
21. Типы питания живых организмов
По способу питания организмы подразделяются на три группы.
1. Автотрофные организмы (автотрофный тип питания) – способны синтезировать органические вещества из неорганических.
Автотрофные фотосинтезирующие организмы (фотоавтотрофы), к которым относятся зеленые растения и фотосинтезирующие бактерии, при создании органических соединений непосредственно используют лучистую энергию Солнца – единственного источника энергии для живой природы Земли.
Все остальные живые существа используют энергию, заключенную в химических связях.
Автотрофные хемосинтезирующие организмы (хемоавтотрофы), к которым относятся некоторые бактерии, для синтеза органических соединений применяют энергию, выделяющуюся при окислении неорганических соединений (сероводорода, аммиака, железа и др.).
2. Гетеротрофные организмы (животные, грибы, незеленые растения, большинство бактерий) не способны самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических, они используют энергию химических связей готовых органических соединений (гетеротрофный тип питания).
Гетеротрофные организмы, в свою очередь, подразделяются на сапрофитов и паразитов. Сапрофиты, или сапротрофные организмы, питаются органическими веществами мертвых тел (большинство видов животных, бактерий и грибов). Паразиты, или паразитические организмы (болезнетворные бактерии, паразитические растения, животные, грибы), потребляют органические вещества живых организмов.
3. Миксотрофные организмы, например, эвглена зеленая, насекомоядные растения (миксотрофный тип питания) могут питаться и как автотрофы, и как гетеротрофы.
По отношению к кислороду организмы также неодинаковы и подразделяются на аэробные, которые дышат кислородом, необходимым для окислительно-восстановительных реакций при тканевом дыхании (энергетический обмен), в результате чего образуются молекулы АТФ – аккумуляторы энергии; и анаэробные, использующие вместо кислорода другие окислители.
Таким образом, обмен веществ имеет созидательный характер, его сущность в преобразовании поступающих извне веществ, а после их использования – в расщеплении данных веществ до образования продуктов жизнедеятельности (продуктов выделения) и последующего их удаления в окружающую среду. Поток веществ и энергии обеспечивает самообновление и самовоспроизведение организмов.
Структура экосистемы
Структура экосистемы - естественное функционально-морфологическое членение экосистемы на подсистемы и блоки, играющие в экосистеме роль "кирпичиков". В число структурных элементов (рис. 2) входят популяции, консорции (совокупность разнородных организмов, тесно связанных между собой и зависящих от центрального члена или ядра сообщества), синузии (одноярусная группировка растений в пределах фитоценоза;совокупность популяций животных и растений, связанных между собой общими требованиями к среде обитания), ярусы растительности (расчлененность сообщества на ярусы), т.е. структуры биоценоза (фитоценоза) и структуры биогеоценоза (экосистемы). Каждая популяция одновременно входит в две структуры: в экологическую пирамиду (растениями питаются травоядные, травоядными - хищники и т.д.); в группу экологически сходных популяций, составляющих биотическое сообщество (напр. сообщество злаков на лугу). Вместе со своими неизменными спутниками - микроорганизмами, насекомыми, грибами - такие сообщества дают собрания как бы "по горизонтали" (их называют синузиями; напр., синузия мхов в лесу) и одновременно "по вертикали", на всю толщину слоя жизни в населяемой среде - это консорции). Сложение синузий (например деревьев, кустарников, трав, мхов) и входящих в них консорций дает новый вид парцелл - биогеоценотических.
Особенности функционирования экосистемы
ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
Компоненты и процессы, обеспечивающие функционирование экосистемы, показаны на рисунке 7. Упрощенная блоковая модель схематично представляет взаимодействие трех основных компонентов, а именно: сообщества, потока энергии и круговорота веществ. Поток энергии направлен в одну сторону; часть поступающей солнечной энергии преобразуется сообществом и переходит на качественно более высокую ступень, трансформируясь в органическое вещество, представляющее собой более концентрированную форму энергии, чем солнечный свет, но большая часть энергии деградирует, проходит через систему и покидает ее в виде низкокачественной тепловой энергии(тепловой сток). Энергия может накапливаться, затем снова высвобождаться или экспортироваться, как показано на схеме, но ее нельзя использовать вторично. В отличие от энергии элементы питания, в том числе биогенные элементы, необходимые для жизни (углерод, азот, фосфор и т.д.), и вода могут использоваться многократно. Эффективность повторного использования и размеры импорта и экспорта элементов питания сильно варьируют в зависимости от типа экосистемы.
Все экосистемы, даже самая крупная - биосфера, являются открытыми системами: они должны получать и отдавать энергию. Разумеется, экосистемы, входящие в биосферу, также в разной степени открыты для потоков веществ, для иммиграции и эмиграции организмов. Поэтому необходимо учитывать существование связанных между собой и необходимых для функционирования и самоподдержания экосистемы сред: среды на входе и среды на выходе. Эта особенность подчеркивается рисунком 8: в концептуально законченную экосистему входит среда на входе, среда на выходе и система (определение которой уже дано), т.е. экосистема=IE+S+OE. Данная схема решает проблему, связанную с проведением границ рассматриваемой единицы, поскольку в этом случае не имеет значения, как мы вычленяем исследуемую часть экосистемы. Часто удобными оказываются естественные границы (например берег озера или опушка леса) или административные (например границы города), но если эти границы можно точно определить геометрически, то они могут быть и условными. Конечно, экосистема не ограничена "ящиком" в центре схемы, поскольку если бы этот "ящик" был герметичным, то его живое содержимое (озеро или пруд) не вынесло бы такого заключения. Функционирующая реальная экосистема должна иметь вход и в большинстве случаев пути оттока переработанной энергии и веществ. Масштабы изменений среды на входе и на выходе чрезвычайно сильно варьируются и зависят от нескольких переменных, например: 1) от размеров экосистемы (чем она больше, тем меньше зависит от внешних частей); 2) интенсивности обмена (чем он интенсивнее, тем больше приток и отток); 3)сбалансированности автотрофных и гетеротрофных процессов(чем сильнее нарушено это равновесие, тем больше должен быть приток извне для его восстановления); 4) стадии и степени развития системы (молодые системы отличаются от зрелых). Следовательно, для обширной, поросшей лесом горной местности перепад между средой на входе и средой на выходе значительно меньше, чем у небольшого ручья или города.
Таким образом, в структуре и функциях экосистемы воплощены все виды активности всех организмов, входящих в данное биологическое сообщество, - их взаимодействия с физической средой и друг с другом. Следует, однако, постоянно помнить о том, что организмы живут для самих себя, а не для того, чтобы играть туили иную роль в экосистеме, подобно тому как актер играет определенную роль в спектакле. Свойства экосистемы слагаются из деятельности входящих в нее растений и животных.Лишь учитывая это, мы можем прийти к пониманию ее структуры и функции.
Морские экосистемы
- экосистемы морей и океанов. Их несколько типов, из которых важнейшими являются экосистемы коралловых рифов, их основу составляют «симбиотические организмы» - кораллы, состоящие из кишечнополостных организмов - кораллов и находящихся в их теле водорослей из класса Dinophytina - динофлагеллат (в этом отношении они являются экологическим эквивалентом лишайников суши), эти экосистемы имеют богатейшую биоту; экосистемы континентального шельфа - совокупность организмов бентоса, в том числе многоклеточные водоросли, (до глубины проникновения солнечных лучей - эвфоническая зона) и находящихся выше его организмов нектона, планктона (в том числе одноклеточных водорослей) и плейстона; занимающие наибольшие объемы глубоководные пелагиальные экосистемы составляют, во-первых, организмы эвфонической зоны, в том числе находящиеся на пределе условий для фотосинтеза (100-250 м) мельчайшие из планктонных водорослей (до 30 мкм) - кокколитофориды; во-вторых, организмы глубокой (до предельных глубин океана) афонической зоны, питающиеся детритом и растворенными органическими веществами, а также многие виды биотрофов, в том числе глубоководные рыбы; наконец, глубоководный бентос.
