котором улучшаются условия жизни человека, а воздействие на окружающую среду остаётся в пределах хозяйственной емкости биосферы, так что не разрушается природная основа функционирования человечества. При У.р. удовлетворение потребностей осуществляется без ущерба для будущих поколений. Концепция У.р. рассматривается как предпосылка долговременного прогресса человечества, сопровождаемого приумножением капитала и улучшением экологических условий [52]. В англоязычной литературе под словом sustainable понимается очень мягкое поддерживающее управление. В соответствие с этим концепция У.р. подразумевает развитие региона через самоорганизацию при рамочной внешней поддержке, предупреждающей возможность его перехода в состояние необратимой деградации среды. Для человечества в целом эта концепция подразумевает частичное, целенаправленное, поддерживающее перемещение финансовых ресурсов из богатых регионов в бедные при широком обмене экологическими знаниями и информацией. Термин содержит в себе противоречие, заключающееся в том, что, с одной стороны, подчеркивает необходимость постоянного развития (в т. ч. материального), а с другой, предполагает ограничение этого развития. С позиции эволюционного учения спорно также само сочетание терминов устойчивость и развитие. См. также Индекс устойчивого экономического благосостояния, Устойчивое использование.
УСТОЙЧИВОСТИ КРИТЕРИИ - 1) количественные и качественные свойства математических моделей динамики систем, идентифицирующие соответствие структуры данной системы определенной форме устойчивости движения; 2) количественные и качественные значения переменных экологической системы, отражающие соответствие ее состояния фундаментальным представлениям об устойчивом функционировании экосистем (напр., энергетика системы, показатели биоразнообразия, степень замкнутости круговорота и т.п.). См. также Индекс устойчивого экономического благосостояния, Индекс устойчивости вида.
УСТОЙЧИВОСТЬ ЛАНДШАФТА - способность ландшафта сохранять функционирование в пределах естественного колебания его параметров (в рамках одного инварианта) под воздействием внешних (в т.ч. антропогенных) факторов. У.л. достигается совокупностью свойств, включающих буферность, рассеяние воздействия, адаптационные и регенеративные свойства. Близко понятию гомеостаз ландшафта. См. Устойчивости критерии. Ср. Стабильность ландшафта, Уязвимость ландшафта.
УСТОЙЧИВОСТЬ РЕЗИСТЕНТНАЯ - см. Резистентная устойчивость.
УСТОЙЧИВОСТЬ УПРУГАЯ - см. Упругая устойчивость.
УСТОЙЧИВОСТЬ ЭКОСИСТЕМЫ - способность экосистемы к реакциям, пропорциональным по величине силе воздействия, которые гасят эти воздействия. При этом в экосистеме возбуждаются компенсационные (отрицательные) обратные связи, что равноценно выполнению принципа Ле Шателье. При превышении некоторой критической величины воздействия экосистема теряет устойчивость, возникают положительные обратные связи, которые могут привести к её разрушению [97]. Син.: Живучесть экосистемы, Жизнестойкость экосистемы.
УЧЕТ ЧИСЛЕННОСТИ - выявление абсолютного числа особей, приходящихся на единицу площади, или суждение о плотности их населения на основе стандартизованных методик (по уловистости орудий поимки, степени повреждения растительности фитофагами и т. п.).
УЯЗВИМОСТЬ ЛАНДШАФТА, экосистемы - свойство, обратное устойчивости, т.е. неспособность противостоять внешним воздействиям.
Ф
ФАГОТРОФЫ, МАКРОКОНСУМЕНТЫ (от греческого phagos-пожиратель) - гетеротрофные организмы, в основном животные, питающиеся другими организмами или частицами органического вещества.
ФАЦИЯ [от лат. facies - наружность, форма] - по Л.Г. Бергу, наименьший природный территориальный комплекс, на всем протяжении которого сохраняется один литологический состав пород, одинаковый характер рельефа, увлажнения, один микроклимат, одна почвенная разность и один биоценоз. Син. Ф. является эпифация по Л.Г. Раменскому и элементарный ландшафт по Б.Б. Полынову. Понятие Ф. во многом совпадает с понятием биогеоценоз по В.Н. Сукачеву, однако в последнем обязательно участие биоты.
