Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

І. РОЗГЛЯД ТЕОРЕТИЧНОГО МАТЕРІАЛУ 1 страница




Лабораторна робота № 4

ТЕМА: АНТРОПОГЕННИЙ ФАКТОР ТА АНТРОПОГЕННА ДИНАМІКА

ХІД ВИКОНАННЯ РОБОТИ

І. РОЗГЛЯД ТЕОРЕТИЧНОГО МАТЕРІАЛУ

1. Людина й екосистема

Мільярди років існувала біосфера без людини. Аж в антропогені близько 2.5-3.5 млн. років тому в ній виникли перші предки людини - презиндкантропи, а перші справжні архантропи - пітекантроп і синантроп - 600-800 тисяч років тому. Зрозуміло, що до появи праці, виробничої діяльності, людиноподібні істоти цілковито вписувалися в структуру тих природних екосистем, у межах котрих існували і знаходилися у функціональних зв'язках (трофічних, мутуалістичних, протокоопераційних) з іншими живими компонентами. Якісно нові взаємовідносини між людиною та її природним довкіллям почали формуватися після появи виробничих навиків, перших знарядь праці й хоча б елементарного усвідомлення своєї поведінки й стосунків з іншими живими істотами, словесного спілкування й передавання інформації в просторі і часі - від старших до молодших поколінь.

Поява свідомої істоти - Ноmо sаріеns, поступове зростання її чисельності, розгортання господарської діяльності перетворювалися в могутній чинник структурних змін в екосистемах і трансформації їх природних функцій у корисних для людини напрямах, а згодом руйнування природних і створення штучних екосистем. Структурно-функціональні особливості взаємовідношень між екосистемою і людиною, оцінка її місця та ролі в екосистемі, в тому числі й біосфері стали предметом наукових досліджень і гострих дискусій у середовищі екологів, філософів, географів, економістів, математиків і кібернетиків.

Наукова й популярна література виявилася насиченою новими поняттями типу "біосоціальна система", "натурсоціосистема", "соціоекостема", "геобіосоціальна система", "соціобіогеоценоз". Людське суспільство в межах біосфери трактували як її структурний компонент поряд рослинним і тваринним, як центральний організатор і регулятор біосфери, який призведе до перетворення її в біотехносферу, або як суб'єкт керування процесами в біосфері. До цього слід додати, що навіть відомий німецький еколог Г.Елленберг графічно зображав людину в будові екосистеми серед консументів і редуцентів, а О.М. Микитюк зі співавторами (1998) та В.П.Кучерявий (2000) настільки "екологізували" соціальну людину, що ведуть мову про "екологію особистості".

Історія розвитку соціальної людини і людського суспільства загалом свідчать про те, що взаємовідносини між людьми й екосистемами формувалися не шляхом припасовування людини до екосистеми чи підпорядковування соціальних форм організації біотичним, а шляхом поступового й послідовного виокремлення їх з біотичного рівня організації.

Згідно з палеонтологічними даними, розумна людина появилася 40-50 тис. років тому. У біологічному плані вона відповідає всім критеріям зоологічного виду, але за своєю суттю є одиницею соціальною. Однак, незважаючи на цю незаперечну соціальну сутність, вона протягом цілого життя підпорядковується біологічним законам. її розвиток і життєдіяльність неможливі без дії її генетичної програми. Після народження дитина є живою істотою, яка хоч і має особливі риси людської біотичної організації (мозок, руки, органи травлення тощо), проте позбавлена свідомості і сама собою лише за рахунок біотичних передумов здобути її не може. Біотичні властивості - це лише необхідна передумова (як нижчої форми організації) для появи соціально зумовлених рис.