наземные экосистемы
Наземные экосистемы играют особую роль в жизни человека, поскольку урожай в них можно получать на всех трофических уровнях в отличие от водных сообществ, где используется только верхняя часть экологической пирамиды. Следовательно, особенности двух типов экосистем необходимо учитывать при эксплуатации природных ресурсов. В экосистемах суши продуценты (автотрофный компонент) представляют собой крупные организмы, у которых от года к году происходит накопление биомассы. Например, прирост деревьев в лесу, рост трав за сезон вегетации, созревание семян и плодов (накопление надземной биомассы) или разрастание корневой системы травянистых растений на лугах и в степях (накопление подземной биомассы). Накопленную биомассу можно изъять и в виде урожая. Между крайними типами экосистем существует множество переходных вариантов, тесно связанных друг с другом. Различные экосистемы взаимодействуют, образуя сложную структуру биосферы. Между экосистемами происходит обмен живыми организмами и их зачатками (личинками, спорами, семенами и т. п.). Благодаря подвижности воздуха и воды, перепадов (градиента) температуры, диффузии газов происходит расселение растений, животных и микроорганизмов. Птицы и насекомые перемещаются во время сезон¬ных перелетов - так же, как другие животные во время кочевок. Вещество перемещается в виде твердых и жидких частиц. Часто минеральные элементы сдуваются ветром и смываются водой с горных пород. Обмен энергией происходит как в виде тепла, так и в виде энергии химических связей (т. е. органических соединений). По отношению к межбиоценотическим связям можно выделить три основные группы экосистем суши: 1. стабильные сообщества, расположенные на равнинных междуречьях, в которых вынос веществ в другие экосистемы и получение их со стороны незначительны; 2. мало теряющие, но много получающие биоценозы, расположенные на низких уровнях рельефа, где накапливаются большие запасы органического вещества; 3. много теряющие, но мало получающие экосистемы на крутых склонах. Так образуется цепь экосистем, перераспределяющая вещество и энергию в биосфере.
В каждой наземной экосистеме есть абиотический компонент – биотоп, или экотоп – участок с одинаковыми ландшафтными, климатическими, почвенными условиями; и биотический компонент – сообщество, или биоценоз – совокупность всех живых организмов, населяющих данный биотоп. Биотоп является общим местообитанием для всех членов сообщества. Биоценозы состоят из представителей многих видов растений, животных и микроорганизмов. Практически каждый вид в биоценозе представлен многими особями разного пола и возраста. Они образуют популяцию (или часть популяции) данного вида в экосистеме. Биоценоз очень трудно рассматривать отдельно от биотопа, поэтому вводят такое понятие, как биогеоценоз (биотоп+биоценоз). Биогеоценоз - элементарная наземная экосистема, главная форма существования природных экосистем. Этот термин ввел В.Н.Сукачев.
Природные экосистемы(биомы)
Биом — совокупность экосистем одной природно-климатической зоны[1].
В других источниках биом — более крупная, чем биоценоз, биосистема, включающая в себя множество тесно связанных биоценозов. Так, в определении Юджина Одума, биом — «термин, определяющий крупную региональную или субконтинентальную биосистему, характеризующуюся каким-либо основным типомрастительности или другой характерной особенностьюландшафта».
Существует несколько классификаций биомов, включающих от 10 до 32 типов. Распределение биомов происходит по принципу широтной и вертикальной зональностей а также секторности.
На территории России и сопредельных стран выделяют 13 наземных биомов.
Водные экосистемы:пресноводные экосистемы
Пресные воды на поверхности континентов образуют реки, озера, болота, пруды и крупные водохранилища. По вертикали водные объекты разделяются на следующие зоны: литоральную — толща воды, где солнечный свет доходит до дна; лимническую — толща воды до глубины, куда проникает всего 1% от солнечного света и где затухает фотосинтез; эвфотическую — вся освещенная толща воды в литоральной и лимнической зонах; профундальную зону — дно и толща воды, куда не проникает солнечный свет. В проточных водоемах последние три зоны не выражены, хотя их элементы встречаются. Перекаты — мелководные участки с быстрым течением, где дно без ила с преимущественно прикрепленными формами перифитона и бентоса. Плесы — глубоководные участки с медленным течением, мягким, илистым субстратом и роющими животными на дне.Лимитирующие факторы водной среды — температура, прозрачность, течение, соленость и др. Многие животные, живущие в воде, стенотермны, вследствие чего для них опасно даже небольшое тепловое загрязнение среды. Для жизни в водоемах очень важна прозрачность воды, мерой для которой служит глубина зоны, в которой При проникновении солнечного света возможен фотосинтез. Прозрачность колеблется от нескольких сантиметров в очень мутных водоемах до 30-40 м в чистых горных озерах. Течение влияет на распространение организмов и содержание газов и солей.
Важнейшим лимитирующим фактором в водных экосистемах является концентрация кислорода, чего нельзя сказать о концентрации диоксида углерода. Лимитирующими из биогенных солей обычно бывают нитраты и фосфаты, иногда ощущается недостаток кальция и некоторых других элементов.
На численности и расселении водных организмов, в особенности рыб, сказывается пространственное разделение пресных водоемов: в разных водоемах одни и те же экологические ниши занимают рыбы разных видов. Водные организмы могут быть классифицированы по местообитанию в водоеме следующим образом:
бентос— организмы, прикрепленные к дну, живущие в илистых осадках и просто покоящиеся на дне;
перифитон — животные и растения, прикрепленные к листьям и стеблям водных растений или к другим выступам над дном водоема;
планктон—плавающие организмы, а зоопланктон может даже активно перемещаться сам, но в целом они перемещаются с помощью течения;
нектон — свободно перемещающиеся в воде организмы — рыбы, амфибии и др.
Пресноводные экосистемы подразделяются на лентические — озера, пруды со стоячими водами; логические родники, ручьи, реки с текучими водами; заболоченные участки с колеблющимся уровнем по сезонам и годам — марши и болота.
Лентические экосистемы в литоральной зоне содержат два типа продуцентов: укрепившиеся в дне цветковые растения — камыши, рогоз, кувшинки — и плавающие зеленые растения — водоросли, некоторые высшие. Животные, консументы более разнообразны в литорали, чем в других зонах водоема. Перифитон представлен моллюсками, коловратками, мшанками, личинками насекомых и др. Многие животные нектона дышат кислородом атмосферного воздуха (лягушки, саламандры, черепахи и др.). Рыбы большую часть жизни проводят в литорали и здесь же размножаются. Зоопланктон представлен ракообразными, имеющими большое значение для питания рыб.
Озера — естественные пресноводные водоемы, образовавшиеся геологически сравнительно недавно: в пределах последних нескольких десятков тысяч лет, возраст лишь некоторых из них, например Байкала исчисляется миллионами лет. В озерах умеренного пояса в летнее время можно выделить в вертикальном разрезе три температурные зоны: эпилимнион—до глубины, где происходит конвекция (циркуляция) воды; термоклина — это промежуточная зона, вода которой не смешивается с водой верхней зоны; гиполим-нион—область холодной воды, где нет циркуляции.
С точки зрения продуктивности озера подразделяются на олиготроф-ные (малокормные) и эвтрофные (кормные). Продуктивность лентических экосистем зависит также от количества поступающих веществ с окружающей суши и от глубины озера (наиболее продуктивны мелкие озера).
Пруды обладают хорошо развитой литоралью и практическим отсутствием стратификации, образуются они в различных понижениях, часто временно пересыхают летом или в засушливые годы. Фауна прудов способна переживать сухие периоды в покоящемся состоянии или перебираться в другие водоемы (земноводные). Естественные пруды высокопродуктивны, а в искусственных прудах человек сам подкармливает рыб.