ФАЦИЯ АВТОНОМНАЯ - элементарный ландшафт, сформировавшийся на возвышенных элементах рельефа; характеризуется поступлением вещества и энергии из атмосферы, преобладанием процессов выноса вещества как с потоками вод в растворенном виде, так и в результате перемещения вниз твердого вещества. Ср. Ф. транзитная, Ф. аккумулятивная. См. также: Ландшафт элювиальный, Л. супераквальный.
ФАЦИЯ АККУМУЛЯТИВНАЯ - элементарный ландшафт, сформировавшийся в отрицательных формах рельефа. Характеризуется преобладанием процесса накопления вещества, поступающего из фаций, занимающих автономное и транзитное положение. Ср. Ф. автономная, Ф. транзитная. См. Ландшафт элювиальный, Л. супераквальный.
ФАЦИЯ ТРАНЗИТНАЯ - элементарный ландшафт, занимающий промежуточное положение между автономной и аккумулятивной фациями. Характеризуется как поступлением веществ из атмосферы и из автономных фаций, так и выносом его в фации, занимающие подчиненное положение. Ср. Ф. автономная, Ф. аккумулятивная. См. Ландшафт элювиальный, Л. супераквальный.
ФЕРМЕНТАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВ [от лат. fermentum - закваска] - способность почвы проявлять каталитическое воздействие на процессы превращения экзогенных и собственных органических и минеральных соединений благодаря имеющимся в ней ферментам. Характеризуя Ф.а.п., имеют в виду суммарный показатель активности. Ф.а.п. различных почв неодинакова и связана с их генетическими особенностями и комплексом взаимодействующих экологических факторов. Уровень Ф.а.п. определяется активностью различных ферментов (инвертазы, протеаз, уреазы, дегидрогеназ, каталазы, фосфатаз), выражаемой количеством разложенного субстрата за единицу времени на 1 г почвы [72].
ФИТОМАССА - общая масса всех растительных организмов, какой-либо их группы или отдельных растений в сообществе. По оценкам Ок-Риджской национальной лаборатории (США), запас Ф. наземных и водных экосистем Земли составляет 1236,9 млрд. т сухого вещества, из которых 65% приходится на собственно лесные зоны и 22% - на интразональные леса и лесонасаждения других природных зон.
ФИТОТОКСИЧНОСТЬ - способность химических веществ подавлять рост и развитие растений.
ФИТОТОКСИЧНОСТЬ ПОЧВЫ - свойство почвы, обусловленное наличием загрязняющих веществ и токсинов, подавлять рост и развитие высших растений.
ФИТОЦЕНОЗ [от гр. phyton - растение и koinos - общий] - часть биоценоза, совокупность растений, занимающая однородный участок земной поверхности, характеризующаяся определенным составом, строением, сложением и взаимоотношением растений как друг с другом, так и с окружающей их средой [12]. См. также Комплекс ассоциаций.
ФОН РАДИАЦИОННЫЙ - природный уровень ионизирующей радиации, определяемый интенсивностью космического излучения и содержанием радионуклиидов в окружающей природной среде.
ФОТОПЕРИОД (длина дня) - это надежный сигнал, по которому организмы умеренных зон упорядочивают во времени свою активность.
ФОТОПЕРИОДИЗМ (от фото- и греческого periodos-круговращение, чередование) - реакция организмов на суточный ритм освещения, то есть на соотношение светлого (длина дня) и темного (длина ночи) периодов суток, выражающаяся в изменении процессов роста и развития. Фотопериодизм присущ растениям и животным.
ФОТОСИНТЕЗ - превращение зелеными растениями и фотосинтезирующими микроорганизмов лучистой энергии солнца в энергию химических связей органических веществ. Происходит с участием поглощающих свет пигментов (хлорофилл и др.).
