1. Предмет и задачи экологии, структура экологии как науки. Экология как теоретическая основа охраны природы и рационального природопользования. Термин экология от греч ойкос - дом, жилище, обиталище предложил в 1866 г. известный немецкий естествоиспытатель Эрнст Геккель. Упрочение нового термина было связано с тем, что он удачно обозначил новое направление научной мысли. Как более или менее оформленная наука экология стала складываться только в начале
XX в, но основы экологии заложены позднее - в 20-40-х гг. Именно в это время экология становится целостной наукой с определенной структурой Экологию можно разграничить на три крупных подразделения аутэкологию, демэкологию и синэкологию. Аутэкология изучает взаимоотношения представителей вида с окружающей его средой Демэкология или Demokologie по-немецки описывает колебания численности различных видов и устанавливает
их причины. Синэкология анализирует отношения между особями, относящимися к разным видам данной группировки организмов, а также между ними и окружающей средой. Другие подразделения экологии изучают свойства среды и соответствуют трем крупнейшим разделам биосферы - морскому, наземному и пресноводному. Природа организмов и методы изучения в этих трех средах обычно весьма различны, хотя во многих случаях основные задачи одинаковы.
Современная экология является теоретической, основой рационального природопользования, ей принадлежит ведущая роль в разработке стратегии взаимоотношении природы и человеческого общества. 2. Экологические факторы и их классификация. Экологическая пластичность валентность видов. Понятие адаптации. Среда обитания - это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Приспособления организмов к среде носят название адаптации.
Способность к адаптациям - одно из основных свойств жизни. Адаптации возникают и изменяются в ходе эволюции видов. Отдельные свойства или части среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами. Факторы среды многообразны. Они могут быть необходимы или, наоборот, вредны для живых существ, способствуют или препятствуют их выживанию и размножению. Экологические факторы имеют разную природу и специфику
действия. Абиотические факторы - температура, свет, радиоактивное излучение, давление, влажность воздуха, солевой состав воды, ветер, течения, рельеф местности - это все свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы. Биотические факторы - это все формы воздействия живых существ друг на друга. Антропогенные факторы - это все формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни.
Один и тот же фактор среды имеет различное значение в жизни совместно обитающих организмов разных видов. Некоторые свойства среды остаются относительно постоянными сила тяготения, солнечная постоянная, солевой состав океана, свойства атмосферы . Но большинство экологических факторов - температура, влажность, ветер, осадки, очень изменчиво в пространстве и времени. Степень изменчивости каждого из этих факторов зависит от особенностей среды обитания.
Положительное или отрицательное влияние переменного фактора на живые организмы зависит, прежде всего, от силы его проявления. Благоприятная сила воздействия называется зоной оптимума экологического фактора или его оптимумом для организмов данного вида. Чем сильнее отклонения от оптимума, тем больше угнетает, данный, фактор жизнедеятельность организма зона пессимума . Максимально и минимально переносимые значения фактора - это критические точки, за пределами которых
существование уже невозможно, наступает смерть. Критические точки ограничивают степень выносливости, называемую также экологической валентностью живых существ по отношению к конкретному фактору среды. Представители разных видов сильно отличаются друг от друга, как по положению оптимума, так и по экологической валентности. Широкую - экологическую валентность вида по отношению к абиотическим факторам среды обозначают добавлением, к названию фактора приставки эври . Узкая экологическая валентность, характеризуется приставкой
стено . В более широком смысле слова виды, для существования которых необходимы строго определенные экологические условия, называют стенобионтными, а те, которые способны приспосабливаться к разной экологической обстановке эврибионтными. 3. Температура как экологический фактор. Температурные адаптации живых организмов. От температуры окружающей среды зависит температура организмов и скорость всех химических реакций обмена в-в. Виды, предпочитающие холод - креофилы до -8 -10
С . Виды, предпочитающие высокие тем термофилы. Способы приспособления организмов, позвол. регул. обмен в-в при измен. темп. различ. биохим. перестройки, поддержание темпер. тела на более стабильном уровне чем темп. окружающей среды. Организмы жизнедеятельность и активность которых зависит от тепла поступающего из вне, а температура тела от внешних температур называются пойкилотермными. Высокоорганизованные животные способные поддерживать постоянную оптимальную температуру тела не зависимо
о температуры среды - гомойотермные. Основные пути адаптации к температурным изменениям среды у растений - это биохим физиол. и некоторые морфол. перестройки. Во всем многообразии приспособления живых организмов к неблагоприятным температурным условиям можно выделить 3 осн. пути 1 активный - усиление сопротивляемости в развитии регуляторных процессов, позв. осуществить все жизненные ф-ции орг-ма, не смотря на отклонение температуры от оптимума 2 пассивный
- подчинение жизненных ф-ций орг-ма ходу внешних температур. выражается в некотором снижении уровня обмена, замедлении темпов роста и развития, что позволяет экономнее тратить ресурсы 3 избегание неблагоприятных температурных воздействий - выражается в выработке таких жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии развития завершаются в самые благоприятные периоды. для животных избегание неблагоприятных температур выражается в разл. формах поведения. Правило Аллена в холодном климате животное имеет более короткие,
выступающие части тела уши, хвосты, ласты и т.д правило Бергмана на севере животные имеют более крупные размеры. Биоклиматический закон Хопкинса фенологические явления запаздывают на 4 дня при перемещении на 1 широты, на 5 долготы с запада на восток , на 100 метров вверх в горы. 4. Вода в наземных местообитаниях. Абсолютная и относительная влажность.
Влияние дефицита влажности на живые организмы. Для организма важно сохранить воду. От влажности зависит скорость потери воды. Чем выше относительная влажность воздуха - тем меньше воды теряет организм. абсолютная влажность - масса водяного пара в 1 м3 воздуха Р . Относительная влажность - отношение абсолютной влажности к максимальной при данной температуре r у пресмыкающихся адаптация к изменению потери влаги - нет потовых желез, роговые чешуи. у млекопитающих
покровы. Водообеспечение наземных организмов зависит от режима выпадения осадков, наличия водоемов, запасов почвенной влаги, близости грунтовых вод и т.п. дефицит влажности приводит к возникновению адаптаций у живых организмов. У животных выделяют три способа регуляции водного баланса поведенческие, морфологические и физиологические. К поведенческим относятся поиски водопоев, выбор мест обитания, рытье нор и т.д. К морфологическим способам относятся разные образования, способствующие задержанию воды в теле раковины,
ороговевшие покровы рептилий и т.д. Физиологические приспособления - это способность к образованию метаболической влаги, экономии воды при выделении мочи и кала. У растений выделяют следующие приспособления увеличение активности поверхности корневой системы, возникновение эфемерных корней, поглощение воды всей поверхностью тела, возникновение воздушных корней, уменьшение транспирации, видоизменение листьев, отсутствие центральной вакуоли, наличие воскового налета.
По способности переносить недостаток воды растения можно разделить на ксерофиты растения с высокой выносливостью , мезофиты растения со средней выносливостью и гидрофиты с низкой выносливостью, приспособленные к избытку воды . выделяют три основных пути адаптации 1 активное противостояние 2 пассивное подчинение водному режиму 3 избегание условий с недостатком влаги. 5. pH воды и почвы. Адаптация живых организмов к изменению кислотности среды.
H2O - слабый электролит H , OH- 10-7, pH 7 при pH меньше 3 и выше 9 повреждаются корни растений. Изменение кислотности влияет на доступность биогенных электролитов и влияет на концентрацию токсичных веществ. При pH меньше 4 в почве возрастает концентрация ионов Al, Mn. В щелочных почвах многие ионы Fe, Mn и фосфата превращаются в малорастворимые соединения. высокая кислотность воздействует на организмы тремя способами 1. нарушение осморегуляции 2. повышение концентрации
токсичных и тяжелых металлов 3. снижение количества и доступности пищи. 6. Соленость воды и почвы. Водносолевой обмен у наземных и водных организмов. Осмотическое давление. Соленость влияет на процесс осморегуляции и водный баланс. Высокая соленость приводит к потере воды. Солевыносливые организмы вынуждены препятствовать поступлению ионов Na. Ионы Cl в небольших концентрациях нужны растениям и животным.
Водные организмы можно разделить на пресноводные и морские по степени солености воды в которой они обитают. Немногие растения и животные могут выдерживать большие колебания солености обитатели эстуариев . Соленость может иметь значение в наземных местообитаниях. Если испаряется больше воды чем поступает с осадками почвы могут засоляться. Повышение солености почвы приводит к изменению осмотического давления в корнях растений.
Если в водной среде повышается концентрация растворенных веществ, животные отвечают на это одним из двух способов. У животных, не способных регулировать осмотическую концентрацию жидкостей тела она изменяется так же как в окружающей среде. У животных способных к осморегуляции она остается прежней при всех изменениях среды. Осмос - это переход молекул растворителя из области с более высокой их концентрацией в область с более низкой концентрацией через полупроницаемую мембрану.
Гидростатическое давление, которое необходимо приложить, чтобы предотвратить осмотическое поступление воды в раствор называют осмотическим давлением этого раствора. Чем выше концентрация раствора, чем выше его осмотическое давление. 7. Понятие ресурса. Классификация ресурсов. В 1982г. Было дано определение ресурса . Пластические - вещества, из которых состоят организмы.
Энергетические - необходимые для жизнедеятельности. Пространственные - индивидуальны, промысловый участок место, где организм проходит свой жизненный цикл . Типы незаменимые биогенные аминокислоты антагонистические синергисты - взаимодействие двух токсинов, приводящих к гибели организма взаимозаменяемые могут заменять другие - их разновидности взаимодополняющие. По характеру потребляемых пищевых ресурсов все организмы делятся на автотрофы и гетеротрофы.
К основным ресурсам относят солнечное излучение, кислород, углекислый газ, элементы минерального питания, воду. 8. Солнечное излучение как экологический фактор. Адаптации к световому режиму. Сигнальное действие света. Всем живым организмам для осуществления процессов жизнедеятельности необходима энергия поступающая извне. Основным источником которой является солнечная радиация.
Для солнечного излучения характерно наличие разных участков спектра видимый, УФ, ИК. Среди УФЛ до поверхности Земли доходят только длинноволновые, а коротковолновые губительные для всего живого, практически полностью поглощаются озоновым экраном. Видимый свет имеет разное экологическое значение. Зеленым растениям свет нужен для образования хлорофилла и формирования гранальной структуры хлоропластов,
он регулирует работу устьичного аппарата, влияет на газообмен и транспирацию, активизирует ряд ферментов, стимулирует биосинтез белков и нуклеиновых кислот, влияет на деление клеток, ростовые процессы и развитие растений и т.д. Самое большое значение имеет свет в процессе фотосинтеза, с чем связаны основные адаптации у растений по отношению к свету. Выделяют три группы растений 1 светолюбивые 2 тенелюбивые 3 теневыносливые. Свет для животных является необходимым условием видения, зрительной ориентации в пространстве.