Водохранилища создаются искусственно при возведении гидроэнергетических и гидромелиоративных комплексов. Это уже не природная, а природ-но-техническая система. Распределение тепла и биогенов в ней зависит от типа плотины. Если вода сбрасывается придонная, то в этом случае водохранилище аккумулирует тепло и экспортирует биогенные вещества, если сброс идет поверх плотины, то экспортируется тепло и аккумулируются биогены. В первом случае спускается вода гиполимниона, во втором — эпилимниона. Через глубоководные шлюзы в реку поступает и более соленая вода, а биогены вызывают эвтрофикацию участков реки.
Лотические экосистемы (реки) отличаются от стоячих водоемов наличием течения, более равномерным распределением кислорода вследствие отсутствия стратификации. Скорость течения влияет на распределение рыб в реках — они могут жить и под камнями, и в заводях, под перекатами, но это разные виды, адаптированные к конкретным условиям. Река — открытая экосистема, в которую поступает с прилегающих пространств большое количество органического вещества. В больших реках прослеживается продольная зональность: в верховьях — сообщества перекатов, а в низовьях и дельте — плесов, между ними могут возникать и те и другие. Продольная зональность подчеркивается изменениями видового состава рыб. К низовьям видовой состав обедняется, но увеличиваются размеры рыб.
Заболоченные пресноводные участки, или болота, бывают низинные и верховые: низинные, как правило, питаются подземными водами, а верховые — атмосферными осадками. Верховые могут встречаться в любом понижении или даже на склонах гор, низинные возникают вследствие зарастания озер и речных стариц. Они погодными макрофитами, болотными растениями и кустарниками.
биологическая продуктивность экосистем
Биологическая продуктивность - это скорость возобновления биомассы растений, животных и микроорганизмов, входящих в состав экосистемы. Она выражается количеством продукции за единицу времени. Продукция - это количество биомассы, образующейся на единице площади или в единице объема биотопа за определенный промежуток времени. Значит, биологическая продуктивность отражает количество биомассы, возобновляемой на единице площади или в единице объема биотопа за единицу времени. Биомасса - это масса всех живых организмов, обитающих на единице площади или в единице объема биотопа. Она выражается в единицах серого веса или веса сухого органического вещества. Биомасса биоценоза и его биологическая продуктивность могут очень сильно отличаться. Общее количество биомассы, которая образуется продуцентами в процессе фотосинтеза, называется валовая первичная продукция (ВПП). Большая часть ее, которая идет на поддержание жизнедеятельности самих продуцентов, расходуется на этом трофическом уровне и называется траты на дыхание I трофического уровня (ТД1). Та продукиця, которая остается на этом уровне и может быть использована следующим трофическим уровнем, называется чистая первичная продукция (ЧПП). Однако она не вся потребляется консументами I порядка, и часть ее остается на I трофическом уровне в виде неиспользованной продукции (НП1). Потребляемая часть чистой первичной продукции называется корм (КII). Далее корм подвергается перевариванию. Переваренная часть корма называется ассимилированная продукция II трофического уровня (АПII), а непереваренные остатки - экскременты (ЭII). Большая часть ассимилированной продукции используется организмами на поддержание их жизнедеятельности (ТДII), а остальная, которая идет на образование их биомассы, называется вторичная продукция II трофического уровня (ВтПII). Часть этой продукции потребляется III трофическим уровнем в виде корма (КIII), а остальная часть остается в виде не использованной продукции (НПIII). С кормом на III трофическом уровне происходят те же превращения, что и на II трофическом уровне и т.д. Совокупность неиспользованных продукций на всех трофических уровнях экосистемы составляет чистую продукцию сообщества (ЧПС). Процессы превращения продукции в экосистеме можно изобразить с помощью последовательности соответствующих уравнений: 1. ВПП = ТД1 + ЧПП; 2. ЧПП = НП1 + КII; 3. КII = ЭII + АПII; 4. АПII = ТДII + ВтПII; 5. ВтПII = НПII + КIII; и т.д.; 6. ЧПС = НП1 + НПII + ... + НПn Чистая продукция сообщества - это та часть продукции экосистемы, которая может быть использована в пределах самой экосистемы для развития или может быть изъята человеком для удовлетворения его потребностей без ущерба для экосистемы. В молодых экосистемах, где численность консументов еще невелика, запас чистой продукции сообщества большой и такие экосистемы можно вовлекать в хозяйственный оборот. В ходе сукцессии по мере усложнения сообщества количество чистой продукции сообщества постепенно снижается и на климаксовой стадии оно приближается к нулю. Вмешательство в такие равновесные экосистемы чревато нарушением пищевых связей между организмами и может привести к разрушению экосистемы.
динамика экосистем; сукцессия
Сукцессия — последовательная необратимая и закономерная смена одного биоценоза(фитоценоза, микробного сообщества и т.д.) другим на определённом участке среды во времени.
Теорию сукцессий изначально разрабатывали геоботаники, но затем стали широко использовать и другиеэкологи. Одним из первых теорию сукцессий разработал Ф. Клементс и развил В. Н. Сукачёв, а затемС. М. Разумовский.
Существует множество классификаций сукцессий[3], по показателям, способным меняться в ходе сукцессии или по причинам смен:
по масштабу времени (быстрые, средние, медленные, очень медленные),
по обратимости (обратимые и необратимые),
по степени постоянства процесса (постоянные и непостоянные),
по происхождению (первичные и вторичные),
по тенденциям изменения продуктивности (прогрессивные и регрессивные),
по тенденции изменения видового богатства (прогрессивные и регрессивные),
по антропогенности (антропогенные и природные),
по характеру происходящих во время сукцессии изменений (автотрофные и гетеротрофные).
В зависимости от целей исследователя, подобные классификации можно строить на любом логическом основании, а число их можно увеличивать до бесконечности. Так, например, П. Д. Ярошенко (1950) указывал на необходимость разделения антропогенных смен на смены в социалистических странах и смены в капиталистических странах.
Если классифицировать сукцессии на основе протекающих процессов, то можно выделить две основные группы: эндогенные, происходящие в результате функционирования сообществ, и экзогенные, происходящие в результате внешнего воздействия. Движущей силой эндогенных сукцессий является несбалансированный обмен сообществ.
Первичные
Широко известным примером первичной сукцессии является заселение застывшей лавы после извержения вулкана или склона после схода лавины, уничтожившей весь профиль почвы. Сейчас подобные явления редки, но каждый участок суши в какое-то время прошёл через первичную сукцессию.
Первичные сукцессии развиваются параллельно с почвообразованием под влиянием постоянного попадания извне семян, отмирания неустойчивых к экстремальным условиям сеянцев и лишь с определённого времени — под влиянием межвидовой конкуренции. Развитие того или иного серийного сообщества и его смена обусловлены в основном содержанием азота в почвеи степенью разрушения её минеральной части.
Например, для горных участков Аляски выделяют следующие типичные стадии первичной сукцессии с характерными растениями-доминантами:
Лишайники разрушают породу и обогащают её азотом.
Мхи и ряд трав.
Кустарниковые сообщества с преобладанием ивы.
Кустарниковые сообщества с преобладанием ольхи.
Ельник, затем доминирование тсуги.
Вторичные
Восстановительная сукцессия — лес вырастает на местезалежи
В качестве примера вторичной сукцессии обычно приводятельник, уничтоженный пожаром. На занимаемой им ранее территории сохранилась почва и семена. Травяное сообщество образуется уже на следующий год. Дальше возможны варианты: во влажном климате доминирует ситник, затем он сменяетсямалиной, она — осиной; в сухом климате преобладает вейник, он сменяется шиповником, шиповник берёзой. Под покровом осинового или берёзового леса развиваются растения ели, со временем вытесняющие лиственные породы. Восстановлениетемнохвойного леса происходит примерно за 100 лет. Восстановление климаксных дубрав в Московской областиобычно не происходит, поскольку лес вновь вырубается[4][5]. Подробно вторичные сукцессии после пожаров в лесотундре и северной тайге рассмотрены в работах А. П. Тыртикова[6][7] Так после пожаров в редкостойных лесах и редколесьях на гарях через несколько десятилетий развиваются березняки травяные. Они сменяются смешанными зеленомоховыми лесами через 120—150 лет после пожара. Редкостойные смешанные сфагновые леса сменяют смешанные зеленомоховые леса через 200—250 лет после пожара.Редколесья на сфагновых болотах формируются на месте редкостойных сфагновых лесов через 250—300 лет. А через 300—350 лет кустарничково-лишайниковые тундры сменяют редколесья на сфагновых болотах.
