Город как экосистема – Презентация занятия № 11 элективного курса «Природа и человек» на тему: «Экология города. Городские экосистемы»

2.2 Город как экосистема

Может показаться странным, но город — это тоже экосистема. Искусственная, созданная руками человека, но экосистема.

С точки зрения эколога, город как экосистема отличается не огромными зданиями, скоплением людей и автомобилей и даже не загрязнением среды, а прежде всего гетеротрофностью. Это значит, что экологическая система города основана не на запасании солнечной энергии и ее последующем использовании, как это происходит в естественных экосистемах. Основные источники энергии для города — это находящиеся далеко за его пределами месторождения угля, газа, нефти, гидро— и атомные электрические станции. Невелико в городе и собственное производство биомассы, и оно не в состоянии обеспечить продуктами питания даже малую часть горожан. Такая экосистема не может быть устойчивой, и все процессы регулирования потоков вещества и энергии берет на себя человек. Человек следит за размером таких экосистем. Он вынужден определять потребление энергии и ресурсов, количество отходов, поступающих в воду, атмосферу и почву. Города, с одной стороны, создают для населения определенные преимущества, а с другой — способствуют замене природных экосистем искусственными. Большой город изменяет атмосферу, почву, растительность, рельеф, водоемы, подземные воды, температуру воздуха. В городах значительно изменены электромагнитные поля, радиационный фон. Территория больших городов получает значительно меньше солнечного света. Над ними чаще бывают туманы и облачность. Города являются одним из крупнейших загрязнителей на планете.

Большое количество промышленных предприятий и транспортных средств приводит к возрастающему загрязнению среды обитания не только на территории самих городов, но и далеко за их пределами.

2.3 Отличие города от естественных гетеротрофных систем

От естественных гетеротрофных экосистем город отличается следующими особенностями:

1. Гораздо более интенсивный поток энергии на единицу площади. Для этого требуется больший приток концентрированной энергии извне, которая поступает, главным образом в виде горючих ископаемых. Всю энергию для своей жизнедеятельности в виде продуктов питания, сырья и топлива промышленно-городские системы получают от естественных и полуестественных систем. Величины этой энергии по меньшей мере на 2 – 3 порядка больше того потока энергии, который поддерживает существование систем I — III типов. Вот почему множество людей может жить на небольшой площади города. При этом на поддержание жизнедеятельности людей как живых организмов расходуется лишь очень небольшая часть поступающей в города энергии. Например, в США 1 человек потребляет в среднем 1 млн ккал энергии пищи в год, тогда как общие затраты энергии в городе в расчете на одного человека по меньшей мере в 80 раз выше.

2. Огромное превышение расхода энергии над ее запасами в системе. В естественных экосистемах это соотношение близко к соотношению Шредингера, или отношению суммарного дыхания сообщества к его биомассе (R/B). Поэтому промышленно-городские экосистемы являются очень неустойчивыми по сравнению с естественными (типы I и II) и даже полуестественными (тип III) природными экосистемами.

3. При современных методах ведения городского хозяйства солнечная энергия в самом городе практически не используется (не считая, разумеется, дневного освещения и высокой летней температуры, что позволяет экономить топливо на освещение и обогрев). Иногда она становится даже дорогостоящей помехой, поскольку нагревает здания летний период и способствует образованию смога. Поэтому для поддержания функционирования городских экосистем требуется такое огромное количество энергии. Она используется в первую очередь для откачки в окружающую среду энтропии, образующейся в городе. Примерами этого являются ремонт зданий, уборка улиц, вывоз мусора, функционирования систем очистки и т. д. Возможно, в будущем, по мере роста цен на горючее произойдет переход к новым типам городских экосистем, которые будут существовать преимущественно за счет энергии Солнца и использованием вспомогательной энергии горючего. Очень важным представляется разработка новых технологий, которые позволили бы концентрировать солнечную энергию до такого уровня, чтобы она могла не просто дополнять энергию топлива, но и частично замещать ее. Уже сейчас все более широкое применение находят различные устройства (солнечные батареи и т. п.), использующие энергию Солнца для производства электричества, обогрева и кондиционирования зданий и т.д.

4. Большие потребности в поступлении различных веществ извне, например, металлов для промышленности и торговли, а также для поддержания жизни людей;

5. Более мощный и ядовитый поток отходов, многие из которых являются синтетическими соединениями, более токсичными, чем сырье из которого они получены.

6. Изменения параметров среды на входе и выходе экосистемы города гораздо выражены значительно сильнее, чем в любой естественной экосистеме. Большинство городов имеет широкий «зеленый пояс» растительности, который включает атотрофный компонент – деревья, кустарники, травяные газоны, а часто и водоемы – озера, пруды и пр. Органическая продукция этого зеленого компонента не играет заметной роли в снабжении механизмов и людей, столь плотно заселивших город. Без огромных поступлений пищи, горючего, электроэнергии, сырья и воды механизмы быстро бы прекратили бы работу, а люди – погибли бы от голода или покинули город. Городские зеленые насаждения и водоемы представляют огромную эстетическую и рекреационную ценность. Они смягчают колебания температуры в городе, уменьшают шумовое загрязнение и запыление, дают местообитание певчим птицам и другим мелким животным. В среднем около 30% территории города лишено естественного растительного покрова, поскольку она покрыта асфальтом, бетоном и занята зданиями и сооружениями. Однако городская растительность благодаря садоводческой деятельности человека и различным мерам ухода характеризуется значительно большим видовым разнообразием, а благодаря внесению удобрений — даже большей продуктивностью. Естественный вынос органического вещества из природных лесов невелик или вовсе отсутствует. Напротив, из городских лесов и парков на свалки ежегодно вывозится более половины чистой первичной продукции в виде срезанных ветвей, листьев и скошенной травы. Было бы полезнее использовать это вещество как органическое удобрение для полей и огородов, как местное топливо и на другие хозяйственные цели. Ежегодные затраты энергии на содержание городского газона в США, включающие труд, бензин, удобрения, оцениваются в 528 ккал м-2. Примерно столько же требуется энергии, чтобы вырастить хороший урожай кукурузы. Экологические особенности городов Площадь суши, занятая городами, невелика – от 1 до 5% в разных районах мира. Однако, города, воздействуя на прилегающие естественные экосистемы, изменяют природу водоемов, лесов и полей, атмосферы и океанов. Город может влиять на удаленный от него лес не только непосредственно загрязняя воздух, но и косвенным образом, посредством изменения практики лесоводства. Например, для удовлетворения растущего спроса на бумагу и деловую древесину естественные леса заменяются периодически вырубаемыми плантациями деревьев одного вида и возраста. Образующиеся в результате функционирования города тепло, пыль и другие вещества, загрязняющие воздух, заметно изменяют климат городов, по сравнению с климатом прилегающей местности. Как правило, в крупных городах теплее, в них повышена облачность, меньше солнечного света, больше мороси и тумана, чем в окружающей сельской местности. Городское строительство, особенно сооружение индивидуальных домов и промышленных построек в пригородах является одной из главных причин эрозии почв и снижения уровня грунтовых вод. Даже слабозаселенные, удаленные от городов районы могут подвергаться сильному их влиянию, поскольку из таких районов в города поступают продукты питания, сырье, вода и другие материалы. Кроме того, загрязнение воды и воздуха может ощущаться очень далеко от города. Крупные промышленные города в высокоразвитых странах, потребляя огромное количество вещества и энергии, производит помимо тепла огромное количество твердых, жидких и газообразных отходов. Значительная часть этих отходов в той или иной степени очищается на очистных сооружениях, на что также расходуется большое количество энергии и финансовых средств. Тем не менее, благодаря законодательным мерам и общественной активности состояние окружающей среды в городах и их окрестностях в этих странах в последние годы улучшилось. В развивающихся странах города потребляют меньше вещества и энергии в расчете на одного их жителя. Однако недостаток или отсутствие в этих городах очистных сооружений часто приводит к более сильному негативному воздействию этих городов на окружающую среду. Современный город фактически паразитирует на окружающих его природных экосистемах. При существующем порядке хозяйствования город, забирая огромное количество вещества и энергии из окружающих экосистем, не производит или почти не производит пищи или других органических веществ, не очищает воздух, не возвращает или почти не возвращает в круговорот воду или неорганические вещества. С другой точки зрения можно считать, что город находится в симбиотических отношениях с окружающей его местностью. Он производит товары, услуги, деньги и культурные ценности, обогащает ими сельское окружение, а получает в обмен на него пищу, энергию и сырье. Таким образом, город необходимо считать экосистемой в полном смысле этого термина, если рассматривать его вместе с обширным природным окружением. Емкость городской среды Чем крупнее город, тем больше он содержит элементов и связей между ними. Из курса общей экологии мы знаем, что с увеличением размеров тела организма общая величина его метаболизма возрастает, однако величина метаболизма на единицу массы снижается. Общая энтропия системы возрастает с увеличением ее размеров. В результате этого все большая и большая доля энергии должна использоваться на поддержание состояния и все меньшая доля энергии остается для ее развития. Когда расходы энергии на поддержание уравниваются с количеством доступной энергии, дальнейший рост прекращается, т.е. достигается максимальная емкость среды. Такая же закономерность отмечена и для городских экосистем.