"Щоби набути свідомість, стати учасником суспільно корисної праці й різноманітних соціальних відносин, дитина повинна активно, творчо опановувати продукти праці, створені попередніми поколіннями людей... Думки людини не замкнені в структурі її мозку, вони формуються як відображення створеної людством культури.., через виховання і навчання... Соціальна сутність людини проявляється через свідомість, духовне життя, виробничу діяльність, здатність створювати і використовувати різноманітні знаряддя праці, творіння людської культури... Соціальне є результатом, передовсім, трудової, суспільно-практичної діяльності". Завдяки біологічній спадковості непохитно відтворюється одне покоління людей за іншими. Соціальна ж сутність формується в кожній людині, в кожному поколінні людей шляхом засвоєння ними в процесі суспільно-виробничої діяльності досвіду попередніх поколінь, тобто, за визначенням М.П.Дубиніна, шляхом соціальної спадковості. Таким чином, людину можна трактувати як єдність двох взаємодіючих, але якісно відмінних підструктур: надбіотичної (суспільної), яка забезпечує її соціальну сутність, і біотичної, яка є основою її соціального існування. Але за своєю інтегральною сутністю вона однозначно - соціальна. Суспільний прогрес людства - це наслідок соціальної, а не біотичної еволюції. За умови стаціонарності генетичної програми людини, її свідомість, інтелект за історичний період досягли незбагненних розмірів.

З плином часу розум людини та її соціальна організованість спричинилися до чимраз меншої залежності її розвитку та існування від біотичних чинників. Науково-технічні здобутки дали змогу їй у великій мірі вирватися з рамок детермінаційної дії біотичних сил боротьби за існування і природного добору. Зі своїми соціально-виробничими процесами людина вийшла з природних трофічних ланцюгів і стала незалежною від природних біогеохімічних циклів. Вона позбавилася потреби біотичної адаптації до мінливих умов довкілля, оскільки здатна істотно змінювати ці умови, створювати сприятливі штучні умови свого існування і виробляти різноманітні засоби захисту від несприятливих зовнішніх чинників. І хоча біотичне походження має незаперечне значення для життєдіяльності людини, природний добір відіграє відчутну роль на ембріональній стадії її розвитку, а генетична програма діє впродовж цілого життя, однак, на рівні соціальної організації вони втрачають суттєве-значення і перетворюються в необхідну передумову розвитку таких соціальних рис, як праця, інтелект, духовність, матеріальна культура, громадське життя і виробничі відносини.

Все це не означає заперечення біотичного в соціальній формі організації. Остання не може існувати без біотичної основи так само, як біотичний рух у природі є неможливий, якщо він не базується на закономірностях хімічної, фізичної чи механічної форм руху. Соціальне, як висловлюються філософи, включає в себе "в знятому вигляді" всі нижчі форми руху.

На основі викладеного ми дійшли висновку, що ні соціальну людину не можна розглядати як компонент екосистеми, ні людське суспільство не може бути потрактоване як підсистема біосфери. Структурно-функціональні взаємозв'язки між ними слід шукати не на рівні організації біотичних, а на рівні організації соціальних систем. Зрештою, цей висновок можна підсилити й іншими прикладами.

Людина не лише впливає на структурно-функціональну організації природних екосистем. Вона створює штучні екосистеми і протягом століть підтримує їх функціонування. То чи є підстави трактувати її, групу людей або громаду компонентом (підсистемою) такої екосистеми.

Приклад 1. Фермер розкорчував ділянку лісу, розчистив її, зорав і посадив картоплю. Таким чином він створив агроекосистему, для одержання врожаю з якої він повинен періодично знищувати бур'яни, рихлити міжряддя, підгорнути рядки і захистити посадку від кабанів. Це означає, що він узяв на себе виконання тих функцій, яких неспроможна виконати створена ним штучна екосистема. Він повинен протидіяти природній пам'яті середовища (запасові насіння рослинних компонентів попередньої лісової екосистеми та їх поновленню на ріллі, редукційній ланці біотичного кругообігу, властивій лісовому угрупованню, відновлювальній роботі гетеротрофних організмів знищеного лісу тощо), спрямованій на відтворення первинної лісової екосистеми. Проте, цей фермер не став компонентом цієї аграрної екосистеми, не включився в структуру її біогеохімічного циклу, не є її безпосереднім консументом поряд з колорадським жуком, а лише виконує роль її зовнішнього "опікуна", зацікавленого в одержанні врожаю не для особистого споживання, а для відгодівлі худоби.