В известной работе Ю. Одума[8] описан также специфический тип вторичной сукцессии — циклическая сукцессия. Эта сукцессия имеет отличительную черту — в недрах сообщества зреют предпосылки для отката сообщества к более примитивному типу (например, посредством формирования огнеопасной среды). Одумом показано на примере калифорнийскойчапарали. Для России аналогичный тип растительности — «харгонат» описан А. В. Беликович[9
Понятие о биоцинозе, биогеоцинозе,экосистеме
Биогеоценоз — это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая свою особую специфику взаимодействия этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществами и энергией между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутреннее противоречивое единство, находящееся в постоянном движении, развитии. (короче — обитающие на суше).
Биоценоз — это исторически сложившаяся совокупность животных, растений,грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство (определённый участок суши или акватории), они связаны между собой и со средой.
экосистема, или экологическая экосистема ( — биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними.
регуляция численности популяции
Одним из механизмов регулирования численности является плодовитость. Она снижается при уменьшении пищевой обеспеченности, которое наблюдается при увеличении численности популяции. Снижение плодовитости особей приводит к понижению рождаемости, а следовательно, к замедлению темпов роста популяции (рис. 1.7).
Важную роль в регуляции плотности популяции играют поведенческие факторы, в частности территориальность. Наличие у особей определенного вида своего индивидуального участка, который обозначается разными способами (мочой, секретом пахучих желез, царапинами на деревьях, звуками и др. ), ограничивает рост численности их популяций, так как особи, не имеющие собственного участка, не участвуют в размножении.
Таким образом, популяции подвержены воздействию комплекса абиотических и биотических факторов, которые приводят в действие механизмы регуляции их численности. Поэтому в не нарушенных деятельностью человека природных сообществах редко происходит неудержимый рост численности, исчерпание ресурсов и гибель популяций.
Численность естественных популяций не остается постоянной, так ках изменчивы условия окружающей их среды. Диапазон изменчивости численности различен у разных видов. Он обусловлен степенью изменчивости условий среды обитания, а также биологическими особенностями конкретного вида. Выделяют три наиболее часто встречаемых типа динамики численности: сезонный, многолетний периодический и устойчивый. Регуляция численности в природных условиях осуществляется не зависимыми и зависимыми от плотности популяции факторами.
Понятие и общая характеристика популяции
ПОПУЛЯЦИЯ — группа организмов одного вида, внутри которой особи могут обмениваться генетической информацией, занимать конкурентное пространство, связывать между собой различные взаимоотношения — единство определяется площадью территории или акватории. Популяция — это генетическая единица вида. В зависимости от размеров занимаемой территории различают 3 типа популяции: (1) элементарная популяция — это группа организмов одного вида, которая занимает небольшой однородный участок. Генетический обмен происходит часто. (2) экологическая популяция — это совокупность элементарных популяций. Генетический обмен реже. (3) Географическая популяция — группа особей одного вида, занимающих территорию с однородными условиями существования. Генетический обмен — редко. Один вид занимает АРИАЛ вида — пространство, которое вид занимает на земле.
По СТРУКТУРЕ различают возрастную структуру — соотношения особей разного возраста. Различают: (1) предрепредуктивный — молодой (2) репредуктивный (3) пострепредуктивный. Структура половаяя (сексуальная структура), пространственная структура — колонии, семьи, стаи.
ПОПУЛЯЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА: самая важная характеристика — плотность. 1-ая плотность популяции — видоспец. показатель. Зависит от биотических и абиотических факторов. 2-ая характеристика — это численность. 3-я характеристика — индекс численности — число особей отнесенное к единице времени. 4-я характеристика — рождаемость — способность популяции к увеличению численности за счет размножения, выраженное в числах. Рождаемость относят к определенному времени. 5-я характеристика — баланс популяции — соотношение рождаемости и смертности. ВЫЖИВАЕМОСТЬ — доля особей популяции дожившего до размножения.
КРИВЫЕ ВЫЖИВАНИЯ:
В дифференциальном виде зависимость определяется в виде
dN/dt=rN((k-N)/k),
N — численность.
В мат. выражение входит сопротивление среды.
r — вражденная скорость поп.
k — макс. число особей.
r-виды — пионеры,
k-виды — с тенденцией к равновесию
динамические показатели популяции
отражают процессы, протекающие в популяции на данный момент. Основные из них рождаемость, смертность, скорость роста популяции.
Рождаемость — число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения.
Смертность — число особей, погибших в популяции за единицу времени.
Скорость роста популяции — изменение численности популяции в единицу времени. Зависит от показателей рождаемости, смертности, миграции и эмиграции.
Скорость роста может быть выражена в виде кривой роста популяции. Существует две модели роста популяции: J-образная и S-образная.
Статистические показатели популяции
Численность – число особей в популяции, зависит от биологического потенциала вида и внешних условий, может значительно изменяться во времени.
Плотность – число особей или биомасса популяции, приходящаяся на единицу площади или объема. Оптимальная плотность – это такой уровень плотности, при котором совмещается рациональное использование территории и осуществление внутрипопуляционных функций. Поддержание оптимальной плотности – сложный процесс биологического регулирования, основанный на принципе обратной связи.
Половая структура популяции – соотношение особей женского и мужского пола в популяции. Половая структура популяции тесно связана с генетической структурой популяции, поскольку половое размножение способствует усложнению геномов особей и обогащению генофонда популяции. У растений половая дифференциация имеет не столь большое значение в силу распространенности вегетативного размножения, а также в силу малой доли раздельнополых (двудомных) растений (5 % от общего числа видов). Наиболее четко половая структура выражена у членистоногих и позвоночных животных, при чем у последних она включает различие в биологии полов.
Половая структура изменяется в разных возрастных группах, поэтому различают первичные, вторичные и третичные соотношения полов. Первичное соотношение полов – определяется на основе Х- и Y-хромосом в момент оплодотворения. У большинства позвоночных животных женские – ХХ-хромосомы, мужские ХY-хромосомы, у птиц и бабочек – наоборот. Доказано, что тепловое влияние определяет формирование самцов или самок у многих видов. У некоторых видов на пол потомства влияет рН водной среды. Вторичное соотношение полов – соотношение самцов и самок среди новорожденных. Третичное соотношение полов – соотношение самцов и самок среди взрослых животных. Выделяют следующие формы полового состава популяции:
- неустойчивый половой состав популяции (характерен для животных с коротким жизненным циклом и обширным ареалом – насекомоядные);
- состав с преобладанием самцов (у животных, которые не образуют больших скоплений – хищники);
- состав с преобладанием самок (стадные животные – копытные, ластоногие);
- состав с примерно равным количеством самцов и самок (свойственен узкоспециализированным видам – кроты, бобры).
особо охраняемые природные территории
Основу территориальной охраны природы в России составляет система особо охраняемых природных территорий ( ООПТ ). Статус ООПТ в настоящее время определяется Федеральным Законом "Об особо охраняемых природных территориях", принятым Государственной Думой 15 февраля 1995 г. Согласно Закону "Особо охраняемые природные территории - участки земли, водной поверхности и воздушного пространства над ними, где располагаются природные комплексы и объекты, которые имеют свое природоохранное, научное, культурное, эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение, которые изъяты решениями органов государственной власти полностью или частично из хозяйственного использования и для которых установлен режим специальной охраны."