На больших глубинах в качестве источника зрительной информации организмы используют биолюминесценцию свет испускаемый живыми существами . Биолюминесценция имеет в жизни животных в основном сигнальное значение ориентация в стае, привлечение особей другого пола, подманивание жертв, маскировка . 9. Двуокись углерода как экологический фактор. Углекислый газ - важнейший ресурс для растений, необходимый для фотосинтеза. Низкое содержание СО2 тормозит процесс фотосинтеза.
В условиях закрытого грунта можно повысить скорость фотосинтеза, увеличив концентрацию углекислого газа. Однако, излишнее количество СО2 приводит к травлению растений. Содержание углекислого газа может изменяться в отдельных участках приземного слоя воздуха в довольно значительных пределах. Закономерны суточные изменения содержания углекислоты в приземных слоях, связанные с ритмом фотосинтеза растений, и сезонные, обусловленные изменением интенсивности дыхания живых организмов.
Повышенное насыщение воздуха СО2 возникает в зонах центра города при отсутствии ветра, в зонах вулканической активности, возле термальных источников и других подземных выходах этого газа. В атмосфере постоянно происходит обмен диоксида углерода. Кроме растений этот газ поглощается и водой океана, а образующиеся соединения откладываются на его дне. 10. Кислород как экологический фактор. Наличие кислорода является лимитирующим фактором в водной
среде, а также в наземных экосистемах болото . Если в водной среде высокая степень загрязнения органикой, то эта органика разлагается микроорганизмами, вследствие чего масса микроорганизмов увеличивается. Ночью микроорганизмы потребляют весь кислород, выработанный за день, поэтому возникают заморные явления. Кислород выделяют зеленые растения в результате фотосинтеза, а поглощают его все живые растения при дыхании. Также кислород используется при сжигании горючего в двигателях, в топках тепловых электростанций,
это дополнительное расходование кислорода может нарушить равновесие его цикла. Пока биосфера справляется с вмешательством человека в цикл кислорода его потери компенсируются зелеными растениями. При дальнейшем уменьшении площади лесов и сжигании все большего количества топлива содержание кислорода в атмосфере начнет уменьшаться. А при нехватке кислорода в почве происходит снижение всасывания минеральных веществ, что губительно сказывается на растениях - основных поставщиках кислорода.
11. Экологическая ниша. Фундаментальная и реализованная ниши. Впервые понятие ниши было использовано в 1917 г. Гриннелом, который под этим понятием понимал пространственное распространение вида. В 1927 Элтон дал определение экологической ниши - это место вида в биотической среде и его отношения с пищей и врагами или статус организма в сообществе. Ниша вида существенно отличается от местообитания.
Если местообитание - сосуществование одного вида с другими, т.е. это адрес вида. То ниша -характеристика только одного вида конкретно, т.е. его профессия. В 1957 Хатченсон вводит понятие многомерной ниши. n-мерный гиперобъем, охватывает диапазон условий, в которых воспроизводится организм. Охватывает весь диапазон факторов влияющих на организм. Выделяют нишу места определенное воздействие и функциональную все взаимодействия .
Кроме этого ниша характеризует организменные единицы разного уровня. Выделяют иерархию ниша особи внутри популяционных группировок популяции вида гильдии совокупность видов, выполняющих сходную функцию жизненной формы группа организмов, имеющих сходные морфо-экологические приспособления для обитания в одинаковой среде . Фундаментальная ниша - это первоначальная, т.е. в которой вид не имеет конкурентов. Реализованная ниша - ниша, в которой есть конкуренты, перекрывающаяся с другими
нишами. Конкуренция - один из главных факторов, влияющих на нишу. Конкуренция может быть внутривидовой для тех, кто использует менее доступные ресурсы межвидовой приводит к сужению ниши, т.к. использование краевых ресурсов не происходит . Постепенно происходит увеличение числа ниш различных видов, что способствует увеличению биологического разнообразия. 12. биологические ритмы и их приспособительное значение.
Одно из фундаментальных свойств живой природы - цикличность большинства происходящих в ней процессов. Вся жизнь подчинена определенным ритмам. Природные ритмы для любого организма можно разделить на внешние циклические изменения в окружающей среде и внутренние связанные с его собственной жизнедеятельностью . Внешние ритмы имеют геофизическую природу, т.к. связаны с вращением Земли. К ним относятся изменения светового режима, температуры, давления, влажности воздуха, океанические
приливы и отливы и т.д. Внутренние циклы - это физиологические ритмы организма ритмичность в процессе синтеза ДНК и РНК, работе ферментов, делении клеток, сокращении мышц, биение сердца, дыхании и т.д Ряд изменений в жизнедеят-сти организмов совпадает с внешними циклами - адаптивные биологические ритмы суточные, приливно-отливные, равные лунному месяцу, годовые . Суточный ритм по смене периодов сна и бодрствования животных делят на дневных и ночных.
Некоторые виды имеют приблизительно одинаковую активность как днем, так и ночью - полифазный ритм. Суточный ритм, ставший врожденным свойством вида, называется циркадным ритмом. Циркадные и суточные ритмы лежат в основе способности организма чувствовать время. Эту способность организмов называют биологическими часами . Приливно-отливные ритмы. Этой ритмике подчинена жизнь организмов, обитающих в прибрежной зоне.
На цикл колебания освещения и др. факторов накладывается еще чередование приливов и отливов. Периодичность, равная лунному месяцу проявляется в приуроченности к определенным фазам Луны. Годичные ритмы появление потомства оказывается приуроченным к наиболее благоприятному времени года, а переживание критических периодов происходит в наиболее устойчивом состоянии. Чем резче сезонные изменения, тем сильнее выражена годовая периодичность жизнедеят-сти орг-мов осенний
листопад, спячка, запасание жиров, линьки, миграции и т.п Фотопериодизм - реакция организмов на сезонные изменения длины дня. Имеет большое приспособительное значение. Способность реагировать на изменение длины дня обеспечивает заблаговременные физиол. перестройки. Ритм дня и ночи выступает как сигнал предстоящих изменений климат. факторов. 13. Водная среда жизни. Основные свойства среды 1. большая плотность 2. сильные перепады
давления 3. относительно малое содержание кислорода 4. относительно небольшие перепады температуры 5. сильное поглощение солнечных лучей плотность воды- это фактор, определяющий условия передвижения водных орг-мов и давление на разных глубинах. Некоторые виды, распространенные на разных глубинах, переносят давление от нескольких до сотен атмосфер. Но многие гидробионты приурочены к определенным глубинам. Плотность воды обеспечивает возможность опираться на нее важно для бесскелетных форм .
Взвешенные, парящие в воде организмы объединяют в особую экол. группу - планктон. Плотность и вязкость воды сильно влияют на возможность активного плавания. Животных, способных к быстрому плаванию и преодолению силы течений, объединяют в группу - нектон. Кислородный режим. В насыщенной кислородом воде содержание его не превышает 10мл в 1л, это в 21 раз ниже, чем в атмосфере. Поэтому условия дыхания гидробионтов значительно усложнены.
Верхние слои воды богаче кислородом, чем нижние. С повышением температуры и солености воды концентрация в ней кислорода понижается. Солевой режим. Если для наземных обитателей наиболее важно обеспечение организма водой в условиях ее дефицита, то для гидробионтов не менее существенно поддержание определенного количества воды в теле при ее избытке в окружающей среде. Для гидробионтов основной способ поддержания своего солевого баланса - избегание местообитаний с неподходящей соленостью.
Температурный режим. Более устойчив, чем на суше. Это связано с высокой теплоемкостью воды. Годовые колебания температуры в верхних слоях океана не более 10-15 С, в континентальных водоемах - 30-35 С, глубокие слои отличаются постоянством температуры. Световой режим. Света в воде гораздо меньше, чем в атмосфере. Часть падающих на поверхность воды лучей отражается, поэтому день под водой короче, чем на суше.
Солнечные лучи не достигают глубины, т.к. поглощаются водой. некоторые специфические приспособления гидробионтов. Сопротивление воды минимально, если отношение длины тела к наибольшему диаметру равно 4,5. Животные достигают таких соотношений различными способами . Приспособление к парению достигается 1. Уменьшением объемов тела 2. Развитием разнообразных выростов 3. Увеличением содержания в теле воды, жиров, газообразных продуктов.
Во всех случаях происходит уменьшение массы тела к его плотности. 14. Наземно-воздушная среда жизни. Самая сложная по экологическим условиям. Жизнь на суше потребовала таких приспособлений, которые оказались возможными лишь при достаточно высоком уровне организации и растений, и животных. Световой режим. Всем живым организмам для осущ-я процессов жизнедеят-сти необх.
Энергия, поступающая извне. Основной ее источник-солнечная радиация. Зеленые растения используют ее в процессе фотосинтеза. Для животных солнечный свет не является таким необходимым фактором, т.к. все гетеротрофы существуют за счет энергии, накопленной растениями, но, тем не менее, свет для животных-необходимое условие видения, зрительной ориентации в пространстве. Температурный режим.
Границы сущ-я жизни - это температуры, при которых возможно нормальное строение и функционирование белков, в среднем от 0 до 50 С. однако ряд орг-мов обладает ферментными системами и приспособлен к активному сущ-ю при темп-ре тела, выходящей за эти пределы. Темп. Границы намного раздвигаются, если учесть выносливость видов в латентном состоянии. Споры нек. бактерий выдерживают нагревание до 180
С, ряд организмов после обезвоживания выносят темп-ры, близкие к абсолютному нулю. Влажность. Дефицит влаги-существенная особ-сть наз возд. среды. Адаптации у растений - мощная корн. с-ма, водонепрониц. покровы, регулирование испарения через устьица. У животных - поведенческие, морфологические и физиологические. Низкая плотность воздуха опред. Его малую подъемную силу и опорность.
Обитатели наз возд. среды обл. собств. опорной с-мой, поддерживающей тело. Малая плотность воздуха обусл. низкую сопротивляемость передвижению. Летают наземные животные за счет мускульных усилий, некоторые-за счет возд. течений. Газовый состав воздуха в приземном слое атмосферы довольно однороден азот-78, кислород-21, аргон-0,9, угл. газ- 0,03 . Большое содержание кислорода способствовало повышению обмена в-в у наземных орг-мов.
В жизни наземных животных большую роль играют ветры, рельеф,погода и климат. обитатели должны быть приспособлены к климату местности, в кот. они обитают. 15. Почва как среда жизни. Элементы минерального питания. Организмы-педобионты. Почва представляет собой рыхлый тонкий поверхностный слой суши, контактирующий с воздушной средой. Почва представляет собой сложную трехфазную систему, в которой твердые частицы окружены
воздухом и водой. Она пронизана полостями, заполненными смесью газов и водными р-рами в ней складываются условия, благоприятные для организмов. В почве колебания темп-ры сглажены по сравнению с приземным слоем воздуха, а наличие грунтовых вод и проникновение осадков обеспечивают режим влажности, промежуточный между водной и наземной средой. В почве конц-тся запасы орг. и минер. в-в. все это определяет высокую насыщенность почвы жизнью. Всех обитателей делят на 4 группы 1.
