Что такое экосистема города
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.
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.
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.).
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.
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).
(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.
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.)
Экосистема города
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.
Городская экосистема: характеристики, компоненты, флора и фауна
Содержание:
В городская экосистема это город, искусственная среда обитания, построенная человеком для себя, в которой взаимосвязаны абиотические факторы и живые существа. Физическая основа является продуктом конструктивной активности человека, а естественный компонент сокращается или очень контролируется.
В отличие от естественных экосистем, городские экосистемы фундаментально зависят от поступления вещества и энергии человеком. Это тот, кто в больших городах проектирует и контролирует присутствие окружающей среды.
Точно так же переменные окружающей среды, такие как воздух, температура, почва, инфильтрация и водный сток, изменяются вмешательством человека. Почву заменяют насыпью и покрытием из бетона, асфальта и других материалов.
Состав воздуха изменяется из-за загрязняющих веществ, производимых городом, температура повышается за счет тепла, выделяемого городом, и тепла, аккумулируемого строительными материалами. Циклы естественного освещения изменяются искусственным освещением, и даже видение ночного неба изменяется под действием искусственного света.
Со своей стороны, живой компонент человеческой экосистемы сосредоточен на человеке, а присутствие других, таких как растения и животные, определяется их отношениями с людьми.
Характеристики городской экосистемы
Контраст с природными экосистемами
Городская экосистема представляет собой крайность по сравнению с естественными экосистемами из-за вмешательства человека в процессы. В естественной экосистеме биотические и абиотические факторы устанавливаются в соответствии с действием естественных принципов и законов, в то время как в городе почти все эти факторы созданы человеком.
Контраст с сельскими экосистемами
Что касается сельской экосистемы, то здесь ситуация более опосредованная, поскольку сельская экосистема находится на полпути между естественной и городской экосистемами. Однако город выделяется решительным доминированием искусственного в ландшафте.
Изменение естественных переменных
Город как экосистема создает особые условия окружающей среды с точки зрения температуры, ветрового потока, стока и проникновения воды и рельефа. В дополнение к входам и выходам энергии в систему.
Большие города представляют собой обширные территории, покрытые искусственным слоем (бетон и асфальт), ограничивающим проникновение и увеличивающим сток воды. В свою очередь, вода направляется и транспортируется искусственно, а чистая вода также подается искусственно.
Облегчение
Рельеф городской экосистемы определяется построенными конструкциями, влияющими на течение ветров. Кроме того, город генерирует энергию или импортирует ее искусственно, в основном в виде электроэнергии и газа, потребление которых, в свою очередь, генерирует тепло.
Остров тепла
Кроме того, бетон и другие материалы сильно поглощают тепло, поэтому городская экосистема имеет эффект «теплового острова» (средняя температура выше, чем у окружающей среды). Кроме того, большая часть этого потока энергии используется для создания искусственного освещения, изменяя естественные циклы дня и ночи.
Нарушенный воздух
Наконец, воздух также изменяется из-за высоких выбросов газов из систем отопления, промышленных предприятий и автомобильных двигателей.
Составные части
Биотические факторы в городской экосистеме
Живые существа, населяющие городскую экосистему, имеют человека в качестве основного элемента с точки зрения доминирующих видов. Кроме того, в городе обитают виды растений, которые в основном выращиваются в качестве декоративных растений и продуктов питания (городские сады).
С другой стороны, есть виды, которые ведут себя как сорняки в парках и садах, а также в городских садах. Что касается компонентов животного происхождения, то сами дикие виды относительно немногочисленны.
Абиотические факторы в городской экосистеме
Неживые факторы являются наиболее измененными в городской экосистеме, от самого городского ландшафта до изменения климата. Контекст, в котором виды развиваются в этих экосистемах, формируется сложной системой, построенной людьми.
Это жилые дома, офисные здания, автомагистрали, пешеходные дорожки, парки и вся городская инфраструктура. Весь этот инертный физический контекст создает разные микробытовые среды для людей и остальных живых существ в этой экосистеме.
Флора
Культурные растения
В зависимости от климатической зоны, в которой расположена урбанистическая или городская экосистема, именно эти виды встречаются в качестве украшения на ее улицах и в парках. Учитывая, что во многих случаях это экзотические виды (в частности, не типичные для региона).
Например, на многих улицах Лондона (столицы Великобритании) наблюдаются деревья Гинго билоба, растение родом из Китая. В других случаях местные виды, такие как бананы (Платан Икс Латиноамериканец), на улицах и площадях Европы.