Приклад 2. Бригада працівників лісництва створила на зрубі грабово-букового лісостану культури смереки європейської. Для того, щоби виростити повноцінне смерекове насадження, необхідно кілька разів провести догляд за саджанцями (обжинання трав, рихлення ґрунту), освітлення культур (вирубування порості граба, бука, чагарників, самосіву другорядних порід), санітарні вирубування хворих дерев смереки з метою запобігання поширенню кореневої губки й опенька та розмноженню короїдів тощо. Але і в цьому випадку працівники лісництва не стають структурним блоком екосистеми смерекового лісу, а лише підтримують її функціонування.

За відношенням до живих систем усіх рівнів організації, в тому числі й до екосистеми, виробнича діяльність людини виконувала роль зовнішнього екологічного чинника, або, висловлюючись кібернетичним терміном, зовнішнього збурювального діяння. При цьому слід відзначити, що на різних етапах розвитку сусупільства, це збурювання характеризувалося різними спрямованістю і силою.

До розвитку скотарства і землеробства первісні люди впливали як збурювальний фактор лише на чисельність популяцій окремих видів рослин і тварин, використовуваних, передовсім, для харчування й підтримання побутових умов. Та й густота населення у верхньому палеоліті - мезоліті, за В.С.Крисаченком (1995), в Європі могла становити 0,01-0,03, а в найсприятливіших регіонах - 0,1 особи на 1 км2. Розвиток рільництва став причиною цілеспрямованого збурювального впливу на окремі наземні біогеоценотичні системи, а згодом й на біогеоценотичний покрив значних територій.

До того, як людство навчилося синтезувати мутагенні хімічні речовини, воно не збурювало роботи генетичної пам'яті й механізмів саморегуляції живих систем. З появою цих речовин настає етап несвідомого, стихійного впливу на регуляторні механізми живих істот. Виникнення ж генетики й молекулярної біології (перша половина нашого століття) ознаменувало початок цілеспрямованого впливу на пам'ять особин, популяцій, а разом з цим - і на пам'ять цілих екосистем.

На перших етапах розвитку людського суспільства, а частково й тепер, його стихійну (недостатньо обгрунтовану, підсвідому) діяльність за відношенням до живих систем можна трактувати як неконтрольований збурювальний вплив. Слабкі збурення погашувалися засобами гомеостазу, мобілізованими за допомогою зворотного зв'язку, яким інформація про стан керованої системи передається до її регулятора. Потужні збурення зумовлювали відхилення від заданої програми, тобто відбивалися на структурно-функціональній організації керованої системи, перебудові еталонної системи, а навіть, регулятора (канали 4+1+2). Свідоме, цілеспрямоване, контрольоване збурювальне діяння щодо біотичних систем за своїм змістом являє собою експеримент. Його визвчальною рисою є те, що до будь-якого втручання в роботу живого об’єкта (керованої системи) людина інтелектуально відтворює весь технологічний процес впливу на цей об'єкт, припускає його можливі реакції На цей вплив й проектує еталонну (гіпотетичну) систему, структурно-функціональної організації якої хоче досягнути шляхом впливу на керовану систему. Після цього вона запрограмованим чином впливає на керовану систему, на виході з неї одержує інформацію про результати реагування (роботи) останньої, порівнює ці результати з даними еталонної системи, робить висновок про ефективність збурювального впливу (експерименту) і про нещільність його продовження. Прикладом цього може бути апробація будь-якого агрохімічного заходу, інтродукція в лісові екосистеми екзотів, використання отрутохімікатів у боротьбі зі шкідниками тощо. Сучасні здобутки молекулярної біології дають змогу спрямовувати збурювальне діяння безпосередньо на регулятор керованої системи (її генетичну пам'ять;). Також за допомогою селекції в межах популяції певного виду рослини чи тварини, або акліматизації нових компонентів можна змінювати пам'ять екосистем. У такому випадку наслідки оцінюються як на підставі роботи цілої керованої системи, порівняно з еталонною, так і на підставі інформації про структурно-функціональні зміни в самому регуляторі.

