Устойчивые экосистемы: Устойчивость экосистемы — материалы для подготовки к ЕГЭ по Биологии

Устойчивость экосистемы — материалы для подготовки к ЕГЭ по Биологии

Автор статьи — Л.В. Окольнова.

Устойчивость экосистемы не постоянна. Со временем все меняется — там, где были реки и леса, появляются пустыни.

Однако, в течение определенного и достаточно длительного времени экосистема устойчива и у этой устойчивости есть определенные критерии.

Критерий №1

Поток энергии и круговорот веществ.

Откуда берется энергия? Растения (продуценты) получают солнечную энергию и неорганические вещества, превращают это в энергию соединений — органических веществ.

Дальше по известной схеме трофических сетей органические вещества переходят с одного уровня на другой и поступают к редуцентам.

Задача редуцентов — вернуть элементы соединений в окружающую среду — органические вещества перерабатываются в неорганические.

Критерий №2

Видовое разнообразие.

Чем больше видов на каждом трофическом уровне, тем выше устойчивость. Логика здесь очень простая — если исчезнет какой-то один вид, то от этого исчезновения не должен зависеть трофический уровень — кто-то встанет на его место.

Критерий №3

Саморегуляция.

Самый загадочный критерий. Как организм залечивает раны, так и экосистема способная восстанавливаться. Природные катаклизмы, естественные процессы и человек могут серьезно повлиять на устойчивость — животные могут мигрировать, погибать, пищевые связи “трещат” по швам”, но проходит время и система самовосстанавливается.

И все же экосистемы вечными не бывают.

Давайте рассмотрим примеры смен экосистем (кстати, в ЕГЭ эти вопросы встречаются в части С).

Каменистая экосистема -> лесной массив

Абиотические разрушающие факторы: свет, выветривание, влажность;
Биотические разрушающие факторы: бактерии, лишайники, водоросли, грибы;

Создаются органические вещества, которые способствуют образованию почвы.

Первыми ее заселят неприхотливые организмы — лишайники ( это вообще “пионеры” экосистем) и мхи.

Затем появятся травянистые формы, потом кустарники и затем уже деревья.

Сукцессия водоема

Водоем зарастает зелеными водорослями. Образуется “ковер”, другим растениям и животным не хватает кислорода и постепенно водоем заболачивается. Но, появляются организмы. приспособленные к такой среде. Появляется все больше травы, потом появляются кустарники — появляется мокрый луг, где свободно могут прорастать ягоды, грибы, обитать птицы. Еще несколько лет, и на месте водоема появляется лес.

Устойчивость экосистемы — Справочник химика 21

    Пределы устойчивости экосистемы определяют максимальные нагрузки на нее, при превышении которых экосистема разрушается (экологическая катастрофа). [c.49]

    Вероятно, ПА приобретают устойчивость в измененных природных средах, подвергшихся сильному антропогенному воздействию. В неизмененных экосистемах, при одинаковом с измененными уровнем зафязнения, происходит сравнительно быстрое биоразложение в условиях достаточных температур, количеств кислорода и питательной среды. [c.86]

    Мониторинг. Для сохранения устойчивости отдельных экосистем и биосферы в целом необходимо в первую очередь постоянное наблюдение за их состоянием, накопление соответствующих данных, определяющих в дальнейшем комплекс природоохранных мероприятий. Под экологическим мониторингом понимают комплекс систематических наблюдений за объектами и элементами окружающей среды в пространстве и во времени с вышеназванными целями и в соответствии с заранее подготовленными программами объектами мониторинга могут быть природные, антропогенные и природно-антропогенные экосистемы. Целью мониторинга является не только пассивная констатация фактов, но и проведение экспериментов, моделирование процессов в качестве основы прогнозирования [89]. 

[c.102]

    При этом необходимо учитывать, что любые виды и формы очистки объектов окружающей среды могут повлечь за собой, как и в случае утилизации ОСМ и отходов их переработки, возникновение новых экологических проблем. Кроме того, даже полностью очистив ландшафт от загрязнений, мы никогда не сможем вернуться к прежней экосистеме во всем ее многообразии и сложности это всегда будет система более простая, а следовательно, менее устойчивая как по отношению к воздействию естественных экологических факторов (климат и т.п.), так и ко все возрастающей техногенной нафузке. Везде будет иметь место процесс упрощения, т.е. стирания информации и нарастания хаоса [85, 89]. [c.377]

    Экологические последствия прогрессирующего закисления водоемов заключаются в постепенном уменьшении численности популяций гидробионтов вплоть до полного исчезновения многих видов, часто сопровождаемом распространением немногочисленных устойчивых по отношению к повышенному содержанию кислот организмов — некоторых насекомых (например, стрекоз), нитчатых водорослей и водных мхов. Как правило, нарушения наблюдаются на всех уровнях экосистемы — от микробных сообществ и первичных продуцентов до организмов конечных звеньев трофической цепочки (хищные рыбы и питающиеся рыбой птицы). 

[c.220]

    Понятие устойчивости широко используют в экологии, причем различают устойчивость вида, сообщества, ландшафта, экосистемы и, наконец, устойчивость экологическую. [c.116]

    Устойчивость (экологическая) — способность экосистемы сохранять свою структуру и функциональные особенности при воздействии внешних и внутренних факторов [c.330]

    Растения обладают более высокой чувствительностью, чем человек, животные или различные материалы, к таким широко распространенным загрязнителям, как двуокись серы, фтористый водород и хлористый водород. Воздействие перечисленных токсикантов наносит большой ущерб сельскому хозяйству и вызывает устойчивые сдвиги в природных экосистемах. Таким образом, исследование влияния загрязнения воздуха на растительность может послужить важной основой для разработки профилактических мероприятий на основе контроля загрязнения воздуха. 

[c.8]

    В борьбе с организмами, вредящими сельскохозяйственным культурам, мы можем проследить аналогичное развитие. Применяемые в настоящее время биоциды при правильном использовании замечательно эффективны, но многие из них еще далеки от строгой избирательности и чаще всего применяются пе квалифицированными специалистами, а самими фермерами. Это может слишком легко привести к тому, что называют усердием не по разуму, т. е. к применению избыточных доз и приобретению устойчивости организмами, против которых ведется борьба (но, к счастью, также и у некоторых из пх естественных врагов), к нанесению вреда многим другим организмам (включая человека) и к накоплению в экосистеме нежелательных остатков. 

[c.38]

    Это означает также, что защита растений не должна существовать для исправления ощибок, возникающих, когда высшей целью является быстрое достижение максимальной урожайности. В лесах и садах экстенсивного типа требование наибольшей многогранности экосистемы выполнить легче, чем в посевах, нацеленных на получение высоких урожаев. В первых удается скорее целенаправленно стимулировать такие ограничивающие факторы, которые в соответствующих исследованиях оказались особенно действенными. Для культурных растений ими могут быть факторы питания, которыми можно управлять с помощью агротехники и ухода за почвой, свойства устойчивости или же активизация естественных врагов. В последнем случае речь идет о биологической борьбе в узком смысле слова она будет подробно рассмотрена в следующей главе (раздел 3.2.2) как поддержание и стимулирование естественных врагов . Однако переплетение отдельных методов надо всегда иметь в виду. 

[c.42]

    У биологических систем возвращение в исходное состояние может происходить как за счет внутренних возможностей, так и за счет ресурсов других экосистем, что имеет принципиальное значение при оценке устойчивости системы. В последнем случае устойчивость биоценоза оказывается в жесткой зависимости от устойчивости экосистемы высщего ранга, в конечном счете — от состояния биосферы (Н.М. Марфенин, 1990). [c.117]

    Экосистемы обладают опредалввной устойчивостью против внешнего воздействия, направлевного ва нарушение ее природного равновесия. Экологи различают два типа устойчивости экосистемы. Резистентная устойчивость — это способность экосистемы сопротивляться нарушениям, поддерживая неизменной свою структуру и функцию. Упругая устойчивость — способность системы воостанавлиЕаться после того, как ее структура и функции были нарушены. Как правило, экосистемы, характеризующиеся высокой резистентной устойчи- 

[c.86]

    Биоразнообразие является базовой парадигмой мониторинге исследований (Меггаран, 1984). Хотя вряд ли сейчас умес безоговорочная и прямолинейная интерпретация известг утверждения Элтона разнообразие порождает стабильность (Е 1958), снижение разнообразия в некотором пространствег временном масштабе конкретного местообитания действительно мс привести к потере устойчивости экосистемы. [c.50]

    Следовательно, для сохранения природных экосистем в условиях все возрастающей антропогенной нагрузки, для предотвращения необратимых изменений важно определить величину предельно допустимого воздействия, а также механизмы адаптации и уровни устойчивости к антропогенным воздействиям слагаемых системы. До сих пор ПДК загрязнителей устанавливались зачастую без связи с реальными процессами, происходящими в загрязненном местообитании ввиду отсутствия методов оценки благополучия местообитаний. Предельно допустимая нагрузка это совокупность внешнего и внутреннего воздействия, которая либо не меняет качество среды, либо меняет его в допустимых пределах (Израэль Ю.А., 1984). Устойчивость экосистемы — свойство системы сохранять и поддерживать значение своих параметров и структуры в пространстве и времени, качественно не меняя характер функционирования (принцип Ле Шателье). В отличие от устойчивости, стабильность — способность экосистемы вернуться в прежнюю область устойчивого равновесия после временного воздействия какого-либо фактора. Определяя величину предельно допустимой нагрузки, мы обозначаем порог, начиная с которого принцип Ле Шателье перестаёт действовать, то есть система перестаёт быть устойчивой, теряет стабильность. На примере загрязнения СМС мы предприняли попытку оценить диапазон стабильности исследуемой почвенной системы в случае градиента нагрузки ПАВ. Для этой цели были исследованы параметры ранговых распределений (рис.27). Чем ниже значения параметров Ь и с1, тем благополучнее сообщество. Теоретически, предельному уровню нагрузки соответствует значение параметра крутизны распределения с1 равное единице. Анализируя >Редставленнуго динамику показателей распределения мы видим, что этому значению соответствуют образцы с концентрацией СМС 0,05 и г/г. Эти же концентрации вызвали также наибольшее отклонения от 

[c.61]

    Каландадзе II. Н Раутиан А, С, Специализация таксонов и устойчивость экосистемы//.Мат-лы I Всесоюз, конф, по проблемам эволюции  [c.252]

    Таким образом, удалось показать неравновесность характера экосистемы Черного моря по сравнению с Мировым океаном. Поскольку человеческая популяция частично вписывается в черноморскую зону, не исключено, что термодинамическая неустойчивость экосистемьг Черного моря является причиной социальных и природных катаклизмов в Кавказско-Черноморском регионе. Вопрос о степени неравновесности плазмохимических систем является сложной задачей статистической физики. В связи с этим, по степени отклонения равновесного распределения КФС продуктов плазмохимического пиролиза (по свободной энергии) от нормального закона распределения можно судить о степени неравновесности процессов, протекание которых сопровождается огромным числом химических реакций. Поэтому анализ устойчивости и равновенсности таких систем, в зависимости от температуры и других параметров, представляет сложнейшую задачу физики и химии. [c.58]

    ЭКОСИСТЕМА (экологическая система) — совокупность совместно обитающих живых организмов, условий и пространства их обитания, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом. Термин предложен в 1935 г. английским ученым А. Г. Тенсли, определившим экосистему как безразмерную устойчивую систему живых и неживых компонентов, в которой совершается внешний и внутренний круговорот вещества и энергии. К экосистемам относят отдельные лес, поле, луг, водоем и т,п, и одновременно каплю воды с микроорганизмами, горшок с цветком, пилотируемый космический корабль и т,п. [c.407]