Микрофауна - 5-100мкм простейшие, коловратки, нематоды 2. Мезофауна - 2-3мм клещи, первичнобескрылые насекомые, многоножки 3. Макрофауна - 2-20мм личинки насекомых, дождевые черви 4. Мегафауна крупные землерои, в основном из числа млекопит По ряду экол. особ-стей почва явл. Промежуточной средой между водной и наземной.
С водной средой ее сближают температурный режим, пониж. содержание кислорода, повышенная влажность, присутствие солей и органических в-в. С воздушной средой почву сближают наличие воздуха, угроза иссушения в верхних горизонтах, довольно резкие изменения температурного режима поверхностных слоев. 16. Живые организмы как среда жизни. Адаптивные особенности паразитических организмов. Многие виды гетеротрофных организмов в течение всей жизни или части жизн. цикла обитают в др. живых
орг-мах, тела которых служат для них средой, существенно отличающейся по свойствам от внешней. Практически нет ни одного вида многоклеточных орг-мов, не имеющих внутренних обитателей. Чем выше организация хозяина, чем больше степень дифференцировки их тканей и органов, тем более разнообразные условия они могут предоставить своим сожителям. С другой стороны, способность использовать другие организмы как среду обитания хотя и характерна для представителей большинства крупных таксономических групп, но
в целом уменьшается с усложнением их организации. Таким образом, паразитов больше всего среди микроорганизмов и примитивных многоклеточных, а подверженность паразитизму наиболее развита у позвоночных животных и цветковых растений. Паразиты обитают в специфических условиях внутренней среды хозяина. Это, с одной стороны, дает им целый ряд экологических преимуществ, а с другой - затрудняет осуществление их жизненного цикла по сравнению со свободноживущими видами.
Одно из главных преимуществ паразитов - обильное снабжение пищей за счет клеток, соков или тканей тела хозяина. Обильная и легкодоступная пища служит условием быстрого роста паразитов, а также высокого потенциала их размножения, которое обеспечивает им вероятность заражения других хозяев. Большая плодовитость получила название закона большего числа яиц . Второе преимущество - защищенность паразита от непосредственного влияния факторов внешней среды.
Защищенность от внешних врагов, обилие легкоусвояемой пищи, относительная стабильность условий делают ненужной сложную дифференцировку, и поэтому многие внутренние паразиты и симбионты характеризуются в эволюции вторичным упрощением строения, вплоть до потери целых систем органов. Выход во внешнюю среду часто чреват многими опасностями, поэтому на той стадии жизн. цикла вне хозяина, у них развиваются различные защитные приспособления, позволяющие пережить этот критический период.
17. Понятие популяции. Структура популяций. Популяция как единица охраны вида. Популяция- группа особей одного вида, обладающая общим генофондом и занимающая определенную территорию. Популяции свойственна определенная организация. Распределение особей по территории, соотношения групп по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражают структуру популяции. Экологическая структура популяции включает -численность и пространственное распределение
особей -половой состав популяции -возрастной состав популяции -иерархия внутрипопуляционных группировок. Генетическая структура популяций -частота генов -эффективная численность размножающаяся часть популяции . Зависит от соотношения полов. -состав генов. Члены одной попул. оказывают др. на др. не меньшее воздействие, чем физические факторы среды или др. организмы. В популяциях проявляются в той или иной степени все формы связей, характерные для межвидовых отношений, но наиболее ярко выражены мутуалистические и конкурентные.
Поддержание в данных условиях численности называют гомеостазом популяции. 18. Численность и скорость роста популяции. Колебания численности. Популяционные волны. Численность популяции - это общее количество особей на выделяемой территории. Любая популяция теоретически способна к неограниченному росту численности, если ее не лимитируют факторы внешней среды. В таком случае скорость роста популяции будет зависеть только от величины биотического
потенциала теоретический максимум потомков от одной пары за единицу времени . Для определения биотического потенциала используют формулу , где Nt - численность в момент времени t, N0 - начальная численность. В реальных популяциях скорость роста подчиняется другому закону - это S - образная кривая или логистическая кривая роста r
Р-С Э-И численность рождаемость - смертность эмиграция - иммиграция . В популяциях численность изменяется в зависимости от условий. Выделяют следующие колебания численности сезонные и годичные случайные и циклические - зависят от солнечной активности . В природных условиях периодические колебания численности очень распространены. Первым на это обратил внимание Четвериков. Он назвал колебания численности особей, составляющих популяцию,
популяционными волнами. Пример изменение численности волка, связанное с изменением численности зайца. 19. Жизненные циклы и возрастная структура популяций. Плодовитость и смертность на всех этапах жизненного цикла. Жизненный цикл - это совокупность фаз развития от зиготы до половозрелой особи. Длительность цикла определяется числом поколений в год, либо числом лет.
Цикл может быть простым у млекопитающих и пауков и сложным, т.е. включающим метаморфоз насекомые, лягушки или чередование поколений у тлей . У низших, это чередование гаметофита и спорофита. У высших растений однолетние, двулетние и многолетние жизненные циклы травы . От жизненного цикла зависит возрастная структура популяции. Если в популяции больше молодых особе, то она считается прогрессирующей, если больше старых - регрессирующей,
если одинаковое число старых и молодых, то популяция находится в равновесии. Важную роль в поддержке возрастной структуры играют плодовитость и смертность. Плодовитость - определяется средним числом оплодотворенных яиц, отложенных особью. Смертность - либо доля погибших особей на каждой стадии, либо доля выживших особей. Между плодовитостью и смертностью существует определенный баланс.
Для определения плодовитости и смертности составляют специальные таблицы. Таблицы позволяют просчитать коэффициент воспроизводства R0 lx mx r ln R0. таблицы можно представить в виде кривых выживания или смертности. Существует три типа кривых 20. Стратегии отбора в популяциях rK - отбора МкКартур и Уилсон 1967 год. Отбор - избирательное воспроизведение генотипа в потомстве.
Отбору подвергаются особи, имеющие определенные комбинации признаков. Стратегией отбора является селекция особей с определенной комбинацией признаков. Стратегии отбора по соотношению затрат на размножение и под. Потомства. 1. K - забота о немногочисленном потомстве. 2. r - безразличное отношение, но max. Плодовитость.
Свойства r и K r отбор K стратегия 1. быстрое развитие особей 2. высокая плодовитость 3. мелкие размеры 4. короткая продолжительность жизни 5. более раннее половое созревание 6. раннее размножение 1. медленное развитие 2. низкая плодовитость 3. крупные размеры 4. забота о потомстве 5. позднее половое созревание продолжительный период жизни 6. более позднее размножение Направлен на большую продуктивность. непредсказуемые условия среды.
Направлен на более эффективное использование ресурсов. Большая выживаемость при заселении новых биотопов Большая выживаемость в конкурентной борьбе Некоторые организмы используют и r и K стратегии, комбинируя их в зависимости от условий и сезонных циклов. Все стратегии относительны в зависимости от сравниваемых видов.
21. Понятие экосистемы. Схема организации экосистем. Взаимодействие основных элементов экосистем. Экосистема - это сообщество организмов с окружающей их физической средой, взаимодействующих между собой и образующих экологическую единицу. Экосистемы состоят из живого и неживого компонентов, называемых биотическим и абиотическим. Биотический компонент подразделяют на автотрофные и гетеротрофные организмы.
Абиотический компонент включает почву или воду и климат освещенность, температура, влажность . Совокупность живых организмов биотического компонента называется сообщество. Сообщество - это любая группа организмов различных видов, сосуществующих в одном и том же местообитании и взаимодействующих посредством трофических и пространственных связей. В природе существуют сообщества разного масштаба.
Наиболее крупные сообщества, характеризующиеся определенным типом растительности и климатом, называются биомами тайга, тундра . Сообщества, расположенные на участках с относительно однородной растительностью, называются биоценозы например, биоценоз луга, биоценоз болота . Сообщества характеризуются такими свойствами, как пространственная структура особенности размещения организмов и видовая структура состав видов и их количественные соотношения .
Но сообщество - не просто сумма составляющих его видов. Само существование сообществ и их свойства определяются сложными взаимодействиями между разными видами. Межвидовые взаимодействия регулируют численность разных видов, входящих в состав сообщества. Благодаря этим взаимодействиям сообщество использует энергию и осуществляет круговорот веществ. Между живыми и неживыми компонентами экосистем так же постоянно происходит обмен веществом и энергией.
Большинство сообществ получают энергию в виде солнечного света. За счет этой энергии растения образуют из неорганических веществ органические по их роли в сообществе такие организмы называются продуценты образователи . Растения идут в пищу животным, которых называют консументы потребители . Мертвое органическое вещество детрит , образующееся при гибели животных и растений, перерабатывается
в основном бактериями и грибами и разлагается до простых неорганических веществ, которые вновь могут усваиваться растениями. Бактерии и грибы называют редуценты разрушители . Соотношение между продуцентами, консументами и редуцентами, а также соотношения консументов с разным типом питания называется экологической структурой сообщества. Благодаря взаимодействиям между продуцентами, консументами и редуцентами возникает главное свойство
экосистем - их способность к самоподдержанию. 22. Типы биотических отношений. Биоценоз - это организованная взаимосвязь популяций, совместно обитающих в одних и тех же условиях среды. Биотоп - пространство с относительно однородными условиями среды, населенное биоценозом. В биотопах между организмами возникают связи. Их можно разделить на следующие категории прямые например, хищник - жертва, т.е. трофические или пищевые зоохория - распространение животными семян растений и
косвенные аллелопатия - выделение веществ в среду фитонцидов . Юджин Одум предложил рассматривать связи в зависимости от изменения численности увеличение численности уменьшение, 0 стабильность. По этому принципу все взаимоотношения можно разделить положительные - мутуализм протокооперация -это временное сотрудничество и симбиоз 0 комменсализм нахлебничество конкуренция -0 амменсализм - паразитизм, хищничество, растительноядность 00 нейтролизм.
Все биотические отношения играют большую роль эволюционном процессе. Принцип конкурентного исключения Гаузе гласит два вида с одинаковыми экологическими потребностями в одном местообитании сосуществовать не могут. Т.е. между ними возникает либо интерференционная конкуренция - прямое воздействие особей друг на друга, либо эксплуатационная - конкуренция за совместное использование ресурсов. Т.о. происходит дивергенция - экологическое расхождение видов.