Таким чином, людина спроможна впливати на роботу екосистем, не змінюючи їх структурно-функціональних параметрів, тобто в межах їх стійкості (наприклад, прорідження або санітарний догляд у лісостані, заготівля лікарської сировини). Вона здатна модифікувати або перебудовувати регуляторні механізми цих систем, наприклад, шляхом селекції корисних форм і формування штучних популяцій, заміни домінантів у трофічних блоках або зміни екотопу шляхом меліорації. Вона Може створювати штучні екосистеми, наприклад, рисові поля в степовій зоні, штучні водойми на річках, кімнатні акваріуми. Але в усіх цих випадках вона не стає комопнентом цих екосистем, а діє виключно як зовнішній збурювальний чинник, незалежно від того, чи її втручання в їх роботу впливає деструктивно, чи конструктивно. За такою схемою людство, вірогідно, впливатиме на структурно-функціональну організацію екосистем і на наступних етапах розвитку цивілізації.

2. Антропогенна трансформація екосистем

До появи виробничої діяльності людини жодна інша жива істота не могла істотно впливати на гомеостаз екосистем. Перепоною на шляху такого впливу стояв природний добір, у процесі якого відбувалися постійне припасовування норм реакції всіх видів рослин, тварин і мікроорганізмів, збалансовування взаємовідношень між ними, коеволюція її підтримування відносної стабільності пам'яті в екосистемі не лише протягом століть, але й геологічних періодів. Лише Ноmо sаріеns започаткував історичні зміни в природі, які, зрештою, стали загрожувати відносній стабільності екосистем й нормальному існуванню самої людини. "Постійний технічний прогрес, а також стрімкий демографічний ріст спричиняють небувалий руйнівний вплив на природне середовище Таким чином, людина - єдина істота, відповідальна за деградацію біосфери..." Вважається, що тепер на планеті нема теренів, які не зазнавали б антропогенного впливу. Завдяки глобальній циркуляції повітря полютанти з локальних джерел розносяться на величезні відстані, забруднюючи навіть ті території, де рідко ступає нога людини. Показовим у цьому плані є різке збільшення вмісту свинцю в льодах Гренландії після початку його використання для антидетонації автомобільного пального, забруднення водних екосистем нафтопродуктами, отрутохімікатами, синтетичними засобами для миття в побуті й промисловості, ртуттю, нітратами, фосфатами тощо, які морськими течіями розносяться по всіх океанах. У глобальних масштабах проявилося нуклідне забруднення після Чорнобильської аварії. Небезпечних розмірів набуває техногенне забруднення атмосфери, яке негативно впливає на стан озонового шару.

Найхарактернішими рисами сучасних антропогенних перетворень у глобальних масштабах є швидке обезліснення, розорювання, водна, вітрова і механічна ерозія ґрунтів, екологічне зубожіння гірських екосистем, опустелення великих площ землі внаслідок виснажливого землеробства, екстенсивного пасовищного господарства та ерозії, повторне засолення на зрошуваних землях, збіднення видової різноманітності рослин і тварин, вилучення з природного біогеохімічного обміну земель, покритих асфальтом і бетоном, міськими і промисловими забудовами, загальна евтрофікація водних екосистем унаслідок поверхневого змиву з рільних земель та урбаністичних територій, техногенне забруднення поверхневих і підземних вод, швидка втрата доступних запасів чистої прісної води, радіонуклідне і хімічне забруднення довкілля, виснаження біотичних ресурсів солоноводних екосистем та ін.