    Антропогенная деятельность всегда направлена на экосистемы, вне которых нет жизни на Земле, В противоположность техногенным объектам, стабильность экосистемы и ее устойчивость при внешнем воздействии увеличивается с ростом ее сложности и наоборот. Обеднение видового разнообразия флоры и фауны при антропогешюм воздействии (см.) понижает стабильность экосистемы. Структурно упрощенные экосистемы, в частности природные деградирующие или созданные человеком (например, сельскохозяйственные угодья), становятся весьма уязвимыми даже к слабому воздействию абиотических (климатических) факторов. Поэтому любой процесс антропогенного воздействия на экосистему ведет к ее изменениям, экологическому кризису, частичной или полной деградации и гибели, [c.408]

    Обшее потребление природного газа в мире составляет 2,35 трлн м , или 22,8% суммарного мирового потребления топливно-энергетических ресурсов. Природный газ способен стать основой решения глобальной задачи для дальнейшего существования нашей цивилизации — обеспечить устойчивое энергообеспечение мира в условиях острой необходимости снижения нагрузок на существующие экосистемы. [c.10]

    Устойчивость развития — это достижение определенного соотношения между потребностями людей, потреблением ими природных ресурсов и способностью окружающей среды удовлетворять эти потребности. Устойчивость развития предполагает мониторинг потенциальной емкости экосистемы, под которой понимается максимальное количество живых организмов, способных длительное время существовать в данном пространстве без деградации окружающей среды. Возникает необходимость разработки проектносметной документации, в которой предусматривают учет норм безопасности для окружающей среды и мер, позволяющих соблюдать эти нормы. Разработчики проекта должны исходить из экологических показателей конкретного проекта и из экологических индикаторов, показывающих тенденции в изменении потребления природных ресурсов и связанных с этим воздействиям на окружающую среду. [c.210]

    За более чем полувековую историю диоксинов накоплен большой объем информации об их физико-химических свойствах (табл 2.6) и токсичности 116,29,78-83]. Были опубликованы данные о распределении и бионакоплении диоксинов и дибензофуранов в водных экосистемах, миграции и устойчивости в почве, разложении в природных условиях и при различных воздействиях, об образовании в процессах горения. Оценки баланса поступления хлорированных диоксинов и дибензофуранов в окружающую среду показывают, что в течение года глобальная эмиссия ПХДД и ПХДФ составляет около 5000 кг [84]. [c.70]

    Круг проблем, решаемых экобиотехнологией, чрезвычайно широк — от разработки и совершенствования методологии комплексного химико-биологического исследования экосистем вблизи источников техногенных воздействий до разработки технологий и рекомендаций по рекультивации почвы, биологической очистке воды и воздуха и биосинтезу препаратов, компенсирующих вредное влияние изменения окружающей среды на людей и животных. В процессе круговорота загрязняющих веществ в экосистемах огромную роль играют микроорганизмы. Помимо использования деятельности микроорганизмов в пищевой, фармацевтической, химической промышленности и в генной инженерии появилась возможность их применения для переработки отходов жизнедеятельности человека. В связи с ростом городов и развитием промышленности возникли серьезные экологические проблемы загрязнение водоемов, накопление ядовитых веществ, в том числе канцерогенных, бьггового мусора и отходов, загрязнение воздуха. Однако многие из созданных человеком низкомолекулярных соединений (ядохимикаты, детергенты) и высокомолекулярных полимеров оказались устойчивыми и не разлагаются микроорганизмами, т. е. требуется разработка более усовершенствованных технологий. [c.16]

    Уникальная способность обеспечивать устойчивые характеристики внешней среды реализуется за счет деятельности всей совокупности миллиардов и миллиардов организмов. Замена естественной биоты интенсивно эксплуатируемыми искусственными экосистемами (агрофитоценозами или искусственно выращиваемыми лесами) приводит к резкому обеднению видового состава и общей численности взаимодействующих организмов, т. е. к уменьшению биоразнообразия. При этом неизбежно утрачивается способность замыкать с необходимой точностью циклы элементов даже при отсутствии внешних возмущений. Следовательно, сохранение бноразнообразия становится сейчас одной из наиболее важных задач человечества. Потеря его происходит как в результате увеличения охваченной хозяйственной деятельностью части суши, так и вследствие быстрого увеличения числа и общей массы поступающих в окружающую среду загрязняющих веществ, т. е. в любом случае — в результате деятельности человека. По данным американского социобиолога Эдварда О. Вильсона, который ввел в научный оборот термин биоразнообразие (biodiversity), в кон- [c.74]

    Увеличивающиеся масштабы производства и повышение требований к качеству воды диктуют поиск все более эффективных способов удаления загрязнений из природных, попутно-добыва-емых и сточных вод производств различного назначения и, прежде всего, нефтедобывающего и нефтеперерабатывающего комплекса, возврата очищенных стоков для повторного их использования. Нефтяное загрязнение отличается от других антропогенных воздействий тем, что оно дает не постоянную, а залповую нагрузку на среду, вызывая ее быструю ответную реакцию. При оценке последствий такого загрязнения не всегда можно однозначно судить о возможности возврата экосистемы к ее устойчивому состоянию. Во всех мероприятиях, связанных с ликвидацией загрязнения, с восстановлением экосистемы, необходимо исходить из главного принципа не нанести экосистеме больший вред, чем тот, который уже нанесен при загрязнении [78]. Среди методов, успешно применяющихся для решения этой задачи, сорбционная очистка воды является одним из наиболее эффективных способов. К преимуществам сорбционного метода можно отнести возможность удаления загрязнений чрезвычайно широкой природы практически до любой остаточной концентрации независимо от их химической устойчивости, отсутствие вторичных загрязнений и управляемость процессом. [c.9]

    Особенности изучения темы студентами УГНТУ в рамках предмета Экология связано с интегрированным подходом, с определением цепей (сетей) событий, с выявлением основных факторов воздействия, структуры индикаторов и индексов устойчивого развития водоемов (УРВ). Рассматриваются пути миграции нефти в пресной воде в пленочной, эмульгированной, растворенной формах и в виде нефтяных агрегатов, а также разрушение нефти и ее компонентов с учетом пространственно-временного фактора. Показывается действие на них УФ лучей Солнца, биоты, атмосферы, гидросферы, водосборного бассейна. Оно проявляется в виде физических, химических, биохимических, механических процессов. Изучаются процессы самоочищения водоема (пев), которые включают распад, трансформацию, миграцию, утилизацию, а также накопление углеводородного загрязнения (УЗ). Строятся цепи событий — воздействия УЗ на компоненты водоема (его части) и сети воздействия в целом на водоем, как многофакторные функции. Например, в пленочной форме цепь (сеть) событий представляется процессами испарения углеводородов, эмульгирования, растворения углеводородов в воде и некоторых соединений воды в пленке, окисления, биодеградации, седиментации. Процесс эмульгирования, в свою очередь, зависит от физико-химических свойств УЗ, гидрометрических факторов и наличия диспергирующих соединений. Изучаются химические и биохимические ПСВ (разрушение и перераспределение УЗ), связанные с протеканием фотохимических, окислительно-восстановительных, гидролитических реакций в зависимости от компонентного состава нефти и факторов экосистемы. Структура индикаторов (воздействия, состояния, отклика) и индексов (количественное описание индикатор) УРВ рассматривается как взаимосвязанная структура причинно-следствершых связей. [c.175]

    При географических исследованиях часто пользуются понятием устойчивости геосистем. Термин геосистема введен в 1963 г. Сочавой и означает фундаментальную структурную единицу географического ландшафта, которая объединяет геоморфологические, климатические, гидрологические элементы и экосистемы на определенном участке земной поверхности. Говоря о геосистемах, нередко включают в них системы расселения, территориально-производственные комплексы. [c.117]

    Многие химикаты, использующиеся для борьбы с фитопатогенами, представляют опасность для животных и человека они накапливаются в природных экосистемах и долго сохраняются в них. Поэтому было бы целесообразно заменить химические способы подавления патогенных микроорганизмов биологическими, более благоприятными для среды. Один из биологических подходов к контролю фитопатогенов заключается в создании трансгенных растений, устойчивых к одному или нескольким патогенным микроорганизмам (этот подход обсуждается в гл. 18). Были также предприняты попытки использовать в качестве инструмента биоконтроля бактерии, стимулирующие рост растений. Такие бактерии синтезируют соединения, которые можно использовать для уменьшения ущерба, наносимого растениям фитопатогенами. В их числе — сидерофоры и антибиотики, а также различные ферменты. Впрочем, несмотря на всю перспективность этого подхода, почти все исследования пока проводились в лабораторных условиях, ростовых камерах или в оранжереях. Окончательный же вывод о пользе той или иной стратегии, основанной на использовании како-го-то конкретного механизма, можно будет сделать только после полевых испытаний. [c.321]

    Комплекс проблем, определяющих устойчивое развитие водного хозяйства, включает в себя исследование природных процессов, развитие системы комплексного мониторинга, совершенствование организационных механизмов управления и задачи развития водохозяйственной системы (рис. 3.4.1). На формирование, перемещение и использование поверхностных и подземных вод, а также на их качество влияют разнообразные природные процессы (гидрологические, гидравлические, гидрохимические, гидробиологические, гидротермические, русловые), для каждого из которых и их совокупности требуется проводить комплекс специальных исследований. Особое внимание следует уделить изучению внутриводоемных процессов, протекающих в условиях антропогенного влияния на водные экосистемы. Эти процессы формируют качество воды, включая в себя многочисленные физико-химические, химические и биологические превращения веществ, их синтез и распад, сорбцию и десорбцию, седиментацию, взмучивание и другие процессы, происходящие на фоне гидрологического режима водного объекта. Они оказывают существенное влияние на различные химические и биологические показатели, используемые в процессе принятия решений, например, при оптимизации системы наблюдений и систематизации информации, на основании которой дается оценка и прогноз состояния водных экосистем. [c.112]

    К относительно устойчивым относятся природные зоны с суммой баллов по показателям устойчивости, равной 27—35. В них наблюдается слабая активизация экоморфных превращений в сложившихся экосистемах. Такие зоны требуют проведения определенного комплекса ПОМ. [c.44]

    Растения в природных экосистемах всецело зависят от собственных средств защиты против насекомых и других травоядных. При отборе и селекции культ фных растений, как правило, преследовалась цель снизить или вовсе свести на нет концентрации многих защитных химических веществ, так как они имеют горький вкус, И все же большинство культурных растений обладает той или иной степенью устойчивости к некоторым насекомым-вредителям разновидности же и родственные виды, характеризующиеся значительной устойчивостью к определенным вредителям, встречаются довольно часто (см. гл. 6 и 7), Их можно использовать в селекционных программах, чтобы придать сортам с другими желательными свойствами устойчивость или по крайней мере сделать их менее чувствительными к этим вредителям. В прошлом этот метод весьма редко применялся для борьбы с насекомыми и другими травоядными вредителями, возможно, из-за стремительной разработки множества эффективных промышленных пестицидов. В дальнейшем будут неизмеримо расширены масштабы селекции культурных растений, устойчивых к повреждению животными-вредителями, В этом направлении мы могли бы добиться такого же успеха, который уже достигнут в селекции растений на устойчивость к болезням. В настоящее время в США примерно 75 % сельскохозяйственных площадей засеваются сортами, устойчивыми к одной или нескольким болезням. [c.153]