Также и с паразитизмом - существует мнение, что паразитизм постепенно превращается в мутуализм, т.к. паразиту не совсем выгодно сразу и полностью уничтожать своего хозяина, т.к. он необходим для размножения паразита, т.е. чем дольше живет хозяин, тем дольше существует паразит. Существует асимметрия в эволюции биотических связей принцип жизнь или обед гнездовой паразитизм у кукушек - манипулирование хозяином . 23. Биоразнообразие и устойчивое функционирование биосферы.
Охрана редких и исчезающих видов. Охрана генофондов. Биоразнообразие - практически единственный источник неограниченно долгого обеспечения человечества энергетическими, техническими и другими ресурсами. Значения их в перспективе будет все более увеличиваться по мере использования исчерпаемых ресурсов. Разнообразие относится к основным факторам и условиям полноты связей в экосистемах и обусловливает,
в конечном счете, их важнейшее свойство - устойчивость. Видовая насыщенность является важнейшей, но далеко не единственной составляющей разнообразия экосистем. Чем больше ранг экосистем, тем большее количество составляющих элементов обусловливает их разнообразие. Каждому виду свойственна определенная продолжительность жизни. В среднем она равна 10-30 млн. лет. Есть виды с более короткой продолжительностью жизни несколько тысячелетий
, и есть виды-долгожители, их иногда называют живыми ископаемыми . К таким долгожителям относятся, например, многие мхи, древесное голосеменное растение гинкго, к долгожителям-животным относятся живородящая рыба латимерия, которая считалась вымершей 60 млн. лет назад. С моментом выхода на арену человека как геологической силы процессы вымирания уничтожения отдельных видов приобрели темпы, которые ни в какой мере не сопоставимы с чисто эволюционными природными явлениями.
Процесс приобрел одностороннюю направленность, а поэтому уничтожение видов практически не компенсируется противоположным процессом появления новых видов. Наиболее тяжелые последствия имеет полное уничтожение видов. Если уменьшение видового разнообразия отдельных экосистем может быть восстановлено за счет притока из других экосистем, где виды сохранились, то уничтоженный вид - это безвозвратная потеря для биосферы как системы. Одним из путей привлечения внимания людей к экологическим проблемам и сохранению биологического
разнообразия являются Красные книги. Международным союзом охраны природы и природных ресурсов МСОП составлена Красная книга всей планеты. В рамках отдельных государств составляются региональные Красные книги. Для России - это Книги отдельных республик, краев, областей и т. п. В Красные книги заносятся редкие и находящиеся под угрозой исчезновения организмы. Красная книга - это сигнал бедствия. Для вида или подвида, занесенного в
Красную книгу, обычно указывается его примерная численность и причины ее сокращения, распространение по территории ареал в прошлом и в настоящее время, предпринимаемые и необходимые меры для охраны и другие сведения. Все виды, заносимые в Красные книги обычно подразделяются на категории по степени угрозы их потери находящиеся под угрозой исчезновения, сокращающиеся, редкие, неопределенные. Списки видов Красных книг постоянно изменяются. Виды, численность которых удалось восстановить до значений,
обеспечивающих их существование, из списков исключаются. С другой стороны, списки пополняются теми видами, жизненный статус которых изменился в худшую сторону. 24. Видовое разнообразие в сообществах, Виды-эдификаторы. Понятие о консорциях. Вертикальное и горизонтальное расслоение биоценоза. Синузии и парцеллы. Видовое разнообразие зависит от разнообразия ресурсов, ширины ниш и степени перекрывания
ниши. Это видно из уравнения Маккартура Где, Ds- видовое разнообразие Dr- разнообразие ресурсов Du- ширина ниши каждого вида с- число конкурентов - средний коэффициент конкуренции, или степень перекрывания ниши. Необходимо чтобы соблюдались условия время, благоприятность и стабильность среды, пространственная неоднородность среды, площадь биотопа. У сосуществующих видов ниши разделены по следующим видам животные - t, пространственное, трофическое
растения - t, пространственное. Обилие того или иного вида отражает роль в сообществе. Эдификаторы - это строители сообществ, которые создают условия для других видов. Вместе с сопутствующими видами образуют консорции - это совокупность разнородных организмов, тесно связанных между собой и объединенных вокруг общего ядра. За счет ядра консорции существуют виды, разрушающие органическое вещество.
Консорции объединяются в ассоциации или биомы - это совокупность различных групп организмов и среды их обитания в определенной ландшафтной географической зоне. В биоценозе существует горизонтальное и вертикальное расслоение. Ярусность - вертикальное расслоение, характерное для фитоценологии I - деревья первой величины ель, сосна, береза II - деревья второй величины рябина
III - кустарники лещина, бересклет, шиповник IV - высокие кустарнички и травы черника, иван-чай, вереск, голубика V - кустарнички и мелкие травы клюква, кислица VI - мхи, лишайники. Ярусность возникает т.к. растения конкурируют за свет. Под землей также имеется ярусность. Синузии - одноярусная группировка растений. Парцелла - единица горизонтального расслоения биоценоза по характеру доминирования видов или по особенностям
микросреды. пр. сообщества лесного окна - поляна . 25. Экология города. Особенности городской среды. Городская среда представляет собой систему экотонов - переходные зоны между сообществами - резервуары, обеспечивающие миграцию видов из одного биоценоза в другой в основном это вредители . Таким образом, в городе островная система организаций и нет закономерности в видовом разнообразии, так как число видов зависит от площади биотопа
S cAz, где S - число видов, с - коэффициент, А - площадь биотопа, z - определяется экспериментально 0,2-0,35 - океан. острова, 0,12-0,17 - материк . Чем больше площадь - тем больше видовое разнообразие. Чаще распространены синантропные виды, т.е. сопутствующие человеку. Существуют сообщества, созданные человеком урбаценозы , в которых формируются городские расы пр. комары . В городских местообтаниях формируются краевые зоны.
Естественная ветер, осадки, температура Антропогенная город, загрязнение воздуха, ядохимикаты, удобрения Проникновение антропогенного воздействия в природную зону происходит на 30-40 метров устойчивость зависит от величины природной зоны. Если диаметр меньше 80 метров, то это сплошной экотон и в нем не сможет сформироваться зоотон, а только отдельные виды, в основном синантропы. 26. Трофические связи и цепи питания. Экологические пирамиды.
Биологическая продуктивность. Трофическими называют пищевые связи. В результате трофических связей образуется пищевая цепь - группа видов, связанных между собой отношением пища - потребитель. Продуценты консументы редуценты. Чем больше консументов, тем длиннее цепь. Цепи делят на 2 группы пастбищная цепи выедания состоит из автотрофных организмов растительноядные животные плотоядные хищники высшие хищники пр. люцерна саранча
синица сова и детритная цепи разложения пр. поваленное дерево самая длинная и начинается с разлагающих микроорганизмов. Если большая часть консументов - полифаги, то цепи превращаются в сети, но их можно разделить на уровни. Трофический уровень - совокупность организмов, объединенных общим типом питания. Из уровней складываются пирамиды, основание которых образуют организмы с большей биомассой. Пищевые цепи не бывают слишком длинными, т.к. существуют ограничения энергетический, физический и т.
д. Пирамиды бывают пирамиды чисел, пирамиды массы, пирамиды энергии. Ю. Одум предложи пирамиду люцерна 20 млн. растений, 8211 кг. бычки 4.5, 1035 кг человек 1, 48 кг Биологическая продуктивность - это воспроизведение биомассы. Выражается в количестве продуктов за сезон, год или несколько лет. Чистая продукция P P B2-B1 E, где B1 - начальная биомасса,
В2 - конечная биомасса, Е - элиминированная биомасса. Валовая продукция V V P D, где Р - чистая продукция, D - затраты на обмен. Существует также первичная продукция, а также конечная продукция, т.е. то, что выносится за пределы. Промежуточная продукция - это та часть, которая возвращается в экосистему и употребляется другими организмами. 27. Поток веществ и энергии в экосистемах.
Биологический круговорот веществ. Биогеохимические циклы - основа целостности биосферы. Экосистема - не просто сумма популяций и условий среды, а система взаимодействий между ними. Благодаря этим взаимодействиям у экосистем появляются новые свойства, главное из которых способность к самоподдержанию. Экосистемы самоподдерживаются благодаря круговороту веществ и потоку энергии. Рассмотрим, что это такое, на примере озера. В озеро поступает энергия в виде солнечного света.
Водные растения за счет энергии света синтезируют органические вещества из углекислого газа и воды. Автотрофные организмы, способные к синтезу органических веществ из неорганических, по их роли в сообществе называются продуцентами образователи . Растения идут в пищу животным, которые сами не способны к синтезу органики из неорганики. Такие гетеротрофные организмы называются консументами потребители . Бактерии и грибы, играющие главную роль в разложении органики, называются редуцентами разрушители .
Итак, органическое вещество, образованное растениями, переходит в тела животных, а затем при участии бактерий вновь превращается в неорганические вещества, усваиваемые растениями. В экосистеме осуществляется круговорот веществ. В синтезируемых продуцентами органических соединениях запасена энергия, полученная экосистемой от Солнца. Часть ее идет на нужды самих продуцентов - расходуется на транспорт веществ, процессы синтеза, рассеивается
в виде тепла в ходе клеточного дыхания. Поэтому для консументов доступна лишь часть энергии, запасенной продуцентами. Еще меньшую долю энергии могут использовать консументы, питающиеся другими консументами. Часть энергии, рассеянная в виде тепла, не может быть использована вновь для образования биомассы. Поэтому необходим постоянный приток энергии, чтобы сообщество могло существовать. 28. Динамика экосистем. Экологическая сукцессия и климакс.
Динамика экосистем может происходить как с изменением целостности сообщества, так и без изменения. Если изменений нет то динамика суточная растения, животные , сезонная животные или непериодическая - активность климатических факторов дождь, давление . При изменениях возникает экологическая сукцессия - это последовательная замена одного биоценоза другим. Сукцессия может быть первичная - освоение пустых незанятых территорий вторичная - возникает на месте
разрушенных или нарушенных экосистем. Выделяют также сукцессионный ряд - цепь последовательно сменяющих друг друга биоценозов. Сначала появляются мелкие кустарнички и кустарники. Затем появляется лиственный лес береза, сосна . Когда кроны берез смыкаются, начинают расти хвойные виды, постепенно лес становится смешанным. Затем лес становится хвойным, наступает климакс - относительно устойчивое состояние биоценоза. Видовое разнообразие вначале увеличивается, при климаксе виды самые
приспособленные для данной среды. Примером на сукцессию может быть зарастание озера и возникновение торфяного болота. 29. Учение В. И. Вернадского о биосфере. Живое вещество Земли и его геохимическая роль. Взаимосвязанность разных сообществ, обмен между ними веществом и энергией позволяет рассматривать все живые организмы Земли и среду их обитания как одну очень протяженную и разнообразную экосистему - биосферу.