7. Рост разных форм загрязнения среды. Поддержание жизни крупных городов, особенно мегаполисов и городских агломераций, протянувшихся на сотни километров, становится крайне дорогим. Все их здания и сооружения (дороги, водопровод, канализация) постепенно устаревают и требуют ремонта или замены. Отходы каждого города сваливаются на «задний двор» другого. Многие специалисты считают, что в городах экономические функции максимизированы до такой степени, что их максимизировать его социальные и функции просто невозможно. В крупных городах стоимость жизни, а часто и налоговый пресс (в США и др. странах) достоверно коррелируют с численностью населения. Многие жители крупных городов желают переселиться из города в собственный дом в пригороде, но сделать это могут лишь богатые. Разумный баланс между затратами и выгодами жизни в городе (особенно в столице) по-видимому складывается в городе с населением около 100 тысяч человек. Возможно, в идеале каждый регион должен иметь один очень крупный город, дающий те культурные преимущества, которыми могут обладать лишь очень крупные города. В их числе – учебные заведения, театры, музеи, высококлассные спортивные команды, гастроли мировых знаменитостей, спортивные соревнования высшего уровня. . Кроме крупного города в каждом регионе должно иметься множество небольших городков и поселков, обеспечивающих такое качество жизни, которое удовлетворяет большинство людей. Однако труд и энергия, затрачиваемые на их уход и благоустройство города уход увеличивают энергетические затраты и бюджет города. В конечном итоге эти расходы оплачивают налогоплательщики, которые живут не только в этом городе, но и в его окрестностях. Расходы на содержание столицы любого государства несут все его граждане. Очевидно, что крупный центральный город не может самостоятельно обеспечить себя, поэтому нуждается в бюджетных дотациях. Они являются платой за те услуги, которые крупный город оказывает всему региону, а если столица – то и всей стране. Если все города будут хорошо забуферены и окружены зелеными поясами и сельскохозяйственными угодьями, которые обеспечивают необходимое качество жизненной среды их жителей, то невыгодность существования городов с энергетической точки зрения можно понизить до приемлемого уровня. Нетрудно оценить емкость среды для сельскохозяйственной общины, ведущей натуральное хозяйство, не использующей ирригации и дополнительных вложений (машины, удобрения, пестициды). В этом случае энергия для поддержания ее существования (преимущественно, пищевые продукты) поступает из прилегающей местности, а не из удаленных районов. В Индии плотность населения в сельской местности линейно связана количеством осадков. При годовой норме осадков, равной 100 мм, на 1 га пахотной земли может прокормиться 2 человека, при 1000 мм – 4,5 человека, а при 3000 мм – 6 человек. Оценить поддерживающую емкость среды для индустриального городского общества гораздо сложнее, поскольку такие общества поддерживаются большими количествами дополнительной энергии. Она часто извлекается из не возобновляемых запасов горючих полезных ископаемых, которые были созданы задолго до появления человеческой цивилизации. Кроме того, городское общество потребляет огромное количество воды, сырья, древесины и т.п. В США на одного городского жителя в сутки расходуется пищи с 0,8 га сельскохозяйственных угодий, бумаги и других изделий из дерева — с 0,4 га, воды – 7570 л (из них на питье и бытовые нужны – только 300 – 400 л). Таким образом, чтобы кормить, поить и одевать город с населением 1 млн. человек, который занимает площадь в среднем 260 км2 требуется гораздо большая площадь. Лишь для производства продуктов питания необходимо 800 тыс. га, или 8000 км2. Для получения ежегодных 7,6 млрд л воды необходим огромный водосборный бассейн (площадью в десятки тысяч км2) с обильными атмосферными осадками. Уже сейчас человечество изымает из Биосферы на различные цели не менее 20% ее чистой первичной продукции. Во многих регионах, особенно засушливых, наблюдается недостаток чистой питьевой воды и даже воды для целей ирригации. Большинство специалистов считает, что человечество уже превысило емкость среды Биосферы или, во всяком случае, очень близко подошло к этому пределу. Воздействия города на природную среду Потери плодородных земель. Рост площади городов, пригородов и пр. приводит к сокращению площадей сельскохозяйственных угодий. Например, площадь Мехико за последние 20 лет увеличилась на 2700 км2. за счет наиболее плодородных земель. Потеря сельскохозяйственных угодий происходит также в результате добычи нужных для функционирования города полезных ископаемых и строительных материалов, строительства дорог и т.п. Загрязнение атмосферы. В атмосфере до начала промышленной революции имелось только 24 газообразных веществ. В настоящее время в ней можно найти свыше 3000 газов, которые производит промышленность, транспорт и т.п. Кроме того, содержание СО2 за последние 150 лет увеличилось с 0,028- 0,029% до 0,034%. Над городскими территориями возросла концентрация SO3 и NO3, а также таких органических соединений, как фреоны, метан и т.п. Образование «теплых островов». Температура в крупных городах существенно выше, чем в прилегающей сельской местности. Особенно сильна эта разница (до 3-6оС) вечером в летний период, когда нагревшиеся за день на Солнце здания, и асфальтовые и бетонные покрытия отдают тепло. Кроме того летом воздух дополнительно нагревают многочисленные автомобили и кондиционеры. Сочетание повышенной температуры и атмосферных загрязнителей благоприятствует образованию озона. Нарушения гидрологического режима. На урбанизированных территориях значительно возрастает доля водонепроницаемых участков – до 35% от общей территории города – это дороги с асфальтовым и бетонным покрытием, здания и т.п. В среднем на незастроенной территории 40% дождевых осадков испаряется, 10% уходит с поверхностным стоком, а 50% — в грунтовые воды. На урбанизированной территории испаряется 25% осадков, в подземные воды уходит 32%, а с ливневыми стоками – 43%. Это приводит к понижению уровня грунтовых вод. Кроме того, ливневые стоки выносят большое количество загрязнителей непосредственно в реки и озера. Фрагментация природных ландшафтов. Развитие городов приводит к выборочным вырубкам пригородных лесов. В результате сплошной лесной массив распадается на ряд не связанных друг с другом участков. Это приводит к нарушению естественной среды обитания для крупных лесных животных – копытных и т.п., нарушению естественных путей их миграции, фактору беспокойства. и исчезновению многих видов. Сокращение биологического разнообразия. Разнообразие растений в городах, как правило, выше, чем в природе по причине интродукции. Разнообразие животных, как правило, ниже. Загрязнение почвенного слоя. В городах площади почв, близкие по структуре к естественным, не превышает 25%.