ФОН ПРИРОДНЫЙ [фр. fond от лат. fundus - дно, основание] - естественные концентрация или степень воздействия экологического фактора на живые организмы. Ф.п., как правило, не оказывает негативного влияния на организмы, за исключением биогеохимических провинций с проявлениями эндемий. Степень загрязнения экосистем часто оценивают соотношением реальной концентрации вещества с природной (фоновой). Однако надо иметь в виду условность такого сравнения, поскольку деятельность человека принимает глобальные масштабы.
ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ЛАНДШАФТА - устойчивая последовательность постоянно действующих процессов передачи энергии, вещества и информации в ландшафтах, обеспечивающих сохранение того или иного характерного для значительного отрезка времени состояния ландшафта (инварианта). Ф.л. часто имеет ритмический (суточный и годовой) характер и не сопровождается переходом ландшафта из одного серийного состояния в другое; этим оно отличается от динамики ландшафта [57].
ХХЕМОСИНТЕЗ - процесс образования некоторыми бактериями органических веществ из диоксида углерода, за счет энергии, полученной при окислении неорганических соединений (аммиака, водорода, соединений серы и др.). Хемосинтезирующие бактерии, наряду с фотосинтезирующими растениями и микробами составляют группу автотрофных организмов. Х. открыт в 1887 году С.Н.Виноградским.
ХИМИЧЕСКОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА (ХПК) - количество кислорода, потребляемое при химическом окислении содержащихся в воде органических и неорганических веществ под действием окислителей (ГОСТ 17403-72). Правила охраны поверхностных вод (1991) устанавливают норматив ХПК для водоемов и водотоков в местах хозяйственно-питьевого водопользования - не более 15 мгО2/л и в местах коммунально-бытового водопользования - не более 30 мгО2/л. Ср. Биохимическое потребление кислорода.
Ц
ЦВЕТЕНИЕ ВОДЫ - массовое развитие фитопланктона в водоеме, сопровождающееся изменением окраски (цветности) воды. Вызывается неблагоприятными изменениями водного режима (застой воды, загрязнение органическими веществами и минеральными удобрениями, засорение и др.); ухудшает кислородный режим водоема, вызывает заморы рыб и других водных животных.
ЦВЕТНОСТЬ ВОДЫ - показатель оптической плотности (окраски) воды. Определяется спектрофотометрическим (колориметрическим) методом. В природных условиях Ц.в. обусловлена преимущественно содержанием гумусовых веществ (гуминовых и фульвокислот).
ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ - сложная реакция, в которой промежуточные активные частицы, регенерируясь в каждом элементарном акте, вызывают большое число (цепь) превращений исходного вещества. В химических цепных реакциях активные частицы - атомы и молекулы; в ядерных цепных реакциях - нейроны.
ЦЕПЬ ПИЩЕВАЯ - перенос энергии пищи от ее источника - автотрофов (растений) - жизнедеятельностью организмов и носящий циклический характер.
ЦИКЛ БИОГЕОХИМИЧЕСКИЙ [от гр. kyklos - круг], биогеохимический круговорот - носящие циклический характер процессы обмена и трансформации химического элемента между компонентами биосферы (от неорганической формы через живое вещество вновь в неорганическую). Совершается с использованием преимущественно солнечной энергии (фотосинтез) и частично энергии химических реакций (хемосинтез). Термин "биогеохимические циклы" введен в 10-х годах 20 века В. И. Вернадским. См. Круговорот веществ.
ЦИКЛ ЖИЗНЕННЫЙ - период от рождения или появления оплодотворенного яйца до смерти. У низших организмов, размножающихся делением - период от деления до деления. См. Онтогенез.
ЧЧАСТОТА ВСТРЕЧАЕМОСТИ - это процент проб, в которых обнаружен данный вид.
