9.5. С чем связаны основные экологические проблемы гидросферы?

Вода играет исключительную роль в функционировании биосферы (п.п. 5.7, 9.4). Общий единовременный запас водных ресурсов составляет приблизительно 1,39 млрд. км³, из них около 1,34 млрд. км³ приходится на воды Мирового океана. Лишь менее 3% относится к пресным водам, а доступны для использования только 0,3%.

Наибольшую опасность представляет проблема ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГИДРОСФЕРЫ и НЕДОСТАТКА ПРЕСНОЙ ВОДЫ. Теоретически водные ресурсы неисчерпаемы, т.к. при рациональном использовании они непрерывно возобновляются в процессе влагооборота. Но потребление воды растет такими темпами, что во многих странах ощущается недостаток водных ресурсов.

Большую опасность вызывает загрязнение природных вод, вызванное сбросом в них сточных вод. Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в связи с антропогенным воздействием, что делает воду опасной для использования, наносит ущерб хозяйству, здоровью и безопасности населения.

Загрязнители, попадая в естественные водоёмы, при разбавлении выводят из оборота большие объёмы воды, наносят ущерб биоресурсам, подрывают способность водных экосистем к самовосстановлению.

9.6. Как соотносятся различные уровни организации материи в экологических системах?

Экологические системы имеют довольно сложную иерархическую структуру, включающую в себя компоненты как неживой, так и живой природы (Рис. 17). К ключевым понятиям относятся:

БИОТОП (греч. topos – «место») – однородное по абиотическим факторам местообитание, занятое одним и тем же сообществом (на суше – биогеоценозом). В биотопе абиотические факторы среды преобразованы влиянием организмов (из материнской породы сформирована почва, изменен режим освещения, температуры, потребление ресурсов ограничено конкуренцией с организмами со сходным типом питания и т. д.). Примерами биотопов могут служить: склон оврага, городской лесопарк, небольшое озеро.

БИОЦЕНОЗ (греч. koinos – «общий») – совокупность организмов (растений, животных и микроорганизмов), населяющих один биотоп т.е. участок земной поверхности с однотипными условиями среды.

БИОГЕОЦЕНОЗ – сложившаяся в процессе эволюции, пространственно относительно ограниченная, внутренне однородная природная система функционально связанных живых организмов и окружающей их абиотической среды, характеризующаяся определенным энергетическим состоянием, типом и скоростью обмена веществом и информацией.

БИОГЕОЦЕНОЗ	{		Атмосфера  
		Гидросфера	 БИОТОП 	Почва
			↕ ↕ ↕
		Растительность	 БИОЦЕНОЗ 	Животные
				
			Микроорганизмы

Рис. 17. Иерархия экологических систем

9.7. В чём состоит сущность закона экологической пирамиды?

Биологическая продукция – способность организмов производить органическое вещество в процессе своей жизнедеятельности. Закон экологической пирамиды можно рассматривать как частный случай второго закона термодинамики (п. 4.9). В пищевых цепях при переходе на каждый более высокий трофический уровень передается НЕ БОЛЕЕ 10% ЭНЕРГИИ.

В структуре любой пищевой цепи выделяют несколько уровней (Рис. 18).

ПРОДУЦЕНТЫ – организмы (в основном зеленые растения), использующие световую энергию для синтеза органических веществ из неорганических. Продуценты в трофической цепи занимают ПЕРВЫЙ ТРОФИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ. Все организмы, входящие в трофическую цепь, снабжаются веществом и энергией, которые запасены продуцентами.

Рис. 18. Пример структуры пищевой цепи [9]

КОНСУМЕНТЫ – организмы, получающие энергию и биогенные (органические) вещества, питаясь другими организмами или продуктами их жизнедеятельности. Их подразделяют на консументы 1-го порядка – растительноядные животные, консументы 2-го порядка – плотоядные животные (хищники), питающиеся консументами первого порядка, консументы 3-го порядка – хищники, питающиеся хищниками и т.д. Число порядков консументов в экосистеме ограничено правилом 10%, обычно оно не превышает трёх-четырёх.

Также широко используются понятия:

АВТОТРОФЫ – организмы, синтезирующие из неорганических веществ (главным образом воды, углекислого газа, неорганических соединений азота) все необходимые для жизни органические вещества, используя энергию фотосинтеза (зелёные растения) или хемосинтеза (некоторые бактерии). Автотрофы – основные продуценты органического вещества в биосфере, обеспечивают существование всех других организмов.

ГЕТЕРОТРОФЫ – организмы, питающиеся готовыми органическими веществами.