НОВАЯ СТРУКТУРА ЭКОСИСТЕМЫ И ЕЕ РОЛЬ В СОВРЕМЕННОМ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ

УДК 55; 504; 574
НОВАЯ СТРУКТУРА ЭКОСИСТЕМЫ И ЕЕ РОЛЬ В СОВРЕМЕННОМ
ЭКОЛОГИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ
Трофимов В.Т.1, Харькина М.А.2
1
доктор гмн, профессор, зав. кафедрой, МГУ им. М.В. Ломоносова,
2
кандидат гмн, доцент, снс, МГУ им. М.В. Ломоносова
Аннотация: представлена новая структура экосистемы с учетом геологической
составляющей и классов воздействий на нее, определено соотношение экосистем и экологогеологических систем, раскрыто содержание термина «ресурс геологического пространства».
Ключевые слова: экосистема, эколого-геологическая система, литосфера, вулканизм,
ресурс геологического пространства.
THE NEW STRUCTURE OF THE ECOSYSTEM AND ITS ROLE IN THE ECOLOGICAL
EDUCATION
Trofimov V.T., Kharkina M.A.
Moscow State University, Russia
Annotation: presents a new structure of the ecosystem with regard to the geological
component, position of the ecological geological system in the structure of ecosystem was
demonstrated, the content of the term « resource of the geological space»
Keywords: ecosystem, ecological geological system, lithosphere, volcanism, resource of the
geological space
1.
Термин «экосистема» в классическом образовании существует
давно. Он был введен в научную литературу еще в 1935 г. английским
ботаником А.Тесли, который рассматривал экосистему, как «совокупность
комплексов организмов с комплексом физических факторов его окружения, т.е.
факторов местообитания в широком смысле» [2]. Близкое по содержанию
определение экосистемы дает Ю. Одум [4], который в качестве экосистемы
рассматривал любую единицу (биосистему), включающую все совместно
функционирующие организмы (биотическое сообщество) на данном участке и
взамодействующую с физической средой таким образом, что поток энергии
создает четко определенные биотические структуры и круговорот веществ
между живой и неживой частями.
Параллельно с развитием представлений об экосистемах за рубежом, в
нашей стране в конце тридцатых годов прошлого века В.Н. Сукачев ввел
понятие «биоценоз», по которым понимался участок суши с определенным
составом живых (биоценоз) и абиотических (биотоп) компонентов,
функционально взаимосвязанных между собой [6]. Биотоп включал три
фактора: климатический, почвенный и гидрологический.
Другими словами, литосфера как элемент биотопа в структуре
экосистемы не учитывалась. Такой подход является принципиальной ошибкой,
т.к. на существование и развитие и биоценоза и экосистемы (как более
широкого понятия) оказывают огромное влияние литосфера в целом – ее
состав, подземные воды, геохимические и геофизические поля, современные
эндо- и экзогенные геологические процессы [7].
Достаточно сказать, что академик А.Б. Ронов [5] увязал периоды
активного вулканизма с карбонатонакоплением и развитием жизни.
Рассматривая проблему материальных ресурсов углерода, необходимых для
формирования карбонатных толщ, образования живого вещества и накопления
в осадках остаточного органического вещества, он пришел к выводу, что они
зависят от двух переменных: космической энергии Солнца и глубинной
энергии Земли. Эндогенная энергия Земли регулирует массу углекислоты,
выносимой из недр на поверхность, т.е. материальную основу жизни. С его
точки зрения, если технически стало возможным блокировать все вулканы на
Земле, то при этом от голода погибло бы больше людей, чем гибнет сейчас от
извержений. Такова роль вулканизма в существовании жизни на планете.
2.
Предложена новая структура экосистемы, включающая три
принципиально новых блока – «литотоп», «человеческое сообщество» и
«природные воздействия» (рис).
Рис. Схема структуры экосистемы с учетом геологической составляющей и классов
воздействий на нее [8]
Точками выделены границы эколого-геологической системы: 1-5 – параметры
литосферы: 1 – состав, строение пород и рельеф массива; 2 – подземные воды; 3 –
геохимические поля; 4 – геофизические поля; 5 – современные эндо- и экзогенные процессы
Эколого-геологическая система как объект изучения экологической
геологии входит в состав экосистемы и представляет собой лишь ее часть, хотя
и очень важную. Границы эколого-геологической системы являются
параметрами динамическими. Например, при эколого-ресурсных, экологогеохимических
и
эколого-геофизических
исследованиях
почвы
рассматриваются в объеме эколого-геологической системы, при экологогеофизических1 – нет.
3.
Предложенная новая структура экосистемы предполагает при
описании литотопа использование нового термина – «ресурс геологического
пространства», под которым подразумевается геологическое пространство,
необходимое для расселения и существования биоты, в том числе для жизни и
деятельности человека как биологического вида и социума [1]. Под качеством
ресурса геологического пространства понимается степень пригодности данного
массива литосферы для того или иного вида конкретного освоения. Под
ресурсным
потенциалом
геологического
пространства
понимается
совокупность перспективных, возможных к освоению площадей и объемов
этого пространства.