ЧИСЛЕННОСТЬ Организмов - 1) число особей данного вида на единицу площади или в популяции; 2) общее число особей живого (вне зависимости от их систематической принадлежности) на определенной площади или в единице объема. См. также Густота стояния вида.
ЧИСТАЯ ПРОДУКЦИЯ - см. Нетто-продукция.
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ - способность организма реагировать на изменения факторов среды обитания. Высокая степень Ч. характерна для стенобионтов. Различают Ч. видовую, возрастную, половую, индивидуальную и др.
ШКАЛА ОБИЛИЯ РАСТЕНИЙ [от лат. scale - лестница] - численность и проективное покрытие особей растений по глазомерной оценке в баллах. Напр., шкала Гульта-Друде (или шкала Друде) с использованием приблизительной величины проективного покрытия (в %): 1) единично (до 0,16); 2) мало (0,80); 3) довольно много (4); 4) много (20); 5) очень много (до 20); 6) обильно (до 100%).
ШКАЛА ОЦЕНОЧНАЯ - ряд непрерывно усиливающихся или ослабляющихся групп (иначе баллов), построенный с целью придания процессу или явлению количественной оценки. Ш.о. может быть представлена простыми баллами (назначенными целыми числами) или сложными (рассчитанными в % от максимального значения и др. способами). Примеры: шкала скорости ветра (Бофорта), шкала обилия растений (Друде), шкала волнений на море и др. См. Квалиметрия.
ШЛАК (от нем. Schlacke) - 1) Ш. металлургический - расплав окислов (после затвердения - камне- или стекловидное вещество), обычно покрывающий поверхность жидкого метала в плавильных печах; формируется из пустой породы рудных материалов, из флюсов и т.д.;
ШЛАМ (от нем. Schlamme) - осадок в виде мелких твердых частиц, выделяющихся при отстаивании или фильтрации жидкости.
ШОК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ - резкое нарушение состояния популяции, вплоть до ее гибели, возникающее при резком изменении биотических или абиотических условий.
ШУМ - беспорядочные непериодические колебания различной физической природы.
Щ
ЩЕЛОЧНОСТЬ - содержание в среде(почве или воде) гидроксильных ионов, обуславливающих щелочную (водородный показатель - рН -более 7) реакцию среды
Э
ЭВАПОТРАНСПИРАЦИЯ [от лат. evaporo - испаряю и транспирация], или суммарное испарение - количество влаги, переходящее в атмосферу в виде пара в результате десукции и последующей транспирации (физиологическое испарение) и физического испарения из почвы и с поверхности растительности. Э. выражается в мм. водного столба и коррелирует с биопродуктивностью экосистем.
ЭВОЛЮЦИЯ ЛАНДШАФТА - см. Развитие ландшафта.
ЭВТРОФИКАЦИЯ [от гр. eu - хорошо и trophe - питание и лат. facio - делаю] - повышение уровня первичной продукции вод благодаря увеличению в них концентрации биогенных элементов.
ЭВТРОФИКАЦИЯ АНТРОПОГЕННАЯ - эвтрофикация, обусловленная деятельностью человека. Развивается в результате обогащения водоема биогенными элементами, поступающими со сточными водами, а также с поверхностным стоком с удобряемых полей; приводит к "цветению" воды и к резкому ухудшению ее качества.
ЭВТРОФНЫЕ ВОДОЕМЫ - см. Водоем эвтрофный.
ЭВОЛЮЦИЯ (от латинского evolutio - развертывание) - необратимое историческое развитие живой природы. Определяется изменчивостью, наследственностью и естественным отбором организмов. Сопровождается приспособлением их к условиям существования, образованием и вымиранием видов, преобразованием биогеоценозов и биосферы в целом.
ЭВРИТЕРМНЫЕ ОРГАНИЗМЫ - см. организмы эвритермные.
ЭВТРОФИКАЦИЯ - обогащение рек и озер биогенными элементами, сопровождающееся повышением продуктивности вод. Эвтрофикация может быть результатом естественного старения водоема, внесения удобрений или загрязнения сточными водами (в том числе с полей).
ЭКВИВАЛЕНТЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ - это виды, занимающие одинаковые ниши в разных географических областях.
ЭКЗОГЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА - см. вещества экзогенные.
ЭКOЛOГИЯ - (от греческого oikos-дом, жилище, местоприбывание и - логия) - наука об отношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и окружающей средой. Термин "экология" предложен в 1866 году Э. Геккелем. Объектами "экологии" могут быть популяции организмов, виды, сообщества экосистемы и биосфера в целом. В 20 веке в связи с усилившимся воздействием человека на природу экология приобрела особое значение как научная основа рационального природопользования и охраны живых организмов. С 70-х годов 20 века складывается экология человека, или социальная экология, изучающая закономерности взаимодействия общества и окружающей среды, а также практические проблемы ее охраны; социальные, экономические, географические и другие аспекты (например: экология города, экологическая этика и другие).
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ НИША - место в биогеоценозе, которое занимает вид, не конкурируя с другими видами за источник энергии. Экологическая ниша есть совокупность всех факторов среды, в пределах которых возможно существование вида в природе. Обычно экологические ниши заняты одним видом.
Экологическая ниша - по Ю.Одуму - профессия вида.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПИРАМИДА - см. пирамида экологическая.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОСЧЕТ - см. просчет экологический.
ЭКОЛОГИЯ РАДИАЦИОННАЯ - наука, которая занимается изучением воздействия ионизирующего излучения, а также разработкой и применением новых радиоактивных индикаторов.
ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА - комплексная дисциплина, исследующая общие законы взаимоотношения (подразделений) биосферы и (структурных уровней) антропосистемы человечества, его групп, популяций и индивидуумов, а также влияние природной среды на человека и группы людей.
ЭКОСИСТЕМА (1) - (от греческого oikos-жилище, местопребывание и systema-сочетание, объединение) - экологическая система - совокупность совместно обитающих организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом и образующих систему взаимообусловленных биотических и абиотических явлений и процессов. Термин экосистема предложен А. Тенсли в1935году, он считал, что экосистема, "с точки зрения эколога, представляет собой основные природные единицы на поверхности земли", в которую входит " не только комплекс организмов, но и весь комплекс физических факторов, образующих то, что мы называем средой биома, - факторы местообитания в самом широком смысле".
ЭКОСИСТЕМА (2) - единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания (атмосфера, почва, водоем и другие) в которой живые и косные компоненты связаны между собой обменом вещества и энергии.
ЭКОСИСТЕМА(3)- понятие, введенное А. Тенсли [106], обозначающее относительно устойчивую систему динамического равновесия, в которой организмы и неорганические факторы являются полноправными компонентами. Э. представляет собой совместно функционирующие на данном участке организмы (биотическое сообщество), взаимодействующие с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенные биотические структуры и круговорот веществ между живой и неживой частями [55]. В дальнейшем понятие трансформировалось многими авторами, и в своей функциональной части близко понятию биогеоценоза, но лишено географичности последнего, и следовательно, размеры Э. не определяются заранее заданным правилом [92]. Э. могут быть разных порядков: от самых мельчайших до весьма обширных вплоть до биосферы. Э. - широкое понятие и в этом смысле близко к понятиям комплекс природный-1, геосистема, но более биологично по существу, поскольку центральной концепцией Э. является представление о цепях питания и трофических уровнях. Предлагались и др. термины, адекватные по содержанию Э.: микрокосм (Форфс, 1887); голоцен (Фридерикс, 1931); биохора (Пальман, 1931); биосистема (Тиннеман, 1941); экотон (Троль, 1950); сайт (Хилс, 1960), не получившие распространения.
ЭКОТИП (от греческого oikos-жилище, местопребывание и тип) - совокупность особей любого вида, приспособленная к условиям места обитания и обладающая наследуемыми признаками, обусловленными экологически.
ЭКВИФИНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЛАНДШАФТА - см. Коренное состояние ландшафта.
