Калининградский государственныйтехнический университет
Контрольная работа по экологии
Тема: Популяцияи ее признаки. Классификация природных ресурсов
Работу выполнила:
студентка группы 09-ЗБУ
Колб Н.А.
Шифр: 3178
2009 г.
Содержание
Введение
1. Популяцияи ее признаки
2. Классификацияприродных ресурсов
Заключение
Списоклитературы
Введение
Все взаимосвязано совсем — гласит первый экологический закон. Значит, и шага нельзя ступить, незадев, а порой и не нарушив чего-либо из окружающей среды. Каждый шаг человекапо обычной лужайке — это десятки погубленных микроорганизмов, спугнутыхнасекомых, изменяющих миграционные пути, а может быть, и снижающих своюестественную продуктивность. Загрязнение окружающей среды, истощениеприродных ресурсов и нарушения экологических связей в экосистемах сталиглобальными проблемами. И если человечество будет продолжать идти по нынешнемупути развития, то его гибель, как считают ведущие экологи мира, через два-трипоколения неизбежна.
Взаимодействие обществаи природы перешагнуло грань прежнего равновесия еще в прошлом веке, а внастоящий момент уже невозможно обойтись без надлежащего правовоговмешательства в данную сферу. В настоящее время, в период надвигающегосяэкологического кризиса на всей планете, всем ныне живущим необходимо решитьзадачи перехода от эксплуатации и завоевания Природы к ее сохранению исотрудничеству с ней. В этих условиях экология человека приобретает особоважное значение, поскольку нормальные условия его существования прямо зависятот того, насколько человек вписывается в природу, способен познать ее законы итворчески использовать их в своей жизни. Все более интенсивно потребляяприродные ресурсы с помощью колоссально возрастающих по своей мощи техническихсредств, человечество в прогрессирующей форме улучшало условия развития своейцивилизации и своего роста как биологического вида Homo sapiens. Однако,«завоевывая» природу, оно в значительной мере подорвало естественные основысобственной жизнедеятельности, что создало напряженную и во многих случаяхкризисную ситуацию во взаимодействии человека и природы, чреватую большимиопасностями для будущего цивилизации.
Популяция и ее признаки
В природе живыеорганизмы существуют не в виде отдельных экземпляров, они живут группами,занимая отдельную территорию – ареал. Такие группы особей одного вида с общимгенофондом, общей морфологией и единым жизненным циклом называют популяцией.Каждый вид состоит из одной или нескольких популяций, и популяция, такимобразом, — это форма существования вида, его наименьшая эволюционирующаяединица.
Популяция(populus – от лат. народ, население) — совокупность особей одного вида,занимающих определенный ареал, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющихобщее происхождение, генетическую основу и в той или иной степени изолированныхот других популяций данного вида.
Популяция– совокупность особей, входящая в состав определенной экосистемы. Так, все особикарася в одном озере, все березы или все ели в одном лесу образуют популяцию.
Дляпопуляции характерна сильная, хотя и не абсолютная обособленность (изоляция) отдругих популяций этого вида, обеспечивающая большое генотипическое сходствосоставляющих ее особей. Вместе с тем у отдельных особей популяции возникаютнаследственные изменения, которые в результате свободного скрещиванияраспространяются в популяции и приводят к генетической разнородностисоставляющих ее особей. Неоднородность особей создает условия для действияестественного отбора.
Популяции,будучи групповыми объединениями, обладают рядом специфических свойств, которыене присущи каждой отдельной особи: численность, плотность, рождаемость,смертность, скорость роста и другое. Кроме того, ей свойственна определеннаяорганизация: половая, возрастная, пространственно-этологическая и другиеструктуры.
Численность– общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Однакоизмерить общую численность некоторых популяций на практике бывает довольнотрудно, поэтому пользуются понятием плотность популяции. Это числоособей приходящиеся на единицу площади или объема жизненного пространства. Знаяплотность популяции в тот или иной момент времени, можно судить о росте,размножении и смертности популяции.