Сорные растения
Фауна
Есть много видов животных, которые приспособились к жизни в среде человека, будучи обычными обитателями городской экосистемы, их называют синантропными видами. Например, такие вредители, как тараканы и грызуны.
Точно так же есть и другие виды, которые не наносят ущерба, но регулярно населяют город, например, многие птицы, рептилии и те, которые используются в качестве домашних животных.
Домашние животные
Основным элементом городской фауны являются домашние животные, особенно собаки, кошки и птицы, хотя другие виды также используются в качестве домашних животных. Сюда входят бродячие собаки и кошки, населяющие город без прямого контроля человека.
Вредители
Хотя это нелегко понять, самые многочисленные популяции животных в городской экосистеме являются вредителями. К ним относятся тараканы, грызуны, комары, мухи, постельные клопы и многие другие виды.
Набеги на дикую природу
С другой стороны, в города происходят вторжения диких животных, некоторые даже делают их своей обычной средой обитания. Последнее особенно верно в отношении птиц, но другие виды, такие как опоссум, также встречаются в тропических городах.
Есть дикие птицы, которые проникают в городскую экосистему и адаптируются, получая приют и кормушки. Так обстоит дело, например, с различными видами цапель, такими как цапли рода Egretta.
Примеры городских экосистем
Нью-Йорк (США)
Среди домашних животных, помимо собак и кошек, выделяются лошади, которые тащат багги в парке. С другой стороны, этих животных также использует конная полиция Нью-Йорка.
Мехико (Мексика)
Это еще один мегаполис мира с площадью 1 495 км² и населением более 20 000 000 человек. Эта территория уже была крупной городской экосистемой до испанской колонизации в 15 веке с населением около 300 000 человек.
Сегодня в этом городе есть несколько парков, в том числе лес и зоопарк Чапультепек, крупнейший в Латинской Америке площадью 678 га. Эти парки изобилуют флорой и фауной, особенно в Чапультепеке, где, например, произрастают какомиксы (Bassariscus astutus), братья енотовидные.
В то время как среди растений выделяется ауэуэте (Taxodium huegelii), национальное дерево Мексики, также известное как кипарис моктесума или сабино. Это растение, достигающее 500 лет жизни, имеет более 30 м в высоту и до 15 м в диаметре ствола.
Ссылки
Пропановая кислота: формула, свойства, риски и применение
Элементы планировки и их характеристики (с примерами)
Городские экосистемы
Урок 31. Экология 5 класс
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Городские экосистемы»
Вы уже знаете, что искусственные экосистемы, в том числе и города, появляются на территориях, где раньше существовали природные экосистемы. Поэтому компоненты неживой и живой природы играют весьма значительную роль в их жизни.
К компонентам неживой природы относятся: рельеф занимаемой городом территории, солнечный свет и тепло, воздух, поверхностные и подземные воды и т. д. Растительность, животный мир — это компоненты живой природы.
Город — искусственная экосистема, получающая энергию, пищу, воду и другие вещества с больших площадей, находящихся за её пределами.
Города можно отличить от других поселений по ряду признаков:
значительная численность населения, занятого преимущественно
вне сельского хозяйства;
более высокая плотность населения;
характер жилой застройки;
исторически сложившийся статус города;
Города занимают всего лишь 2 % площади суши нашей планеты, однако в них проживает больше половины населения Земли. В 2018 году городское население достигло 4,2 миллиарда человек, или 55 % населения мира.
Показатель доли городского населения различен в разных странах. Выше всего доля в Монако, Сингапуре, Ватикане. Высока доля и в странах Европы, США, Бразилии, Кувейте, Саудовской Аравии.
Максимальная доля городского населения
Для сравнения: доля городского населения Бурунди (Африка) или Непала — менее 40 %.
В мире множество городов — древних и созданных недавно, огромных и совсем маленьких, расположенных на берегу моря или высоко в горах, промышленных центров и городков, мало чем отличающихся от деревень и поселков.
В некотором приближении город можно сравнить с единым сложно устроенным организмом, который активно обменивается веществом, энергией и информацией с окружающими его природными и сельскохозяйственными территориями и другими городами. Главный компонент городской экосистемы — это городское население и его деятельность.
К городским населённым пунктам относятся города и посёлки городского типа. В разных странах критерии выделения города различны.