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ - количественное и качественное соотношение естественных и измененных человеком экологических компонентов и природных процессов, приводящее к длительному существованию экосистемы данного вида или ее эволюцию в ходе сукцессии. Следует помнить об условности использования термина "равновесие" в данном случае, поскольку и экосистемы и биосфера в целом не являются равновесными системами в физическом смысле.
ЭКОТИП - виды с широким географическим распространением почти всегда образующие адаптированные к местным условиям популяции.
ЭКОТОН - резкий переход между двумя или более различными сообществами, например между лесом и степью или между твердым и мягким грунтами на дне моря.
ЭКСПЛЕРЕНТЫ (от латинского explere-наполнять, заполнять) или "выполняющие" - это виды, быстро размножающиеся и быстро расселяющиеся, появляющиеся там, где нарушены коренные сообщества.
ЭЛЕМЕНТЫ ЛАНДШАФТА [от лат. elementum - начальный, первичный] - простейшие части компонентов ландшафта, из комбинации которых складывается многообразие объектов реального мира, или максимальный предел их расчленения (отдельный почвенный горизонт, ярус растительного покрова, запас воды в почвенном горизонте и т.п.) [57]. Ср. Компоненты ландшафта.
ЭНДОГЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА - см. вещества эндогенные.
ЭНЕРГЕТИКА ЭКОСИСТЕМЫ - совокупность потоков энергии в экосистему, ее преобразования и выхода.
ЭНЕРГИЯ РЕЛЬЕФА, размах рельефа, степень расчлененности рельефа - морфометрический показатель потенциальной интенсивности или возможного проявления тех или иных рельефообразующих процессов, учитывающий расстояние по вертикали между высшими и низшими точками рельефа данного региона и его горизонтальную расчлененность [14].
ЭОЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ [от гр. Aiolos - повелитель ветров] - разнообразные ландшафтообразующие процессы в природе, связанные с деятельностью ветра (напр., дефляция).
ЭОЛОВЫЙ ЛАНДШАФТ - природный территориальный комплекс, происхождение которого обусловлено деятельностью ветра (эоловыми процессами).
ЭРОЗИЯ [от лат. erosio - разъедание] - процесс разрушения горных пород или любых других поверхностей с нарушением их целостности и изменением физико-химических свойств в результате процессов механического истирания многообразных физических и химических явлений. В соответствие с последним различают физическую, химическую и биологическую Э., водную и ветровую Э. Э. разделяется по объектам (напр., Э. почвы). См. также Боковая эрозия.
ЭРОЗИЯ ПОЧВЫ - процесс механического разрушения почвы под действием поверхностного стока (водная эрозия) или ветра (ветровая эрозия, или дефляция). По мнению Ж. Дорста (1968), ускоренная Э.п. представляет собой сейчас самое серьезное и самое тяжелое последствие вторжения человека в природу. В составе с.-х. почв России более 116 млн. га занимают эрозионно-опасные и подверженные водной и ветровой эрозии земли, в т.ч. эродированные - 53,6 млн. га [19].
ЭРОЗИОННЫЕ ЛАНДШАФТЫ - природные территориальные комплексы, происхождение, структура и динамика которых предопределены деятельностью текучих вод (речные долины, суходолы, балки, овраги, эродированные останцовые гряды и др.). Антропогенная деятельность усиливает процессы эрозии и образование Э.л.
ЭСТУАРИЙ (от лат. аestuarium- затопляемое устье реки, лагуна) - воронкообразные, широкие и глубокие устья рек, впадающих в океаны и моря. Особенно хорошо развиты у рек, устья которых подвержены действию сильных приливов. Образуются в случаях: 1) когда выносимые рекой наносы уносятся в при отливах в море; 2) при опускании суши и затоплении водами моря устьевых частей речных долин.