Россия унаследовала от СССР довольно сложную систему категорий ООПТ, которая формировалась эволюционно. В Законе выделяются следующие категории:
государственные природные заповедники, в том числе биосферные;
национальные парки;
природные парки;
государственные природные заказники;
памятники природы;
дендрологические парки и ботанические сады;
лечебно-оздоровительные местности и курорты.
Среди этих территорий лишь заповедники, национальные парки и заказники федерального значения имеют федеральный статус (заказники могут быть и местными), остальные формы охраны территории обычно имеют местный статус и здесь не рассматриваются. Кроме того, Закон постулирует возможность создания и других категории ООПТ, что уже реализуется. Традиционно высшей формой охраны природных территорий в нашей стране являются заповедники.
Деградация растительного покрова и животного мира
К деградации растительного покрова ведут следующие антропогенные факторы: прямое уничтожение в ходе использования (рубка лесов, выкашивание, сбор с различными целями, стравливание домашними животными), при создании водохра-* нилищ, в ходе открытых разработок ископаемых, при пожарах, в процессе распашки новых угодий; ухудшение условий жизни растений при орошении, осушении, засолении почв, изменении гидрологии водоемов, загрязнении среды токсичными химическими веществами и элементами, заносе вредных организмов (возбудителей болезней, конкурентов) и др. Особую тревогу вызывают темпы сведения тропических лесов, которые, связывая углекислый газ и выделяя кислород, являются так называемыми «легкими планеты»
мониторинг окружающей среды
Мониторинг окружающей среды это система повторных, целенаправленных наблюдений за одним или более элементами окружающей природной среды в пространстве и времени по научно обоснованным программам наблюдений, проводимая для оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды (ОС), с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов.
Мониторинг является многоуровневой системой. В хорологическом аспекте обычно выделяют системы (или подсистемы) детального, локального, регионального, национального и глобального уровней [1,2].
Низшим иерархическим уровнем является уровень детального мониторинга реализуемого в пределах небольших территорий (участков) и т.д.
При объединении систем детального мониторинга в более крупную сеть (например, в пределах района и т.п.) образуется система мониторинга локального уровня. Локальный мониторинг предназначен обеспечить оценку изменений системы на большей площади: территории города, района.
Локальные системы могут объединяться в более крупные – системы регионального мониторинга, охватывающие территории регионов в пределах края или области, или в пределах нескольких из них. Подобные системы регионального мониторинга, интегрируя данные сетей наблюдений, различающихся по подходам, параметрам, территориям отслеживания и периодичности, позволяют адекватно формировать комплексные оценки состояния территорий и давать прогнозы их развития.
Антропогенные факторы
Антропогенный фактор — результат непосредственного воздействия человека на окружающую природную среду, приводящее к нарушению естественных экосистем. Мощным фактором изменения экосистем является хозяйственная деятельность человека. Воздействие человека на природные экосистемы началось давно. Оно все время усиливалось вместе с увеличением населения Земли. В последнем столетии в связи с быстрым развитием промышленности, сельского хозяйства, ростом городом влияние человека приобрело решающее значение. Большие изменения происходят, например, в «зеленых зонах» вокруг городов, которые используются для отдыха горожан. Растительность такой территории постоянно вытаптывается людьми, гуляющими по лесу, собирающими ягоды и грибы. Надземные органы растений травмируются, почва уплотняется, снижается ее способность к удерживанию влаги. Все эти факторы отрицательно влияют на лесные травы, у которых корневища располагаются прямо под лесной подстилкой. Смена биогеоценозов под воздействием антропогенного фактора самая быстрая. Она происходит за несколько лет, а часто скачком. К таким скачкообразным сменам относятся вырубка лесов, распашка земель с созданием агроценозов, строительство водохранилищ, когда сухопутные экосистемы превращаются в водные.
Экологический кризис и экологическая катастрофа.
Экологи́ческая катастрофа — необратимое изменение природных комплексов, связанное с массовой гибелью живых организмов.
Вид катастрофы; может быть локальной и глобальной. Локальная экологическая катастрофа приводит к гибели или серьёзному нарушению одной или более локальных экологических систем.
Глобальная экологическая катастрофа — гипотетическое происшествие, которое возможно в случае превышения допустимого предела неким внешним или внутренним воздействием (или серией воздействий) на глобальную экологическую систему — биосферу (например, «Ядерная зима»).
Экологический кризис — особый тип экологической ситуации, когда среда обитания одного из видов или популяцииизменяется так, что ставит под сомнение его дальнейшее выживание. Основные причины кризиса:
Абиотические: качество окружающей среды деградирует по сравнению с потребностями вида после изменения абиотических экологических факторов (например, увеличение температуры или уменьшение количества дождей).
Биотические: окружающая среда становится сложной для выживания вида (или популяции) из-за увеличенного давления со стороны хищников или из-за перенаселения.
Кризис может быть:
глобальным;
локальным.
Бороться с глобальным экологическим кризисом гораздо труднее, чем с локальным. Решение этой проблемы можно достигнуть только минимизацией загрязнений, произведенных человечеством до уровня, с которым экосистемы будут в состоянии справиться самостоятельно. В настоящее время глобальный экологический кризис включает четыре основных компонента:кислотные дожди, парниковый эффект, загрязнение планеты суперэкотоксикантами и так называемые озоновые дыры.
Эволюционная теория прерывистого равновесия предполагает, что редкие экологические кризисы могут быть двигателем быстрой эволюции.
Абиотические факторы
Изменение климата начинает сильно влиять на экосистемы. В связи с глобальным потеплением, наблюдается уменьшение снегопадов и поднимается уровень моря. Экосистемам придется измениться, чтобы сосуществовать с выросшей температурой. Как следствие, много видов могут покинуть свои среды обитания.
В опасности находятся полярные медведи. Им требуется лед для охоты на их основную пищу — морских котиков. В то же время, ледяные шапки тают, с каждым годом делая охотничий сезон короче. В результате, они не набирают достаточно жира для зимовки; и поэтому не могут размножаться в количестве необходимом для сохранения популяции.
Пресноводная и болотная экосистемы также сильно подвержены влиянию увеличения температуры. Изменения климата могут быть смертельны для некоторых видов рыб (лосось, форель и др.).
Многие виды смогут приспособиться, переместив свои области обитания ближе к полюсам, другим же повезет меньше. Например, некуда будет двигаться полярным медведям или лососю.
[править]Исчезновение многообразия видов
Исчезает огромное количество видов. Каждый год от 17 до 100 тысяч видов исчезает.[источник не указан 605 дней] Скорость, с которой виды становятся исчезающими, необыкновенно выросла за последние годы.
Исчезновение видов из экосистемы рано или поздно коснется каждого. В США и Канаде, было зафиксировано необыкновенное сокращение популяции акул вдоль восточного побережья. Одновременно с этим было зафиксировано увеличение популяции скатов, которые в свою очередь, на порядок сократили количество ракообразных в том же регионе. Сокращение количества ракообразных привело к ухудшению качества воды и к сокращению подводных полей. Разнообразие видов сокращается с огромной скоростью. Семь миллионов квадратных километров тропического леса исчезли за последние 50 лет. Два миллиона из них были впоследствии использованы под сельское хозяйство, остальные же пять для этого не подходят. Чтобы вернуть на них лес требуется примерно пять миллиардов тонн углерода из атмосферы каждый год в течение 10-20 лет. Лесонасаждение тем не менее, принесет огромную пользу разнообразию видов..
[править]Перенаселение
В дикой природе проблема перенаселения решается с помощью хищников. Хищники отлично замечают следы болезни в своих жертвах и поедают в основном старых и больных. Побочным действием является выживание самых сильных и ограничение роста популяции .