Часть 3.1. Город как экосистема. Особенности.

3. Биологические и социальные аспекты жизни собак и кошек в населенных пунктах.

3.1. «Экологическое равновесие» в городе и его отличие от природного.

      3.1.1. «Экологическое равновесие».

     Начнем по порядку – с «экологического равновесия». Точнее, с общих закономерностей экологической системы населенных пунктов. Они и определяют, каким образом складываются те или иные относительно устойчивые («равновесные») состояния городской экосистемы.

     Заметим, что термин «экологическое равновесие» сейчас популярен в свете идей охраны природы и «зеленого» движения. В строгом смысле такое «равновесие» — явление, возникшее естественным путем. Его уместно использовать для описания естественных экологических систем, например, леса, где сложнейшие взаимосвязи между видами флоры и фауны формировались на протяжении тысячелетий, и где каждое рождение и каждая смерть не напрасны и служат для поддержания общего баланса. Возьмем утрированный пример: хищники питаются растительноядными животными (что служит фактором, не позволяющим растительноядным слишком размножиться, позволяет освобождаться от больных и неполноценных особей) – но в случае переизбытка хищников начнут интенсивно гибнуть уже они сами из-за уменьшения числа жертв (а это сохранит экосистему от дальнейшего, чрезмерного падения численности травоядных…) и т.п. В городе, как будет показано ниже, столь выверенного и возникшего естественного путем баланса нет.

 

     3.1.2. Общие закономерности и связи между элементами городской экосистемы .

     Упрощенно говоря, экологическая система – это рассматриваемая как целое совокупность живых существ, со всеми своими взаимными связями, находящихся в общей для них среде обитания.

     Город как экосистема значительно отличается от экосистем природных. Рассмотрим разницу подробнее, особо обращая внимание на наиболее интересующие нас, значимые виды животных.
       Современный город как среда обитания – прежде всего совершенно эволюционно уникальное и абсолютно новое в истории Земли сочетание искусственных неживых объектов (дома, дороги, автотранспорт и т.д.) и огромного количества особей одного вида разумных существ – то есть людей, создающих и изменяющих эти объекты. Города возникли и существуют в природных, естественных ландшафтах; их экосистема в какой-то мере включает в себя элементы прежней, существовавшей до возникновения города, природной экосистемы – но это лишь отдельные элементы, а не целостная система.

     Городская экосистема как тип сформировалась в ничтожный по природным меркам срок – несколько десятилетий, в лучшем случае веков. Тогда как типы естественных экосистем формировались на протяжении, по меньшей мере, десятков и сотен тысяч лет.
     В экосистемах осуществляется круговорот вещества и энергии.  В естественных экосистемах (крупных, уровня биогеоценозов) существует в основном замкнутый круговорот вещества. Животные получают пищу (органическое вещество) и, соответственно, энергию, от местных зеленых растений. Затем органика передается по пищевым цепям (от травоядным к хищникам), вещество всех отмерших животных и растений возвращается обратно в цикл с помощью микроорганизмов-деструкторов.        В городе — цикл в основном разомкнутый. Растения являются лишь незначительным компонентом экосистемы, и их обилие регулируется человеком – посредством устройства (или уничтожения) зеленых зон, парков, скверов, газонов и проч. В питании городских позвоночных животных местные растения играют относительно малую роль (например, семена растений служат кормом для всеядных синантропных птиц) или не играют совсем (домашние собаки и кошки не используют городские растения как пищевой ресурс). Преобладающий поток органического вещества, пригодного для потребления крупными животными, поступает в город извне. Основная часть органики ввозится в город человеком (в виде пищевых продуктов – результат внегородского сельхозпроизводства, рыболовства и т.д.). Большая доля отходов также выводится за пределы поселения, например, на свалки. Итак, основные источники пищи для крупных животных контролируются человеком – как городской растительный мир, так и основной ресурс – продукты питания.

     Пищевые связи между видами в природной экосистеме существуют в виде сложных долгосрочных многозвенных цепей, образующих целые биоценотические сети. Каждый вид животных потребляет «органику», предоставляемую другими организмами, и сам служит пищей для следующих звеньев пищевых цепочек. Общее направление цепочек (точнее, «цепей выедания») таково: растения служат кормом для травоядных, а травоядные – для хищников. Причем некоторые относительно слабые хищники в свою очередь являются пищей для более сильных.

В городе же пищевые связи в значительной степени случайные и короткие – потому, что в питании животные привязаны к человеку, а не друг к другу (за исключением остатков природной среды в виде лесопарков и т.д.).

     Человек определяет не только характер и обилие кормовой базы в городе, но и «пространственные ресурсы» — то есть предоставляет для животных убежища, укрытия, логова в своих зданиях и сооружениях, определяет пространственные характеристики местообитаний (жилая застройка, склады, промышленная застройка и т.д.). Это происходит двояким образом: 1. целенаправленно, когда люди специально создают условия для комфортной жизни для избранных животных (как правило, домашних) в своих квартирах, домах, дворах, и 2. нецеленаправленно – животные самостоятельно используют конструктивные особенности сооружений с пустотами и дырами, осваивают доступные подвалы, стройплощадки, пустыри и т.д.