    Содержание большинства летучих нефтепродуктов и компонентов органических растворителей в воздухе строго регламентируется санитарно-гигиеническими требованиями, а методы их определения входят в систему стандартов безопасности труда, Прямой анализ атмосферного воздуха не всегда объективно отражает экологическую обстановку в местах коетроля. На его результаты существенное влияние оказывают различные факторы — температурные условия, направление и сила ветра, сезонная и суточная смена интенсивности производственных выбросов. Вместе с тем наличие больших или малых количеств нефтепродуктов в почвах, в нестационарных условиях окружающей среды предопределяет постоянное поступление их легколетучих компонентов в атмосферу, в особенности в приземный слой. Поэтому содержание легких углеводородов в почвенных отложениях вблизи объектов нефтегазового комплекса может служить устойчивой характеристикой, косвенно отражающей долговременное состояние данной экосистемы, включая и состояние воздушной среды. Под опасной концентрацией вредных компонентов в почвах следует понимать такое их содержание, при котором в контактирующих с данной почвой воде или атмосфере создаются предельно допустимые концентрации этих компонентов. [c.135]

    Три примера того, что фактически следует рассматривать как системную стратегию регулирования численности вредных организмов (хотя эти программы не считались такой при их проведении), позволяют надеяться, что может быть достигнуто устойчивое биологическое регулирование популяций сорных растений. Успехи, достигнутые в прошлом в биологическом регулировании насекомых-фитофагов, повреждаюгцих культуры и деревья, также позволяют надеяться, что можно разработать стратегию с участием хищных насекомых. Анализ сл гчаев успешного регулирования насекомых-фитофагов также показывает, что очертание всей экосистемы, в рамках которой действует регулирующий организм, может сильно влиять на эффективность регулирования. Некоторые из наиболее показательных успехов в регулировании численности как вредных животных, так и сорных растений были достигнуты, когда вредные организмы были иноземными интродукциями в экосистему. Биологическое регулирование лгестного вида, численность которого стала угрожающей, оказалось более трудным делом. Б этом случае эффективной может казаться системная стратегия, затрагивающая одновременное изменение ряда элементов экосистемы. [c.47]

    Обойтись без химических средств защиты можно скорее всего в тех районах, где порог вредоносности случайно превышает лишь незначительное число видов вредителей. Подобные сбалансированные экосистемы могут первично сохраняться во многих лесных насаждениях, в районах экстенсивного земледелия или зонах здоровья для человека, животных и растений. Вероятность массового размножения вредителей можно снижать с помощью агротехнических методов или введения антагонистов. Потенциальное значение культуртехниче-ских методов для интегрированной защиты растений и здоровья человека становится общепризнанным. Прежде всего, возделывание сельскохозяйственных культур в соответствии с местными условиями (плодородие почвы, техника посева) и селекция устойчивых сортов могут привести к тому, что потребность в уничтожении вредителей снизится или совсем исчезнет. Правда, стремление к устойчивому получению высоких урожаев отличного качества часто приводит к использованию определенных методов растениеводства и сортиментов в соответствии с техническими возможностями современной защиты растений, но вопросы последействия и безопасности остаются без внимания. Одним из поучительных примеров в этом отношении является так называемая зеленая революция во многих развивающихся странах массовое возделывание очень урожайных, но и очень восприимчивых новых сортов риса и пшеницы привело к тому, что сельское хозяйство находится в кризисной ситуации и полностью зависит от постоянного внесения высоких доз минеральных удобрений и пестицидов [439]. [c.268]

    Обычным отправным пунктом для практика, применяющего интегрированные методы, является высокоурожайное производство, а не вышеупомянутая более или менее ненарушенная экосистема. Однако последствия интенсивного использования химических средств (возникновение устойчивости, токсические остаточные количества, учащающиеся вспышки размножения вредителей) заставляют его пересмотреть исходные позиции. Такой переход, естественно, может происходить только постепенно. При этом снециалист но защите растений должен изучить не только основных вредителей, но также знать наиболее важные полезные организмы и наблюдать за ними. От плана опрыскивания, существовавшего до перехода к интегрированной защите, приходится отказаться. Выбор пестицида и сроков обработки должен проводиться в зависимости от условий, и, если наблюдения за посевами показывают, что численность вредителя превышает экономический порог вредоносности, с ним следует проводить борьбу. Однако недостаточная эффективность описанных выше методов заставит фермера вновь обратиться к пестицидам. Опыт показывает, что сложности, связанные с переходом от традиционных методов защиты к интегрированным, можно преодолеть поэтапно. [c.271]

    Предполагается, что ДНК мертвых клеток ГЕМОМ при попадании в любой биоценоз быстро подвергнется гидролизу ДНКазами почвы или водных экосистем. Поэтому даже если ГЕМОМ выживут, то они не смогут легко передать ДНК при трансформации другим клеткам. Специальные исследования, однако, показали, что ДНК, адсорбированная на частицах почвенной глины, устойчива к действию ДНКаз и может существовать в таком иммобилизованном виде достаточно долго, а затем быть вовлечена в процесс трансформации. Гены в почвенных и водных экосистемах могут быть также перенесены в результате трансдукции. Приведем пример, подтверждающий это. Через год после введения в водную экосистему специфического штамма Pseudomonas sp. В13 в системе обнаружили виды, расщепляющие 3-хлор-бензол (3-ХБ), которые никогда не выделялись из этой экониши до введения туда штамма В13. Более того, в геноме нового изолята обнаружены последовательности, принадлежащие штамму В13, после чего было высказано предположение о том, что новый штамм возник в результате обмена частью генома между аборигенной бактерией и внесенным штаммом В13, не способным утилизировать 3-ХБ. Таким образом, перенос генного материала в природных нишах возможен в течение значительного времени после введения чужеродных генов, и следствием этого может быть изменение пула генов микробиоты данной экосистемы, что отразится на биоразнообразии и стабильности данного сообщества. [c.263]

---

Устойчивость экосистем: причины, чем определяется, основа

Основные понятия и теории

Экосистема – это совокупность живых организмов, среды их обитания и связей между ними, посредством которой происходит обмен веществами и энергией. То есть она состоит из частей и связей между ними. Именно от них и зависит устойчивость экосистем.

Если максимально упростить, то ее можно описать так: это перемещение химических элементов от одного живого организма в другой при помощи энергии. Элементов этих не так много. Основными являются углерод, кислород, азот и кальций. Перемещаются они в виде различных органических и неорганических веществ и соединений. Преобразование их из одних форм в другие также происходит при помощи энергии.

В научном мире до сих пор нет единого мнения, какие главные для экосистем причины устойчивости. Преобладает мнение, что чем система сложнее, тем она устойчивее. Речь идет о разнообразии видов флоры и фауны, ее составляющих. Чем больше видов, тем сложнее пищевая цепь и есть возможность, в случае необходимости, замещения одного вида другим. На практике, такая теория, не получила однозначного подтверждения. «Простые» иногда бывают гораздо устойчивее «сложных». В качестве примера всегда приводят Большой Барьерный риф в Австралии. Его видовое разнообразие поражает также, как и его хрупкость. Даже незначительное изменение температурного режима, приведет к его гибели.

Определяется устойчивость экосистемы, как способность сохранять текущее состояние, несмотря на воздействие и влияние внешних факторов. У биологических она называется гомеостаз, который является обязательным условием существования как отдельной клетки и организма, так и всей биосистемы, независимо от ее величины.

Внешний фактор

Внешнее влияние и воздействие – это единственный необходимый и никем не оспариваемый фактор, заставляющий реагировать, вырабатывать определенные способности и вырабатывать устойчивость экосистем.

Внешнее воздействие, каким бы оно ни было, абиотическим – солнечное излучение, температура, давление и так далее, или биотическим, в том числе антропогенным, действует на все живые организмы, от примитивных до высокоразвитых. Кроме того, оно может оказывать влияние на связи между живыми организмами. В любом случае влиянию подвергается вся система через воздействие на ее части. Она реагирует не сразу. Внутри нее происходят изменения. Например: сокращается поголовье, вплоть до полного исчезновения вида на определенной территории или, наоборот, количественный рост. То есть воздействия, применительно к отдельному живому организму или виду, может иметь негативный и позитивный характер. На что организм реагирует – возникает обратная связь. Приспосабливаемость, адаптация, противодействие отдельной части и связи, приводит к тому, что система получает способность сохранять структуру и функции, становится резистентной. Если под воздействием внешних факторов, она утратила часть структуры или функцию, она может ее восстановить. Такую способность принято называть упругостью. Эти качества дают системе возможность вернуться в прежнее или близкое к нему устойчивое состояние. Они и есть у экосистем основа устойчивости.

«Залатывая» одни дыры, система получает новые. Начинает бороться с ними. И так постоянно. Такое состояние называется динамическим равновесием.

Человеческий фактор

К внешним факторам влияния можно отнести и антропогенный. Хотя, человек вроде бы как находится внутри системы, а не за ее пределами.

Экосистемы, по степени участия в их создании человека, могут быть природные и искусственные. Во втором виде степень влияния человека на ее существование и изменения определяющая. Такой же она может быть и на естественные или природные. Человек может оказывать на них такое влияние, что от «устойчивости» не останется следа. Примеры вокруг нас. И нигде, к сожалению, человек не устранил последствия своего воздействия, не восстановил экосистему.

Уровень вмешательства человека в природу уже достиг той отметки, что в опасности не отдельные экосистемы, а биосфера в целом.

Видео — Устойчивость и динамика экосистем

Учёные МГУ выявили факторы, влияющие на устойчивость экосистем

Сотрудники МГУ имени М.В.Ломоносова в составе международной коллаборации учёных выявили параметры растительных сообществ, наиболее выражено влияющих на устойчивость экосистемы. В результате исследователи выяснили, что высокое видовое богатство и разнообразие эволюционных групп растений внутри растительных сообществ делают экосистему более устойчивой к внешним факторам. Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале Nature Ecology & Evolution.

Современные исследования биоразнообразия представляют собой далеко не только подсчёт числа видов, но и выявление разных функциональных или эволюционных групп организмов внутри экосистем. И хотя высокая роль биоразнообразия в поддержании устойчивости сообществ организмов не вызывает сомнений у научного сообщества, значимость отдельных аспектов этого комплексного параметра была исследована слабо. Международная группа учёных с участием сотрудников кафедры геоботаники биологического факультета МГУ изучила влияние разных аспектов биоразнообразия на устойчивость этих сообществ. 

Исследователи собрали многолетние данные о колебаниях надземной биомассы растений с 39 экспериментов в травяных сообществах со всего мира и проанализировали их связь с разными аспектами биоразнообразия этих сообществ и внешними факторами. Колебания биомассы от года года напрямую характеризуют устойчивость экосистемы: в более стабильных сообществах эти флуктуации выражены слабо, в то время как сильные колебания биомассы свидетельствуют о неустойчивости экосистемы.

«Основное достижение нашего исследования заключается в его масштабности. Мы изучили связь разных аспектов биоразнообразия с устойчивостью экосистем на материале почти 40 экспериментов, находящихся в разных частях земного шара. Проанализировали данные как с высокогорных альпийских лугов Кавказа, так и с сенокосных угодий Германий — и везде выявлены схожие закономерности,» — прокомментировал один из авторов исследования, заведующий кафедрой геоботаники биологического факультета МГУ Владимир Онипченко.