Наслідки антропогенних змін екосистем у локальних масштабах унаочнюють наші порівняльні дослідження басейнових екосистем верхів'їв басейнів Пруту і Дністра, які в первинному стані мали лісистість 90-97%, а також похідних у їх межах аграрних та урбаністичних екосистем (Старосамбірський район і м.Старий Самбір) і Львівської міської геосоціосистеми, яка сформувалася на місці широколистяних дубових і букових лісів. З цією метою використані також результати попередніх багаторічних досліджень у Карпатському регіоні.

Найсприйнятнішим показником антропогенної трансформації в аналізованому ряді екосистем є їх морфологічна структура. І цілком закономірно, оскільки чим більшого впливу зазнає та чи інша екосистема, тим глибше змінюються її структурні й функціональні властивості. У сучасному біогеоценотичному покриві верхів'я басейну Пруту збереглося 76% площі лісів, решта трансформована в післялісові луки (10%), населені пункти (8,5%) та інші вгіддя. У верхів'ї басейну Дністра ліси збереглися лише на 51% площі, решта її освоєна під ріллю (16%), луки (17%), забудови, дороги, траси електропередач (3,8%), трансформована в рідколісся та чагарники (4,6%) тощо. На території Старосамбірського району (передгірська частина верхів'я Дністра) розораність сягає 27,4%, луки займають 15,4%, а площі урбанізованих екосистем - 11,2%. У міських геосоціосистемах Старого Самбора і Львова лісового покриву немає, відповідно 36,5 і 47,2% площ у них займають міська забудова, вулиці та дороги (7,2 і 7,6%) і зелені насадження(32,9 і 32,2%).

Якщо в первинному лісовому покриві верхів'їв Пруту та Дністра переважали складні й мішані зі смереки, ялиці та бука лісостани, то в сучасному покриві вони трансформовані переважно в чисті і прості угруповання, серед яких у верхів'ї Пруту найбільше похідних смеречників, а в верхів'ї Дністра - сосняків. Більшість площ теперішніх лісів укриті молодняками і середньовіковими лісостанами, часто надмірно зрідженими (у верхів'ї басейну Дністра лісостани з повнотою 0,6 і менше займають51,3% покритої лісом площ навколо населених пунктів ліси зазнають додаткової деградації внаслідок рекреації, випасання худоби та самовільного вирубування дерев. Урбанізація крім цього супроводжується спрощенням структури гетеротрофного блоку, збільшенням чисельності й біомаси синантропів, забрудненням повітря і води. Загалом у верхів'ї басейну Пруту коефіцієнт антропогенної трансфоромації біогеоценотичного покриву (відношення площі похідних біогеоценозів до загальної площі території) становить 0,71, а в верхів'ї басейну Дністра -0,91.

Екосистеми корінних мішаних лісів порівняно з чистими похідними характеризуються значно потужнішим біогеогоризонтом інтенсивної матеріально-енергетичної трансформації та укороченими горизонтами кро-но-стовбурової і стовбурової акумуляції. Цим пояснюється їх більша ґрунтозахисна та водорегуляційна роль, а також стійкість проти вітровалів. У похідних лісостанах загалом простіша вертикальна і парцелярна будова, менша біогеоценотична товща. У біловусниках остання не перевищує 30 см, а товщина біогеогоризонту інтенсивної матеріально-енергетичної трансформації становить лише 10 см, проти десятків метрів у корінних лісових екосистемах.

Агроценози - ще простіші за вертикальною і горизонтальною будовою, ніж лучні. В них переважно відсутня ярусність, а мозаїчність зумовлена ритмічністю розташування домінантів (рядками, гніздами тощо), яка також визначає особливості поширення бур'янів. Для збереження стійкості таких екосистем людина вимушена витрачати велику кількість енергії у вигляді добрив, обробітку ґрунту, знищення бур'янів тощо.