     И климатический фактор значительно зависит от человека: температурный режим в предоставляемых человеком укрытиях значительно отличается от природного — домашние животные зимой не страдают от холода в квартирах хозяев. А бездомные собаки и кошки и дикие животные-синантропы (см. ниже) – могут греться в открытых подвалах, на чердаках, вблизи трубопроводов теплоснабжения и т. п.

     Таким образом, и большинство так называемых абиотических (не связанных с питанием) факторов – например, наличие и характер убежищ — также заданы людьми. Даже микроклимат, температурный и световой режимы в городе заметно отличаются от окружающих природных и подвержены значительным локальным вариациям. Таким образом, параметры и кормовой базы, и мест обитания – почти все задано целенаправленной или нецеленаправленной деятельностью человека (см. также Приложение 1)

     Сумма, доступность и распределение всех ресурсов определяют потенциальную максимальную численность того или иного вида – так называемую «поддерживающую емкость среды». Деятельность человека по активному регулированию численности того или иного вида определяет, достигнет ли она максимально возможных значений или нет.

 
      3.1.3  Стабильность и равновесие.

     Стабильность экосистем — естественной и городской — разная. В сложившейся природной экосистеме ни один вид не может резко поменять условия, в городе – человек обладает такой возможностью. «Природная система – обладает сравнительно высокой стабильностью, имеется динамическое равновесие и саморегуляция. У городской – стабильность низкая, система постоянно подвергается различным антропогенным возмущениям. Саморегуляция почти отсутствует, человек сам должен выполнять регуляторную функцию»  (Клауснитцер Б. Экология городской фауны. М., 1990).

     Особенно хочется обратить внимание на последний тезис ввиду распространяемых идей о якобы присущей городским животным саморегуляции (или «саморегулировании») своей численности. «Саморегуляция» численности животных в городе, особенно животных домашних – это «саморегуляция» воды в стакане. Чем больший по размеру стакан возьмет человек — тем больше воды в него влезет. Чем более (менее) благоприятные в экологическом смысле условия создаст человек, осознанно или неосознанно, для определенного вида в городе – тем больше (меньше) будет численность этого вида. Размеры стакана – то есть параметры экологических ниш, задаются человеческой деятельностью. Весь этот контроль осуществляется либо преднамеренно, либо непреднамеренно – косвенная регуляция численности и межвидовых отношений за счет изменения параметров городской среды.

     Размах человеческого регулирования потенциально почти безграничен и лимитирован только специфическими цивилизационными факторами: доступными технологиями и экономической целесообразностью. Например, теоретически можно строить здания абсолютно без малых пустот и полостей, в которых живут грызуны, но в массе это технологически сложно и экономически невыгодно (пока?). В эти параметры регулирования, кстати, может входить и благоприятствование одному виду в ущерб другому (см. ниже).

 

       3.1.4 . Комменсализм городских животных по отношению к человеку. Пищевые цепи.

     Если рассматривать только высших позвоночных животных — впрочем, это частично касается и многих групп беспозвоночных — то выясняется, что городская экосистема сильно обеднена видами по сравнению с большинством естественных экосистем, зато основные виды обычно представлены «неестественно» большим числом особей на единицу площади. Это: 1) домашние собаки и кошки, в том числе и бездомные, а также все прочие домашние животные, содержащиеся в городе и 2) дикие синантропные животные, классические примеры — крысы, мыши, воробьи, вороны, чайки и т.д. Их численность в немалой степени зависит от степени лояльности животных к человеку – наиболее многочисленны те, кто меньше человека боятся. Разница между бездомными домашними животными и дикими синантропными животными заключается в том, что домашние животные были приспособлены человеком к жизни рядом с ним (одомашнены) и когда-то введены в населенные пункты ради определенных утилитарных целей; дикие синантропные животные в общем сами приспособились к соседству с человеком и поселились в городе самостоятельно или вследствие случайного, непреднамеренного завоза. Домашние животные прошли целенаправленный или нецеленаправленный искусственный отбор в ходе процесса одомашнивания, дикие синантропные такого отбора не проходили.

     С точки зрения использования пространства городские животные — это квартиранты человека, обитающие в его искусственно созданном для себя ландшафте. А в аспекте пищевых (трофических) межвидовых отношений большинство крупных городских животных являются нахлебниками-«комменсалами» по отношению к человеку, в своем питании полностью или почти полностью от него зависящими, подъедающими за ним пищу, которая человеку уже не нужна (отбросы) или которую он специально выделяет животным (подкормка). «Комменсализм» иногда определяется как сотрапезничество или нахлебничество. Происхождение термина — от латинских cum – «вместе», «с» и mensa – «стол». Является формой взаимоотношения видов, при котором один вид – хозяин — предоставляет для другого условия для существования, сам экологически не завися от нахлебника. Примеры из природы – акула и рыба-прилипала, лев и шакал. Но комменсализма таких масштабов, как в городе, природа, пожалуй, не знает. Один вид — человек кормит огромное количество крупных животных, причем нескольких видов сразу.

      (Как и при природном комменсализме, численность хозяина-человека трофически не зависит от численности нахлебников (но не наоборот!). В биологическом смысле это односторонняя связь – ведь комменсалы не объедают человека как вид, конкурируя с ним за пищу, и не охотятся на него. (Впрочем, категоричность этого тезиса в отношении собак в современных российских условиях можно поставить под сомнение, так, бездомные собаки могут перехватывать у бомжей объедки из контейнеров – конкуренция, а случаи гибели людей от нападений собак можно расценивать как пример охоты. Однако эти исключения не делают погоды. Кроме того, человек подчиняется не только непосредственным биологическим закономерностям, и животные могут оказывать на него воздействие в других сферах: санитарного благополучия и комфортности среды обитания, социально-психологической и др. Но в любом случае, животные намного больше зависят от человека, чем он от них).      