Термин биосфера ввел в 1875 г. геолог Э. Зюсс. Однако широкое распространение этот термин получил лишь после того, как на исходе 20-х годов нашего века было развито учение о биосфере как об особой оболочке нашей планеты. Создатель этого учения - отечественный естествоиспытатель В.И. Вернадский. Согласно В. И. Вернадскому, биосфера - те части земных оболочек лито гидро- и атмосферы , которые на протяжении геологической истории подвергались влиянию живых организмов и несут следы их
жизнедеятельности. Живые организмы в сумме составляют живое вещество, выполняющее важные функции энергетическая - аккумуляция солнечной энергии и ее перераспределение между компонентами экосистемы газовая - большинство газов имеет биологическое происхождение H2, CO2, N2 и т.д. концентрационная - в организмах сосредоточено большинство веществ окислительно-востоновительная дистракционная - разложение и минирализация живого вещества, при этом образуются биогенные вещества биосферы.
И образуется биокосные вещества почва, вода, угл.газ . Кроме живого вещества, в составе биосферы есть косное неживое вещество, а также сложные по своей природе биокосные тела. В их состав входят как живые организмы, так и видоизмененное неживое вещество. К биокосным телам, относятся почвы, илы, природные воды. Главная заслуга В. И. Вернадского состоит в том, что он первым обратил внимание на роль живых организмов
как мощного геологического фактора. В XX в. роль геологического фактора приобрела и деятельность человека. Этой особенности современного этапа в развитии биосферы Вернадский уделял большое внимание. Он подчеркивал, что воздействие человека на остальную биосферу чрезвычайно усилилось после появления науки. Вернадский рассматривает переход от биосферы к ноосфере сфере разума как естественный процесс, поскольку появление человека - результат эволюции биосферы.
В то же время он уделяет в своих работах пристальное внимание социальной жизни человечества, ее влиянию на развитие науки и производства. Еще в 20-е годы Вернадский сумел увидеть или предугадать многие тенденции, усилившиеся в наши дни. Так, он предвидел возможные последствия уничтожения видового разнообразия, увеличения масштабов земледелия. Учение Вернадского о биосфере и о месте в ней человека - пример блестящего научного обобщения. 30. Функции биосферы. Биосфера - это оболочка
Земли состав, структура и энергетика которой определяется живыми организмами. Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов, который выражается в циркуляции веществ между атмосферой, почвой, гидросферой и живыми организмами. Круговорот воды. Вода испаряется и воздушными течениями переносится на большие расстояния. Выпадая на поверхность суши в виде осадков, она способствует разрушению горных пород, делает их доступными
для растений и микроорганизмов, размывает верхний почвенный слой и уходит вместе с растворенными в ней химическими соединениями в моря и океаны. Круговорот углерода. Углерод входит в состав разнообразных органических веществ, из которых состоит все живое. В процессе фотосинтеза зеленые растения используют углерод диоксида углерода и водород воды для синтеза органических соединений, а освободившийся кислород поступает в атмосферу.
Им дышат различные животные и растения, а конечный продукт дыхания - СО2 - выделяется в атмосферу. Круговорот азота. Атмосферный азот включается в круговорот благодаря деятельности азотфиксирующих бактерий и водорослей, синтезирующих нитраты, пригодные для использования растениями. Часть азота фиксируется в результате образования оксидов во время электрических разрядов в атмосфере. Соединения азота из почвы поступают в растения и используются для построения белков.
После отмирания живых организмов гнилостные бактерии разлагают органические остатки до аммиака. Хемосинтезирующие бактерии превращают аммиак в азотистую кислоту, а затем в азотную кислоту. Некоторое количество азота благодаря деятельности денитрифицирующих бактерий поступает в воздух. Часть азота оседает в глубоководных отложениях и на длительный срок выключается из круговорота эта потеря компенсируется поступлением азота в воздух с вулканическими газами.
Круговорот серы. Сера входит в состав ряда аминокислот и также представляет собой жизненно важный элемент. Находящиеся глубоко в почве и в морских осадочных породах соединения серы с металлами - сульфиды - переводятся микроорганизмами в доступную форму - сульфаты, которые и поглощаются растениями. С помощью бактерий осуществляются отдельные реакции окисления - восстановления. Разложение трупов животных или растений обеспечивает возврат серы в круговорот.
Круговорот фосфора. Фосфор сосредоточен в отложениях, образовавшихся в прошлые геологические эпохи. Постепенно он вымывается из них и попадает в экосистемы или вносится на поля как удобрение. Растения используют только часть этого фосфора много его уносится реками в моря и снова отлагается в осадках. Вместе с выловом рыбы, содержащей этот элемент, фосфор возвращается на землю. В результате деятельности человека движение многих веществ резко ускоряется, при этом в одних местах
возникает недостаток, а в других - избыток каких-то веществ. 31. Распределение биоценозов на Земле. Основные наземные экосистемы. Биоценоз - это организованная группа взаимосвязанных популяций, совместно обитающих в одних и тех же условиях среды. Единство биоценоза с биотопами формирует экосистема. Промежуточной экосистемой между водной и наземной являются болота - осушение болот приводит к появлению
обнаженных горных пород и возгоранию торфяников.Наземные экосистемы немногочисленны. К ним относят пустыни - уровень осадков менее 250 мм год, имеют своеобразный животный мир тундра - арктические горные пустыни, где вода недоступна, это самая ранняя экосистема из всех, где лимитирующим фактором является температура травянистые экосистемы - прерии и степи - уровень осадков - 250 750 мм год, высокопродуктивны из-за быстрого прироста биомассы леса - формируют высокую биомассу,
но ее прирост небольшой около 10 тонн га у лиственных . 32. Основные водные экосистемы Земли. Биоценоз - это организованная группа взаимосвязанных популяций, совместно обитающих в одних и тех же условиях среды. Единство биоценоза с биотопами формирует экосистема. Основные площади поверхности Земли составляют водные экосистемы моря - заселены неравномерно эстуарии
и побережье - высокая заселенность организмами, подверженных приливам и отливам, следовательно, обладают высокой продуктивностью ручьи и реки - важную роль играет течение и наиболее полно используется человеком. Озера и пруды наиболее подвержены действию человека, если истощаются реки, следовательно, исчезают озера. Промежуточной экосистемой между водной и наземной являются болота - осушение болот приводит к появлению обнаженных горных пород и возгоранию торфяников.
33. Агробиоценозы и их особенности. Проблема поддержания стабильности агробиоценозов. Воздействие человека на экосистемы своеобразно. В ходе промышленной деятельности человека в среду поступают разные химические соединения, со многими из которых природа ранее не сталкивалась. Это воздействие можно приравнять к абиотическим факторам. Для с х производства человек уничтожает на больших территориях природные сообщества и создает искусственные
- агроценозы. Агроценозы состоят из одного или немногих видов растений. Агроценозы автотрофны их основной источник энергии - солнце. Дополнительная антропогенная энергия, которую человек использует при обработке почвы и которая затрачена на производство удобрений и пестицидов не превышает 1 от солнечной энергии, усваиваемой агроценозом. Как и естественная экосистема, агроценоз состоит из организмов 3 основных трофических групп продуцентов,
консументов и редуцентов. Продуценты - культурные растения, травы сенокосов и пастбищ, деревья садов, лесопосадок и естественных лесов, входящих в его состав, а также сорняки. Консументы - человек и с х животные, вредители полевых культур от насекомых до сусликов и хомяков , паразиты, птицы, бактерии азотфиксаторы. Редуценты - в основном бактерии. Они поддерживают плодородие почв. Человек контролирует не все живое население агроценоза, часть видов
проникает в него и живет помимо воли человека. Такие виды называют спонтанными. Среди них - вредители, сорняки, а также птицы, насекомые, хищники. Сам человек в агроценозе - консумент - фитофаг питается растениями и зоофаг ест мясо, пьет молоко . Однако его роль намного больше т.к. он формирует структуру и состав агроценоза, а также влияет на его трофические элементы с целью получения наибольшей продукции.
Все компоненты агроценозов тесно связаны, хотя в нем не возникает полного экологического равновесия, как в естественных экосистемах. Поддерживать равновесие в агроценозе должен сам человек. Если этого не делать - происходит разрушение его ресурсов. 34. Экология и деятельность человека. Понятие ноосферы. Современный человек сформировался около 30-40 тыс. лет назад.
С этого времени в эволюции биосферы стал действовать новый фактор - антропогенный от греч. антропос - человек . Первая созданная человеком культура - палеолит каменный век - продолжалась примерно 20-30 тыс. лет. Основой жизни человеческого общества была охота на крупных животных. Интенсивное истребление крупных травоядных животных привело к сравнительно быстрому сокращению их численности и исчезновению многих видов. В следующую эпоху - неолита - наряду с охотой, рыбной ловлей и собирательством
моллюски, орехи, ягоды, плоды все большее значение приобретает процесс производства пищи. Делаются первые попытки одомашнивания животных и разведения растений, зарождается производство керамики. Широко используется огонь - и для уничтожения растительности в условиях подсечного земледелия, и как средство охоты. Начинается освоение минеральных ресурсов, зарождается металлургия. Рост населения, качественный скачок в развитии науки и техники за последние два столетия, особенно
в наши дни, привели к тому, что деятельность человека стала фактором планетарного масштаба, направляющей силой дальнейшей эволюции биосферы. В XX в. человек стал изменять биосферу по своим потребностям. В 1927г. Вернадский ввел понятие ноосфера или мыслительный пласт планеты . Сейчас под понятием ноосфера понимают результат взаимодействия биосферы и общества, т.е. это изменение биосферы. Ноосфера - разумное регулирование. 35. Рост народонаселения и пищевые ресурсы человечества.
Мальтуса дальнейший рост численности населения приведет к голоду. Надо регулировать численность. По Дарвину отбор возникает когда есть конкуренция за ресурс . Количество пищевых ресурсов растет в арифметической прогрессии, а число населения - в геометрической. Следовательно, когда-то разница между ними увеличится настолько, что это приведет к голоду. Избыток продукции наблюдается только в развитых странах, которые могут продавать его за границу
США, Канада, Австралия. В 60-х - 70-х гг. ХХ века началась зеленая революция в земледелии , т.е. бурная интенсификация в с х. это произошло благодаря мексиканцу Барлоу, который вывел новый сорт пшеницы, за счет которой увеличивалась урожайность. Первыми революцию осуществили Канада и США, заменив сорта. Недостаток продовольствия испытывают в Африке, в районе, расположенном возле пустыни
Сахара Эфиопия, Нигер . Здесь разработана программа ООН по доставке продовольствия. Урбанизация - в ее процессе резко меняется репродуктивность психологии человека, т.е. объем размножения, это естественное ограничение, сопровождающееся ростом населения городов, изменением среды обитания, изменением ландшафтов. Европа достигла уровня, когда начинается депопуляция - уменьшение уровня рождаемости, уменьшается число
детей на 1 женщину, в среднем - 2,1 фертильность . В других же странах наблюдается значительный прирост народонаселения и к 2050 г. количество людей с 6,5 млрд. увеличится до 12 млрд. чел. 11 из них будет инфицировано СПИДом , поэтому надо сокращать рождаемость. В Китае удалось добиться снижения фертильности было 2,8 - стало 2,4. Но, не смотря на это, количество населения в
Китае приближается к порогу для их территории. Также наблюдаются различия по возрастному составу в развивающихся странах больше детей и подростков, а в развитых увеличивается число пожилых людей. 36. Природные ресурсы. Классификация природных ресурсов. Общие принципы охраны природных ресурсов. Под природными ресурсами понимают природные объекты, которые используются человеком и способствуют созданию материальных благ.