Оказалось, растительные сообщества с высоким видовым богатством (числом видов в составе сообщества) и филогенетическим разнообразием (разнообразием эволюционных групп растений в сообществе) проявляют менее выраженные изменения в биомассе от года к году, то есть флуктуации менее выраженные. Учёные предполагают, что при увеличении этих параметров экосистемы возрастает её устойчивость к воздействию инфекций и фитофагов (животных, питающихся растениями).

В контексте глобальных изменений климата значительно меняются и экосистемы: одни виды выпадают, другие приходят. Чтобы оценить экологические последствия этих процессов, необходимо понимать механизмы, определяющие устойчивость экосистем. Учёные ещё в XX веке выяснили, что сообщества организмов с большим числом видов — высоким биоразнообразием — обладают большей устойчивостью, чем маловидые. Прорыв нового исследования, опубликованного в Nature Ecology & Evolution, заключается именно в раскрытии механизмов этого явления и выявлении связей между конкретными параметрами биоразнообразия и устойчивостью экосистем.

В исследовании принимали участие сотрудники 37 организаций из Европы, Азии и Америки. Ведущее участие в исследовании приняли учёные из Немецкий центра интегративных исследований биоразнообразия (iDiv), Гёттингенского университета и Зенкенбергского центра исследований биоразнообразия и климата (BiK-F).

Условия устойчивости состояния экосистемы» — презентация на Slide-Share.ru 🎓

1

Первый слайд презентации: Условия устойчивости состояния экосистемы»

СПБ ГБПОУ «Академия управления городской средой, градостроительства и печати» Выполнил: Залит Александр 9Ф-21 Принял : Резунков Андрей Геннадьевич.

Изображение слайда

2

Слайд 2: Целью моей презентации является ответы на следующие вопросы:

Что есть экосистема в общем и как человек с ней взаимосвязан? Что такое устойчивое состояние экосистемы и может ли быть оно нарушено? Каковы главные условия устойчивости состояние экосистемы?

Изображение слайда

3

Слайд 3: ВВЕДЕНИЕ

Сегодня среди всего шума телепередач и газет мы часто слышим как активно решаются проблемы экосистемы, выводят новые законы для поддержки окружающей среды и тому подобное. Но почему же такое происходит если в природе все взаимосвязано?

Изображение слайда

4

Слайд 4: Что есть экосистема в общем и как человек с ней взаимосвязан?

Биогеоценоз или экосистема – это биоценоз и окружающая его среда (Пустыня, болото, тайга) Биоценоз – совокупность сообществ, занимающих определенный ареал. Не всегда отношения человечества и природы взаимовыгодны – чаще всего человек берет все, не отдавая ничего взамен. Люди являются немаловажным природным звеном, поэтому их деятельность заметно сказывается на различных экосистемах.

Изображение слайда

5

Слайд 5

Положительное влияние на природные экосистемы оказывает высадка новых лесов и озеленение городов. Искусственные озера, водохранилища также благоприятны для появления новых природных экосистем. Деятельность современного человека связана с химическими и техногенными соединениями, не имеющим аналогов в природе. При этом большинство их этих веществ не перерабатывается, поэтому происходит огромный выброс фреона, оружейного плутония, цезия и пестицидов в природу.

Изображение слайда

6

Слайд 6: Что такое устойчивое состояние экосистемы и может ли быть оно нарушено?

Экосистема живет и развивается как единое целое. В природе менее устойчивые экосистемы со временем сменяются на более устойчивые. Их смена определяется тремя факторами : упорядоченным процессом развития экосистемы — установлением в ней стабильных взаимоотношений между видами ; изменением климатических условий ; изменением физической среды под влиянием жизнедеятельности организмов, составляющих экосистему Последовательная смена во времени одних экосистем (биоценозов в первую очередь) другими на определенном участке земной поверхности называется сукцессией.

Изображение слайда

7

Слайд 7: Что такое устойчивое состояние экосистемы и может ли быть оно нарушено?

УСТОЙЧИВОСТЬ ЭКОСИСТЕМЫ — способность экосистемы и ее отдельных частей противостоять колебаниям внешних факторов и сохранять свою структуру и функциональные особенности. Напротив, степень неспособности экосистемы противостоять вредным внешним воздействиям означает ее уязвимость.

Изображение слайда

8

Слайд 8: Что такое устойчивое состояние экосистемы и может ли быть оно нарушено?

в данной экосистеме количество осадков понижается на 50% по сравнению со среднегодовыми значениями, но продукция растений уменьшается при этом только на 25%, а численность популяции растительноядных организмов — всего лишь на 10%. Относительное затухание колебаний в среде по мере их прохождения по пищевым цепям служит мерой внутренней устойчивости экосистемы — ее способности противостоять изменениям. При этом У.э. может быть обусловлена наличием запасов влаги в почве, а в случае достаточно длительной засухи — частичным замещением чувствительных к засухе травянистых растений засухоустойчивыми видами. Эта способность экосистем важна при изучении последствий воздействия на них антропогенных факторов, в частности наиболее уязвимыми являются экосистемы, где доминируют мхи и лишайники, наиболее чувствительные к загрязнениям атмосферного воздуха.

Изображение слайда

9

Слайд 9: Каковы главные условия устойчивости состояние экосистемы?

Теперь после ответа на два выше поставленных вопроса можно ответить на самый главный из них и раскрыть полностью тему моей работы Основной принцип сохранения, устойчивости экосистемы — сохранение замкнутости круговорота вещества.

Изображение слайда

10

Слайд 10: Каковы главные условия устойчивости состояние экосистемы?

Стабильность экосистемы зависит также от степени колебаний условий внешней среды. В тропиках и субтропиках стабильны и оптимальны для многих видов температурные условия, влажность, освещенность. Поэтому тропические экосистемы с высоким биологическим разнообразием входящих в них организмов отличаются высокой устойчивостью. И, напротив, тундровые экосистемы менее устойчивы. Им свойственны резкие колебания численности популяций разных видов. Важным фактором стабилизации экосистемы является генетическое разнообразие особей популяций. Изменение условий внешней среды может вызвать гибель большинства особей популяции, адаптированных к прежним условиям существования. Поэтому чем более генетически разнородной является та или иная популяция экосистемы, тем больший шанс у нее иметь организмы с аллелями, ответственными за появление признаков и свойств, позволяющих выжить и размножаться в новых условиях и восстановить прежнюю численность популяции

Изображение слайда

11

Слайд 11: Каковы главные условия устойчивости состояние экосистемы?

Основная причина неустойчивости экосистем — несбалансированность круговорота вещества из-за несогласованности деятельности организмов отдельных групп.

Изображение слайда

12

Последний слайд презентации: Условия устойчивости состояния экосистемы»: Спасибо за внимание!

Изображение слайда

Стабильность и устойчивость экосистем — Промышленная экология

Важнейшими показателями динамики экосистем являются устойчивость и стабильность. Определение устойчивости экосистем уже давалось — это способность экосистемы возвращаться в исходное состояние после снятия внешнего воздействия, выведшего ее из равновесия. Под стабильностью экосистемы понимают ее способность сохранять свою структуру и функциональные свойства при воздействии на нее внешних факторов. Иногда понятия устойчивость и стабильность рассматриваются как синонимы, но тогда следует различать два вида устойчивости: резидентная устойчивость (стабильность) — способность оставаться в устойчивом (равновесном) состоянии под нагрузкой, и упругая устойчивость (собственно устойчивость) — способность быстро восстанавливаться при снятии нагрузки. В разных терминах имеются различные смысловые оттенки, которые нужно учитывать.

Системы с высокой резидентной устойчивостью способны воспринимать значительные воздействия, не изменяя существенно своей структуры, то есть практически не выходя за пределы равновесного состояния. Поэтому понятие упругой устойчивости для них не определено (если система не выходила за пределы равновесия, то как можно говорить о возвращении в равновесное состояние после снятия возмущения). Если внешнее воздействие превышает определенные критические значения, то такая система обычно разрушается. В технике подобное качество называется жесткостью. Предельные значения внешних воздействий, которые система способна выдержать без разрушения соответствуют запасу жесткости. Когда говорят о высокой резидентной устойчивости, то имеется в виду именно высокий запас жесткости данной системы. Это несколько отличается от понятия высокой стабильности, так как здесь в первую очередь внимание обращается на неизменность структуры. Тундра, например, обладает высокой стабильностью, но она очень ранима, у нее малый запас жесткости, то есть малая резидентная устойчивость. Экосистему тундры очень легко разрушить. Достаточно проехать вездеходу. Колеи, которые он оставляют за собой, сохраняются десятилетиями. Такие экосистемы по аналогии с техникой можно назвать хрупкими.

Системы с малой резидентной устойчивостью для нормального существования должны обладать высокой упругой устойчивостью. Они более чувствительны к внешним возмущениям, под действием которых они как бы «прогибаются», частично деформируя свою структуру, но после снятия или ослабления внешних воздействий быстро возвращаются в исходное равновесное состояние. При превышении пороговых воздействий такая система теряет устойчивость, то есть все дальше удаляется от состояния равновесия. Диапазон воздействий, которые может выдержать система без разрушения, в технике соответствует запасу упругости. Таким образом, степень упругой устойчивости можно оценить как упругостью, определяющей степень сопротивления внешнему воздействию и скорость возврата в исходное состояние после снятия воздействия, так и запасом упругости. В отличие от упругих систем, пластичные системы после снятия внешнего воздействия не возвращаются в исходное состояние, а приходят к какому-то другому равновесному состоянию. Так согласно точке зрения оппонентов теории моноклимакса, для экосистем характерно не одно, а несколько состояний равновесия (климакса). Таким образом, для пластичных экосистем характерна малая упругая и малая резидентная устойчивость.

Похоже на то, что резидентная и упругая устойчивости взаимоисключают друг друга, точнее, экосистеме трудно развивать оба вида устойчивости. Например, одни леса состоят из деревьев с толстой корой, обладающих повышенной резидентной устойчивостью к пожарам. Но если такой лес все-таки сгорит, то его восстановление, как правило, крайне проблематично. Напротив, многие леса очень часто горят (низкая резидентная устойчивость), но быстро восстанавливаются (высокая упругая устойчивость). Ориентация экосистем на один из видов устойчивости определяется, как правило, изменчивостью среды: при стабильных условиях экосистемы склонны к более высокой резидентной устойчивости, при изменчивых условиях предпочтение отдается упругой устойчивости.

Рис.12.3

Природа обоих видов устойчивости состоит в наличии в экосистеме разного рода обратных связей. В основном это отрицательные обратные связи, которые направлены на стабилизацию параметров экосистемы, возвращая их значения к какой-то изначально заданной величине. Однако немаловажную роль играют и положительные обратные связи, усиливающие благоприятные для системы изменения, например, в плане роста и выживаемости организмов. Однако деятельность положительных обратных связей обязательно должна быть ограничена соответствующими отрицательными обратными связями, иначе ничем не контролируемая экспансия жизни может привести экосистему к гибели. В обоих случаях схема управления выглядит одинаково (рис.25).