      Проанализируем подробнее некоторые закономерности городской экосистемы применительно к этим самым значимым видам животных. Как уже было указано, пищевые продукты человека, в том числе и в виде отбросов – первое звено  коротких трофических цепей. Вторым звеном  и являются основные синантропные и домашние животные. Далее «пищевые цепи выедания», как правило, не простираются – то есть нет или немного видов-хищников, строящих свое существование на поедании представителей первого звена. Ведь отбросов и подкормки относительно много, кроме того, они на любой вкус (для воробьев – мелкие крошки на асфальте, для голубей – крошки покрупнее, для крыс – объедки в мусоропроводах, для собак – в пакетах из баков или из рук прохожих). Так человеческой деятельностью не только предоставлен обильный корм, но и заметно разделены в пищевом отношении «экологические ниши» среди всеядных синантропов и домашних животных. Это позволяет существовать очень плотным популяциям, переводит межвидовую конкуренцию «за пищу» на периферию «экологических ниш» (если не происходит радикальной перестройки среды человеком, дающей преимущество тому или иному виду) и делает хищничество ради прокорма относительно неважным для выживания видов. (Что, однако, автоматически не означает мирного сосуществования. Есть сильная внутривидовая конкуренция, есть и «охота ради охоты», часто инспирируемая человеком.) Настоящих природных хищников, существующих именно за счет поедания добычи, в городе нет или мало – не очень уживаются они с человеком. (За относительно редкими исключениями вроде охотящихся на голубей ястребов, малочисленных соколов кое-где на высотных зданиях и каменной куницы в южных российских городах и др. В любом случае, их численность ниже той, которая может быть поддержана имеющейся для них потенциальной кормовой базой).

     Кстати, значительно чаще природные хищники заходят в города не ради охоты, а ради тех же отбросов, которые они собирают на помойках (см. синантропизация и ее последствия в Приложении 4)

 

     3.1.5 Устойчивые состояния – результат человеческой деятельности.

     Итак, город — это искусственная система, созданная и поддерживаемая человеком, нечто вроде огромного дома или квартиры, в которой только её творец и хозяин — человек — может поддерживать то или иное устойчивое состояние, то есть то самое «равновесие». Это особенно важно для более-менее крупных животных города – прежде всего, это домашние животные (кошки и собаки, в том числе бездомные) и синантропные дикие животные (голуби, крысы, воробьи и т.д.). Их питание зависит от корма, который им специально (кормление) или непреднамеренно (отходы) предоставляет человек. Их дома, убежища, логова и норы либо расположены непосредственно в строениях человека (например, у домашних животных), либо их наличие иным способом зависит от его деятельности, например, для некоторых птиц — от количества высаженных в городе деревьев. Даже климат и освещенность в городе не совсем естественные – даже вне помещений зимой в городе теплее, а ночью – светлее, чем за городом.

     Кроме того, история современного типа городской среды, асфальто-бетонного пространства — это всего несколько десятилетий. Этого маловато для возникновения равновесной экосистемы. Человек своей деятельностью постоянно, беспрерывно меняет условия обитания. Связи между видами животных в городе грубее, примитивнее, несбалансированнее, чем в природе.

     Следовательно, в городе та или иная экологическая ситуация (относительно устойчивое состояние, характеризующееся определенным числом животных разных видов и их соотношением) возникает не сама собой, а определяется как равнодействующая сил действия или бездействия человека, зависит от его умения или неумения управлять созданной им экосистемой.

     Весь этот контроль осуществляется либо преднамеренно, либо непреднамеренно – в последнем случае это косвенная регуляция численности и межвидовых отношений за счет изменения параметров городской среды (подробнее см. Приложение 1.)

p class=

Экосистема города | «Зелёный полюс»

Экологические проблемы городов появились десятки сотен лет назад и не получили своего разрешения до сих пор. Эти проблемы укрупнились вместе с ростом численности и величины городов и несколько трансформировались под влиянием научно-технической революции и индустриализации.

Город, как экосистема, для своего существования должен получать энергию, пищу и перерабатывать отходы. Проблемой для экологии он стал тогда, когда количество выбрасываемых им отходов: жидких, твердых и газообразных, стало таким по количеству и качеству, что окружающая природа, куда они попадали, не стала справляться с их переработкой. Кроме того, город не может самостоятельно производить такое количество пищи, которое было бы достаточно для его существования. Подтверждением этому может служить общепринятое определение понятия «город». А именно, что это место, где проживает население не занятое в сфере сельскохозяйственного производства. Значит, город не только не перерабатывает свои отходы, как это свойственно экосистеме, он еще не обеспечивает себя пищей. То есть отсутствуют два признака, по которым его можно признать экосистемой.

Если городские экосистемы требуют поступления извне и вывоза за пределы, то такая система неспособна к саморегулированию. Это система полностью зависима от внешнего влияния. Раз так, то — это либо не система, либо искусственная система. Ответ на этот вопрос можно поискать в истории возникновения городов.

Слово город происходит от «ограда» или «ограждать». Слово «город» дало название его жителям – они стали горожане. Затем горожане преобразовались в «граждан» и, наконец, в «цивилизацию». И если с этимологией можно согласиться, то с историей происхождения – не вполне. Происхождение городов чрезвычайно различно. Некоторые вырастали из маленьких населенных пунктов или даже родовых имений. Например, Москва из родового имения купца Кучки. Другие образовывались вокруг или внутри мест жительства владельца земли. Примером тому могут стать многие европейские города. Третьи вырастали на пустых и даже непригодных для жизни землях. Лас-Вегас или Астана. Как бы они ни возникали, основополагающими остаются два фактора – право собственности на землю и разделение труда.

Считается, и это следует из признанного всеми определения, что городами стали населенные пункты, жители которых занимались ремеслами, торговлей, обороной, финансами, а также это место пребывания власти. То есть всем, кроме сельского хозяйства. Таким образом, городское население изначально ставило себя в зависимость от внешнего фактора — от поставок продуктов извне.

Увеличение численности жителей и территориальное расширение вызвало сложности с утилизацией отходов жизнедеятельности как промышленных, так и бытовых. В странах Азии, когда на улицах городов скапливалось слишком много мусора, то жители решали этот вопрос просто – они надстраивали этаж в своих домах. Но это не снимало проблемы с перемещением и транспортировкой людей, товаров, сырья и тех же отходов.

Итак, сырье и продукты надо ввозить, а отходы вывозить. Эти проблемы возникли в процессе развития городов, их роста и укрупнения, а не при их образовании. В дальнейшем, с приобретенным опытом и развитием архитектуры и градостроительства, человечество стало строить более осмысленно. Но как видно окончательного решения проблем так и не нашло. О чем красноречиво говорят экологические проблемы мегаполисов.

Таким образов экологические проблемы крупных городов, а точнее, их экосистемы полностью зависят от внешних факторов, а это уже признаки искусственной экосистемы. И чем больше город, тем больше такая зависимость. Образцом искусственной экосистемы, ее вершиной, является аквариум. А город как экосистема очень его напоминает. Существенных различий только два. Во-первых, аквариум изначально создавался как искусственная экосистема, где все компоненты подбираются в интересах и по желанию ее создателя. С момента закладки первого камня, он был частью экосистемы, его окружающей. И лишь со временем превратился в самостоятельную, когда влияние человека на существование живых организмов в городе, стало больше влияния окружающей природной среды. Во-вторых. Для аквариумной экосистемы человек является внешним фактором воздействия, а для города – он и внешнее влияние и внутренняя часть.