Території урбанізованих екосистем мають дуже специфічну морфологічну структуру. Аналогами парцел у них можна розглядати забудовані ділянки й тверді покриття вулиць і майданів: це - своєрідний субстрат для існування мікроорганізмів, безхребетних і нижчих рослин, а також парки та інші зелені насадження, в котрих відносно добре розвинений автотрофний блок і має місце редукований біотичний кругообіг.

Антропогенне втручання в роботу природних екосистем істотно відбивається на структурі та функціональній ролі фауністичних комплексів. Вирубування лісів, випасання худоби, рекреаційна та меліоративна діяльність, монокультурне лісове та сільське господарство, внесення отрутохімікатів безпосередньо відбиваються на видовому складі, трофічній структурі й чисельності різних груп тварин. Загалом чітко проявляється синантропізація орнітонаселення, наближення деяких лісових видів до житла людини й утворення тут осілих популяцій, зубожіння видового складу малакофауни, ракоподібних і комах, значне зменшення чисельності багатьох видів запилювачів рослин.

Зміни зачіпають видовий склад і руйнівні прояви ксилотрофів. Наприклад, опеньок, який в екосистемах бука лісового розкладає мертву деревину, в смерекових монокультурах на місці букових лісів стає активним паразитом. Поряд з ним повсюди великої шкоди завдає коренева губка і паразитичні мікроскопічні гриби. Істотної трансформації зазнають також ґрунтові безхребетні: у похідних угрупованнях значно зростає частка паразитичних і рослиноїдних форм.

Переважання в сучасному складі лісів молодняків і середньовікових деревостанів спричиняється до збільшення загальної продуктивності земель лісового фонду, адже їх приріст фітомаси більший, ніж у достигаючих і стиглих угрупованнях. Ефективніше працюють їх фотосинтетичний апарат і коренева система: 1 т листя смерекових і букових молодняків продукує в 1,1-1,6 раза більше фітомаси, ніж у стиглих і перестійних лісостанах, а 1 т коренів забезпечує водою і мінеральними речовинами в 3-4 рази більшу фітомасу річного приросту. Але молодняки, особливо першого класу віку, слабше виконують ґрунтозахисну й водорегуляційну функції, а збільшення їх площ я а рахунок стиглих лісостанів порушує рівномірність лісокористування, унеможливлює заготівлю великомірних будівельних лісоматеріалів і призводить до загального виснаження лісових ресурсів через вимушене Проникання лісоексплуатації в достигаючі й середньовікові лісостани.

Особливо негативні наслідки дала заміна корінних мішаних і складних лісостанів простими смерековими монокультурами. Вони є темнішими і холоднішими, мають слабше розвинену кореневу систему, більші запаси мертвої органіки на поверхні ґрунту, нижчі темпи її розкладу, слабший біотичний кругообіг, а в зв'язку з цим і нижчу продуктивність. Протягом 70 років 1 га смеречника виробляє 0,6 млн.куб.м, (розрахунки зроблені за методиками, а 1 га букового лісостану - 0,8 млн.куб.м кисню. Кількість енергії, зафіксованої в річному прирості фітомаси, в букових угрупованнях в 1,1-1,2 раза більша, ніж у смеречниках, а коефіцієнт використання поглиненої за вегетаційний період ФАР також в 1,1-1,3 раза більший. Квадратний метр листя бука за вегетаційний період продукує 246-305 г органічної речовини, а смереки і ялиці - відповідно 58-79 і 74-107 г. На синтез 1 т органічної речовини смеречник використовує 0,87- 107 МДж сонячної енергії, з яких 0,62- 10і витрачається на випаровування. В екосистемах смереково-букової яличини та ялицево-смерекової бучини ці показники на 22 і 40% менші, тобто в них продукційний процес протікає з меншими енергетичними затратами.