На уровне ООН были сделаны попытки установить единый, общий для всех стран, критерий для определения статуса города — не менее 20 тыс. чел. Но при этом количество городов мира сразу бы уменьшилось на четверть. Тогда было решено вести учёт городов по данным каждого государства.
Но, конечно, бывают исключения. Например, если город очень важен, а количество жителей в нем меньше 12 тыс. человек. Таким населённым пунктом является город Певек — самый северный город России. Он находится на Чукотке, и живёт в нем примерно 4 тыс. чел.
Кроме городов, к населённым пунктам относятся посёлки городского типа. В них проживает значительно меньше людей: от 3 до 12 тыс. жителей. Зачастую это семьи военных, шахтёры, работники небольших предприятий, лесозаготовочных пунктов, а также железнодорожных пунктов, аэропортов или портов. Например, посёлком городского типа является Тикси.
Города в России очень разные: у каждого есть своя история, функция, людность. Термином «людность» обозначают количество жителей в населённом пункте. По людности города делятся следующие группы:
· малые (12—50 тыс. человек),
· средние (50—100 тыс. человек),
· крупные (100—500 тыс. человек),
· крупнейшие (500 тыс. — 1 млн человек),
· миллионеры (свыше 1 млн человек).
Больших городов в стране немного: всего 15 % от общего их количества, но живёт в них половина населения России.
Например, в одном из самых маленьких городов России — Магасе (столице Ингушетии) — проживает 8 771 человек (по данным на 2018 год), а в Москве — самом большом городе России — более 12,5 млн чел. (по данным на 2018 год). Это гораздо больше, чем в Норвегии и Финляндии вместе взятых, или же примерно столько же, сколько в Чехии и Бельгии. А ведь это только официальные данные.
Москва — самый населённый из городов, полностью расположенных в Европе, входит в первую десятку городов мира по численности населения. Места в Москве хватает не всем, поэтому было принято решение о расширении границ столицы.
Самыми важными являются города-миллионеры. Количество жителей в каждом из них — более 1 млн чел. Количество городов-миллионеров меняется, так как меняется людность каждого из них.
По данным на 2018 год, в России располагается 15 городов-миллионеров.
В середине 80-х годов двадцатого века число городов-миллионеров на земном шаре достигло 300. На 2018 год уже около 50 % горожан проживает в городах, численность жителей которых превышает 500 тыс. человек, и с каждым годом эта цифра увеличивается.
Нельзя не отметить, что города-миллионеры часто связаны с термином «агломерация» — это скопление и срастание более мелких населённых пунктов вокруг более крупного. Крупнейшая агломерация мира — Токио. Столица Японии с населением более 37,8 миллиона человек имеет больше населения, чем вся страна Канада (35,3 млн человек).
Другой классификацией городов является деление их по функциям. Различают города — промышленные центры (Магнитогорск), города-порты (Сидней), административные центры и города-столицы (Вашингтон), научные центры (Оксфорд), города-курорты (Ницца), туристические центры (Лас-Вегас). Однако наиболее часто встречаются многофункциональные города (Москва, Шанхай, Нью-Йорк).
Нельзя не затронуть тему экологии промышленных центров. В современном городе сосредоточено очень большое количество промышленных предприятий, транспорта и населения. Именно города играют одну из ведущих ролей в загрязнении окружающей среды.
В любом большом городе сформирован особый микроклимат. Дело в том, что жилые застройки сильно снижают скорость ветра, и воздух как бы застаивается. Возникающий смог сокращает количество солнечного света, что способствует возникновению различных заболеваний.
Кроме того, все городские объекты являются источниками радиационного тепла, и городская атмосфера нагревается. В городе температура воздуха всегда гораздо выше, чем средняя температура данной местности.
Отсутствие тишины — одна из главных проблем городских жителей. Особенно это касается тех, кто живёт или работает в оживлённых районах, рядом с автотрассой.
При уровне шума 50 ДБ период засыпания удлиняется, время глубокого сна сокращается до 60 %. Отсутствие полноценного отдыха приводит со временем к развитию утомления, которое не исчезает и переходит в хроническую форму, что способствует возникновению различных заболеваний.
В крупных городах высокий уровень населённости. Люди, соприкасаясь в транспорте, в очередях, в магазинах, быстрее распространяют инфекционные заболевания. Огромный вред здоровью наносят курильщики. Они не только сами вдыхают вредные вещества, но и загрязняют атмосферу, подвергают опасности других людей.