Активное развитие горожанами своих промыслов и ремесел, их усердие, что по-латыни означает industria, а также научные открытия, развитие техники, совершенствование технологий, привели к углублению разделения труда. Произошла индустриальная революция, которая охватила не только промышленный сектор, но и сельское хозяйство. Возникли индустриально-городские экосистемы. В чем их особенность? Во-первых, промышленность стала еще одним источником загрязнения экосистемы городов. Во-вторых, сельское хозяйство перестало требовать большого количества рабочих рук. Безработица погнала сельское население в город. Возникли экологические проблемы крупных городов, затем мегаполисов, а теперь еще и агломераций.

Экосистема города — Bio-learn.com

Город — неполная экосистема, получающая энергию, пищу, воду и другие вещества с больших площадей, находящихся за ее пределами. В разных районах мира города занимают от 1 до 5% площади суши. Город отличается от природных неполных экосистем нижеследующими особенностями.

На единицу площади расходуется большее количество энергии. Потребность в энергии плотно населенных индустриально-городских районов на 2-3 порядка выше потока энергии, поддерживающего жизнь в естественных или полу- естественных экосистемах, субсидируемых Солнцем. Для этого необходим большой приток концентрированной энергии извне (главным образом за счет сжигания ископаемого топлива).

Человеку для удовлетворения физиологических потребностей требуется в год около 1 млн ккал энергии в виде пищи. В городах расходуется около 87 млн ккал энергии на человека в год (расходы на ведение домашнего хозяйства, работа промышленности, обеспечение торговли, транспортные услуги и др.). При современных методах ведения городского хозяйства солнечная энергия не только не используется, но и становится дорогостоящей помехой, так как нагревает бетон, асфальт. Это в свою очередь способствует образованию смога.

Наряду с агробиоценозами, экосистемы городов занимают все большее место в развитии биосферы на нашей планете (сейчас более половины населения Земли живет в городах и поселках городского типа, а в промышленно развитых странах эта цифра доходит до 70%).

В городской экосистеме экологическое равновесие невозможно. В экосистемах городов нарушено соотношение продуцентов, консументов и редуцентов. Регулирование всех процессов, связанных с потоками вещества и энергии в городе берет на себя человек. Очень важно, чтобы город был экосистемой, не вредящим здоровью людей.

Еще в средние века было замечено, что продолжительность жизни горожан меньше, чем у сельских жителей. Отсутствие зелени, узкие улочки, маленькие дворы-колодцы, куда практически не проникал солнечный свет, создавали неблагоприятные условия для жизни человека. В город поступают энергия и ресурсы, необходимые для промышленности, транспорта и жизнедеятельности его жителей. Город производит огромное количество ядовитых газов, токсичных отходов, загрязняющих окружающую среду. В больших городах особенно сильно проявляется повышение уровня заболеваемости.

В определенной степени это объясняется одновременным воздействием на организм двух, трех или более вредных факторов, каждый из которых обладает незначительным действием, но в совокупности приводит к серьезным бедам людей. Городской ландшафт не должен быть однообразной каменной пустыней. В архитектуре города следует стремиться к гармоничному сочетанию аспектов социальных (здания, дороги, транспорт, коммуникации) и биологических (зеленые массивы, парки, скверы). В этом большую роль могут сыграть ландшафтные архитекторы. Экологи считают, что в современном городе человек должен быть не оторван от природы, а как бы растворен в ней.

Поэтому общая площадь зеленых насаждений в городах должна занимать больше половины его территории. Учитывая способность зеленых насаждений благоприятно влиять на состояние окружающей среды, их необходимо максимально приближать к месту жизни, работы, учебы и отдыха людей. Особое место вокруг промышленных предприятий и автострад должны занять защитные зеленые зоны.

В них рекомендуется высаживать деревья и кустарники, устойчивые к загрязнению, например клен американский, тополь канадский, липу сердечную, можжевельник казацкий и виргинский, иву белую, крушину ломкую, дуб черешчатый, бузину красную. Ухаживая за зелеными насаждениями, оберегая и умножая их, каждый житель города может внести свой посильный вклад в улучшение экологии города.

3. Город как экосистема

3.1 Город – сложная полиструктурная система

Системой называют такой объект, который можно расчленить на составные части — подсистемы различного уровня. При этом между такими подсистемами должно существовать определенное взаимодействие, в процессе, которого происходят взаимные связи. Характер, структура, число, интенсивность, устойчивость таких связей позволяют судить о системе как о сложной или простой, стабильной или функционирующей, статической или динамической, поли- или моноструктурной.

Любой город (городская агломерация, система расселения) имеет несколько системных (в том числе экосистемных) характеристик, закономерности которых необходимо учитывать в процессе его исследования, конструирования или управления им.

Город — сложная система, характеризующаяся многообразными внутренними и внешними связями естественного, технического, социального происхождения. Как сложную систему город можно представить в виде динамичного взаимодействующего сочетания двух субсистем -природной и антропогенной, которые, в свою очередь, подразделяются на ряд взаимодействующих подсистем: природная на: геосистему, гидросистему, аэросистему и биосистему; антропогенная на подсистемы: производственную, градостроительную, инфраструктурную. Вполне понятно, что и природные, и антропогенные подсистемы можно подразделить на подсистемы более низкого ранга, последние — на еще более низшего ранга и т.д. (рис. 6).

Характер функционирования городской системы определяется динамикой процессов, протекающих в субсистемах, а также интенсивностью прямых и обратных положительных и отрицательных связей между ними Так. природная субсистема характеризуется сложными геохимическими и биологическими процессами, идущими на территории города, — преобразованием горных пород, участием в регенерации кислорода и воды в результате реакции фотосинтеза и кругооборота в природе других элементов, почвообразованием и т.д. Антропогенную субсистему характеризуют создание и дальнейшее развитие структур техногенного происхождения, преобразование естественных ландшафтов в культурные. Взаимное влияние природной и антропогенной систем весьма велико, однако главное их различие заключается в том, что природная субсистема способна к саморегуляции и не нуждается в активном действии на нее антропогенной субсистемы(скорее, наоборот), а антропогенная система, напротив, всецело зависит от природной. При этом человек как элемент природной субсистемы и одновременно социальное существо не просто влияет на антропогенную субсистему — он ее создает, оказывая сильное влияние и на природную субсистему, нередко лишая ее способности к саморегуляции.

Сложность городской системы состоит в том, что любое урбанистическое образование не функционирует в изоляции, внешние связи системы гл.п*м. ее суб- и подсистем весьма велики. Так, градостроительная подсистема города одновременно представляет собой часть градостроительной системы более высокого ранга региональной; гидросистем; города служит составной частью более крупной водной системы — бассейновой и т.д. В соответствии с этим, и экзогенные (внешние) и эндогенные (внутренние) связи в городе как системы чрезвычайно сложна что делает, по существу, невозможным их полный учет и доскональную оценку.