В отсутствие хищников, виды ограничиваются ресурсами, которые они могут найти на территории обитания, но это не всегда сдерживает перенаселение. Фактически, изобилие ресурсов может вызвать бум рождаемости который выльется в то, что в регионе окажется больше потребителей, чем он может прокормить. В этом случае, голод и жесточайшая конкуренция за оскудевшие ресурсы приведет популяцию к краху, причем очень быстро. Лемминги и некоторые другие грызуны, известны такими периодами быстрого роста и следующего за ними падения.
В идеале, вместе с ростом популяции, растет и популяция хищников, ей питающихся. Животные, слабые генетически, или имеющие врожденные дефекты, также вскоре умирают, будучи неспособными соревноваться за выживание со здоровыми.
В реальности же, животные, появившиеся в регионе извне имеют преимущество перед местными, например они могут быть «несъедобными» для местных хищников. В отсутствие контроля, такие животные могут мгновенно вырасти в количестве и практически уничтожить экосистему.
Примеры перенаселения, вызванного привнесенными в экосистему видами.
В Аргентине (Патагонии), чужеродные виды, такие как форель и овца завезенные из Европы, оказались страшнее чумы, вытеснив местные виды рыбы и жвачных.
В Австралии, когда европейские иммигранты завезли туда кроликов, те расплодились так, что вышли из-под контроля и начали поедать растения, необходимые местным видам для выживания. Фермеры устроили настоящую охоту на кроликов, чтобы защитить свои фермы. Они также привезли кошек для защиты от крыс. Кошки оказались еще одной проблемой, так как начали поедать местных животных.
Классификация природных ресурсов
ундаментальный характер имеет классификация природных ресурсов на основе их генезиса.
Согласно природной классификации, ресурсы делятся на:
земельные (почвенные);
лесные;
водные;
биологические;
минерально-сырьевые (полезные ископаемые);
энергетические;
климатические.
Классификация природных ресурсов по исчерпаемости
В связи с проблемой ограниченности запасов природных ресурсов возрастает значение классификации по признаку их исчерпаемости:
исчерпаемые;
неисчерпаемые.
К практически неисчерпаемым можно отнести энергию солнца, ветра, океанов, морей, климатические ресурсы.
Важным признаком является возобновляемость природных ресурсов.
Исчерпаемые природные ресурсы делятся на:
возобновимые;
невозобновимые.
К возобновимым ресурсам относятся лес, вода, почва и т.д. Возобновимость — понятие относительное, так как есть определенные границы исчерпания, за которыми данный вид ресурса лишается способности и возможности самовосстановления и превращается в невозобновимый.
Ресурсы различаются по их заменимости. К числу заменимых относятся различные виды энергии, топлива и сырья. К практически незаменимым относятся воздух, вода, т.е. те виды ресурсов, без которых невозможна жизнь.
Экономическая классификация природных ресурсов
Хозяйственная классификация исходит из направлений и форм хозяйственного использования, делит на ресурсы общего и специализированного использования, отраслевого и многоотраслевого использования. Например: земля — это пространственная основа производства, в сельском хозяйстве — средство производства; вода — средство производства, предмет потребления, транспортный путь.
По своему народно-хозяйственному значению все полезные ископаемые делятся на балансовые (кондиционные) и забалансовые (некондиционные) ресурсы (запасы).
Балансовые - это те запасы, которые на данном этапе развития производства использовать экономически целесообразно и которые по условиям эксплуатации соответствуют промышленным требованиям.
Забалансовые — малые запасы низкого качества со сложными условиями эксплуатации.
Величины запасов полезных ископаемых обладают различной достоверностью их подсчета, зависящей от сложности геологического строения месторождений и детальности геологической разведки.
По степени достоверности определения запасов они разделяются на категории. В России действует классификация запасов полезных ископаемых с разделением их на категории: А, В, С1, С2.
К категории A принадлежат детально разведанные запасы полезных ископаемых с точно определенными границами тел полезных ископаемых, их формами и строением.
К категории B относятся предварительно разведанные запасы полезных ископаемых с примерно определенными контурами тел полезных ископаемых, без точного отображения пространственного положения природных типов минерального сырья.
В категорию С1 включают запасы разведанных месторождений сложного геологического строения, а также слабо разведанные запасы полезных ископаемых на новых площадях, с учетом экстраполяции.
К категории С2 относятся перспективные запасы.
А, В, C1 — принадлежат к промышленным; А, В, C1, С2 и прогнозные запасы образуют общегеологические.
Территориальные сочетания природных ресурсов дают широкие возможности для комплексного развития экономических районов и территориального разделения труда.
Нормирование качества окружающей среды
Нормирование качества окружающей среды
Под качеством окружающей среды понимают степень со-*тствия ее характеристик потребностям людей и технологи-шм требованиям. В основу всех природоохранных мероприя-положен принцип нормирования качества окружающей Ьы. Этот термин означает установление нормативов (пока-%лей) предельно допустимых воздействий человека на окру- „-щую среду. "Согласно природоохранному закону Российской Федерации 1) соблюдение экологических нормативов, т. е. нормати-\ которые определяют качество природной среды, обеспечи- — экологическую безопасность населения; — сохранение генетического фонда человека, растений и животных; — рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития. Чем меньше пороговая величина экологических нормати-., тем выше качество окружающей среды. Однако более вы-:ое качество требует соответственно больших затрат, эффектных технологий и высокочувствительных средств контро-. Поэтому нормативы качества окружающей среды по мере 1дъема уровня развития общества имеют тенденцию к ужесточению.
Основные экологические нормативы качества и воздействия окружающую среду :
санитарно-гигиенические: — предельно допустимая концентрация вредных веществ (ПДК); — допустимый уровень физических воздействий (шума, вибрации, ионизирующих излучений и др.) производственно-хозяйственны е: — допустимый выброс вредных веществ; — допустимый сброс вредных веществ ; — допустимое изъятие компонентов природной среды; — норматив образования отходов производства и потребления; 1 комплексные показатели: — допустимая антропогенная нагрузка на окружающую природную среду; — экологическая емкость территории.
зеленые революции
Зелёная революция — комплекс изменений в сельском хозяйстве развивающихся стран, имевших место в 1940-х — 1970-хгодах и приведших к значительному увеличению мировой сельскохозяйственной продукции. Включал в себя активноевыведение более продуктивных сортов растений, расширение ирригации, применения удобрений, пестицидов, современной техники.
Зелёная революция позволила не только прокормить увеличивающееся население Земли, но и улучшить его качество жизни. Количество калорий в потреблённой за сутки пище возросло в развивающихся странах на 25 %.[источник не указан 701 день] Так, Шишков Ю.В. говорит о том, что данная революция, а также развитие аквакультуры позволили смягчить нехватку большинства продуктов. Наконец, появилась надежда на то,что производство продовольственных товаров можно нарастить темпами, соответствующими росту населения
В то же время из-за широкого распространения минеральных удобрений и пестицидов возникли проблемы экологического характера. Интенсификация земледелия нарушила водный режим почв, что вызвало масштабное засоление и опустынивание. Препараты меди и серы, вызывающие загрязнение почвы тяжёлыми металлами, к середине XX века были замененыароматическими, гетероциклическими, хлор- и фосфорорганическими соединениями (карбофос, дихлофос, ДДТ и др.)[3]. В отличие от более старых препаратов эти вещества действуют в более низкой концентрации, что позволило снизить расходы на химическую обработку. Многие из этих веществ оказались устойчивыми и плохо разлагались биотой.
Показательный пример — ДДТ. Это вещество было найдено даже у животных Антарктиды[4], в тысячах километров от ближайших мест применения этого химиката.
Джон Зерзан, известный иделог анархо-примитивизма и отрицатель цивилизации, пишет о своей оценке Зеленой Революции в эссе "Агрокультура: демонический двигатель цивилизации":
Виды загрязнения окружающей среды
Загрязнение – это результат экспоненциального роста и развития народа. Так или иначе, оно ухудшает качество человеческой жизни и создает дисбаланс в экологии.
