7. Основи розподілу речовин та енергії екосистем.

Функціонування екосистеми будь-якого рівня здійснюється лише за рахунок використання матеріально-енергетичних і інформаційних можливостей навколишнього середовища.

Визначальною характеристикою життя як особливої форми існування матерії є обмін речовин.

Обмін речовин окремих організмів із навколишнім середовищем у процесі подиху, харчування, різноманітних виділень, або в більш загальному виді - кругообіг речовини в екосистемах можливий лише в процесі використання і передачі енергії.

Кожній екосистемі і всім організмам в ній потрібний постійний і достатній приплив енергії для підтримки достатньо складних внутрішніх зв'язків, без чого не можливо протистояти ентропії, тобто прагненню енергії перейти не в корисну для організму роботу по обміну речовини (або кругообігу речовини у екосистемі ), а в тепло і розсіятися в навколишньому просторі. В екосистемі, як і у біосфері в цілому, основними потоками енергії є потоки концентрованої (в основному Сонячної ) і розсіяної енергії (теплової ). Живі організми, у деякому змісті, можна порівнювати зі своєрідними машинами, що виробляють біомасу. Розрахунки показали, що КПД рослинної машини не більше 1%, тобто тільки 1% сонячної енергії, запасено в рослинній продукції. Куди ж витрачаються інші 99% ?

Достатньо велика кількість (30-40%) променистої енергії не проникає в листя і відбивається від їхньої поверхні.

Потік сонячної енергії перетвориться рослинами в процесі фотосинтезу в енергію хімічних зв'язків, яка послідовно переходить із їжею від рослин до тварин - консументів першого порядку, від них – до консументів другого і більш високих порядків, а по мірі загибелі організмів або виділення ними покидьків - до редуцентів.

Особливістю перетворення енергії в екосистемах є її одностороння спрямованість - промениста енергія, пройшовши ряд перетворень, у значній мірі розсіюється у вигляді тепла. Таким чином, для нормального функціонування екосистеми необхідна постійна і достатня притока концентрованої енергії, спроможної перетворюватися в роботу, при цьому ентропія навколишнього середовища збільшується, тому обов'язково необхідний стік теплової енергії з екосистем.

8. Антропогенний вплив на функціонування екосистем.

Вплив людини на навколишнє його природне середовище може розглядатися в різних аспектах залежно від мети вивчення цього питання. З точки зору екології представляє інтерес розгляд впливу людини на екологічні системи під кутом зору відповідності чи протиріччя дій людини об'єктивним законам функціонування природних екосистем. Спрямованість і ступінь цих змін такі, що самою людиною їм дано назву екологічна криза.

Сучасна екологічна криза характеризується такими проявами:

- Поступова зміна клімату планети внаслідок зміни балансу газів в атмосфері;

- Загальна і місцева (над полюсами, окремими ділянками суші) руйнація біосферного озонового екрану;

- Забруднення Світового океану важкими металами, складними органічними сполуками, нафтопродуктами, радіоактивними речовинами, насичення вод вуглекислим газом;

- Розрив природних екологічних зв'язків між океаном і водами суші в результаті будівництва гребель на річках, що призводить до зміни твердого стоку, нерестових шляхів і т.п.;

- Забруднення атмосфери з утворенням кислотних опадів, високотоксичних речовин в результаті хімічних і фотохімічних реакцій;

- Забруднення вод суші, в тому числі річкових, службовців для питного водопостачання, високотоксичними речовинами, включаючи діоксини, важкі метали, феноли;

- Опустелювання планети;

- Деградація грунтового шару, зменшення площі родючих земель, придатних для сільського господарства;

- Радіоактивне забруднення окремих територій у зв'язку з захороненням радіоактивних відходів, техногенними аваріями і т.п.;

- Накопичення на поверхні суші побутового сміття та промислових відходів, особливо практично неразлагающихся пластмас;

- Скорочення площ тропічних і північних лісів, що веде до дисбалансу газів атмосфери, в тому числі скорочення концентрації кисню в атмосфері планети;

- Забруднення підземного простору, включаючи підземні води, що робить їх непридатними для водопостачання і загрожує поки ще мало вивченої життя в літосфері;

- Масове і швидке, лавиноподібне зникнення видів живої речовини;

- Погіршення середовища життя в населених місцях, насамперед урбанізованих територіях;

- Загальне виснаження і брак природних ресурсів для розвитку людства;

- Зміна розміру, енергетичній та біогеохімічної ролі організмів, переформування харчових ланцюгів, масове розмноження окремих видів організмів;

- Порушення ієрархії екосистем, збільшення системного одноманітності на планеті.

Щоб приймати довгострокові рішення щодо охорони навколишнього природного середовища, необхідно звернути увагу на принципи, що визначають сталий розвиток, а саме:

- Стабілізація чисельності населення;

- Перехід до більш енерго- і ресурсозберігаючого способу життя;

- Розвиток екологічно чистих джерел енергії;

- Створення маловідходних промислових технологій;

- Рециклізація відходів;

-Створення збалансованого сільськогосподарського виробництва, не виснажує ґрунтові і водні ресурси і не забруднює землю і продукти харчування;

- Збереження біологічної різноманітності на планеті.