Город — функционирующая система, поскольку взаимосвязи её элементов осуществляются в режиме повторяющихся циклов, что во многом определяет взаимодействие между ее субсистемами, подсистемами в отдельными элементами. Это свойство городской системы очень важно так как позволяет хотя бы в самых общих чертах прогнозировать динамику; протекающих в ней наиболее важных процессов. Город — динамическая система, поскольку с течением времени он может количественно и, что не менее важно, качественно меняться. Это свойство города создает особые трудности при конструировании его перспективной модели, так как качественное его изменение, а, следовательно, и изменение его субсистем происходит чаще всего в условиях большой неопределенности. Поэтому для городских систем необходимо знать не только их исходные элементы но и виды действующих в них отношений и связей.

Как правило, в каждой сложной системе можно выделить несколько групп достаточно устойчивых отношений, которые определяют структуру того или иного вида. В сложных системах, называемых полиструктурными, одновременно существует несколько структур. В той же городской системе можно обнаружить демографическую, социально-экономическую, планировочную и другие структуры которые в отличие от подсистем, занимающих на территории города определенное положение (концентрированно или дисперсно), характеризуют город в целом и при «отраслевом»‘, некомплексном подходе к городу ошибочно могут быть заменены понятием «система». Так, некоторые экономисты считают город экономической системой, архитекторы — планировочной системой и т.д. Умение выявить общее сходство у большого числа различных по содержанию отношений, преобразований и связей, которые определяют те или иные структуры различных сложных систем, помогает сопоставлять между собой даже непохожие, на первый взгляд, друг на друга системы, дд менее доступные для исследователей системы с помощью моделей.

Градостроительство по существу и является одним из видов моделирования, то есть процессом, в котором должны учитываться наиболее существенные связи и самые важные структуры системы. Цель такого моделирования — достижение наиболее рационального и равновесного состояния всех структур и подсистем, обеспечивающего наибольшую эффективность системы в целом.

Методическая разработка урока «Город как экосистема» по курсу биологии для 9 класса.

Методическая разработка урока «Город как экосистема»

по курсу биологии для 9 класса.

Цель урока:

Сформировать у учащихся знания о городе как антропогенной экосистеме — урбосистеме.

Задачи:

1.Ззакрепить знания учащихся об экосистемах, их характере и признаках, расширить и систематизировать эти знания;

отработать ведущие экологические понятия, необходимые для характеристики биологических систем надорганизменного уровня.

Сформировать у учащихся понятие о городе как об экосистеме в ходе изучения специфических особенностей городской среды, её компонентов, их качества и факторов.

2. Развивать умения: сравнивать экосистемы, выявлять результаты деятельности человека на состояние окружающей среды, анализировать и объективно оценивать информацию, обосновывать меры, направленные на сохранение среды обитания, пригодной для жизни.

3. Прийти к пониманию учащимися причин экологических проблем города как экосистемы для их устранения и обеспечения условий стабильности функционирования урбосистемы.

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Возможные приёмы и методы.

Технология РКМ.

Актуализация уже имеющихся знаний по теме «Экосистемный уровень», активизация учащихся, мотивация для дальнейшей работы.

I. Стадия вызова.

Ученики вспоминают, что им известно по изучаемому вопросу (делают предположения), систематизируют информацию, задают уточняющие вопросы.

Составление списка известной информации, рассказ – предположение по ключевым терминам, систематизация материала (графическая): кластеры. Индукция (предъявление намёка на предполагаемый результат). Индивидуальная работа (самоконструкция).

Сохранение интереса к теме при непосредственной работе с новой информацией, постепенное продвижение от знания «старого» к «новому». Типы вопросов: простые, уточняющие, интерпретационные, творческие, оценочные, практические.

II. Стадия осмысления.

Класс делится на группы. Группам выдаются блоки (кластеры) различного содержания. В группах происходит обмен информацией всех участников рабочей группы. Обмен информацией разных групп по отдельным блокам, благодаря чему должно сложиться общее представление по изучаемому вопросу. Таблица

Линия сравнения

Экосистема

Урбосистема

Заполнение «концептуальной таблицы» с целью сравнения характеристик естественной экосистемы и урбосистемы.

Социализация (предъявление результатов своей работы другим, обсуждение, оценка).

Групповая работа (социоконструкция).

Вернуть учащихся к первоначальным исходным данным по изучаемой проблеме, внести изменения, дополнения, дать творческие, исследовательские задания на основе изученной информации.

III. Стадия рефлексии.

Учащиеся соотносят «новую» информацию со «старой», используя знания, полученные на стадии осмысления.

Творческая переработка, анализ, интерпретация изученной информации, работа ведётся в парах и в группах

Установление причинно- следственных связей между блоками информации; возврат к ключевым терминам, ответы на поставленные вопросы, обобщение и формулирование выводов. Социализация (обсуждение, оценка)

I. Стадия вызова.

Цель нашего урока выяснить: можно ли ГОРОД назвать ЭКОСИСТЕМОЙ? Если можно, то каковы особенности такой антропогенной системы.

Давайте уточним:

1. Что такое «экосистема»? (Сообщество живых организмов вместе с физической средой их обитания, объединённые обменом веществ и энергии в единый комплекс).

Сравнивать можно только сравнимое. Каковы же критерии для сравнения, т.е. признаки, характеризующие экосистему? Мы обсуждали их на предыдущих уроках.

ЭКОСИСТЕМА

________________________________________________________________________________________

↓ ↓ ↓

СОСТАВ СТРУКТУРА ПРОДУКТИВНОСТЬ

1. Видовое разнообразие. 1. Морфологическая (типы строения, жизненные формы) (скорсть продукции

2. Число видов 2. Пространственная (вертикальная ярусность, горизонтальная зональность) биомассы в единицу

3. Плотность 3. Трофическая (цепи и сети питания) времени)

4. Устойчивость

Задание.

По этим критериям вам предлагается сравнить естественную — природную экосистему и антропогенную (созданную человеком) – город.

II. Стадия осмысления.

Задание. 1) Вспомните и назовите основные компоненты природного сообщества, экосистемы.

(абиотические факторы)

Окружающая среда

↑

Продуценты (растения) ←──────────────────────────——→ Консументы

↓ (животные, человек)

Редуценты

(бактерии, грибы и др.)

2) Что делает эту систему устойчивой? (Круговорот веществ и поток энергии в цепях питания).

3) Существуют ли в городе такие же компоненты, как и в экосистеме? (Да).

Задание. Обсудите в группах и назовите организмы, представляющие эти компоненты в городской среде. Группа, представляющая блок «окружающая среда»: назовите (перечислите) факторы неживой природы – абиогенные.

(Работа в группах и презентация по отдельным блокам информации, полученной в ходе обсуждения задания).

Теперь давайте ещё раз вернёмся к основным критериям, характеризующим естественную экосистему.

Вопрос: Как вы думаете: какая система более устойчива и почему?