Загрязнение – это результат прогресса и развития, который происходит на регулярной основе. Стремительно развиваются технологии, чтобы улучшить качество человеческой жизни. Все это, несомненно, обеспечивает высокий уровень комфорта и богатую жизнь всем людям, но существенно уменьшает качество человеческого здоровья; необходимость иметь хорошую и здоровую окружающую среду игнорируется.
Много новых изобретений и нововведений представляют угрозу для жизни человека, поскольку они созданы искусственно. Этот искусственный и бессистемный путь обеспечения наилучших условий для жизни создает компоненты, необходимые для человеческой жизни. Какую бы вещь мы не взяли, будь то вещи первой необходимости, такие как одежда или даже еда, они сейчас производятся синтетическим путем. Однако достаточно одного пристального взгляда на экологию чтобы понять, что увеличение нужд современного уклада жизни в конечном итоге нарушает баланс в экологии.
Далее представлены наиболее распространенные виды загрязнения окружающей среды, которые постепенно вызывают у людей различные заболевания.
Шумовое загрязнение
Любой шум, который неприятен для человеческого слуха, является шумовым загрязнением. Громкие и резкие звуки, издаваемые фабриками, машинным оборудованием, поездами, автомобилями, тресканьем от нагревания и взрывами тоже являются шумовым загрязнением. Оно также вызывается некоторыми природными катаклизмами, такими как ураганы и извержения вулканов. Как природные, так и антропогенные факторы, создающие шумовое и звуковое загрязнение, влияют на здоровье человека. Они вызывают раздражение, проблемы со слухом и головную боль. Но это еще не главные проблемы, ведь совсем невыносимые звуки могут быть очень опасны, поскольку из-за них увеличивается уровень холестерина, сужаются артерии, усиливается приток адреналина, учащается сердцебиение. Все эти факторы опасны для жизни, ведь они могут привести к инфаркту и инсульту.Загрязнение воды
Любые вредные компоненты и вещества, попадающие в тот или иной водный объект, такой как реки, океаны, пруды, водоемы и ручьи, приводят к загрязнению воды. Многие виды человеческой деятельности, такие как стирка, химчистка и сброс отходов, вносят значительный вклад в загрязнение водной среды. Мыло и моющие средства, которыми мы пользуемся ежедневно, также сделаны из вредных химикалий и синтетических материалов, которые очень сильно загрязняют воду. Кроме того, выброшенные отходы: канистры, бутылки и пластмассовые материалы, также представляют опасность. Это не только разрушает морскую флору и фауну, но также опасно для человеческой жизни. Такая загрязненная вода непригодна для питья, использования в сельском хозяйстве и даже в промышленности.Атмосферное загрязнение
Воздушное загрязнение вызывается выбросом вредных веществ в атмосферу. Одним из ключевых факторов является загрязнение автомобильными выхлопами. С развитием технологий, число транспортных средств на дорогах неимоверно увеличивается, что, в конечном итоге, повышает уровень атмосферного загрязнения. Не говоря уже о том, что различные отрасли промышленности, такие как цементная, сталелитейная, угледобывающая, нефтехимическая и теплоэлектростанции, также вырабатывают вредные вещества, которые выбрасываются в атмосферу. Этот вид загрязнения наносит вред защитному озоновому слою в атмосфере. Этот слой защищает землю от вредного влияния ультрафиолетовых лучей, а его утончение влечет за собой угрозу человеческой жизни.Радиоактивное загрязнение
Радиоактивное загрязнение встречается редко, но наносит большой вред. Оно вызывается авариями, произошедшими на ядерных электростанциях, неправильной утилизацией ядерных отходов, работами на урановых рудниках. Радиоактивное загрязнение вызывает рак, различные врожденные отклонения и многие другие серьезные проблемы со здоровьем.Загрязнение почвы
В наши дни в сельском хозяйстве используются многие искусственные вещества и синтетические пестициды. Они выделяют загрязняющие вещества, которые создают дисбаланс в почве, а также препятствуют естественному росту растений, выращиваемых в загрязненной земле. Ключевой фактор, способствующий загрязнению почвы, – это сточные канавы, вредные отбросы, неправильная сельскохозяйственная деятельность, использование неорганических пестицидов, вырубка леса, открытые горные работы и такая человеческая деятельность как сброс отходов и замусоривание.
46.рост населения и использование природных ресурсов
перед человечеством в настоящее время стоят проблемы роста населения и ограниченности водных, земельных, энергетических, сырьевых и продовольственных ресурсов в условиях интенсивного антропогенного воздействия на природную среду. Это создает ситуацию глобального экологического кризиса, что может привести к тяжелым последствиям для человечества.
Наиболее эффективным путем уменьшения антропогенной нагрузки на природную среду является организация замкнутых цепей и циклов производства, которые включают в себя переработку отходов производства и потребления, а также повторное использование природных ресурсов в производстве. Примером этому может служить использование сточных вод в производстве после их очистки. Другими мерами являются: переход от простого использования ресурсов к циклам, включающим в себя: воспроизводство ресурсов; замену одних ресурсов другими, приносящими меньший экологический ущерб; применение ресурсосберегающих технологий производства, а также технологий, наносящих меньший ущерб природной среде.
Действительно, одной из причин загрязнения природной среды является неэффективное и бесхозяйственное использование природных ресурсов. Так, в России масса готовой продукции составляет всего лишь 1% от массы исходного природного вещества. В последние десятилетия в нашей стране отмечалось опережение использования природных ресурсов по сравнению с ростом населения.
Главным путем повышения эффективности производства при соблюдении природоохранных требований является ресурсосбережение.
Например, в Японии в настоящее время реализуется программа перехода от технологий, эксплуатирующих природу к технологиям, взаимодействующим с природой. Это позволит достичь полной гармонии в отношениях между обществом и природой.
Таким образом, до сих пор главной задачей природопользования являлось устранение ущерба, причиняемого неумелым хозяйствованием человека. Сейчас стало ясно, что воспроизводство природных ресурсов должно проводиться в процессе хозяйственной деятельности человека. Это позволяет предупреждать ущерб, наносимый окружающей среде.
муждународное сотрудничество в области охраны окружающей среды
К началу 70-х годов прошлого века стало достаточно очевидно, что в отношениях общества и природы возникли проблемы, несущие глобальную угрозу человечеству вследствие необратимых изменений в биосфере планеты. Задача сохранения среды обитания человека стала носить, таким образом, интернациональный характер.
Проблема окружающей среды в ее современной интерпретации получила распространение, начиная со времени Стокгольмской конференции (1972 г.). В соответствии с ее решениями в ООН был создан самостоятельный орган, на который было возложено международное сотрудничество в данной области в мировом масштабе. Этот орган получил название Программа ООН по окружающей среде - ЮНЕП (United Nations Environment Programme). Действует он на постоянной основе со штаб-квартирой в Найроби (Кения).
Руководящим органом ЮНЕП является Совет управляющих, избираемый Генеральной Ассамблеей ООН на четырехлетний срок. На этот Совет возложены функции осуществления содействия международному сотрудничеству в охране окружающей среды, представление рекомендаций по проведению соответствующей политики, осуществление руководства и координации природоохранных программ, постоянное наблюдение за состоянием окружающей среды в мире, содействие международным сообществам в накоплении и оценке знаний и информации об окружающей среде.