Механизмы реализации обратных связей называются механизмами гомеостаза (от греческих слов homoios — подобный, одинаковый и ststis — состояние). Обычно они достаточно сложны, так как их компоненты связаны в единые информационные сети факторами среды, а также различными физическими и химическими агентами – «посредниками», подобно тому, как нервная или гормональная системы связывают в одно целое части организма. Примером может служить сильная реакция организмов в экосистеме на слабые концентрации некоторых веществ. С энергетической точки зрения можно выделить одну закономерность, о которой уже говорилось ранее: обладатели высококачественной энергии, оставаясь в меньшинстве, управляют большими потоками энергии более низкого качества. Например, хищники управляют численностью травоядных животных. В то же время активность хищников и их численность управляется численностью их жертв по цепи обратной связи. По этой цепи на более высококачественный энергетический уровень (к хищникам) подается небольшая часть низкокачественной энергии — хищники уничтожают не всех жертв, а лишь небольшой их процент. Причем влияние этой части энергии на управление всей системой существенно усиливается деятельностью хищников.

Помимо отрицательной обратной связи устойчивость экосистемы может быть обеспечена избыточностью компонентов. Например, если в системе имеется несколько автотрофов, каждый из которых характеризуется своим температурным диапазоном функционирования, то скорость фотосинтеза сообщества в целом может оставаться неизменной, несмотря на колебания температуры. То же самое можно сказать и про гетеротрофов. Поэтому видовое разнообразие способствует повышению устойчивости экосистем (закон Эшби). При этом как в случае резидентной, так и в случае упругой устойчивости расширяется диапазон пороговых воздействий, которые способны выдержать экосистема без разрушения (запас жесткости и запас упругости).

Так, например, для тундры с ее бедным разнообразием характерны такие проявления низкой упругой устойчивости, как периодические резкие увеличения численности мелких грызунов — леммингов. О малой резидентной устойчивости тундры мы уже говорили. Экосистема тундры очень ранима и очень долго восстанавливается. В то же время тропические леса с их богатым разнообразием способны достаточно быстро залечивать свои раны. Легенды повествуют о целых городах, поглощенных джунглями, население которых не могло справиться с их натиском и вынуждено было уходить в другие районы.

Если разные стадии сукцессии экосистемы считать квазистатическими состояниями, то здесь можно отметить ряд закономерностей. На первых стадиях сукцессии экосистемы способны очень быстро возобновляться. Например, мы можем распахать по весне все поле, но уже к осени оно будет укрыто травами. Это говорит о достаточно высокой упругой устойчивости на начальных стадиях сукцессии, которая по мере движения к климаксу постоянно снижается. То есть на каждой следующей стадии для восстановления исходного состояния требуется гораздо больше времени. Климаксный лес характеризуется очень малой упругой устойчивостью.

Для резидентной устойчивости тенденция обратная. На первых стадиях сукцессии резидентная устойчивость остается достаточно невысокой — системы очень чувствительны к внешним воздействиям, откликаясь на них повышенным динамизмом. Например, заросли кустарника или молодой березняк может быть легко поврежден вездеходом (малая резидентная устойчивость), однако вторичная сукцессия достаточно быстро «затянет» повреждение (высокая упругая устойчивость). По мере роста видового разнообразия резидентная устойчивость непрерывно растет. При этом растет одновременно и жесткость системы (стабильность) и запас жесткости (взрослый лес вездеход так просто не одолеет). Однако по мере приближения к климаксу, как уже было показано, экосистема становится более чувствительна к действию некоторых катастрофических факторов среды (бури, пожары и т.п.). То есть на фоне продолжающегося роста стабильности (жесткости), запас жесткости экосистемы при движении ее к климаксу, по-видимому, начинает уменьшаться, что можно объяснить преобладанием в ней старых деревьев. Это говорит о том, что она становится все более хрупкой.

Как уже было сказано, для реальных лесов характерен, как правило, мозаичный климакс. По-видимому, именно такой лес имеет наилучший комплекс показателей устойчивости и стабильности. Периодические сильные воздействия на него в целом лес выдерживает достаточно жестко, жертвуя лишь наиболее старыми и хрупкими участками, которые, даже если они превращаются после пожара в абсолютно пустые пространства, в условиях непосредственной близости неповрежденного леса восстанавливаются сравнительно быстро.

Примером абсолютно нежизнеспособных экосистем являются агроценозы, создаваемы человеком из однолетних и двулетних культурных растений, то есть продукты сельскохозяйственной деятельности человека. Многие экологи даже не считают их экосистемами, хотя есть все основания считать их экосистемами с искусственно поддерживаемыми начальными стадиями сукцессии. Заброшенные поля сразу же втягиваются в естественный ход сукцессии. Что касается возделываемых полей, то они существуют только за счет человека. Свидетельством их нежизнеспособности является крайне малая устойчивость как упругая, так и резидентная, что является следствием очень скудного видового разнообразия как флоры (все сорняки подавляются гербицидами), так и фауны («вредных» насекомых мы травим пестицидами). Малая упругая устойчивость проявляется, например, в резких вспышках численности конкретных видов вредителей. Подобные вспышки в естественной природе наблюдаются очень редко. Малая резидентная устойчивость проявляется, например, в повышенной чувствительности посевов к природным условиям, таким как град, засуха, повышенное количество осадков и т.д.

Осваивая все большие территории планеты, человек продолжает стратегию обеднения видового разнообразия. Этим он все более подрывает способность природы сопротивляться внешним воздействиям и возвращаться в исходное состояние. Как знать, может быть, роковая черта, за которой начинаются необратимые изменения, уже пройдена. Это значит, что биосфера никогда больше не придет к исходному состоянию. Это значит, что мы вступили на путь глобальных перемен, которые постепенно изменят жизнь на Земле самым коренным образом. Будет ли в этом мире место человеку?

устойчивое развитие горных районов — Повестка дня на XXI век — Конвенции и соглашения

Повестка дня на XXI век

Принята Конференцией ООН по окружающей среде и развитию, Рио-де-Жанейро, 3–14 июня 1992 года

Раздел II. Сохранение и рациональное использование ресурсов в целях развития

Глава 13. Рациональное использование уязвимых экосистем: устойчивое развитие горных районов

Введение

13.1. Горы являются важным источником водного, энергетического и биологического разнообразия. Кроме того, они служат источником таких ценнейших ресурсов, как полезные ископаемые, лесные и сельскохозяйственные продукты, и открывают широкие возможности в плане отдыха. Являясь одной из крупнейших экосистем, представляющих сложную и взаимозависимую экологию нашей планеты, горы имеют большое значение для выживания глобальной экосистемы. Вместе с тем горные экосистемы быстро меняются. Они восприимчивы к ускоряющейся эрозии почв, оползням, быстрому сужению среды обитания и уменьшению генетического разнообразия. В социальном плане для проживающего в горных районах населения характерна повсеместная бедность и утрата традиционных навыков. В результате в большинстве горных районов мира происходит деградация окружающей среды. Поэтому интересы надлежащего управления горными ресурсами и социально-экономического развития населения требуют принятия немедленных мер.

13.2. Почти 10 процентов населения мира находится в зависимости от горных ресурсов. Гораздо большая доля населения использует другие горные ресурсы, включая в особенности воду. Горы являются кладовыми биологического разнообразия и исчезающих видов.

13.3 В данную главу включены две программные области в целях дальнейшей разработки проблемы неустойчивых экосистем в отношении всех горных районов мира. К ним относятся:

a) накопление и совершенствование знаний об экологии и устойчивом развитии горных экосистем;

b) содействие комплексному развитию водосборных районов и поиску альтернативных источников средств к существованию.

Программные области

А. Накопление и совершенствование знаний об экологии и устойчивом развитии горных экосистем

Основа для деятельности

13.4. Горы весьма восприимчивы к нарушению экологического равновесия под влиянием деятельности человека или природных процессов. Горные районы наиболее остро реагируют на все атмосферно-климатические изменения. Большое значение имеет конкретная информация в области экологии, потенциала природных ресурсов и социально-экономической деятельности. В гористых и холмистых местностях существует богатое разнообразие экологических систем. Горные вертикали обусловливают ступенчатое изменение температуры, осадков и инсоляции. Один горный склон может иметь различные климатические системы, включая тропики, субтропики, зоны умеренного и альпийского климата, каждая из которых представляет собой микрокосм широкого многообразия естественной среды. Тем не менее о горных экосистемах известно мало. Поэтому создание глобальной базы данных о горных районах имеет жизненно важное значение для реализации программ, которые способствуют устойчивому развитию горных экосистем.

Цели

13.5. Целями в данной программной области являются:

a) проведение обследования различных типов почв, лесов, водопользования, сельскохозяйственных культур, растений и животных горных экосистем с учетом деятельности соответствующих международных и региональных организаций;

b) создание и совершенствование баз данных и информационных систем для содействия комплексному рациональному использованию и экологической оценке горных экосистем с учетом деятельности соответствующих международных и региональных организаций;

c) совершенствование и накопление экологических знаний в области земельных и водных ресурсов в отношении технологии и методов ведения сельского хозяйства и природопользования в горных районах мира при участии местных общин;

d) создание и укрепление системы связи и информационно-координационных центров для помощи организациям, занимающимся проблемами горных районов;

e) совершенствование координации региональных усилий по охране уязвимых горных экосистем посредством выявления надлежащих механизмов, включая региональные правовые и другие средства;

f) накопление информации для создания базы данных и информационных систем в целях содействия оценке экологических рисков и опасности стихийных бедствий в горных экосистемах.

Деятельность

а) Вопросы управления

13.6. Правительствам на надлежащем уровне при поддержке соответствующих международных и региональных организаций следует:

a) укреплять существующие учреждения или создавать новые на местном национальном и региональном уровнях для создания многоотраслевой экологической базы данных о горных экосистемах в плане земельных/водных ресурсов;

b) поощрять национальную политику, которая стимулировала бы местное население к использованию и передаче экологически безопасных технологий, а также методов ведения сельского хозяйства и природоохранных методов;

c) расширять базу данных и осведомленность путем создания механизмов сотрудничества и обмена информацией между национальными и региональными учреждениями, занимающимися вопросами уязвимых экосистем;

d) поощрять политику, стимулирующую фермеров и местное население к принятию природоохранных и восстановительных мер;

e) диверсифицировать экономику горных районов, в частности путем развития и/или расширения индустрии туризма в соответствии с принципом комплексного освоения горных районов;

f) осуществлять комплексное управление деятельностью в плане лесных и пастбищных угодий, а также дикой природы таким образом, чтобы способствовать сохранению специфических горных экосистем;

g) создавать надлежащие природные заповедники в районах и на территориях, богатых репрезентативными видами.

b) Данные и информация

13.7. Правительствам на надлежащем уровне при поддержке соответствующих международных и региональных организаций следует:

a) создавать и поддерживать аналитический потенциал в области метеорологического, гидрологического и физического мониторинга с учетом климатического разнообразия, а также распределения водных ресурсов в различных горных районах мира;

b) составить реестр различных видов почв, лесных ресурсов и водопользования и генетических ресурсов сельскохозяйственных культур, растений и животных, уделяя первоочередное внимание тем из них, которые находятся под угрозой исчезновения. Защита генетических ресурсов должна обеспечиваться на местах посредством создания охранных зон и совершенствования традиционных земледельческих и скотоводческих методов и создания программ по оценке потенциальной ценности ресурсов;

c) выявлять уязвимые районы, наиболее неустойчивые с точки зрения эрозии почв, паводков, оползней, землетрясений, лавин и других опасных природных явлений;

d) выявлять горные районы, над которыми нависла угроза загрязнения воздушной среды со стороны расположенных поблизости промышленных объектов и городских районов.