Чтобы ответить на этот вопрос, сравните город и естественную экосистему, дайте оценку («больше», «меньше» (более или менее разнообразна), «хуже», «лучше», «сильнее», «слабее») по отдельным критериям. Результаты сравнения занести в таблицу (она называется концептуальная и предназначена для сравнительной характеристики). Каждая группа получает карточку, в которой прописан отдельный блок (один из критериев экосистемы).

Линия сравнения

Экосистема

Урбосистема

СОСТАВ:

1. Видовое разнообразие

2. Число видов

3. Плотность

4. Устойчивость

СТРУКТУРА:

1. Морфологическая

2. Пространственная

3. Трофическая

ПРОДУКТИВНОСТЬ:

1. Первичная ← автотрофы

2. Вторичная← гетеротрофы

Факторы окружающей среды (абиотические):

1. свет (освещённость), УФО

2. температура,

3. влажность

4. ветер,

5. радиация,

6. состав почв

7. состав воздуха,

8. состав воды

9. рельеф

Задание. Давайте вместе обсудим отличительные особенности перечисленных факторов неживой природы (абиотических)

в городской среде (фронтальная работа: учащиеся высказывают личное мнение).

III. Стадия рефлексии.

1. Задание для работы в группах.

Урбосистема обладает рядом особенностей, которые необходимо учитывать при её изучении, характеристике и развитии.

1. Рассмотрите схему «Урбосистема». Назовите основные элементы урбосистемы.

2. Сравните потоки вещества и энергии в городе и в естественной экосистеме. Чем они отличаются?

Варианты ответов: разные источники, излишки отходов, загрязнения, регулируются человеком….

Теперь можно вернуться к вопросу: почему антропогенная система – город менее устойчивая? Выскажите свои мнения, аргументируйте.

Обобщение:

1. Город живет за счет энергии, пищи, воды, ресурсов, поступающих из других экосистем.

2. Круговорот таких систем разорван.

3. В городах образуется огромное количество отходов.

4. Особенные почвенно-климатические условия.

5. Город обеднён видами живых организмов.

6. Значительные антропогенные нагрузки.

7. Городская экосистема не уравновешена, следовательно, она не может существовать без регулирующей деятельности человека.

2. Задание. Неумелое управление приводит к противоречиям между отдельными элементами урбосистемы и к возникновению

экологических проблем городов. Назовите известные вам экологические проблемы городов (фронтальный опрос)?

Варианты ответов: Загрязнение воды, почв, воздуха, рост городов и населения и т.д.

Обобщим и сформулируем их точнее:

1 – возрастающее поглощение городами площадей земли;

2 – истощение природных ресурсов;

3 – загрязнение окружающей среды выбросами и стоками;

4 – уничтожение природных экосистем и их разрушение;

5 – удаление человека от природы;

6 – ухудшение здоровья людей.

3. Задание. Проанализируйте схему «Урбосистема»и ответьте на вопросы. (Фронтальный опрос)

1. Какие области человеческих знаний позволяют осуществлять связь между элементами (подсистемами) урбосистемы?

2. Возможно ли найти пути решения экологических проблем с целью сохранения среды обитания, пригодной для жизни

и обеспечения стабильности функционирования урбосистемы?

Заключение урока.

Мы достигли цели нашего урока: выяснили, что город – это тоже экосистема со своими специфическими особенностями, обусловленными тем, что эта система – творение человеческих рук и разума (т.е. антропогенная).

Вывод. Город – это искусственная экосистема — урбосистема. Для обеспечения стабильности функционирования

урбосистемы необходимо прийти к пониманию причин экологических проблем города как экосистемы, чтобы найти пути

их своевременного устранения и сохранить среду обитания, пригодную для жизни.

Литература: «Город и окружающая среда». Пособие для учителей/Под ред.С.В.Алексеева; Изд. «Крисмас+» Санкт- Петербург,1997г

Раздаточный материал к уроку

5

ГОБУ СОШ № 619. Учитель: Андрианова Ирина Анатольевна. Тема «Экосистемный уровень». Урок «Город как экосистема».

Тема: Населённый пункт как экосистема

Наши огромные города — всего лишь паразиты на биосфере, если рассматривать их исходя из потребностей человека в ресурсах жизнеобеспечения,…т.е. в воздухе, воде, горючем и пище

 Г. Одум

Мы создаем города, а города создают нас

Аристотель

Серьезнейшей ошибкой является забвение той простой истины, что город должен создаваться для человека

К. Доксиадис

1. Основные понятия

В экологии, которая рассматривается в настоящее время как наиболее общее понятие по отношению к различным проблемам взаимодействия общества и окружающей среды, сформировались различные научные направления, в том числе — экология городов (урбоэкология).

ГОРОДСКАЯ ЭКОЛОГИЯ – наука о создании благоприятных условий для жизни человека в городе, что достигается за счет озеленения, использования принципов экологической архитектуры и контроля и уменьшения загрязнений.

Главными «центрами» возникновения всех экологических проблем и вместе с тем местами сосредоточения основной массы жителей Земли, призванными обеспечить их потребности и достаточное качество жизни, являются места расселения (города, поселки, и пр.).

В урбоэкологии рассматриваются проблемы взаимодействия мест расселения и ОС и создания экологичных мест расселения с достижением экологического равновесия и роста качества жизни.

Любое поселение – село, посёлок, город – может рассматриваться как своеобразная экосистема, имеющая свои особенности, связанные с жизнедеятельностью людей.

Экосистема = биотоп (специфическое физико-химическое окружение) + биоценоз (сообщество организмов, взаимные отношения и связи между отдельными особями)

Городская экосистема – территория города и его население (человек и другие живые организмы).

Как и любая экосистема, такое поселение:

• во-первых, состоит из связанных друг с другом живых и неживых компонентов;

• во-вторых, в такой экосистеме существует обмен веществ;

• в-третьих, через такую экосистему проходят потоки энергии.

Городская экосистема – это гетеротрофная антропогенная экосистема.

У городской экосистемы есть три особенности:

1. зависимость, т. е. необходимость постоянного поступления ресурсов и энергии;

2. неравновесность, т. е. невозможность достижения экологического равновесия;

3. постоянное аккумулирование твердого вещества за счет превышения его ввоза в городскую экосистему над вывозом, что приводит к повышению уровня поверхности города (формированию культурного слоя, который в старых городах достигает нескольких метров).

Таким образом, подобно любой экосистеме, город характеризуется поступлением и оттоком веществ и энергии. Город активно обменивается веществом и энергией с окружающими его природными и сельскохозяйственными территориальными комплексами и другими городами. Современное поселение, как сельское, так и городское, отличается в первую очередь гораздо более активным обменом веществ с внешней средой и большим энергопотреблением.

По образному выражению Ю. Одума, города являются «паразитами биосферы», так как потребляют огромное количество кислорода, воды и других ресурсов, а продуцируют только углекислый газ и загрязнение окружающей среды.