Природные ресурсы классифицируются по нескольким признакам. Классификация природных ресурсов по их исчерпаемости исчерпаемые и неисчерпаемые. Исчерпаемые делят на возобновимые и невозобновимые, частично возобновимые. Классификация ресурсов по исчерпаемости интересна в том отношении, что она ориентирует человека на те ресурсы, которые приоритетны по использованию. К ним, во-первых, относятся неисчерпаемые ресурсы.
Они же менее опасны в отношении последствий для окружающей среды. Человек должен искать пути их более полного использования. Во-вторых, перспективно использование возобновимых ресурсов, например растительных, включая и медленно возобновимые, например залежи торфа. К исчерпаемым ресурсам относятся те, которые могут быть исчерпаны в ближайшей или отдаленной перспективе. Сюда относятся прежде всего ресурсы недр и ресурсы живой природы.
Исчерпаемость ресурса понятие относительное. Обычно ресурс считают исчерпанным в том случае, когда его добыча и использование с учетом переработки становится экономически невыгодной. К неисчерпаемым относятся те ресурсы, которые можно использовать неограниченно долго. Например, ресурсы солнечной энергии, ветра, морских приливов. Однако и в данном случае неисчерпаемость является относительной.
Особое положение среди ресурсов занимает вода. Она исчерпаема, хотя и временно, вследствие загрязнения качественно , но неисчерпаема количественно. Запасы ее на Земле практически не изменяются, а происходит лишь перераспределение между отдельными сферами океан, суша, атмосфера или формами жидкая, твердая, парообразная . 37. Водные ресурсы человечества. Загрязнение водоемов и
Мирового океана. Защита от загрязнения. Вода - самое распространенное неорганическое соединение на нашей планете. Вода присутствует во всей биосфере не только в водоемах, но и в воздухе, и в почве, и во всех живых существах. В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней растворены различные газы и соли, находятся взвешенные твердые частички. Большая часть всей воды на нашей планете сосредоточена в морях и океанах.
Запас пресной воды составляет всего 2 . Большая часть пресных вод 85 сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Возобновление пресных вод происходит в результате круговорота воды. Вода является одним из важнейших ресурсов. Озеро Байкал представляет большую часть мировых запасов пресной воды, но потеря воды связана с существующей системой орошения. Поэтому происходит осушение основных источников воды, напр.
Аральское море. Способом борьбы служат современные системы орошения капельное, подпочвенное . Также источником пресной воды служит опресненная морская вода, но это требует затрат большого количества энергии. Пока количество питьевой воды достаточно, но если человек будет использовать реки как сточные каналы - это приведет к ее ухудшению и непригодности. Постепенно происходит загрязнение водоемов, под которым понимается снижение их биосферных функций и
экономического значения в результате поступления в них вредных веществ. Одним из основных загрязнителей воды является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.
Другие загрязнители это металлы например, ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец , радиоактивные элементы, ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки животноводческих ферм. Одним из видов загрязнения водоемов является тепловое загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем. Это приводит к повышению в нем температуры воды. С повышением температуры в водоеме уменьшается количество
кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию. Существует программа ФАО, регулирующая качество воды. При хлорировании воды возникают хлорорганические соединения, поэтому некоторые страны используют озонирование воды нет запаха, примесей, но нет остаточного действия .
38. Недра. Распределение полезных ископаемых. Энергетические ресурсы. Охрана и рациональное использование недр. Недра - Земная кора, минеральные ресурсы. Охрана недр - это научно обоснованная система использования земной коры и содержащихся в ней ресурсов. Минеральные ресурсы относятся к невозобновимым. Роль разведанные запасы 20 000 млн.т. Запасы топлива нефть, газ 10-20 лет. уголь 150 лет.
Задачи 1. Найти заменители 2. Уточнить запасы 3. Нужно рационально использовать уже имеющиеся и охранять. а мероприятиями с потерями при добыче б мероприятия при добыче в предотвратить потери ценных компонентов тех веществ, которые добываются и перерабатываются г сбережение получаемого продукта. Сейчас остается 50-60 калийных солей, т.к. при прокладке туннелей работа идет через пласт сверху и снизу соль. При добыче угля при определенном способе также часть остается в земле 20-45 .
Цветных металлов - 10 Необходимо добывать как можно больше угля открытым способом. Необходимо учитывать, что происходит изменение тока грунтовых вод. При добыче 1 млн. т. угля шахтным способом остаток с пустой породой 8 га при открытом способом - 30 га. Комплексное использование месторождения, т.е. добывается не одно полезное ископаемое, но и другие. При перекачке газа затрачивается ок. 15 газа. Выгодней всего транспортировать по реке.
1957 г когда нефть добывалась в Башкирии 100 млн. т. в год , было потеряно за 1 год 1 млн. т. При транспортировке в мире теряется ок. 10 млн. т. за год. 39. Земельные ресурсы человечества. Эрозия и загрязнение почв. Охрана и рекультивация почв. Земельные ресурсы - это часть суши, составляющая 29 , а остальные, это моря и океаны. Горы занимают 1 3 поверхности, пустыни 20 , более 10 ледники, около 20 саванны и редколесья,
30 леса, 10 с х угодья. Разрушение почв происходит по многим причинам, но к основным относят эрозию и отрицательные последствия орошения. Под эрозией почв понимают их разрушение в результате действия воды или ветра. Различают водную текущая вода и ветровую движения воздуха эрозии дефляцию . Эрозия существовала и до начала интенсивной деятельности человека, но под влиянием человека эти процессы резко увеличились. Эрозия начинается там, где уничтожается естественный растительный покров, который
выполняет важные функции растения, скрепляют почву корнями, надземная часть растений снижает воздействие воды и ветра на почву. Эрозия почв сокращает земельные ресурсы, что приводит к опустыниванию земель. После эрозии происходит засоление почв, т.е. на поля часто подается больше воды, чем ее может удержать почва в корнеобитаемом слое. Эта влага постепенно проникает до грунтовых вод и становится причиной повышения их уровня. Постепенно грунтовые воды поднимаются так высоко, что начинают испаряться, а растворенные
в воде соли при этом накапливаются на поверхности почв. Такое засоление называют вторичным, понимая под первичным естественное солончаки , которое осуществляется без участия человека. Для того, что бы избежать эрозии почв и засоления необходимо на пастбищах сократить выпас, умеренный полив, соблюдение севооборотов, чередование небольших полей с естественными ландшафтами, создание полезащитных полос, внесение органических удобрений, использование техники с малым давлением
на почву. 40. Атмосфера. Загрязнение атмосферы. Глобальное потепление и его причины. Охрана атмосферы. 1. В большей степени загрязняют атмосферу ТЭС на угле , следовательно, выброс оксидов серы и азота. В угле содержится до 3 серы. SO2 H2OH2SO3H2SO4 SO3 H2OH2SO4 За сутки через трубы выходит 90 SO2 и 10 SO3.
В результате кислотные дожди, подкисление воды и почвы. Высокогорные районы Швеции остались без рыбы, которая прекращает размножаться в подкисленной воде. Меры борьбы обработка угля создание устройств для улавливания SO3 2. Работа автотранспорта Азот NO H2OHNO2HNO3 NONO2 H2OHNO3 HNO3 - второй источник кислотных дождей Выделение
СО2. Один из сильнейших газов, вызывающих парниковый эффект. СО2 - около 66 , СН4 - 18 . Доля СО2 сейчас составляет 0,03 . Но каждый год происходит увеличение. Когда концентрация достигнет 0,04 - температура повысится на 1-2 , а если 0,06 - 0,07 - на 4-5 Парниковый эффект приведет к увеличению уровня океана, значит произойдет затопление низинных государств растает ледовая оболочка
Гренландии и арктическая полярная шапка. В Европе парниковый эффект приведет к похолоданию, т.к. исчезнет Гольфстрим. В Сибири будут теплые зимы. 3. Разрушение озонового слоя, которое препятствует прохождению коротких УФ лучей. Фреоны сжигают озон, в результате чего возникла озоновая дыра над Антарктидой. 41. Социальная экология. Принципы социальной экологии. Социальная экология является естественным продолжением
Общей экологии . Ее принципы ориентированы, прежде всего, на рассмотрение и анализ вопросов и проблем, обусловливаемых человеческой деятельностью и особенно в тот период, когда человек, по выражению В. И. Вернадского, стал действовать как мощная геологическая сила. Этот период связан в основном с промышленной революцией, начавшейся 150-200 лет назад и особенно с последними 20-30 годами научно-технической и информационной революций.
Именно с этого времени термин экология стал широко употребляемым и ориентированным на человека и среду его обитания. Задачи социальной экологии не ограничиваются только констатацией тех изменений в окружающем мире, которые человек вольно или невольно в него привносит. Не менее важны поиски научно обоснованных путей и методов предупреждения этих изменений или их нейтрализации. Необходимы поиски иных путей решения экологических проблем и выживания человечества.
Это возможно в основном через согласование человеком своей деятельности ее экологизации с возможностями природы по двум направлениям 1 технологическому - через разработку новых и совершенствование имеющихся технологий соответственно экологическим законам, правилам и принципам 2 социальному - через более совершенное рациональное потребление производимой продукции. При этом приоритетным критерием должно стать не столько богатство, сколько социально, биологически и экологически обоснованные нормы.
Компенсационные затраты с каждым годом увеличиваются, а круг вопросов, рассматриваемых в социальной экологии, расширяется. В самом общем плане их можно объединить в три раздела 1 специфика человека как биосоциального вида, его место и роль в биосфере и в экосистемах, масштабы воздействия на среду 2 экологические проблемы, порождаемые деятельностью человека, их содержание, причины и следствия 3 существующие и прогнозируемые пути и средства решения экологических проблем. 42.