ЭФФЕКТ ПАРНИКОВЫЙ в атмосфере планет - нагревание внутренних слоев атмосферы (Земли, Венеры и других планет с плотными атмосферами), обусловленный прозрачностью атмосферы для основной части излучения Солнца (в оптическом диапазоне) и поглощением атмосферой основной (ИК) части теплового излучения поверхности планеты, нагретой Солнцем.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ - это отношения величин энергетического потока в разных точках пищевой цепи, выраженные в процентах.
Ю
ЮВЕНИЛЬНЫЕ ВОДЫ (от лат. juvenilis - юный) - подземные воды, поступающие в гидросферу из глубин Земли, где образуются из кислорода и водорода в результате дегазации магмы.
Я
ЯДЫ ГЕМОЛИТИЧЕСКИЕ - свинец, анилин, мышьяк, сероводород, яды некоторых змей и другие вещества, в том числе микробного, растительного или животного происхождения, вызывающие, при проникновении в организм, разрушение эритроцитов крови с выделением в окружающую среду гемоглобина.
ЯДОХИМИКАТЫ - химические вещества, используемые для борьбы с нежелательными в медицинском или хозяйственном отношении организмами (напр., пестициды).
«ЯДЕРНАЯ ЗИМА» - глобальная экологическая катастрофа, гипотетическое состояние биосферы Земли в результате мировой термоядерной войны.
«ЯРУСНОСТЬ» - расчленение растительного сообщества или экосистемы на горизонты, слои, ярусы, пологи и др. структурные или функциональные толщи.
Часто встречающиеся в экологических текстах английские термины,
выражения и сокращения.
Acid rain — кислотный дождь.
Adaptation policy – адаптивная политика. Способ реагирования на глобальные климатические изменения. Включает меры по блокированию, предотвращению, компенсации или приспособлению к нежелательным последствиям.
Ambient standards — стандарты качества окружающей среды. Устанавливают максимальные уровни загрязнителей с учетом их долговременных последствий, а также способности природных экосистем нейтрализовать их.
Amenity societies — общества охраны окружающей среды.
Authorized discharges — разрешенные сбросы (выбросы) загрязняющих веществ в окружающую природную среду, например сточных вод, опасных отходов.
Avoidance costs — затраты на предупреждение экологического ущерба.
Awareness of environmental problems — информированность об экологических проблемах, осознанность экологических проблем.
Banned products – продукция, производство, продажа или потребление которой запрещены.
Best environmental practice – наилучшая в экологическом смысле деятельность или хозяйственная практика.
Brown issues – проблемы промышленного загрязнения окружающей среды.
Brundtland Commition – независимая Международная комиссия по окружающей среде и развитию (1984—1987), названная по имени ее председателя г-жи Брундтланд Х. (Норвегия). Подготовила доклад «Наше общее будущее», базировавшийся на концепции устойчивого развития.
Cap management – контроль за соблюдением режима предельно допустимых выбросов.
Carbon tax — налог на выбросы углекислого газа, «углеродный налог», вводимый компетентной международной организацией, правительством или органами местного самоуправления на количество выбросов парниковых газов в данном регионе.
Chemical-free — не содержащий химических продуктов.
Clean-up activity — деятельность по очистке от загрязнения территории, акватории или участка воздушного бассейна.
Clean-up costs — расходы на очистку окружающей среды от загрязнения.
Conservation — сохранение природы, управление природопользованием, поддерживающее ее потенциал для будущих поколений.
Conservation group — общественная группа за сохранение природы.
Conservationist — сторонник охраны природы, окружающей среды.
Consumer group — группа защиты потребителей.
Convention-related national plans — национальные планы действий по выполнению международных конвенций по окружающей среде.
Cornucopian view — точка зрения сторонников концепции изобилия, в соответствии с которой успехи науки и техники позволят ликвидировать дефицит ресурсов на Земле.
Costs of environmental administration — административные расходы на природоохранную деятельность, административные затраты на органы природоохранного управления.
Costs of environmental damage — стоимость экологического ущерба.
Cowboy economics — «ковбойская экономика», т. е. экономика, в которой не учитываются экологические и природно-ресурсные ограничения.
