Если человечество не погибнет в атомной войне, оно погибнет от незнания экологии.
Бертран Рассел
Экология - наука о процессах взаимодействия в биосфере, являющейся средой обитания живых организмов и располагающейся в зоне активного взаимодействия всех геосфер Земли: атмосферы, гидросферы и верхней части литосферы. Биосфера включает в себя живое вещество (живые организмы), абиогенный компонент среды обитания (породы, воды, атмосферные газы) и биогенный компонент среды обитания (почвы, илы, биогенные газы). Физико-химические процессы, протекающие здесь при участии солнечной энергии, обеспечивают энергетику живых организмов. Существует как прямая, так и обратная связь между организмами и окружающей их средой. Закон В.И. Вернадского гласит, что миграция химических элементов в биосфере или осуществляется при непосредственном участии живых организмов (биогенная миграция), или протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом, как населяющим данную систему в настоящее время, так и действовавшим в биосфере в течение геологической истории (см.: Перельман, 1979).
Экосистема - функциональная единица биосферы. Она представляет собой совокупность живых организмов (животных, растений, микроорганизмов), обитающих на территории экосистемы, и окружающей их среды, которые находятся друг с другом в подвижном равновесии. Живые организмы, обитающие в конкретной экосистеме, приспособились к ее условиям (адаптировались). Вся совокупность может находиться в устойчивом состоянии неопределенно долгое время, пока не произойдут изменения среды. Размеры экосистем разнообразны.
Очень крупные наземные экосистемы называются биомами (Небел, 1993). Они охватывают географические природно-климатические зоны (тундра, тайга, лиственные леса, степи, пустыни,
183
тропические леса). Океаны также можно подразделить на отдельные экосистемы: континентальный шельф, абиссаль, коралловые рифы и т.д. Существует большое количество пресноводных экосистем: реки, озера, болота и т.д. Каждая из них имеет свой набор растений, животных и микроорганизмов. Экосистемы не изолированы друг от друга. Обычно существуют зоны перехода, которые часто рассматриваются как самостоятельные экосистемы.
Биогеоценоз - первичная единица сообщества живых организмов, обитающих на ограниченном участке земной поверхности, для которого характерны однородные природные условия: горные породы, почвы, климат, рельеф, гидрохимические особенности и т.д. Биогеоценоз - многокомпонентная система, нормальное функционирование которой поддерживается хорошо сбалансированными прямыми и обратными связями между ее обитателями и средой.
Закон лимитирующих факторов определяет условия существования данного вида. Физические и химические параметры окружающей организм среды, или окружающей среды, носят название абиотических факторов. К ним относятся: температура, влажность, освещенность, состав и строение почв, солевой состав почвенных вод и др. Таким фактором является и радиоактивность среды. Растения - первичное звено взаимодействия живых организмов со средой. Они жестко к ней привязаны и в отличие от животных не способны к быстрой и направленной миграции в случае изменения среды. Поэтому закон лимитирующих факторов особенно четко проявляется в отношении растительных видов. Для каждого вида существует определенный интервал значений того или иного фактора, который особенно благоприятен для выживания. Этот интервал называется оптимумом. Весь набор значений от минимального до максимального значения фактора, за пределами которого происходит гибель организмов данного вида, называется диапазоном устойчивости. Промежутки слева и справа между оптимумом и границами диапазона устойчивости называются стрессовыми зонами (рис. 8.1). Стрессовые ситуации могут быть вызваны и биотическими факторами: конкуренцией со стороны другого вида, присутствием паразитов и др.
Технический прогресс, особенно резко проявившийся во второй половине XX в., стал нарушать установившееся термодинамическое равновесие между геосферами. Резкий скачок промышленного производства и поступления в биосферу сопутствующих ему веществ (отходов), не свойственных биосфере, привел к загрязнению окружающей среды. Многие виды оказались в зоне стресса, а в ряде случаев - за пределами диапазона устойчивости. Антропогенная нагрузка радионуклидов на экосистемы пока в целом имеет локальный характер, но ее влияние на живые организмы, и прежде всего на человека, достаточно велико.
184
Рис. 8.1. Зависимость численности особей вида от условий среды (закон лимитирующих факторов)
(Небел, 1993)
185