Экологический мониторинг. Локальный, региональный, глобальный мониторинг. Экологическая ситуация в любом городе или сельском районе может кардинально измениться не только за продолжительное время, но часто и за считанные часы. Поэтому необходимо вести регулярное наблюдение за состоянием экосистем и их элементов. Такие постоянные наблюдения за происходящими в экосистемах процессами называются экологическим мониторингом
от латинского слова монитор - тот, кто напоминает, предупреждает . Существует локальный мониторинг, когда с использованием специальных приборов следят за концентрацией в воде, воздухе, почве или продуктах питания вредных веществ в отдельном городе или районе. На основе данных мониторинга разрабатывают прогнозы дальнейшего изменения наблюдаемых признаков и принимают решения для улучшения экологической ситуации - сооружают новые очистные сооружения на предприятиях,
загрязняющих атмосферу и воду, изменяют системы рубок лесов и сажают новые, внедряются почвозащитные севообороты и т. д Мониторинг чаще всего ведут областные и республиканские Комитеты по гидрометеослужбе. Сотрудники этих комитетов получают данные о состоянии атмосферы через систему специальных датчиков, установленных в промышленных городах, постоянно отбирают пробы воды и почв для анализа. В этом случае мониторинг становится региональным.
Но брать пробы и контролировать экологическую ситуацию могут и международные организации, в этом случае мониторинг становится глобальным. Глобальная система мониторинга окружающей среды ЮНЕП в настоящее время включает 344 станции по мониторингу воды в 59 странах. Так же эти организации используют данные космических спутников и международной космической станции, что позволят проследить всю ситуацию на планете. 43.
Особо охраняемые природные территории, их статус и режим охраны. Наиболее надежный способ охраны популяций - их охрана как частей целых экосистем, в которых поддерживается экологическое равновесие. Для этого создают особо охраняемые территории ООТ разных типов. Заповедники. Это главный тип ООТ, наиболее надежно обеспечивающий охрану видов. В мире сегодня свыше 2000 заповедников, в России -
70. Размеры заповедников сильно различаются. В заповедниках решают три главные задачи 1они должны обеспечить охрану флоры, фауны и экосистем. У каждого заповедника есть свои особенности в Астраханском государственном заповеднике главные объекты охраны - водоплавающие птицы и лотос . Одновременно с объектами специальной охраны охраняют природные экосистемы заповедника в целом. 2. заповедники - это научные учреждения, где работают биологи и экологи разного профиля, детально исследующие
состояние экосистем и составляющих их популяций. Это живые лаборатории, которые дают ценный материал, помогающий поддерживать стабильность популяций и экосистем и за пределами заповедников. 3. Заповедники служат очагами восстановления плотности популяций редких и исчезающих видов растений и животных. Национальные парки. Их задачи отличаются от задач заповедников. В национальных парках создаются условия для организованного отдыха людей на лоне природы.
В парках могут быть зоны с полной изоляцией от посещений и зоны, где разрешены посещения туристов. В посещаемой части парка прокладывают специальные тропы и дороги для передвижения туристов, выделяют места для их стоянок. В парках строят гостиницы, легкие дома для летних ночлегов приюты , создают игровые площадки и т. п. При правильной организации туристы, получая пользу от общения с природой и укрепляя здоровье, не наносят экосистеме вреда. Ходить не по дорожкам, тем более разжигать костры в национальных
парках запрещается. Однако лицензии может быть разрешен сбор грибов, ягод, ловля рыбы, охота. В России 22 национальных парка. Памятники природы. Памятники природы - это музеи природы, маленькие заповедники. Яркий их пример - красноярские Столбы . Если площадь заповедников обычно составляет тысячи или хотя бы десятки квадратных километров, то памятники природы имеют площадь в несколько гектаров.
Памятники могут быть республиканского, областного или местного значения. В их сохранении большую роль играют общественные организации и, конечно, школьные зеленые патрули . В России около 9 тысяч памятников природы. Заказники. Заказники организуют на определенный срок для восстановления поголовья промысловых зверей или популяций лекарственных растений. Восстанавливаемые виды использовать запрещается, хотя на территории заказника
возможна хозяйственная деятельность с использованием всех прочих видов растений или животных охота, рыбная ловля, заготовка лекарственного сырья, сбор грибов и ягод . В заказниках охотничье-промысловых животных создают условия для нормального воспроизведения популяций крупных животных, таких как лоси. Заказники по охране лекарственных трав обычно имеют площадь в несколько десятков гектаров. Особый вид заказника - лесосады.
Их создают в пойменных лесах вырубают деревья и кустарники, не имеющие ресурсного значения, и на их месте сами разрастаются ценные виды боярышник, калина, черемуха или шиповник . В России общая площадь охраняемых территорий не превышает 1 территории страны, что несопоставимо с мировыми стандартами, которые рекомендуют обеспечить разными формами охраны до 1 3 территории. В настоящее время учеными России подготовлены материалы для организации, по крайней мере, еще двухсот
заповедников и национальных парков и тысяч памятников природы и заказников. Площадь ООТ России предстоит в, ближайшие десятилетия увеличить в 10-20 раз. 44. Ландшафт. Естественные и антропогенные ландшафты. Формы охраны ландшафтов. Ландшафт географический - участок земной поверхности, в пределах которого различные компоненты природы горные породы, рельеф, климат, воды, почвы, растительный и животный мир
составляют одно целое, образуя определенный вид местности. Иными словами, ландшафт - это территория, характеризуемая суммой типичных признаков и включающая определенный набор биогеоценозов. Совокупности природных ландшафтов, сходных по морфологическим, функциональным и экологическим особенностям, образуют ландшафтные зоны тундровую, таежную, пустынную, степную , или зональные типы ландшафтов. Экология рассматривает также антропогенные типы ландшафтов возникшие в результате хозяйственной
деятельности человека - городской, сельскохозяйственный, промышленный и др. для охраны ландшафтов создаются специальные заповедники - биосферные. Биосферные заповедники равномерно распределены по всему миру, и каждый представляет какой-то природный ландшафт. Их создают там, где природа не утратила своих первозданных черт. Наблюдения в биосферных заповедниках как эталонах природы проводят по единой международной программе,
составленной в ЮНЕСКО. Это обеспечивает сравнимость результатов, получаемых учеными в разных странах. В мире около 300 биосферных заповедников, в нашей стране их - 11 Приокско-Террасный и др 45. Оптимизация взаимодействия биосферы и техносферы. Основные принципы и правила охраны природы и рационального природопользования. Биосфера - это оболочка Земли состав, структура и энергетика которой определяется живыми организмами.
Техносфера, наоборот, определяется структурой и энергетикой технических средств обеспечения жизнедеятельности человека. В данном случае необходимо формирование такой стратегии развития человеческого общества, которая позволяет гармонично сочетать его потребности с возможностями сохранения нормального функционирования биосферы. Это означает не только широкое распространение производственных способов технологий сбережения энергии и ресурсов, но и изменение характера потребностей людей.
В настоящее время мы живем в обществе, которое называют обществом одноразового потребления. Для него характерно нерациональное, расточительное использование природных ресурсов. Для сознательного и квалифицированного управления экономикой и природопользованием необходимо 1 определить цели управления 2 разработать программу их достижения 3 создать механизмы реализации поставленных задач. Человечество уже приближается к пределу тех возможностей, которые могут быть обеспечены продукционными
свойствами биосферы. Таким образом, рациональное природопользование - единственный выход из ситуации. Общая задача рационального управления природными ресурсами состоит в нахождении наилучших или оптимальных способов эксплуатации естественных и искусственных например, сельскохозяйственных экосистем. Основными принципами рационального природопользования являются изучение, охрана, освоение и преобразование природной среды. Изучение учет и оценка, прогноз развития, разработка системы управления и использования.
Охрана обеспечение качества поддержание продуктивности воспроизводство . Освоение комплексность и экономичность добычи и переработки. Преобразование обогащение количественное и качественное . Все это связано с различными типами ресурсов окружающей среды. Природопользование принимает различные формы в зависимости от типов природных ресурсов расходуемых
энергетические, сырьевые, пищевые, генофонд и ресурсов среды условия труда, отдыха и здоровья . Разумный подход к использованию биологических ресурсов состоит в поддержании продуктивности популяции на максимально высоком уровне сборе урожая, величина которого максимально близка к производимой популяцией продукции. В целом охрана окружающей среды и задачи восстановления природных ресурсов должны предусматривать следующие виды деятельности локальный местный , региональный и глобальный экологические мониторинги,
то есть измерение и контроль состояния важнейших характеристик окружающей среды, концентрации вредных веществ в атмосфере, воде, почве восстановление и охрана лесов от пожаров, вредителей, болезней расширение и увеличение числа заповедных зон, охрана и разведение редких видов растений и животных широкое просвещение и экологическое образование населения международное сотрудничество в деле охраны среды. Только активная работа во всех областях человеческой деятельности по формированию нового отношения
к природе, разработка рационального природопользования, природосберегающей технологии будущего смогут решать экологические проблемы сегодняшнего дня и перейти к гармоничному сотрудничеству с Природой. 46. Окружающая среда. Пределы допустимых отклонений основных характеристик окружающей среды. Природные и антропогенные факторы изменения окружающей среды. Экологическое действие загрязняющих агентов может проявляться по-разному оно может затрагивать либо
отдельные организмы проявляться на организменном уровне , либо популяции, биоценозы, экосистемы и даже биосферу в целом. В конечном счете, происходит деградация экосистем, ухудшение их как элементов среды человека, снижение положительной роли в формировании биосферы, обесценивание в хозяйственном отношении. Различают природное и антропогенное загрязнения. Природное загрязнение возникает в результате естественных причин извержения вулканов, землетрясений, катастрофических наводнений и пожаров.
Антропогенное загрязнение - результат деятельности человека. В основном это выбросы веществ соединения углерода, серы, азота, тяжелые металлы, различные органические вещества, искусственно созданные материалы, радиоактивные элементы и многое другое. Каждый загрязнитель оказывает определенное отрицательное воздействие на природу, поэтому их поступление в окружающую среду должно строго контролироваться.
Законодательство устанавливает для каждого загрязняющего вещества предельно допустимый сброс ПДС и предельно допустимую концентрацию ПДК его в природной среде. Предельно допустимый сброс ПДС - это масса загрязняющего вещества, выбрасываемого отдельными источниками за единицу времени, превышение которой приводит к неблагоприятным последствиям в окружающей среде или опасно для здоровья человека. Предельно допустимая концентрация
ПДК понимается как количество вредного вещества в окружающей среде, которое не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека или его потомство при постоянном или временном контакте с ним. В настоящее время при определении ПДК учитываются не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, но и воздействие их на животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природное сообщество в целом. Специальные службы мониторинга наблюдения окружающей среды осуществляют контроль за соблюдением
установленных нормативов ПДС и ПДК вредных веществ. Такие службы созданы во всех районах страны. Особенно важна их роль в крупных городах, вблизи химических производств, атомных электростанций и других промышленных объектов. Службы мониторинга имеют право применять предусмотренные законом меры, вплоть до приостановки производства и любых работ, если нарушаются нормы охраны окружающей среды.
