Основні закони екології і їх особливості

Зміст

1.       Вступ……………………………………………………………………………… 4

2.       Завдання екології………………………………………………………………… 5

3.       Закон збереження речовини (маси) та Закон збереження енергії…………….. 8                                                                                                   

4.       Закон збереження енергії формулюється також як перший закон (початок, принцип) термодинаміки…………………………………………………………. 8

5.       Другий закон (початок, принцип) термодинаміки……………………………... 8

6.       Закон біогенної міграції атомів (або закон Вернадського)…………………….. 9

7.       Закон внутрішньої динамічної рівноваги……………………………………….. 9

8.       Закон внутрішньої динамічної рівноваги……………………………………...... 9

9.       Закон генетичної різноманітності……………………………………………….. 10

10.   Закон константності (сформульований В. Вернадським)……………………… 10

11.   Закон максимізації енергії (сформульований Г. і Ю. Одума і доповнений М. Реймерсом)………………………………………………………………………… 10

12.   Закон максимуму біогенної енергії (закон В. І. Вернадського -Е.С. Бауера)…. 10

13.   Закон мінімуму (сформульований Ю. Лібіх)……………………………………. 11

14.   Закон обмеженості природніх ресурсів………………………………………….. 11

15.   Закон односпрямованість потоку енергії………………………………………… 11

16.   Закон оптимальності………………………………………………………………. 11

17.   Закон піраміди енергій (сформульований Р. Ліндеманн)……………………….. 11

18.   Закон рівнозначності умов життя………………………………………………… 11

19.   Закон розвитку довкілля…………………………………………………………... 12

20.   Закон сукупної дії природних факторів (закон Мітчерліха-Тінемана-Баулі)….. 12

21.   Закон толерантності (закон Шелфорда)…………………………………………   12

22.   Закон грунтоістощенія (зменшення родючості)…………………………………. 12

23.   Закон фізико-хімічного єдності живої речовини (сформульований В. Вернадським)……………………………………………………………………….. 12

24.   Закон екологічної кореляції……………………………………………………….   13

25.   Чотири закони екології американського вченого Б. Коммонера………………... 13

26.   Висновок…………………………………………………………………………….  14

27.   Література…………………………………………………………………………...  15

Вступ

Як і всяка галузь науки екологія має свої закони, які характеризують взаємовідносини, різних елементів екосистеми і, в кінцевому підсумку, всі процеси в біосфері. На жаль, до цього дня не стало домінуючим і безумовним положення про те, що все в Природі підпорядковується єдиним законам. Тому ряд навіть великих вчених і фахівців протиставляють закони екології і закони інших галузей науки (фізики, економічної науки тощо). Але ж з такого постулату випливає висновок: або цей закон діє поза законами Природи, а значить, і поза Природи, чи Природа існує без цих висновків, голосно названих законом. І знову доводиться повертатися до найважливішого базису науки: найгеніальніший вчений нічого не вигадує сам, але силою свого генія відкриває для всіх і узагальнює те, що є в Природі. З іншого боку, неприпустимо змішувати все в одну купу. Необхідно зрозуміти і визнати, що Природа і Життя надзвичайно різноманітні і включають в себе окремі напрямки знань, кожен з яких є частина єдиного та описує закони тих чи інших явищ і процесів, але не відірваних та ізольованих від цілого - Природи, а належить їй.













 

           Завданням екології є пошук законів функціонування та розвитку даної галузі об'єктивної реальності.

1) Закон обмеженості природних ресурсів. Деякі вчені вважають сонячну енергію практично невичерпною, однак при цьому не беруть до уваги, що серйозною перепоною для її використання є біосфера, антро­погенна зміна якої понад допустиму межу (за правилом - 1%) може призвести до серйозних і тяжких наслідків: штучне привнесення енергії в біосферу досягло вже значень, близьких до граничних.