с) Международное и региональное сотрудничество

13.8. Национальным правительствам и межправительственным организациям следует:

a) координировать региональное и международное сотрудничество и содействовать обмену информацией и опытом между специализированными учреждениями, Всемирным банком, МФСР и другими международными и региональными организациями, национальными правительствами, научно-исследовательскими институтами и неправительственными организациями, занимающимися проблемами развития горных районов;

b) поощрять региональную, национальную и международную координацию общественных инициатив и деятельность международных, региональных и местных неправительственных организаций, занимающихся проблемами развития горных районов, таких, как Университет Организации Объединенных Наций (УООН), Институт горных лесов (ИГЛ), Международный центр по комплексному освоению горных районов (МЦКОГ), Международное горное общество (МГО), Африканская горная ассоциация и Андская горная ассоциация, а также оказывать поддержку этим организациям в деле обмена информацией и опытом;

c) охрана уязвимых горных экосистем посредством выявления надлежащих механизмов, включая региональные правовые и другие средства.

Средства осуществления

а) Финансирование и оценка затрат

13.9. По оценкам секретариата Конференции, средняя общая сумма ежегодных расходов (1993–2000 годы) на осуществление мероприятий в рамках этой программы составит около 50 млн. долл. США, предоставляемых международным сообществом в виде субсидий или на льготных условиях. Эта смета расходов носит лишь ориентировочный и приближенный характер и еще не рассматривалась правительствами. Фактические расходы и условия финансирования, в том числе любые нельготные условия, будут зависеть, помимо прочего, от конкретных стратегий и программ, решение об осуществлении которых будет принято правительствами.

b) Научно-технические средства

13.10. Правительствам на надлежащем уровне при поддержке соответствующих международных и региональных учреждений следует укреплять программы научных исследований и технических разработок, включая их распространение через посредство национальных и региональных учреждений, особенно в области метеорологии, гидрологии, лесного хозяйства, почвоведения и ботаники.

с) Развитие людских ресурсов

13.11. Правительствам на надлежащем уровне при поддержке соответствующих международных и региональных организаций следует:

a) организовать проведение учебно-пропагандистских программ в области экологически безопасных технологий и методов, отвечающих интересам сохранения горных экосистем;

b) поддерживать систему высшего образования посредством выделения стипендий и дотаций на проведение научных экологических исследований в горных и холмистых районах, в частности, для представителей коренного населения горных районов.

c) организовать обучение фермеров, в частности женщин, вопросам охраны окружающей среды, с тем чтобы дать возможность сельскому населению лучше разобраться в экологических вопросах, связанных с устойчивым развитием горных экосистем.

d) Создание потенциала

13.12. Правительствам на надлежащем уровне при поддержке соответствующих международных и региональных организаций следует укреплять национальную и региональную организационную основу, на базе которой можно было бы проводить научные исследования, осуществлять подготовку кадров и обеспечивать распространение информации об устойчивом развитии экономики уязвимых экосистем.

В. Содействие комплексному развитию водосборных районов и поиску альтернативных источников средств к существованию

Основа для деятельности

13.13. Экология горных районов и деградация водосборных районов в той или иной степени затрагивают жизнь почти половины всего населения земного шара. Приблизительно 10 процентов всего населения Земли проживает в высокогорных районах, а 40 процентов — населяет районы среднего и нижнего водосбора. В этих районах водосбора существуют серьезные проблемы деградации окружающей среды.Например, значительная доля сельского населения, населяющего горные районы в андских странах Южной Америки, в настоящее время сталкивается с проблемой быстрого истощения земельных ресурсов. Аналогичным образом горные и нагорные районы Гималаев, Юго-Восточной Азии и Восточной и Центральной Африки, вносящие жизненно важный вклад в сельскохозяйственное производство, находятся под угрозой в результате возделывания маргинальных земель быстро растущим населением. Во многих областях это сопровождается чрезмерным выпасом, обезлесением и потерей биомассы почвенного покрова.

13.14. Эрозия почв может иметь катастрофические последствия для значительной доли сельского населения, которое занимается неорошаемым земледелием в горных и холмистых районах. Бедность, безработица, болезни и антисанитария стали повсеместным явлением. Средством предотвращения дальнейшего нарушения экологического равновесия является разработка комплексных программ развития водосборных районов посредством эффективного участия местного населения. Для сохранения, повышения качества и использования природных земельных, водных, растительных, животных и людских ресурсов необходим комплексный подход. Кроме того, развитие альтернативных источников средств к существованию, особенно посредством разработки программ занятости, которые улучшили бы производственную базу, сыграет значительную роль в деле повышения уровня жизни широких слоев сельского населения, проживающего в горных районах.

Цели

13.15. Целями в этой программной области являются:

a) разработка к 2000 году надлежащих систем планирования и рационального использования земельных ресурсов как для пахотных, так и для непахотных земель в горных водосборных районах для предотвращения эрозии почв, увеличения производства биомассы и сохранения экологического равновесия;

b) поощрение доходоприносящих видов деятельности, таких, как устойчивая индустрия туризма, рыбное хозяйство и экологически безопасная добыча полезных ископаемых, и совершенствование инфраструктуры и системы социальных услуг, в частности, для сохранения источников средств к существованию местных общин и коренных народов;

c) создание технических и организационных механизмов для соответствующих стран с целью смягчения последствий стихийных бедствий посредством принятия предупредительных мер, определения зональности риска, создания систем раннего оповещения, разработки планов эвакуации и создание запасов на случай чрезвычайных обстоятельств.

Деятельность

а) Вопросы управления

13.16. Правительствам на надлежащем уровне при поддержке соответствующих международных и региональных организаций следует:

a) принимать меры по предотвращению эрозии почв и содействовать проведению противоэрозийных мероприятий во всех секторах;

b) создавать целевые группы или комитеты развития водосборных районов в дополнение к уже существующим учреждениям для координации комплексной сети услуг по поддержке местных инициатив в области скотоводства, лесного хозяйства, садоводства и развития сельских районов на всех административных уровнях;

c) поощрять участие общественности в области управления местными ресурсами путем разработки соответствующих законодательств;

d) содействовать неправительственным организациям и другим частным группам, оказывающим помощь местным организациям и общинам в подготовке проектов, которые содействовали бы расширению участия местного населения в процессе развития;

e) обеспечивать механизмы для сохранения находящихся под угрозой районов, которые могли бы содействовать охране живой природы, сохранению биологического разнообразия или выполнять функции национальных парков;

f) развивать национальную политику, которая побуждала бы фермеров и местное население принимать меры по рациональному природопользованию и применять экологически безопасные виды технологии;

g) стимулировать развитие приносящих доход видов деятельности в рамках надомного производства и агроперерабатывающих отраслей, например посредством выращивания и переработки лекарственных или ароматических растений;

h) осуществлять вышеуказанные мероприятия с учетом необходимости обеспечения всестороннего участия женщин, включая коренные народы и местные общины, в процессе развития.

b) Данные и информация

13.17. Правительствам на надлежащем уровне при поддержке соответствующих международных и региональных организаций следует:

a) создавать и поддерживать потенциал в области систематического наблюдения и оценки на уровне страны, штата или провинции для накопления информации по текущей деятельности и оценки экологических и социально-экономических последствий реализации проектов;

b) накапливать данные об альтернативных источниках средств к существованию и системах диверсификации производства на уровне сельских поселений в отношении однолетних и плодовых культур, скотоводства, птицеводства, пчеловодства, рыболовства, сельской промышленности, рынков, транспорта и возможностей получения доходов, в полной мере учитывая роль женщин и вовлекая их в процесс планирования и осуществления деятельности.

с) Международное и региональное сотрудничество

13.18. Правительствам на надлежащем уровне при поддержке международных учреждений и региональных организаций следует:

a) укреплять роль соответствующих международных научно-исследовательских и учебных институтов, представленных в Консультативной группе по международным исследованиям в области сельского хозяйства (КГМИСХ) и в Международном совете по изучению и рациональному использованию почв (МСИИП), а также региональных исследовательских центров, таких, как Институт горных лесов и Международный центр по комплексному освоению горных районов, в проведении прикладных исследований, связанных с освоением водосборных районов;

b) развивать региональное сотрудничество и обмен данными и информацией между странами, расположенными в одних и тех же горных районах или бассейнах рек, особенно между теми из них, которые страдают от стихийных бедствий и горных паводков;

c) устанавливать и поддерживать партнерские отношения с неправительственными организациями и другими частными группами, занимающимися проблемами освоения водосборных районов.

Средства осуществления

а) Финансирование и оценка расходов

13.19. По оценкам секретариата Конференции, средняя общая сумма ежегодных расходов (1993–2000 годы) на осуществление мероприятий в рамках этой программы составит около 13 млрд. долл. США, в том числе порядка 1,9 млрд. долл. США, предоставляемых международным сообществом в виде субсидий или на льготных условиях. Эта смета расходов носит лишь ориентировочный и приближенный характер и еще не рассматривалась правительствами. Фактические расходы и условия финансирования, в том числе любые нельготные условия, будут зависеть, помимо прочего, от конкретных стратегий и программ, решение об осуществлении которых будет принято правительствами.

13.20. Финансирование в целях развития альтернативных источников средств к существованию в горных экосистемах следует рассматривать в качестве составной части национальных программ по борьбе с бедностью или поиску альтернативных средств к существованию, которые также анализируются в главе 3 (Борьба с бедностью) и 14 (Стимулирование устойчивого развития сельского хозяйства и сельских районов) Повестки дня на ХХI век.

b) Научно-технические средства

13.21. Правительствам на надлежащем уровне при поддержке соответствующих международных и региональных организаций следует:

a) рассмотреть вопрос об осуществлении экспериментальных проектов, сочетающих функции охраны окружающей среды и развития с особым упором на некоторые традиционные виды деятельности/системы рационального использования окружающей среды, которые оказывают благоприятное воздействие на окружающую среду;

b) создавать технологии для конкретных водосборных и сельских условий посредством привлечения местного населения, ученых и пропагандистов, которые будут проводить экспериментальное изучение условий ведения сельского хозяйства;

c) развивать технологии сохранения растительного покрова с целью предотвращения эрозии почв, регулирования влажности на местах, улучшения технологии выращивания сельскохозяйственных культур, кормопроизводства и агролесомелиорации, которые были бы недорогостоящими и простыми для применения местным населением.

с) Развитие людских ресурсов

13.22. Правительствам на надлежащем уровне при поддержке соответствующих международных и региональных организаций следует:

a) развивать многодисциплинарный и межсекторальный подход в области подготовки кадров и распространения знаний в среде местного населения по широкому кругу вопросов, таких, как системы надомного производства, сохранение и использование пахотных и непахотных земель, дренажные системы и подпитывание подземных вод, рационализация скотоводства, рыболовство, агролесомелиорация и садоводство;

b) развивать людские ресурсы посредством обеспечения доступа к образованию, здравоохранению, энергетике и инфраструктуре;

c) стимулировать осведомленность и готовность местного населения к предотвращению и смягчению последствий стихийных бедствий в сочетании с использованием самой современной технологии по раннему оповещению и прогнозированию.

d) Создание потенциала

13.23. Правительствам на надлежащем уровне при поддержке соответствующих международных и региональных организаций следует развивать и укреплять национальные центры рационального использования водосборов с целью поощрения комплексного подхода к рассмотрению экологических, социально-экономических, технологических, законодательных, финансовых и административных аспектов и обеспечения поддержки директивным и административным органам, персоналу на местах и фермерам в деле освоения водосборных районов.

13.24. Частному сектору и местным общинам в сотрудничестве с национальными правительствами следует стимулировать развитие местной инфраструктуры, включая организацию сетей связи, создание мини- или микрогидроэнергетических систем для обеспечения надомного производства и расширять доступ к рынкам.