47. Экологическое нормирование качества окружающей среды. Особый вид мониторинга - биологический биомониторинг . При биомониторинге ведется наблюдение за состоянием флоры и фауны экосистем. Для этого раз в несколько лет проводят обследование территории и выявляют виды, нуждающиеся в охране, которые включают в Красные книги . Биомониторинг используют также для оценки уровня загрязнения среды
по состоянию организмов их обитания. Оценка среды по состоянию живых организмов называется биологической индикацией, а сами организмы, по которым оценивают состояние среды биологическими индикаторами. Использование методов биоиндикации при мониторинге удобно потому, что приборы измеряют загрязнение несколько раз в сутки, а растения - постоянно. Для того, чтобы точно определить вред наносимый окружающей среде вводятся определенные нормы, которые должны соблюдать все организации, являющиеся потенциальными
загрязнителями окружающей среды. Законодательство устанавливает для каждого загрязняющего вещества предельно допустимый сброс ПДС и предельно допустимую концентрацию ПДК его в природной среде. Предельно допустимый сброс ПДС - это масса загрязняющего вещества, выбрасываемого отдельными источниками за единицу времени, превышение которой приводит к неблагоприятным последствиям в окружающей среде или опасно для здоровья человека.
Предельно допустимая концентрация ПДК понимается как количество вредного вещества в окружающей среде, которое не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека или его потомство при постоянном или временном контакте с ним. В настоящее время при определении ПДК учитываются не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, но и воздействие их на животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природное сообщество в целом.
48. Охрана рыб и морских животных. Причины истощения рыбных ресурсов. Рыборазведение и промысловое рыболовство. С Севера и Востока Россию омывают моря системы Атлантического океана Балтийское море , Северного Ледовитого океана Баренцево, Белое, Карское, море Лаптевых, Восточно-Сибирское,
Чукотское и Тихого океана Берингово, Охотское, Японское моря . Кроме того, на юге России расположено внутреннее море - Каспийское. Морские экосистемы играют огромную роль в хозяйстве страны через них пролегают транспортные пути, связывающие различные регионы страны особенно они важны для районов Крайнего Севера . В морях добывают рыбу, составляющую важную статью в питании россиян, а также другие
дары моря. В мелководных районах, на шельфе северных морей открыты месторождения нефти и газа. Морские экосистемы принципиально не отличаются от пресноводных, и в них основной продуцент - микроскопический фитопланктон. Время жизни одноклеточных водорослей очень непродолжительно, и в биомассе морских экосистем преобладают гетеротрофы, которые поедают фитопланктон и живут дольше. Как и в пресноводных экосистемах, продуктивность морских экосистем выше, чем запас биомассы.
По продуктивности морские экосистемы России сходны с пустынями. В особенности низка продуктивность морей Северного Ледовитого океана. Морские экосистемы испытывают сильное влияние хозяйственной деятельности человека. Главные факторы, нарушающие экологическое равновесие - это загрязнение и чрезмерный вылов рыбы. Сильнее всего загрязнены Финский залив Балтийского моря,
Черное, Азовское и Каспийское моря, часть поверхности которых покрыта нефтяной пленкой. Черное и Азовское моря, кроме того, загрязняются остатками удобрений и пестицидов, которые приносят впадающие в них реки. Неблагоприятное экологическое состояние Черного моря усугубляется естественным загрязнением воды сероводородом, который образуется в морских глубинах и делает их безжизненными. Смываемые в моря удобрения и органические вещества вызывают массовое
развитие цианобактерий - цветение воды. Моря Северного Ледовитого океана загрязнены слабее, один из основных источников загрязнения - Северо-Атлантическое течение, которое переносит загрязненные воды от побережий промышленноразвитых стран Западной Европы. Однако низкая температура воды и малая биологическая продуктивность этих морей мешают быстро избавиться от загрязнения. Нефть, не разлагаясь, может сохраняться там до 50 лет.
В более теплых водах морей Тихого океана процесс разложения нефти и других промышленных загрязнителей происходит быстрее. Главное условие устойчивости эксплуатируемых экосистем является строгое соблюдение нормативов изъятия из популяции организмов при охоте и рыбной ловле. Из-за вылова мелкой рыбы - пищи морских птиц исчезли птичьи базары. От чрезмерной добычи пострадала и популяция гренландского тюленя в северных морях.
Для спасения морских экосистем необходимо резко снизить их загрязнение для этого в приморских городах строят более надежные очистные сооружения, запрещено мытье танкеров в открытом море , контролировать лов рыбы, использовать легкие тралы. В Японском море созданы первые морские фермы , на которых разводят морских моллюсков. Начато культивирование трепанга и искусственное выращивание ламинарии. В тихоокеанских морях организована эффективная защита популяции редких морских животных - каланов морских
выдр и котиков. 49. Лесные ресурсы. Лесной и лесопатологический мониторинг. Охрана и воспроизведение лесов. Отношение общей площади суши к площади, занятой лесами, выраженное в процентах, называется лесистостью. Для мира в целом этот показатель равен 32 . Лесистость России составляет 44 от площади страны. Лесные экосистемы очень важны для жизни биосферы они обогащают атмосферу кислородом и поддерживают
уровень содержания в ней диоксида углерода. Леса играют большую роль в круговороте воды покрытая подстилкой поверхность лесных почв впитывает дождевые осадки и снеговые воды, пополняя запасы подземных вод. Лесные почвы фильтруют воды, стекающие с полей и промышленных площадок, и очищают их от многих вредных примесей. Лесные экосистемы испаряют в атмосферу влагу и благотворно влияют на климат, повышая влажность воздуха. По данным лесопатологического мониторинга леса можно разделить на три группы леса первой группы
располагаются вдоль рек и по побережьям озер, а также вдоль крупных шоссейных дорог, в зеленых зонах городов, в заповедниках. Их вырубать нельзя. Леса второй группы называют защитно-эксплуатационными. В таких лесах проводят рубки, но так, чтобы древостой полностью не уничтожался, и шел процесс его самовосстановления. Наконец, леса третьей группы - эксплуатационные. В таких лесах древостой можно вырубать почти полностью, оставляют лишь отдельные деревья как источники семян для восстановления леса естественным путем или
проводится посадка деревьев. Леса - важный объект хозяйственной деятельности человека. Различают главное и побочное лесопользование. При главном лесопользовании в лесах заготовляется древесина. При побочном - грибы и ягоды, лекарственные растения, а также происходит охота. При рациональном использовании лесных экосистем в них поддерживается экологическое равновесие - естественным путем возобновляются популяции деревьев, промысловых животных, лекарственных трав, грибов.
В итоге - сохраняется и биосферная роль лесов. Однако принципы рационального использования лесов соблюдаются не всегда, рассмотрим основные из них. Превышение расчетной лесосеки. Расчетная лесосека - это план заготовки древесины в пределах годичного прироста, при котором лесу не будет нанесен существенный урон и он сможет восстановиться. При нарушениях происходит процесс называемый сменой пород.
Для его предотвращения необходимо при рубках специально оставлять крупные деревья. Из их семян сможет восстановиться лес с преобладанием нужной породы. Там, где уже нет возможности обеспечить восстановление леса естественным путем, проводят посадки ценных пород. Лесные пожары. Причиной пожаров могут быть молнии, однако сегодня их роль незначительна, большая часть пожаров начинается из-за неаккуратного обращения человека с огнем.
Для профилактики пожаров запрещается разведение в сухое время года в лесу костров. Выпас скота. При выпасе погибают молодые деревца, которые скот объедает и вытаптывает, ухудшаются условия для роста взрослых деревьев, исчезают птицы и массово размножаются вредители. В лесах на склонах гор выпас вызывает смыв почвы эрозию . Для исправления ситуации выпас в лесах прекращают.
Влияние отдыха и туризма. Лес - место отдыха населения. Если леса будет посещать чрезмерно много отдыхающих, это приведет к ухудшению их состояния и произойдет рекреационная сукцессия. Экологи определяют норматив - предельно допустимую рекреационную нагрузку на лес, при которой он сохранится. Этот норматив определяет число посещений отдыхающими гектара леса за месяц или день. Если массив леса расположен в городской черте, его называют лесопарком.
Существуют правила поведения туристов в лесу, которым они должны строго следовать. 50. Загрязнение окружающей среды. Рост объемов технических отходов и ограниченность способности биосферы к их переработке. Загрязнением называются любые изменения воздуха, вод, почв или пищевых продуктов, оказывающие нежелательное воздействие на здоровье, выживаемость или деятельность человека. Обычно загрязнение оценивается с точки зрения угрозы только для человека, однако более точным и справедливым
будет распространить это определение и на другие формы жизни. Тяжесть воздействия загрязняющих веществ определяют три фактора. Первый - их химическая природа, то есть насколько они активны и вредны для человека, растений и животных. Второй - концентрация, то есть содержание на единицу объема или массы воздуха, воды или почвы. Третий фактор - устойчивость, то есть продолжительность существования в воздухе, воде и почве.
По масштабам загрязнения подразделяются на локальные вокруг промышленных предприятий, животноводческих комплексов, нефтебаз и пр региональные в пределах области, бассейна реки, республики, государства , глобальные обнаруживаемые в той точке планеты далеко от его источника - например, хлорорганические соединения в яйцах пингвинов в Антарктиде , космические в космическом пространстве- например, отработанные ступени летательных аппаратов . По характеру образования загрязнения подразделяются на природные и антропогенные.
Природное загрязнение вызывается естественными причинами, без влияния человека или в результате его отдаленного косвенного воздействия на природу. Загрязнения, возникающие в результате хозяйственной деятельности человека, называют антропогенными. Их подразделяют на промышленные сельскохозяйственные, военные. По своей природе все загрязнения делятся на физические, физико-химические, химические, биологические и механические. Физическое загрязнение связано с изменением физических параметров среды температуры
- тепловое загрязнение волновых параметров - световое, шумовое, электромагнитное загрязнения радиационных параметров - радиационное, радиоактивное загрязнения. Единственной формой физико-химического загрязнения является аэрозольное загрязнение, то есть загрязнение воздуха мелкодисперсными жидкими и твердыми веществами примером такой формы загрязнения является промышленный смог или просто дым. Биологическое загрязнение связано с внесением в окружающую среду и размножением
в ней нежелательных для человека организмов, а также с проникновением или внесением в природные экосистемы чуждых данным сообществам и обычно там отсутствующих видов организмов. биосфера не способна справится с таким количеством загрязнения самостоятельно, что может привести к катастрофе. Растения уже сейчас не справляются с излишками двуокиси углерода.
| ! |
Как писать рефераты Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов. |
| ! | План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом. |
| ! | Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач. |
| ! | Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты. |
| ! | Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ. |
| → | Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре. |