Зменшення природно-ресурсного потенціалу - в межах однієї суспільно-економічної формації чи способу виробництва й одного типу технології - веде до того, що природні ресурси стають щораз менше доступними і вимагають збільшення затрат праці й енергії на їх добу­вання та транспортування;

2) Закон піраміди енергій - з одного трофічного рівня екологічної піраміди переходить на інші рівні не більше 10% енергії, цей закон дає змогу обчислювати необхідні земельні площі для забезпечення населення продуктами харчування тощо;

3) Закон рівнозначності умов життя - всі природні умови середо­вища, необхідні для життя, відіграють рівнозначну роль. Звідси випливає інший закон - Закон сукупної дії природних факторів;

4) Закон розвитку довкілля, Закон розвитку системи за рахунок навколишнього сере­довища - будь-яка природна система може розвиватися лише за умови використання матеріально-енергетичних та інформаційних можливо­стей навколишнього середовища; абсолютно ізольований саморозвиток неможливий. Із цього закону випливає декілька наслідків:

        абсолютно безвідходне виробництво неможливе;

        будь-яка високоорганізована біотична система, використовуючи та видозмінюючи своє життєве середовище, є потенційною загрозою для більш високоорганізованих систем (завдяки цьому в земній біосфері неможливе нове зародження життя - воно буде знищене організмами більш високоорганізованими, ніж первісні форми живого);

        біосфера Землі як система розвивається не тільки за рахунок ресурсів планети, але й опосередковано, за рахунок і під впливом роз­витку космічних систем;

5) системогенетичний - багато природних систем, зокрема геологічні утворення, особини, біотичні спільноти, екосистеми тощо, в індиві­дуальному розвитку повторюють у скороченій (в закономірно зміненій та узагальненій) формі еволюцію своєї системної структури; цей закон зумовлює необхідність урахування при управлінні природними проце­сами закономірного проходження ними проміжних фаз. Наприклад, вирубаний ліс не можна відновити безпосередньо. Його розвиток пови­нен мати декілька фаз: молодняка, жердняка, середньовікового, стигло­го та перестійного лісу.

6) системоперіодичний, який, наприклад, проявляється у періодичній системі хімічних елементів чи у гомологічних рядах. Базою для ство­рення періодичних таблиць (не лише хімічних елементів чи генетичних взаємозв'язків) служить встановлена глобальна ієрархія природних систем. Дослідження з використанням цього закону дають змогу глиб­ше зрозуміти склад і функціонування природних систем, їх співпідпорядкованість;

7) Закон сукупної дії природних факторів (Мітчерліх - Тінеман - Бауле) - наприклад, вро­жай залежить не від окремого, нехай навіть дуже важливого, фактора, а від сукупності екологічних факторів; коефіцієнт дії кожного окремого фактора в їх спільному впливові різний і може бути обчислений;

8) Закон сукцесійного сповільнення - процеси, які відбуваються у зрілих урівноважених системах, як правило, виявляють тенденцію до упо­вільнення; звідси безперспективними є спроби "творити" природу гос­подарськими заходами без виведення її системи з рівноваги чи ство­рення якихось інших особливих умов для здійснення господарської акції. Наприклад, акліматизація нового виду культурних рослин дає спочат­ку ефект, далі популяційний вибух згасає, і якщо цей вид не стає масо­вим шкідником, то його господарське значення різко зменшується;

9) Правило прискорення еволюції - швидкість формоутворення з бігом геологічного часу збільшується, а середня тривалість існування видів всередині більш крупної єдності (групи) знижується, тобто високо-організовані форми існують менше часу, ніж низькоорганізовані. При­скорення еволюції передбачає і більш швидке зникнення видів, їх ви­мирання, яке відбувається повільнішими темпами, ніж формоутворен­ня, внаслідок чого кількість видів у біосфері в процесі еволюції зростає. Протилежний процес - наростання темпів винищення окремих видів тварин і рослин - пов'язаний із антропогенним впливом, а не з дією заз­наченого вище закону;

10) еволюції, які виявляються в трьох аспектах:

        Закон незворотності еволюції: організм (популяція, вид) не може повернутися до попереднього стану, реалізованого у його предків;

        поступового утворення всього сущого - в природі ніщо не вічне, все має свою історію, Закон історичної незворотності;

        Закон ускладнення організації - полягає в ускладненні організації як окремого організму, так і екосистем завдяки зростанню диференціації функцій і органів, які виконують ці функції;

12) Закон екологічної кореляції - в екосистемі, як і в будь-якому цілісному природному утворенні, всі її компоненти функціонально відповідають один одному; випадання однієї частини системи (знищення виду) не­минуче призводить до виключення всіх тісно пов'язаних з цією части­ною системи інших її частин і до функціональної зміни цілого в рам­ках дії закону внутрішньої динамічної рівноваги.