Популяцииобладают способностью к саморегуляции своей численности. С повышениемплотности, скученности возрастает агрессия животных, повышается внутривидоваяконкуренция, резко снижается плодовитость самок из-за частых контактов ссородичами. Вступают в действие другие факторы – хищники, паразиты, нехваткапищи. В результате численность популяции снижается. При низкой плотности,напротив, обилие корма способствует повышению плодовитости и выживанияпотомства.
Рождаемость– число новых особей, появившихся в популяции за единицу времени в результатеразмножения. Рождаемость различают абсолютную и удельную.
Абсолютная рождаемость– это количество новых особей, появившихся заединицу времени, а удельная– то же самое количество, но отнесенное к определенному числу особей.Например, показателем рождаемости человека служит число детей, родившихся на1000 человек в течение года. Рождаемость определяется многими факторами:условиями среды, наличием пищи, биологией вида (скорость полового созревания,количество генераций в течение сезона, соотношение самцов и самок в популяции).Согласно правилу максимальной рождаемости в идеальных условиях впопуляциях появляется максимально возможное количество новых особей. Такаярождаемость ограничивается физиологическими особенностями вида.
Смертность– число особей, погибших в популяции за единицу времени. Смертность, как ирождаемость, бывает абсолютной – количество особей, погибших заопределенное время, так и удельной. Она характеризует скорость снижениячисленности популяции от гибели из-за болезней, старости, хищников, недостаткакорма. Как правило, смертность высока на ранних стадиях развития, затемснижается и вновь возрастает к старости. Каждый организм характеризуется своейиндивидуальной продолжительностью жизни, уровнем рождаемости и смертности.
На численностьпопуляций также существенное влияние оказывает миграция особей.
Миграции— закономерные перемещения животных между существенно различными,пространственно разобщенными средами обитания. Подобные переселения вызываютсяизменением условий существования в местах обитания или изменением требованийживотного к этим условиям на разных стадиях развития. Массовое перемещениеособей между популяциями может изменить их структуру и основные свойства:предотвратить гибель популяции, находящейся на грани вымирания, или, наоборот,привести ее к резкому сокращению.
Миграции,суточные и сезонные, позволяют организмам использоватьоптимальные условия среды в таких местах, где их постоянное проживаниеневозможно. Они приводят к освоению новых биотопов, расширению общего ареалавида, к обмену особей между популяциями, увеличивают единство и общуюустойчивость вида, способствуют успеху в борьбе за существование.
Приотсутствии миграции изменение численности популяции зависит от соотношениявеличины рождаемости и смертности Рост популяции – этоизменениечисленности или биомассы популяции во времени. Если рождаемостьпреобладает над смертностью, величина популяции возрастает, в противномслучае она будет иметь отрицательный рост. Обычно нарастание численности идетмедленно – фаза положительного ускорения, затем становится быстрым – логарифмическаяфаза, снова замедляется – фаза отрицательного ускорения и наконец,наступает состояние, когда прибыль и убыль особей уравнивают друг друга – фазаравновесия или стабилизации.
Характерувеличения численности популяции может быть различным. Выделяют несколько типовроста популяций. Два из них показаны на рис.1, отображающем возрастаниепопуляции во временном интервале. Кривые имеют J и S – образный вид.Параболической (J-образной) кривой А описывается темп роста популяции,когда ее плотность увеличивается с возрастающей скоростью до тех пор, пока неначнет действовать фактор, ограничивающий рост (например, будут полностьюиспользованы ресурсы питания или воздуха в замкнутом водоеме и т.п.). Кривая В(S – образная) описывает события, когда рост популяции вначалеувеличивается медленно, затем стремительно растет, но под влияниемсопротивления среды постепенно замедляется, и наступает равновесие илистационарное /> />
состояние,когда число особей не увеличивается.Рис.1 Возрастнаяструктура – соотношение в популяции особей разных возрастныхгрупп. Абсолютный возрастной состав выражает численность определенныхвозрастных групп в определенный момент времени. Относительный возрастнойсостав выражает долю или процент особей данной возрастной группы поотношению к общей численности популяции. Возрастной состав определяется рядомсвойств и особенностей вида: время достижения половой зрелости,продолжительность жизни, длительность периода размножения, смертность и другое.