 

экосистем | Sustainable Environment Online

Термин «биосфера» используется для описания всего живого на Земле. Обычно мы думаем, что биосфера существует в верхних слоях небиотических компонентов планеты, а именно атмосферы, гидросферы (океаны, реки и озера) и почвенного компонента литосферы (твердого материала Земли). Фактически, исследования показывают, что в земной коре находится больше биологической массы, чем во всей остальной биосфере, как описано, в основном состоящей из бактерий и других одноклеточных организмов, живущих в крошечных пространствах между минералами горных пород.Более того, некоторые ученые и защитники окружающей среды говорят о Земле или Гайе как о живом организме, который сам по себе занимается саморегулированием, чтобы поддерживать свое выживание. Хотя многие ставят под сомнение достоинства такой идеи, выходящей за рамки метафорического применения, учитывая отсутствие существенных научных доказательств, подтверждающих ее, такая концепция действительно усиливает присущее всему устойчивому развитию представление о том, что все части биосферы взаимозависимы, принадлежат друг другу. сделать с паутиной жизни.

Биосфера состоит из множества экосистем.Экосистема состоит из сообщества живых организмов и их локальной физической среды. Живые и неживые элементы экосистемы связаны потоками энергии и круговоротом химических элементов. В этом контексте никакая часть биосферы меньше экосистемы не может поддерживать жизнь.

Представьте себе, что вы помещаете одно зеленое растение в стеклянную банку с воздухом, водой, почвой и солнечным светом. Растение могло производить себе пищу посредством фотосинтеза (из воды, углекислого газа и света).Но в конце концов растение погибло, так как израсходовало все питательные вещества из почвы. Он умрет, потому что не сможет переработать материалы, необходимые для жизни; Ни одно зеленое растение не может разлагать собственные продукты на неорганические соединения, необходимые для жизни растений. Фактически, ни один организм, популяция или вид не может производить всю свою собственную пищу и перерабатывать все продукты своего метаболизма. Жизнь требует взаимодействия нескольких видов в среде, которая включает воздух и / или воду для транспортировки материалов и энергии.Это один из основополагающих принципов экологии; устойчивая жизнь — это свойство экосистем, а не организмов или видов.

Лес — это обычная экосистема. Леса состоят из воздуха, почвы, воды, питательных веществ и определенных видов животных, птиц, насекомых, микроорганизмов, деревьев и других растений. Если вырублено слишком много деревьев (например, человечество для леса или сельскохозяйственных земель), это затронет каждый из других элементов. Животные и птицы могут потерять свою среду обитания, почва может разрушиться, питательные вещества могут быть перемещены, а течение водных путей может измениться.

Между экосистемами нет абсолютных границ — на самом деле, биосфера — это одна большая экосистема, в которой все так или иначе связано со всем остальным. Однако некоторые границы экосистемы довольно четко определены. Например, есть относительно четкий переход от скалистого побережья океана к лесу по его краю или от пруда к лесу, который его окружает. Другие границы гораздо более расплывчаты, как в случае постепенного перехода от лиственных лесов к хвойным лесам в некоторых частях мира.

Экосистемы непрерывно меняются с течением времени в соответствии с определенными узнаваемыми, повторяемыми закономерностями и в ответ на изменения окружающей среды, такие как изменения климата. Это называется «преемственностью».

устойчивых экосистем | Эволюция и экология

Наши исследования

Экосистемы состоят из большого количества обратных связей между их многочисленными составными организмами и абиотической средой. Как мы можем понять такую ​​сложность и как сделать такие системы более устойчивыми к многочисленным и разнообразным воздействиям человека?

Многофункциональные пейзажи

Экосистемы на нашей планете являются не только домом для разнообразных форм жизни и локомотивом регулирования климата, но также источником жизненно важных социальных потребностей в продуктах питания, материалах, медицине, энергии, искусстве, культуре и развлечениях.Наша междисциплинарная работа применяет быстро развивающееся экологическое понимание к целому ряду природных и измененных человеком ландшафтов, от тропических лесов до сельскохозяйственных ландшафтов Великобритании, чтобы обеспечить более эффективные действия, которые оптимизируют многофункциональность ландшафта, находя баланс между охраной природы и потребностями общества.

Антибиотики в окружающей среде

Антибиотики и другие противомикробные препараты часто получают из почвенных микроорганизмов. Неизбирательный выброс этих химикатов в окружающую среду может повлиять на функционирование и здоровье экосистем и здоровье человека.Мы изучаем потенциальное воздействие на экосистемы и, в свою очередь, на здоровье человека. Это глобальная проблема, и мы применяем глобальный подход, работая с коллегами из Южной Америки и Китая.

Устойчивая борьба с вредителями

Насекомые-вредители представляют собой одну из величайших угроз для производства продуктов питания, вызывая ежегодно более 20% всего мирового урожая, при этом новые и появляющиеся вредители вызывают определенные проблемы по всей планете. Широкое использование химических пестицидов вызывает загрязнение окружающей среды, риски для здоровья человека, нецелевое воздействие на естественных врагов и развитие устойчивости к пестицидам.Программы биологического контроля, в которых естественные враги или микробные приманки используются для борьбы с насекомыми-вредителями, предлагают жизнеспособную альтернативу. В сотрудничестве с Советом по развитию сельского хозяйства и садоводства Великобритании и коллегами из Великобритании и Австралии мы исследуем роль микробов и болезней в борьбе с основными глобальными вредителями сельскохозяйственных культур.

Растительно-микробные взаимодействия

Растения постоянно подвергаются воздействию целого ряда грибов и бактерий как над землей, так и под землей. Эти взаимодействия могут варьироваться от полезных до патогенных.Мы изучаем закономерности и процессы, определяющие растительно-микробные ассоциации, и роль, которую эти взаимодействия играют в достижении устойчивости экосистем, включая сельскохозяйственные системы.

Устойчивые агроэкосистемы

Нам всем нужно есть, но интенсивные методы ведения сельского хозяйства с высокими затратами, разработанные за последние 80 лет, нанесли вред окружающей среде. Множество микроскопических сообществ бактерий, грибов и беспозвоночных лежат в основе продуктивности сельского хозяйства, и лучшее понимание этих сообществ может стать ключом к разработке более устойчивых методов производства.Часть исследовательской группы работает с рядом других ученых и исследователей сельскохозяйственного сектора, чтобы описать невидимое биоразнообразие в сельскохозяйственных системах и понять влияние различных методов ведения сельского хозяйства на него.

Специальный выпуск: Устойчивые экосистемы и общество в контексте больших и новых данных

Уважаемые коллеги,

Ecosystem Development and Planning (EDP) сталкивается с множеством проблем, поскольку соответствующие экологические, городские и региональные контексты претерпевают быстрые изменения.Эти меняющиеся контексты требуют новаторского пространственного мышления, которое может улавливать закономерности и процессы и обеспечивать пространственные стратегии устойчивого развития. Между тем, объем данных, создаваемых постоянно растущим числом платформ геопространственных датчиков, таких как дистанционное зондирование и социальное зондирование (включая датчики граждан) для сбора данных с постоянно растущим пространственным, спектральным, временным и радиометрическим разрешением, в настоящее время превышает петабайты данных в год, и ожидается, что он будет только увеличиваться.

Последние разработки в области информационных технологий, обычно называемые «большими данными», наряду с соответствующими областями науки о данных и аналитики, необходимы для обработки, анализа и осознания ценности огромного количества данных геопространственного зондирования. Программа исследований существенно трансформируется и переопределяется в свете новых данных и больших данных, которые сместили фокус науки о пригодности в сторону динамической, пространственной и временной взаимозависимости проблем человека и окружающей среды.EDP ​​смещается в сторону анализа постоянно растущих объемов крупномасштабных и разнообразных данных междисциплинарным, совместным и своевременным образом. Строгий пространственно-временной анализ и моделирование экосистем открывает богатый эмпирический контекст для научных исследований и политических вмешательств.

В этом специальном выпуске планируется сосредоточить внимание на развитии теорий, методов и практик на этой совместной и междисциплинарной границе этой новой реальности. Основываясь на серии успешных ежегодных конференций в США и Китае ( http: // www.emich.edu/GSES2016), в этом специальном выпуске соберутся ведущие ученые в смежных дисциплинах, чтобы поделиться своими исследованиями о проблемах и решениях устойчивых экосистем и общества в контексте больших и новых данных. Этот специальный выпуск также будет открыт для подачи рукописей за пределами конференции, при условии, что они соответствуют объему специального выпуска. Представленные рукописи должны быть полными статьями, которые ранее не публиковались в практически аналогичном формате.Все рукописи будут подвергаться тщательному рецензированию.

Также приветствуются статьи теоретического, методологического и прикладного характера. Соответствующие темы включают, но не ограничиваются:

• Расширенное гео-вычислительное моделирование и пространственный анализ
• Применение геоинформатики в устойчивых экосистемах и обществе
• Создание новых продуктов визуализации, которые улучшают понимание больших и разнообразных форм информации
• Обнаружение закономерностей в больших объемах геопространственных данных с помощью аналитических методов, таких как интеллектуальный анализ данных и прогнозная аналитика в приложениях
• Экологическое, экологическое и социально-экономическое моделирование и сопряжение
• Умный город и гео-дизайн
• Сбор пространственных данных с помощью ДЗН и ГИС, а также аналитика больших данных
• Технологические достижения в области аппаратного обеспечения, хранения, управления данными, сетевых и вычислительных моделей, таких как визуализация и облачные вычисления для геопространственных приложений

Проф.Д-р Ичунь Се
Проф. Д-р Синьюе Е
Проф. Д-р Клио Андрис
Приглашенные редакторы

Информация для подачи рукописей

Рукописи должны быть представлены онлайн по адресу www.mdpi.com, зарегистрировавшись и войдя на этот сайт. После регистрации щелкните здесь, чтобы перейти к форме отправки. Рукописи можно подавать до указанного срока. Все статьи будут рецензироваться. Принятые статьи будут постоянно публиковаться в журнале (как только они будут приняты) и вместе будут перечислены на веб-сайте специального выпуска.Приглашаются исследовательские статьи, обзорные статьи, а также короткие сообщения. Для запланированных статей название и краткое резюме (около 100 слов) можно отправить в редакцию для объявления на этом сайте.

Представленные рукописи не должны были публиковаться ранее или рассматриваться для публикации в другом месте (кроме трудов конференции). Все рукописи тщательно рецензируются в рамках процесса простого слепого рецензирования. Руководство для авторов и другая важная информация для подачи рукописей доступна на странице Инструкции для авторов. Sustainability — это международный рецензируемый журнал с открытым доступом, выходящий раз в полгода, издающийся MDPI.

Пожалуйста, посетите страницу Инструкции для авторов перед отправкой рукописи. Плата за обработку статьи (APC) для публикации в этом журнале с открытым доступом составляет 1900 CHF (швейцарских франков). Представленные документы должны быть хорошо отформатированы и написаны на хорошем английском языке. Авторы могут использовать MDPI Услуги редактирования на английском языке перед публикацией или во время редактирования автора.