Defensive expenditures — расходы на мероприятия, связанные с охраной окружающей среды.
Direct (command and control) regulatory system — система прямого (административного) нормирования природопользования.
Disposable — одноразового использования, не подлежащий повторному использованию.
Dump fee — налог за выбрасывание на свалку.
Earmarked environmental funds — целевые экологические фонды.
Earth Summit — Высший форум Земли, Конференция ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, Бразилия, 1992). Представители более 170 государств приняли тогда Декларацию Рио; Повестку дня на XXI век — план действий по достижению устойчивого развития; две глобальные экологические Конвенции — рамочную по изменению климата и по биоразнообразию, а также Заявление о деградации лесов.
Eco-balance in taxes — экологизация налогов, переход от налогообложения доходов к экоплатежам за ресурсы и отходы (эконалоги).
Eco-development – «экоразвитие», концепция целостного развития, предложенная в Программе ООН для окружающей среды.
Eco-equity — экосправедливость (справедливое участие в распределении экологических благ и ресурсов и справедливый доступ к ним).
Eco-lable — экомаркировка.
Eco-mindedness — экосознание.
Eco-tax — эконалог.
Enforceable environmental standards — реально выполнимые экологические нормы, стандарты.
Environmental action programme — программа действий в области охраны окружающей среды.
Environmental audit — экологический аудит (ревизия, проверка, оценка проектов или компаний).
Environmental crime — преступление, правонарушение против природы, окружающей среды.
Environmental goods — экологически чистый товар.
Environmental groups — экологически ориентированные группы населения, «зеленые».
Environmental-related activity — природоохранная деятельность.
Environmentalist — специалист по защите окружающей среды или активист «зеленого» движения.
Green consumerism — движение за экологизацию потребления, за потребление экологически чистой продукции.
Green groups — группы «зеленых» (сторонников защиты окружающей среды).
Inclusive list — список токсичных или опасных отходов.
Indicators of sustainable development — показатели устойчивого развития (экологические, экономические и социальные), увязывающие качество окружающей среды с экономическим и социальным развитием.
IPAT — формула антропогенного воздействия на окружающую среду: I = P х A х T, по начальным буквам слов Impact (воздействие), Population (население), Affluence (изобилие, благополучие), Technology (технология). Определяет степень экологической ответственности страны.
Marine (sea) disposal — захоронение (отходов) в море.
N-waste — ядерные отходы.
Non-polluting technologies — незагрязняющие технологии
Non-waste technologies (NWT) — безотходные технологии.
Oil slick — нефтяная пленка, «черный прилив».
Radwaste — радиоактивные отходы.
Recycling — переработка продукции и материалов для вторичного (повторного) использования.
Remedial clean-up activity — деятельность по очистке и восстановлению территории (акватории, воздушного пространства) от загрязнения.
Self-destroying products — биологически разлагаемые продукты.
«Standstill» principle — принцип, согласно которому следует особо избегать деградации окружающей среды в еще мало затронутых загрязнением зонах.
Sustainable development — устойчивое, сбалансированное, самоподдерживающееся развитие, улучшающее качество жизни ныне живущих, не истощающее природные ресурсы, не угрожающее окружающей среде и не подрывающее способности будущих поколений удовлетворять свои потребности.
«Tipping prohibited» — запрещение выбрасывать отходы.
User pays principle — принцип платности природопользования (принцип «пользователь платит»).
Voluntary agreements — добровольные соглашения между государственными природоохранными органами и участниками производственной деятельности. Вид экологического саморегламентирования, например добровольные программы по энергосбережению.
«Woodsy owl» — сова (символ экологического движения в США).
Zero-cost improvements — беззатратные улучшения, меры, не вызывающие дополнительных природоохранных расходов, но улучшающие состояние окружающей среды.
Zero growth — нулевой рост (экономический). Понятие, используемое в моделях Римского клуба.
135135135135135135135135135135135135135135135135135135135135135