Соотношение возрастных групп в структуре популяциихарактеризуют ее способность к размножению и выживанию, и согласуется споказателями рождаемости и смертности. В растущих популяциях с высокой рождаемостьюпреобладают молодые, еще не репродуктивные особи, в стабильных – обычно эторазновозрастные, у которых регулярно определенное число особей переходит измладших возрастных групп в старшие, рождаемость равна убыванию населения. Всокращающихся популяциях основу составляют старые особи, возобновление в нихотсутствует или совсем незначительно.
Взависимости от способности особей к размножению различают три группы: предрепродуктивную– особи еще не способны размножаться, репродуктивную – особи способныразмножаться и пострепродуктивную – особи уже не способные размножаться.
Возрастныегруппы могут быть подразделены и на более мелкие категории. Одна из наиболееизвестных классификаций животных по возрасту Г.А. Новикова:
— новорожденные – до момента прозревания;
— молодые – подрастающие особи, «подростки»;
— полувзрослые – близкие к половозрелым особям;
— взрослые – половозрелые животные;
— старые – особи, переставшие размножаться.
Возрастнуюструктуру популяции выражают при помощивозрастных пирамид.
Половаяструктура – соотношение особей мужского и женского пола впопуляции. Половая структура свойственна только популяциям раздельнополыхорганизмов. Популяции свойственно также определенное соотношение полов, причемсоотношение самцов и самок не равно 1:1. В силу специфики физиологии иэкологии, свойственной разным полам, в силу их разной жизнеспособности, влиянияфакторов внешней среды могут быть значительные различия в этом соотношении. Иэти различия неодинаковы как в разных популяциях, так и в разных возрастныхгруппах одной и той же популяции.
Принятовыделять первичное, вторичное и третичное соотношениеполов в популяции. Первичное соотношение полов определяетсягенетическими механизмами — равномерностью расхождения половых хромосом.Например, у человека XY-хромосомы определяют развитие мужского пола, а XX — женского. В этом случае первичное соотношение полов 1:1, то есть равновероятно. Вторичное соотношение полов — это соотношение полов на моментрождения, среди новорожденных. Оно может существенно отличаться от первичногопо целому ряду причин: избирательность яйцеклеток к сперматозоидам, несущим X-или Y-хромосому, неодинаковой способностью таких сперматозоидов коплодотворению, различными внешними факторами. Третичное соотношение полов- это соотношение полов среди взрослых животных.
Пространственно-этологическаяструктура – характер распределения особи в пределах ареала.Она зависит от особенностей окружающей среды и особенностей поведения вида.Большинство популяций имеет постоянную территорию.
Пространственнаяструктура имеет важное экологическое значение. Прежде всего, определенный типиспользования территории позволяет популяции эффективно использовать ресурсысреды и снизить внутривидовую конкуренцию. Эффективность использования среды иснижение конкуренции между представителями популяции позволяют ей укрепить своипозиции по отношению к другим видам, населяющим данную экосистему.
Другоеважное значение пространственной структуры популяции состоит в том, что онаобеспечивает взаимодействие особей внутри популяции. Без определенного уровнявнутрипопуляционных контактов популяция не сможет выполнять как свои видовыефункции – размножение и расселение, так и функции, связанные с участием вэкосистеме – участие в круговоротах веществ, создание биологической продукции итак далее.
Выделяюттри основных типа распределения особей в пространстве:
— Равномерное — особи размещены в пространстве равномерно, на одинаковыхрасстояниях друг от друга;
— Конгрегационное, или мозаичное — то есть «пятнистое»,особи размещаются в обособленных скоплениях;
— Случайное, или диффузное — особи распределены в пространствеслучайным образом.