Рослинний покрив верхів'я басейну Пруту в первинному стані в середньому на кожному гектарі території щорічно продукував 12,4 т фітомаси і 17,4 т кисню, а верхів'я басейну Дністра - відповідно 11,5 і 16,1 т. За сучасної структури угідь і теперішньої їх продуктивності кожний гектар території верхів'я басейну Пруту не додає 0,9 т фітомаси й 1,3 т кисню, а верхів'я басейну Дністра - відповідно 3,4 і 4,8 т. Це зумовлене передовсім тим, що продукування рослинної маси та кисню на луках, наприклад в басейні Пруту, в 2,7, а в агроценозах - в 9,3 раза нижче, ніж у лісових угрупованнях.

Найефективніше використовують сонячну енергію на фотосинтез екосистеми мішаних лісів. У прирості надземної фітомаси вони акумулюють 22,46-27,53 МДж-м-2 енергії, що становить 2,58-3,22% поглинутої ФАР. "Енергетична ціна" продукування 1 кг фітомаси, яка відображає кількість енергії, витраченої на фотосинтез, трансформацію та протидію зовнішнім силам середовища, за Є.А.Садовничою, становить 0,62-0,80-104 МДж енергії. Фотосинтетичний апарат смеречника ожинового має ще нижчий к.к.д. фотосинтезу і збільшує "енергетичну ціну" одиниці маси в 1,2-1,7 раза. Проте, найменш ефективно використовує сонячну енергію на фотосинтез біловусник. У прирості фітомаси він акумулює лише 0,46% по глинутої ФАР, або використовує на створення 1 кг органічної речовини 3,96 МДж енергії. Внаслідок цього заміна корінних екосистем похіднії ми супроводжується великою втратою поглинутої енергії, а "енергетнчна ціна" фітомаси зростає в 3-5 разів.

На продукування 1 кг фітомаси екосистеми корінних мішаних лісів з ялиці, смереки й бука затрачають 213-243 л води (к.к.д. транспірації 2,84-2,90), тоді як біловусова лука - 574 л. Необхідна для цього енергія в лісових угрупованнях дорівнює 0,52-0,74-104, на луці - 1,38-104 МДж.

Таким чином, корінні екосистеми є потужнішими накопичувачами променевої енергії й економніше витрачають вологу в процесі синтезу органічної речовини, ніж похідні. Вони також вирізняються за показниками структурно-функціональної організації деструкційних комплексів Зокрема, в корінних букових і ялицевих біогеоценозах усереднена міцеліальна маса підстилки та гумусово-акумулятивного горизонту становить відповідно 11,011,4 та 4,7±0,5 мгг1, а в похідних смеречнику та біловуснику вони дорівнюють відповідно 8,0±0,7 і 4,7±0,2 та 6,3±0,3 н 1,3±0,1 мгг-1. У бучинах частка вільних форм у нематодному комплексі сягає 55,4-89,5%, в яличниках - 73,2-86,9%. Частка рослиноїдних форм Не перевищує 0,2-5,0%. У смеречнику ці показники становлять відповідно 7,0-33,1 та 43,8-56,0%, що свідчить про явно погіршений його санітарний стан.

Комплекс ґрунтової мезофауни в корінних мішаних лісах характеризується високою насиченістю (90-200 особин, масою 20-40 гм:) і різноманітністю (до 60 видів і груп). Чисельність мікроартропод становить 40-80 тис.м2. У трофічній структурі домінують сапрофаги (60-75% чисельності та 95-98% маси), менше хижаків (15-30% чисельності, 1-3% маси) і фітофагів (5-12% чисельності, 1% маси). У смеречниках ґрунтова мезофауна вдвічі бідніша за видовим різноманіттям і в 3-10 разів - за масою (3,0-6,7 г-м-2), хоча за чисельністю, у зв'язку зі значним (у 3-5 разів) зростанням кількості мікроартропод, різниці, порівняно з корінними угрупованнями, немає. У трофічній структурі мезофауни сапрофаги займають 8% чисельності та 40% маси, зате частка фітофагів збільшена до 57% чисельності і 38% маси та хижаків відповідно до 35 і 23%, що знову-таки відображає поганий санітарний стан у цін екосистемі та загальмовання процес деструкції мертвої органічної речовини.