ENVR E-140: Основы экологии для устойчивых экосистем

• Профессор: Марк Лейтон
• Срок: осень
• Дни: W
• Время: 8: 10-10: 10 вечера или по запросу
• Школа: Harvard Extension School
• ID курса: 12779

Сохранение и управление биоразнообразием и экосистемными услугами в разнообразных ландшафтах по всему земному шару — одна из основных проблем устойчивого развития этого века.Решения критически опираются на фундаментальные концепции и принципы экологии. В этом курсе используется необычный целостный подход, включающий понимание и интеграцию этих принципов посредством серии тематических исследований экосистем, посвященных пустыням, саванне и горным экосистемам, водно-болотным угодьям и другим водным системам, бореальным, умеренным и тропическим лесам, а также агроэкосистемам. Эти экосистемы являются примером различных проблем, но схожие экологические процессы работают для успешного управления, независимо от того, является ли цель защитой природных систем и биоразнообразия, экологическим восстановлением или поддержанием экосистемных услуг в сельскохозяйственных и других ландшафтах, где доминирует человек.Благодаря такому подходу проиллюстрированы основные темы, охватываемые типичными курсами по экологии. Представлены исторические, эволюционные и экологические процессы, определяющие распространение экосистем, местообитаний и видов. Эволюционные процессы, ответственные за адаптацию людей, исследуются, чтобы понять разнообразие видов и их особенности. Экологические процессы конкуренции, хищничества, болезней и взаимопомощи помогают объяснить функционирование биологических сообществ и более крупных экосистем.Помимо прочего, группы студентов проводят базовые исследования конкретных участков экосистемы, чтобы понять экологический, экономический, социокультурный контекст и контекст проблем устойчивости и комплексных решений с участием многих заинтересованных сторон. Курс включает дополнительную субботнюю экскурсию.

Примечание: интенсивный курс письма. Студенты могут лично присутствовать на кампусе, участвовать в онлайн-трансляции во время встречи класса через веб-конференцию или смотреть записанное видео по запросу. Видео доступны в течение 24 часов после лекции.

Биоразнообразие и экосистемы.:. Платформа знаний в области устойчивого развития

Биоразнообразие и экосистемы

Цель устойчивого развития 15 Повестки дня в области устойчивого развития на период до 2030 года посвящена «защите, восстановлению и поощрению устойчивого использования наземных экосистем, устойчивому управлению лесами, борьбе с опустыниванием, а также остановке и обращению вспять деградации земель и прекращению утраты биоразнообразия» .На конференции «Рио + 20» государства-члены подтвердили в параграфах 197-204 итогового документа «Будущее, которого мы хотим», что «внутренняя ценность биологического разнообразия, а также экологической, генетической, социальной, экономической, научной, образовательной , культурные, рекреационные и эстетические ценности биологического разнообразия и его решающая роль в поддержании экосистем, обеспечивающих основные услуги, которые являются критически важными основами устойчивого развития и благополучия человека ». Государства-члены также признали «серьезность потери глобального биоразнообразия и деградации экосистем» и подчеркнули негативное влияние, которое эта ситуация оказывает на продовольственную безопасность, питание, доступ к воде, здоровье сельской бедноты и людей во всем мире ».Кроме того, организация «Будущее, которого мы хотим» вновь подчеркнула важность реализации Стратегического плана в области сохранения и устойчивого использования биоразнообразия на 2011–2020 годы и достижения целевых задач в области сохранения и устойчивого использования биоразнообразия, принятых в Айти, принятых на десятой Конференции Сторон Конвенции. Биоразнообразие неоднократно обсуждалось Комиссией по устойчивому развитию и было одной из тем двухлетнего цикла 2012–2013 годов. На Всемирной встрече на высшем уровне по устойчивому развитию, состоявшейся в Йоханнесбурге в 2002 году, вопросы биологического разнообразия рассматривались в пункте 44 главы IV итогового документа Встречи на высшем уровне — Йоханнесбургского плана выполнения решений.Саммит также одобрил задачу по достижению к 2010 году значительного сокращения темпов утраты биоразнообразия на глобальном, региональном и национальном уровнях в качестве вклада в сокращение масштабов нищеты и на благо всего живого на Земле, что было реализовано несколькими месяцами ранее. принята шестым совещанием Конференции сторон КБР (КС). Сохранение биологического разнообразия является предметом главы 15 Повестки дня на XXI век, принятой на Конференции Организации Объединенных Наций по окружающей среде и развитию в 1992 году в Рио-де-Жанейро.Тогда же была открыта для подписания Конвенция Организации Объединенных Наций о биологическом разнообразии (КБР), которая оставалась открытой для подписания до 4 июня 1993 года. К тому времени было подписано 168 подписей. Конвенция вступила в силу 29 декабря 1993 г., через 90 дней после 30-й ратификации. Первая сессия Конференции Сторон намечена на 28 ноября — 9 декабря 1994 года на Багамах.

Дистанционное зондирование устойчивых экосистем

Экосистемы — это сообщества биотических элементов, которые постоянно взаимодействуют друг с другом и со своей абиотической средой для создания сложных систем с различными эмерджентными свойствами.Существуют различные экосистемы, которые состоят из комбинированных форм сложных экологических или связанных человеко-природных единиц. Эти экосистемы могут включать агроэкосистему, атмосферную экосистему, лесную экосистему, экосистему пастбищ, морскую (водную) экосистему и городскую экосистему.

Хотя разные элементы в каждой экосистеме можно исследовать отдельно; в настоящее время как исследователи, так и практики согласны с тем, что только общее устойчивое развитие экосистемы может обеспечить удовлетворительные и многочисленные функции экосистемы в долгосрочной перспективе.Одной из ключевых вех на пути к достижению устойчивых экосистем является получение и обработка передовых геопространственных данных всех связанных элементов, содержащихся в этих экосистемах, и применение интеллектуальных вычислительных моделей, которые могут измерять эти элементы и объяснять их взаимодействие эффективным способом. Последние достижения в области систем удаленных датчиков и компьютерных технологий сделали возможным быстрый и регулярный сбор экологических и геопространственных данных. В частности, растущие объемы доступных мультиспектральных и гиперспектральных данных от беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и бортовых и спутниковых датчиков, таких как Hyperspec-VNIR, AVIRIS и Hyperion, предоставляют богатую информацию для широкого круга экологических приложений.Эти большие наборы данных из RS важны для понимания науки, лежащей в основе функции экосистемы, и, таким образом, обеспечивают критическое понимание того, как экосистемы поддерживаются. Все это приводит к ситуации, когда экосистемы теперь можно исследовать с помощью более систематических подходов с использованием передовых геопространственных технологий.

В этом специальном выпуске будут собраны исследования различных методов пространственного наблюдения (с использованием локальных или движущихся датчиков, ДЗ и / или систем пространственной навигации) для получения информации о ключевых элементах экосистемы, а также инновационные стратегии ассимиляции данных для улучшения нашего понимания взаимодействия этих элементов внутри или между экосистемами.На основе полученного набора данных RS приветствуются экологические модели для моделирования или количественного анализа их взаимодействия. Возможные статьи должны быть сосредоточены на разработке систем сбора систематических данных и подходах к получению и обработке наборов данных, связанных с экосистемой. Прежде всего, «устойчивость» является ключом к измерению экосистем, и поэтому представленные документы могут предлагать меры по принятию решений или государственную политику для противодействия деградации экосистем и содействия более здоровым экосистемам.

Потенциальные темы включают, но не ограничиваются следующими:

• Изучите разрешения датчиков, в частности их спектральное, пространственное и временное разрешение, которые наиболее подходят для измерения устойчивости экосистемы
• Модели слияния и ассимиляции данных дистанционного зондирования изображения с различных датчиков для поддержки исследований экосистем
• Приложения датчиков наблюдения Земли, разработанные для устойчивых экосистем
• Пространственное моделирование, интеллектуальный анализ пространственных данных и анализ больших данных для больших наборов данных изображений с различных датчиков

Архивы устойчивых экосистем

В этом году стартовал крупнейший в мире конкурс по агроэкологии, и отзывы первых раундов ошеломили нас: к 20 000 экспертов со всего мира обратились с просьбой назначить наиболее образцовые политики на получение награды «Политика будущего». Мы получили 51 документ из 25 стран со всех континентов, который продвигает устойчивое сельское хозяйство и продовольственные системы. Вот краткий обзор процесса на данный момент.

Премия Future Policy Award этого года посвящена политике, направленной на расширение агроэкологии: политика, которая способствует защите жизни и средств к существованию мелких производителей продуктов питания, обеспечивает устойчивые системы производства продуктов питания и внедряет устойчивые к изменению климата методы ведения сельского хозяйства.

Путь к поиску наиболее образцовой политики довольно сложен и включает в себя ряд шагов: Во-первых, объявление о номинациях распространяется среди экспертов по данной теме.Во-вторых, изучаются и собираются номинации: в-третьих, группа оценки просматривает, обсуждает и оценивает все выдвинутые политики.

Наш призыв к выдвижению кандидатов был разослан ФАО ООН, Всемирным советом будущего и IFOAM в общей сложности более чем 20 000 экспертов из межправительственных организаций, некоммерческих организаций, академических и исследовательских институтов, правительственных агентств, банков развития и других известных организаций, действующих в этом направлении. поле. В этом году мы были потрясены невероятными отзывами, которые мы получили от экспертов по агроэкологии и сельскохозяйственной политике со всего мира: В общей сложности команда получила 51 полис из 25 стран и со всех континентов .Это были шесть номинированных полисов из Африки, двенадцать из Азии, девять из Европы, двадцать из Латинской Америки, один из Северной Америки и три международных.

Из некоторых стран мы получили более одной номинации: Шесть из Бразилии, четыре из Кубы, пять из Индии, три из Италии и две из Аргентины, Боливии, Дании, Эфиопии, Филиппин, Испании и Венесуэлы . Политики, которые мы получили, исходят от всех уровней управления, то есть от города до штата, национального, континентального и даже международного уровня.Они отражают широкий спектр законодательных и политических подходов, затрагивающих различные аспекты темы агроэкологии, от поддержки органического и агроэкологического производства до комплексной продовольственной политики, касающейся производства, переработки, распределения, потребления и управления отходами.

В этом году наша исследовательская группа состояла из 13 человек из 9 разных стран , свободно говорящих на более чем 6 разных языках. Мы привлекли более чем 100 экспертов , чтобы узнать их мнения и обсудить с ними влияние политики, номинированной на Премию.В целом группа оценки проверила и обсудила 51 политику, оценив 21 из них полностью.

Следующие шаги

В конце июля наше международное экспертное жюри обсуждает, какая из проверенных политик лучше всего получит награду. Наше жюри в этом году будет состоять из 9 выдающихся экспертов , включая представителей партнеров-организаторов — ФАО, Всемирного совета будущего, IFOAM, а также CISDL, Demeter International, Глобального альянса за будущее продовольствия, IPES-Food, Navdanya International. , Институт Миллениум / Фонд Биовидение и Фонд Даниэля и Нины Карассо.Среди них будут 4 женщины и 5 мужчин с 5 разных континентов. Они сделают важный выбор и примут решение о том, какая политика принесет 1 золото, 2 — серебро, 3 получат почетные упоминания и, наконец, не в последнюю очередь 1 награду за видение.

И последнее, но не менее важное: празднуют победителей!

По случаю Всемирной недели продовольствия в октябре 2018 года в штаб-квартире ФАО состоится церемония награждения, посвященная лучшим политикам на Земле, которые расширяют масштабы агроэкологии. Мы с нетерпением ждем этого праздника и проявим образцовую политическую волю!

Чтобы узнать больше о премии Future Policy Award, щелкните здесь.

Премия Future Policy Award 2018 организована Всемирным советом будущего, Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (ФАО) и IFOAM — Organics International при поддержке Green Cross International, DO-IT — Dutch Organic International. Trade and Sekem Group, Египет.

.