Проиллюстрируем важность учета ресурсного потенциала и его качества
при одном из видов техногенного воздействия – добыче полезных ископаемых.
Карьерная добыча полезного ископаемого практически полностью исчерпывает
ресурс геологического пространства под расселение людей и любые другие
виды деятельности в пределах горного отвода. Разработка твердых полезных
ископаемых, а также процессы их обогащения приводят к кардинальному
изменению ресурсного потенциала за счет загрязнения почв, пород,
поверхностных и подземных вод. Загрязнение чрезвычайно плохо поддается
удалению, а существующие методы очистки весьма дорогостоящи. Примером
практически полной утраты эколого-ресурсного потенциала обширных
территорий за счет загрязнений всех абиотических сред, может служить
экологическая ситуация, сложившаяся в районе открытой разработки свинцовоцинковых, железомарганцевых и барит-полиметаллических месторождений в
Атасуйском рудном районе центрального Казахстана (месторождения Жайрем,
Каражал, Ушкатын и др.). Благодаря «критическому» сочетанию климата и
открытых разработок началось интенсивное выветривание рудосодержащих
пород, сопровождающееся выносом огромного количества токсичных
элементов, загрязняющих поверхностные и подземные воды [3]. Токсичные
элементы влияют не только на здоровье людей, но и на состояние фито-, зоо- и
микробиоценозов.
Изменение гидрогеологического и гидрологического режимов в районах
шахтных и карьерных разработок полезных ископаемых влечет за собой
существенный ущерб ресурсному потенциалу не только района работ, но и
обширных прилегающих территорий. Формирование обширных по площади
депрессионных воронок и истощение поверхностных водотоков и водоносных
горизонтов вокруг отрабатываемых месторождений ухудшает качество
территориального ресурса под расселение человека, распространение флоры и
фауны, характерной ранее для данной местности. При значительных
водопонижениях нарушаются условия питания водоемов, водотоков и
водоносных горизонтов; в пределах депрессионных зон во всех поверхностных
1
В соответствие с учением об экологических функциях литосферы эколого-геологические исследования
включают эколого-ресурсные, эколого-геодинамические, эколого-геохимические и эколого-геофизические.
источниках истощаются запасы воды, снижается водность рек, падает уровень
озер и водохранилищ, высыхают болота, исчезают родники, ручьи и мелкие
реки. Снижают свою производительность или выходят из строя колодцы и
водозаборы, попавшие в зону депрессионной воронки. Так, в Кузнецком
бассейне, многие шахтерские поселки остались практически без
водоснабжения. Воду доставляют в цистернах [9].
4.
Представленная новая структура экосистемы с учетом
геологической составляющей и классов воздействий на нее представляет собой
теоретический базис экологического образования, на основе которого должна
быть раскрыта экологическая роль литотопа.
Список литературы
1. Геологическое пространство как экологический ресурс и его трансформация под
влиянием техногенеза / Трофимов В.Т., Хачинская Н.Д., Цуканова Л.А. и др. М.: Изд-во
«Академическая наука» − Геомаркетинг, 2014. 566 с.
2. Корбкин В.И., Передельский Л.В. Экология. Ростов н/Д.: Изд-во «Феникс». 2003.
576 с.
3. Кудерина Л.Д. Эпигенетические процессы и миграция металлов в техногенных
зонах // Освоение недр и экологические проблемы – взгляд в ХХI век / Тр. Междунар. конф.
М.: ИПКОН РАН. 2000. С. 273-274.
4. Одум Ю. Основы экологии. Пер с англ. М.: Мир, 1975. 740 с.
5. Ронов А.Б. Вулканизм, карбонатонакопление, жизнь (закономерности глобальной
геохимии углерода) // Геохимия, № 5, 1976. С. 1252-1277.
6. Сукачев В.Н. Основы типологии и биогеоценологии (Избранные труды). Т.1. Л.:
Наука, 1972. 332 с.
7. Трофимов В.Т. Структура экосистемы: классические представления и новый
подход, его следствия // Геоэкологические проблемы современности. Доклады IV
международной научной конференции. Владимир, 20 - 22 сентября 2012 г, Владимир: ВГГУ,
2012. С. 17-23.
8. Трофимов В.Т. Эколого-геологическая система, ее типы и положение в структуре
экосистемы // Вест. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2009, №2. С. 48-52.
9. Трофимов В.Т., Харькина М.А., Хачинская Н.Д., Цуканова Л.А. Трансформация
ресурса качества геологического пространства при добыче твердых полезных ископаемых //
Современные проблемы гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии Урала и
сопредельных территорий. Матер. II Всероссийской научно-практической конф. 9-12 декабря
2013 г. Екатеринбург, Екатеринбург: УГГУ, 2013. С. 44-47.