Равномерноераспределение характеризуется равным удалением каждой особи от всех соседних.Свойственно популяциям, существующим в условиях равномерного распределенияфакторов среды или состоящих из особей, проявляющих друг к другу оструювнутривидовую конкуренцию, как например, у хищных рыб.
Мозаичноераспределение проявляется в образовании группировок особей, между которымиостаются большие незаселенные территории. Характерно для популяций, обитающих вусловиях неравномерного распределения факторов среды или состоящих из особей,ведущих групповой образ жизни.
Случайноераспределение можно наблюдать только в однородной среде и только у видов,которые не обнаруживают никакого стремление к объединению в группы.
Потипу использования пространства все подвижные животные подразделяются на оседлыхи кочевых. Оседлый образ жизни имеет ряд биологических преимуществ,таких как свободная ориентация на знакомой территории при поиске пищи илиукрытия, возможность создать запасы пищи. К его недостаткам относится истощениепищевых ресурсов при излишне высокой плотности популяции.
Различаютдва типа социальной организации популяций: одиночную (семейную) и групповую.При одиночной (семейной) организации территория принадлежит одной семье– самец, самка и их потомство. Члены семейства могут метить и строго охранятьграницы этой территории. Для других животных и растений характерно групповоеиспользование пространства. Такие животные образуют стада, стаи или колонии.
Природные ресурсы и ихклассификация
Природные ресурсы(естественные ресурсы) — элементы природы, часть всей совокупности природныхусловий и важнейшие компоненты природной среды, которые используются, либомогут быть использованы, при данном уровне развития производительных сил дляудовлетворения разнообразных потребностей общества и общественногопроизводства.
Природные ресурсыявляются главным объектом природопользования, в процессе которого ониподвергаются эксплуатации и последующей переработке. Главные виды природныхресурсов — солнечная энергия, внутриземное тепло, водные, земельные иминеральные ресурсы — являются средствами труда. Растительные ресурсы,животный мир, питьевая вода, дикорастущие растения — являются предметамипотребления.
Под классификациейприродных ресурсов понимается разделение совокупности предметов, объектов иявлений природной среды на группы по функционально значимым признакам. Учитываяприродное происхождение ресурсов, а также их огромное экономическое значение,разработаны следующие классификации природных ресурсов.
Природная(генетическая) классификация — классификация природных ресурсов поприродным группам: минеральные (полезные ископаемые), водные, земельные (в т.ч.почвенные), растительные, (в т.ч. лесные), животного мира, климатические,ресурсы энергии природных процессов (солнечное излучение, внутреннее теплоЗемли, энергия ветра и т.п.). Часто ресурсы растительного и животного мираобъединяют в понятие биологические ресурсы.
Экологическаяклассификация природных ресурсов основана напризнаках исчерпаемости и возобновимости запасов ресурсов. Понятиемисчерпаемости пользуются при учете запасов природных ресурсов и объемов ихвозможного хозяйственного изъятия. Выделяют по данному признаку ресурсы:
неисчерпаемые — использование которых человеком не приводит к видимому истощению их запасовныне или в обозримом будущем (солнечная энергия, внутриземное тепло, энергияводы, воздуха);
почерпаемыеневозобновимые — непрерывное использование которыхможет уменьшить их до уровня, при котором дальнейшая эксплуатация становитсяэкономически нецелесообразной, при этом они неспособны к самовосстановлению засроки, соизмеримые со сроками потребления (например, минеральные ресурсы);
почерпаемыевозобновимые — ресурсы, которым свойственнаспособность к восстановлению (через размножение или другие природные циклы),например, флора, фауна, водные ресурсы, В этой подгруппе выделяют ресурсы скрайне медленными темпами возобновления (плодородные земли, лесные ресурсы свысоким качеством древесины).