Незважаючи на велику різноманітність екологічних факторів, у характері їх впливу на організми і у відповідних реакціях живих істот можна виявити ряд загальних закономірностей:

1) Закон оптимальності;

2) неоднозначність дії фактора на різні функції організму чи угру­повання;

3) мінливість, варіабельність і різноманітність відповідних реакцій на дію факторів середовища в окремих особин виду;

4) пристосування видів до кожного з факторів середовища відбувається відносно незалежним шляхом;

5) несумісність екологічних спектрів окремих видів;

6) взаємодія факторів;

7) правило лімітуючих факторів.

(Закон толерантності, Закон мінімуму, Аксіома адаптованості Ч. Дарвіна, Принцип генетичної перед адаптації, Закон відносної незалежності адаптації, Правило відповідності умов середовища генетичної обумовленості організму, Закон єдності "організм—середовище" тощо).

В жартівливій формі, але, мабуть, найбільш ємко, принципи екології сформулював американський еколог Баррі Коммонер. Їх чотири:

1.   Все пов’язано з усім

2.   Все повинно кудись діватися

3.   Природа знає краще

4.   Ніщо не дається задарма або за все приходиться платити

  Інші екологи додають ще один:

5. Правда очищає (Принципи екології Б.Коммонера).

Зрозуміти сутність процесів, що проходять в оточуючому середовищі допоможуть й інші екологічні закони, принципи та правила:

Сформульовані В.І. Вернадським:

        Закон біогенної міграції атомів Закон константності

        Закон максимуму біогенної енергії (Вернадський-Бауер)

        Закон фізико-хімічної єдності живої речовини Закон збільшення розмірів (зросту) та ваги (маси) організмів у філогенетичній гілці,

А також:

        Закон конкурентного виключення

        Закон внутрішньої динамічної рівноваги

        Закон генетичної різноманітності

        Закон кореляції (Ж. Кюв'є)

        Закон максимізації енергії (Г. і Ю. Одум, М. Реймерс)

        Закон односпрямованості потоку енергії

        Закон зменшення енерговіддачі в природокористуванні

        Закон ґрунтостомлення (зниження родючості)

        Закон емерджентності

        Закон необхідної різноманітності

        Біогенний закон (Е. Геккель)

        Закон нерівномірності розвитку частин системи

        Закон збереження життя

        Принцип збереження впорядкованості (І. Пригожий)

        Принцип Ле Шательє-Брауна

        Принцип економії енергії (Л. Онсагер)

        Закон максимізації енергії та інформації

        Періодичний закон географічної зональності (А. А. Григор'єв-М. М. Будико)

        Правило затухання процесів

        Термодинамічне правило Вант-Гоффа-Арреніуса

        Правило Шредінгера "про живлення" організму негативною ентропією

        Правило походження нових видів від неспеціалізоваиих предків

        Принцип дивергенції Ч. Дарвіна

        Принцип прогресуючої спеціалізації

        Правило більш високих шансів вимирання глибоко спеціалізо­ваних форм (О. Марш)

        Екологічне правило С. С. Шварта

        Закон обмеженого росту (Ч. Дарвін)

        Принцип мінімального розміру популяцій

        Правило А. Уоллеса

        Закон збіднення живої речовини в його згущеннях (Г. Ф. Хільмі)

        Правило біологічного підсилення

        Правило екологічного дублювання

        Правило обов'язковості заповнення екологічних ніш

        Правило екотону, або крайового ефекту

        Правило взаємопристосованості організмів у біоценозі (К. Мебіус -Г.Ф. Морозов)

        Принцип формування екосистеми