Від'ємно на складі ґрунтової мезофауни та мікроартропод у лучних екосистемах відбігвається випасання худоби. Чим більше пасовищне навантаження, тим менше у верхньому шарі ґрунту й підстилці форм, що Живуть вільно, тим більше в них девісапробіонтних гельмінтів. Екстремальні навантаження витримують лише деякі види кліщів і ногохвісток, зокрема, деякі гамазові та орибатидні кліщі.

Такі ж закономірності спостерігаємо і в антропогенно трансформованих екосистемах дуба звичайного на Придністров'ї у Львівській області. Трофічна структура комплексів безхребетних в умовно корінних Грабово-дубових біогеоценозах з віком змінюється у бік домінування сапрофагів, зменшення частки фітофагів і відносної стабілізації частки Хижаків. У похідних грабняках спостерігається зворотна тенденція: частка фітофагів зростає, а сапрофагів - зменшується, що пришвидшує деградацію цих лісостанів і сповільнює темпи деструкції опаду та відпаду. Антропогенне спрощення горизонтальної структури і зрідження похідних дубняків до зімкненості 0,4-0,5 призводить до значного (більше, як на порядок) зростання чисельності рослиноїдних форм, іноді внеокопатогенних і не характерних для лісових угруповань, що додатково спричиняє погіршення їх санітарного стану.

Антропогенні зміни в структурно-функціональній організації автотрофного і гетеротрофного (особливого ґрунтового) блоків досліджуваних екосистем відбивається також на біогеохімічних показниках деструкції. Зокрема, заміна екосистем бука лісового монокультурами смереки супроводжується зниженням вуглеводного, азотного та окисно-відновного процесів у ґрунтах. У вторинному чистому смеречнику активність інвертази та уреази майже вдвічі нижча, ніж у ялнцево-смерековій бучині. Найвищими показниками ферментативної активності характеризуються ґрунти під луками тому, що в їх детриті вища частка легкогідролізованих вуглеводів і рухомих сполук азоту, а також іншим видовим складом функціональних коми лексів деструкторів, зокрема гіфоміцетів і бактерій. Целюлозолітична активність у смеречнику також у п'ять разів нижча, ніж у корінних букових екосистемах, але в два рази вища на післялісовій луці, ніж в останніх. Загалом, у разі зміни активності ферментів ґрунті похідних екосистем порівняно з корінними в 2 рази, природній гемеостаз ґрунту не порушується і за сприятливих демутаційних умов відтворюється первинний тип екосистеми. Відхилення за цим показнії ком в 4 рази й більше свідчить про незворотні зміни метаболізму органічної речовини в ґрунті.

Антропогенне втручання в структуру екосистем спричиняє особливо відчутні зміни в їх біогеохімічному обміні. Бук вирізняється значно ви щим вмістом у його фітомасі хімічних елементів. На 1 га екосистеми бука лісового накопичується на 20% більше азоту і зольних елементів, ніж у похідному смеречнику. В буковій фітомасі значно менший вмісі алюмінію, майже в 4 рази більший вміст кальцію, що сприяє зменшенню кислотності ґрунту, пришвидшенню мінералізації органічного опаду та інтенсифікації біотичного кругообігу. Якщо до цього додати різке змен шення у віковій структурі стиглих і перестійних лісів і зменшення лісистості та чверть, а в низькогірській смузі - наполовину, то в середньому фітомасі теперішнього лісового покриву накопичено в 2-2,5 раза менші-хімічних елементів, ніж у його первинному стані.







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 297. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2021 год . (0.006 сек.) русская версия | украинская версия