Хозяйственная,когда природные ресурсы классифицируют на различные группы с точки зрениявозможностей хозяйственного использования:
по техническимвозможностям эксплуатации выделяют природные ресурсы:реальные — используемые при данном уровне развития производительных сил;потенциальные — установленные на основе теоретических расчетов ипредварительных работ и включающие помимо точно установленных техническидоступных запасов еще и ту часть, которую в настоящее время нельзя освоить потехническим возможностям;
по экономическойцелесообразности замены различают ресурсы заменимые инезаменимые. Например, к заменимым относят топливно-энергетические ресурсы –они могут быть заменены другими источниками энергии. К незаменимым принадлежатресурсы атмосферного воздуха, пресные воды и пр.
Большую роль в развитииэкономики играет степень изученности природных ресурсов: строениепочвы, количество и структура полезных ископаемых, запасы древесины и ееежегодный прирост и др. Среди природных ресурсов особую роль в жизни обществаиграет минеральное сырье, а степень обеспеченности природными ресурсамиотражает экономический уровень государства. В зависимости от геологическойизученности минерально-сырьевые ресурсы подразделяются на следующиекатегории:
А – запасы, разведанныеи изученные с предельной детальностью, точными границами залегания, и которыемогут быть переданы в эксплуатацию.
В – запасы, разведанныеи изученные с детальностью, обеспечивающей выявление основных условийзалегания, без точного отображения пространственного положения месторождения.
C1 – запасы,разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей выяснение в общих чертахусловий залегания.
С2 – запасы,разведанные, изученные и оцененные предварительно по единичным пробам иобразцам.
Кроме того по экономическомузначению полезные ископаемые делятся на балансовые, эксплуатация которыхцелесообразна в данный момент, и забалансовые, эксплуатация которыхнецелесообразна из-за низкого содержания полезного вещества, большой глубинызалегания, особенностей условий работы и другое, но которые в перспективе могутразрабатываться.
Среди классификацийприродных ресурсов, отражающих их экономическую значимость и хозяйственнуюроль, особенно часто используется классификация по направлению и видамхозяйственного использования. Основной критерий подразделения ресурсов вней — отнесение их к различным секторам материального производства илинепроизводственной сферы. По этому признаку природные ресурсы делятся наресурсы промышленного и сельскохозяйственного производства.
Группа ресурсов промышленногопроизводства включает все виды природного сырья, используемогопромышленностью. В связи с многоотраслевым характером промышленного производствавиды природных ресурсов дифференцируются следующим образом:
Энергетические,к которым относят разнообразные виды ресурсов, используемых на современномэтапе для производства энергии:
горючие полезныеископаемые (нефть, газ, уголь, битуминозные сланцы и др.)
гидроэнергоресурсы(энергия речных вод, приливная энергия и т.п.);
источники биоэнергии(топливная древесина, биогаз из отходов сельского хозяйства.);
источники ядернойэнергии (уран и радиоактивные элементы).
Не энергетическиересурсы, представляющие сырье для различных отраслейпромышленности или участвующие в производстве согласно его техническимособенностям:
полезные ископаемые, неотносящиеся к группе каустобиолитов (рудные и нерудные);
воды, используемые дляпромышленного производства;
земли, занятыепромышленными объектами и объектами инфраструктуры;
лесные ресурсыпромышленного значения;
биологические ресурсыпромышленного значения.
Ресурсы сельскохозяйственногопроизводства объединяют те виды ресурсов, которые участвуют в созданиисельскохозяйственной продукции:
агроклиматическиересурсы тепла и влаги, необходимые для продуцирования культурных растений ивыпаса скота;
почвенно-земельные — земля и ее верхний слой — почва, обладающая уникальным свойством продуцироватьбиомассу;
растительныебиологические ресурсы — кормовые ресурсы;
водные ресурсы — воды,используемые для орошения и пр.
К ресурсам непроизводственнойсферы (непроизводственного потребления — прямого или косвенного) относятсяресурсы, изымаемые из природной среды – дикие животные, представляющие объектыпромысловой охоты, лекарственное сырье естественного происхождения, а такжересурсы рекреационного хозяйства, заповедных территорий и др.