В связи с тем что охрана окружающей среды является многослойной, комплексной проблемой, в дополнение к деятельности ЮНЕП, отдельными ее аспектами занимаются следующие специализированные организации под эгидой ООН, имеющие статус автономных:
ЮНЕСКО (United Nations Education, Scientific and Cultural Organization) выполняет работу по программе «Человек и биосфера», проводит исследования социально-экономических факторов развития и взаимосвязи между человеком и средой;
ФАО (Food and Agricultural Organization of the United Nations) имеет своей целью улучшение производства и переработки сельскохозяйственной продукции, лесоводства и рыболовства, содействует инвестициям в агросферу, рациональному использованию почвы и водных ресурсов, удобрений и пестицидов, освоению новых и возобновимых источников энергии;
ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения - World Heath Organizatiоn) имеет, помимо прочего, задачу содействовать экологической безопасности, включая безопасное водообеспечение, питание и удаление отходов;
ЮНИДО (United Nations Industrial Development Organization) содействует промышленному развитию и установлению нового международного экономического порядка;
MAГАTE (International Atomic Energy Agency) разрабатывает нормы безопасности и защиты от радиации, включая безопасную транспортировку радиоактивных материалов и утилизацию отходов.
Все более важную роль в решении глобальных экологических проблем играет такая международная организация, как Глобальный Экологический Фонд (ГЭФ) (The Global Environment Facility). Созданный в начале 90-х гг., этот фонд предназначен помогать в основном развивающимся странам для решения таких экологических проблем, которые имеют планетарный характер. В деятельности ГЭФа участвуют три международные структуры: Программа ООН по развитию (the United Nations Development Programme), Программа ООН по окружающей среде (the United Nations Environmental Programme) и Всемирный банк (World Bank). В качестве первоочередных направлений для финансирования выделены четыре: глобальное потепление климата, загрязнение международных вод, уменьшение биоразнообразия и истощение озонового слоя.
Имеются проекты ГЭФ и в России. Нашей стране был предоставлен грант на сохранение биоразнообразия в России и охраны Байкальского региона на сумму 20,1 млн. долл. ГЭФ также представил России 60 млн.долл. для поэтапного сокращения производства и потребления озоно-разрушающих веществ, а также перевода российской промышленности на озонобезопасные технологии. Предполагается также предоставление стране 26 млн. долл. в рамках проекта «Специальная инициатива по прекращению производства озоноразрушающих веществ», подготовленного совместно с Мировым банком.
Все указанные выше организации являются самостоятельными, созданными на основе межправительственных соглашений и обладающими широкими международными полномочиями. Кроме них вопросами охраны окружающей среды по отдельным аспектам так или иначе занимаются и другие организации, функционирующие как в составе, так и под эгидой ООН.
красные книги-мосоп России. Региональные- и их значение в деле охраны природы и сохранение генофонда биосферы(влом писать ваще)
Особенности естественных и искуственных экосистем
Экосистема — совокупность живых организмов разных видов, связанных между собой и с компонентами неживой природы обменом веществ и превращениями энергии на определенном участке биосферы. 2. Структура экосистемы: — видовая — число обитающих в экосистеме видов и соотношение их численности. Пример: произрастание в хвойном лесу около 30 видов растений, в дубовом лесу — 40—50 видов, на лугу — 30— 50 видов, во влажном тропическом лесу — свыше 100 видов; — пространственная — размещение организмов в вертикальном (ярусность) и горизонтальном (мозаичность) направлениях. Примеры: наличие в широколиственном лесу 5—6 ярусов; различия в составе растений на опушке и в чаще леса, на сухих и увлажненных участках. 3. Компоненты сообщества: абиотические и биотические. Абиотические компоненты неживой природы — свет, давление, влажность, ветер, рельеф, состав почвы и др. Биотические компоненты: организмы — производители, потребители и разрушители. 4. Производители — растения и некоторые бактерии, создающие органические вещества из неорганических с использованием энергии солнечного света. 5. Потребители — животные, некоторые растения и бактерии, питающиеся готовыми органическими веществами и использующие заключенную в них энергию (растительноядные животные, хищники, паразиты). 6. Разрушители — грибы и некоторые бактерии, разрушающие органические вещества до неорганических, питающиеся трупами, растительными остатками. 7. Круговорот веществ и превращения энергии — необходимое условие существования любой экосистемы. Перенос веществ и энергии в цепях питания в экосистеме. 8. Устойчивость экосистем. Зависимость устойчивости экосистем от числа обитающих в них видов и длины цепей питания: чем больше видов, цепей питания, тем устойчивее экосистема от круговорота веществ. 9. Искусственная экосистема — созданная в результате деятельности человека. Примеры искусственных экосистем: парк, поле, сад, огород. 10. Отличия искусственной экосистемы от естественной: — небольшое число видов (например, пшеница и некоторые виды сорных растений на пшеничном поле и связанные с ними животные); — преобладание организмов одного или нескольких видов (пшеница в поле); — короткие цепи питания из-за небольшого числа видов; — незамкнутый круговорот веществ вследствие значительного выноса органических веществ и изъятия их из круговорота в виде урожая; — невысокая устойчивость и неспособность к самостоятельному существованию без поддержки человека.
Охрана природы и рациональное природопользование
С первых шагов человека по земле его жизнь неотделима от природной среды, дома, в котором он обитает. И только природе он обязан своим существованием на планете по имени Земля. На протяжении своей истории человек старался познать объективные закономерности природы. Постепенно, воздействуя на нее с помощью постоянно совершенствующихся орудий и средств труда, он преобразовывал окружающую среду. В последнее время в экологической литературе наряду с термином «природная среда» употребляется термин «окружающая среда». Окружающая среда включает в себя гармоническое сочетание естественного и преобразованного человеком мира живой и неживой природы. Она является для человека источником материальных и духовных благ, обеспечивает экономическое процветание и культурный прогресс всех цивилизаций. Нобелевский лауреат этолог Н.Тинберген о взаимоотношениях человека и окружающей среды сказал следующее: «Мы так быстро меняем окружающую среду... что наши генетически обусловленные поведенческие приспособления не поспевают за столь резкими преобразованиями. Не в наших силах ускорить генетическую эволюцию человека и приспособить ее к этим порой ужасающим изменениям. Наша единственная надежда - научиться управлять этой новой средой». Но чтобы управлять окружающей средой, ее нужно знать, т.е. представлять, как те или иные ее изменения отражаются на человеке и обществе, к каким последствиям ведут. И здесь на помощь приходит экология. Потребности экологии стимулировали углубление знаний о механизмах развития различных природных сред, подвергающихся непосредственному воздействию человека, - воздушного бассейна, водных ресурсов, почвенного покрова, ледников, пустынь, горных областей, лесных экосистем. Современная экология ориентирует все науки на решение своеобразной «сверхзадачи» - поисков гармонии человека и природы, создает научные основы рационального использования природных и биологических ресурсов и охраны природы. И хотя в последнее время наблюдается некоторое смешение таких понятий, как экология, охрана природы, охрана окружающей среды и природопользование, несомненна самостоятельность экологии как фундаментальной основы всех областей природоохранного знания, конечная цель которых - сохранение среды обитания человека, природы Земли ради здоровья и жизни людей. Охрана природы нацелена на поддержание рационального взаимодействия между деятельностью человека и окружающей средой с целью его сохранения и восстановления природных ресурсов и предупреждения вредного влияния результатов хозяйственной деятельности на природу и здоровье человека. Охрана окружающей среды концентрирует свое внимание прежде всего на потребностях самого человека. Это комплекс самых различных мероприятий (административно-хозяйственных, технологических, юридических, общественных и пр.), направленных на обеспечение функционирования природных систем, необходимых для сохранения здоровья и благосостояния человека. Природопользование направлено на удовлетворение различных потребностей человека путем рационального использования природных ресурсов и природных условий. Задачи природопользования сводятся к разработке общих принципов осуществления всякой деятельности человека, связанной либо с непосредственным пользованием природой и ее ресурсами, либо с изменяющимися воздействиями на нее. Рациональное природопользование предполагает обеспечение экономной эксплуатации природных ресурсов и условий с учетом перспективных интересов будущих поколений людей. Нерациональное природопользование ведет к ухудшению природной среды и не обеспечивает сохранения природно-ресурсного потенциала. Охрана природы, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов - общечеловеческая задача, участвовать в решении которой должен каждый живущий на планете.