Соединение природной иэкономической классификаций позволяет выявить возможность разнонаправленногоиспользования различных природных групп ресурсов, а также их заменяемость,сделать выводы о задачах рационального использования и охраны отдельных видов. Повзаимоотношениям видов использования существует следующая классификация:
ресурсы однозначногоиспользования;
ресурсы многоцелевогоиспользования, в том числе взаимоувязанного (комплексного) использования(водные ресурсы), взаимоисключающего (конкурирующего) использования (земельныересурсы).
Можно выделить и другиегруппы природных ресурсов. Например, источники однородных ресурсов(месторождения полезных ископаемых, земельные угодья, лесосырьевые базы и др.)подразделяются по величине запасов и хозяйственной значимости. Условновыделяют:
крупнейшие(общегосударственного значения),
крупные (межрайонного ирегионального значения),
небольшие (местногозначения).
Разрабатываются также частныеклассификации природных ресурсов, отражающие специфику их природных свойстви направлений хозяйственного использования. Примером такого рода служатразличные мелиоративные классификации, группы рек по степени зарегулированностистока и др. Широко используется геолого-экономическая классификацияполезных ископаемых по основным направлениям их использования в промышленности:
топливно-энергетическоесырье (нефть, газ, уголь, уран и др.);
черные, легирующие итугоплавкие металлы (руды железа, марганца, хрома, никеля, кобальта, вольфрамаи др.);
благородные металлы(золото, серебро),
химическое иагрономическое сырье (калийные соли, фосфориты, апатиты и др.);
техническое сырье(алмазы, асбест, графит и др.).
В рыночных условияххозяйства практический интерес приобретает классификация природных ресурсов,учитывающая, в частности, характер торговли природным сырьем. Например,можно выделить:
ресурсы, имеющиестратегическое значение, торговля которыми должна быть ограничена, посколькуведет к подрыву оборонной мощи государства (урановая руда и др. радиоактивныевещества);
ресурсы, имеющиеширокое экспортное значение и обеспечивающие основной приток валютныхпоступлений (нефть, алмазы, золото и др.);
ресурсы внутреннегорынка, имеющие, как правило, повсеместное распространение, например,минеральное сырье и др.
Заключение
Мывынуждены сегодня признать, что тревожная экологическая ситуация сложилась вомногих регионах нашей страны в результате некомпетентного хозяйствования,недостатка знаний и действий вслепую, потребительского отношения к природнымбогатствам. Значение охраны природы как неприемлемого условия выживаниячеловечества и каждого человека сейчас осознается нашим обществом, однако, ксожалению, оно мало готово к последовательной и безусловной реализацииприродоохранных мер, причем не только из-за недостатка необходимых для этогосредств, но и вследствие отсутствия экологической культуры населения.
Решениеэкологических проблем в огромной степени зависит от постановки экологическогообразования и воспитания подрастающих поколений. Они должны хорошо знать законыприроды, понимать взаимосвязь природных явлений, уметь предвидеть и оцениватьпоследствия вмешательства в естественное течение различных процессов, иметьчеткое представление о том, что природные ресурсы не бесконечны.
Списокиспользуемой литературы
1. А.Г.Исаченко, «География в современном мире». /1998 г.
Г.В. Стадницкий, А. И. Родионов. «Экология».
2. Газета«География». №3, №5 ,№6 /1999 г.
3. ЩукинИ. Экология для студентов вузов. Серия «Шпаргалки» — Ростов н/Д: «Феникс»,2005. — 224 с.
4. Экология,охрана природы, экологическая безопасность. Учебное пособие для системыпрофессиональной переподготовки и повышения квалификации госслужащих,руководителей и специалистов промышленных предприятий и организаций. Под общейредакцией проф. А.Т.Никитина, проф. МНЭПУ С.А.Степанова. — М.: Изд-во МНЭПУ,2000. — 648 с.