Контрольная работа по "Экологии"

Экологические факторы отличаются значительной изменчивостью во времени и пространстве. Например, температура сильно варьирует на поверхности суши, но почти постоянна на дне океана или в глубине пещер.

Один и тот же фактор среды имеет разное значение в  жизни совместно обитающих организмов. Например, солевой режим почвы  играет первостепенную роль при минеральном  питании растений, но безразличен  для большинства наземных животных. Интенсивность освещения и спектральный состав света исключительно важны  в жизни автотрофных организмов (большинство растений и фотосинтезирующие  бактерии), а в жизни гетеротрофных  организмов (грибы, животные, значительная часть микроорганизмов) свет не оказывает  заметного влияния на жизнедеятельность.

Экологические факторы могут  выступать как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических  функций; как ограничители, обусловливающие  невозможность существования тех  или иных организмов в данных условиях; как модификаторы, определяющие морфо-анатомические  и физиологические изменения  организмов.

Организмы испытывают воздействие  не статичных неизменных факторов, а их режимов — последовательности изменений за определённое время.

I. По характеру воздействия

·      Прямо действующие — непосредственно влияющие на организм, главным образом на обмен веществ

·      Косвенно действующие — влияющие опосредованно, через изменение прямо действующих факторов (рельеф, экспозиция, высота над уровнем моря и др.)

II. По происхождению

·      Абиотические — факторы неживой природы:

-                 климатические: годовая сумма температур, среднегодовая температура, влажность, давление воздуха

-                 эдафические (эдафогенные): механический состав почвы, воздухопроницаемость почвы, кислотность почвы, химический состав почвы

- орографические: рельеф, высота над уровнем моря, крутизна и экспозиция склона

- химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность

- физические: шум, магнитные поля, теплопроводность и теплоёмкость, радиоактивность, интенсивность солнечного излучения

·      Биотические — связанные с деятельностью живых организмов:

-                 фитогенные — влияние растений

- микогенные — влияние грибов

- зоогенные — влияние животных

- микробиогенные — влияние микроорганизмов

·      Антропогенные (антропические):

-                 физические: использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации

- химические: использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта

- биологические: продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания

- социальные — связанные с отношениями людей и жизнью в обществе

III. По расходованию

·      Ресурсы — элементы среды, которые организм потребляет, уменьшая их запас в среде (вода, CO2, O2, свет)

·      Условия — не расходуемые организмом элементы среды (температура, движение воздуха, кислотность почвы)

IV. По направленности

·      Векторизованные — направленно изменяющиеся факторы: заболачивание, засоление почвы

·      Многолетние-циклические — с чередованием многолетних периодов усиления и ослабления фактора, например изменение климата в связи с 11-летним солнечным циклом

·      Осцилляторные (импульсные, флуктуационные) — колебания в обе стороны от некоего среднего значения (суточные колебания температуры воздуха, изменение среднемесячной суммы осадков в течение года)

V. По периодичности делятся на:

- периодические (регулярно  повторяются): первичные и вторичные

- непериодические (возникают  неожиданно)

Тема№5 Устойчивость экосистем

Популяции или виды в целом  развиваются в экосистемах в  окружении других видов. При изучении палеоботаники «былых биосфер» Вернадский показал, что в процессе эволюции жизни на Земле структура биогеоценозов  существенно менялась и усложнялась (вначале хемотрофы, затем фототрофы и т.д.). С появлением первых фототрофов (водорослей) процесс формирования первичных экосистем закончился, и цепь круговорота веществ замыкается, но были избыточные биогенные продукты, ® появились гетеротрофы и т.д., но эти экосистемы были неустойчивы, быстро появлялись и распадались (т.е. микроорганизмы быстро размножались – быстрая смена поколений) ® эволюция ускорялась.

Возникновение многоклеточных организмов сопровождалось увеличением  устойчивости экосистем. При выходе растений на сушу ® много новых местообитаний ® быстрая эволюция ® огромное количество органического вещества оказывалось не потребленным и выводилось из биотического круговорота в виде дошедших до нас угля, нефти и т.д. пока не появилось достаточное количество консументов. Важным успехом было образование биотического круговорота – создание таких жизненных сред, в которых одна и та же порция вещества может многократно использоваться. Это стало возможным, когда возникла триада: продуцент ® консумент ® редуцент. Дальнейшее направление эволюции экосистем вело к уменьшению потребления вещества из биотических круговоротов и интенсификации миграции химических элементов (у животных это появление теплокровности, т.к. млекопитающие затрачивают на создание своей биомассы всего 1% потребляемых ими веществ; у растений это – появление однолетников). В процессе развития жизни происходит усложнение экосистем.

Основной интегрирующий  фактор в жизни биогеоценоза –  пищевые взаимоотношения. Определенная сложная структура биогеоценоза оказывается необходимой предпосылкой для поддержания его устойчивости. Наиболее хрупкие и неустойчивые экосистемы с наименьшим числом компонентов (тундра). Наиболее устойчивы экосистемы тропического леса, где потоки вещества и энергии многократно дублируются (очень много видов и малая  численность каждого) – выдерживает  потерю процента составляющих их компонентов  без ущерба для функционирования.

НО: сейчас считают, что решающими  в устойчивости экосистем факторами  являются не число видов, а экологические  особенности видов. Например, при  современной антропогенной нагрузке преимущество в экосистеме получают короткоживущие виды (эфемеры) успевающие в результате быстрой смены поколений  приспособиться к меняющимся условиям.

Итак, устойчивость экосистем  поддерживается благодаря сбалансированному  воспроизведению каждого из множества  ее компонентов – популяций. Устойчивость обеспечивается в процессе взаимодействия видов между собой на фоне комплекса  физических факторов.

Все экосистемы являются реальной средой для межвидовых взаимоотношений, ® постоянные взаимодействия всех компонентов биогеоценоза оказываются причиной изменения биогеоценоза и других экосистем ® преобразование биосферы.

Смена биогеоценозов –  сукцессия. Климаксовое сообщество – в равновесии с окружающей средой устойчиво.

Общие черты изменения  биогеоценозов:

1)все биотические системы  динамичны и подвижны, чутко реагируют  на влияние внешней среды;

2)в процессе развития  экосистемы наблюдается удлинение  цепей питания, увеличение числа  трофических уровней ® происходит дифференциация потоков вещества и энергии (узкая пищевая специализация видов);

3)в результате удлинения  цепей питания увеличивается  время удержания вещества и  энергии (появляется круг долгоживущих  организмов).

Экологическая сукцессия - это восстановление экосистемой нарушенного равновесия, она проходит через четко определенные стадии.

Сукцессия -- последовательная смена биоценозов (экосистем), выраженная в изменении видового состава и структуры сообщества.

Последовательный ряд  сменяющих друг друга в сукцессии  сообществ называется сукцессионной  серией. К сукцессиям относятся опустынивание  степей, зарастание озер и образование  болот и др.

Экосистему можно вывести  из состояния равновесия многими  способами. Обычно это бывает пожар, наводнение или засуха. После такого нарушения равновесия новая экосистема сама себя восстанавливает, и этот процесс  носит регулярный характер и повторяется  в самых разных ситуациях. Что  же происходит в нарушенной экосистеме!?

На месте нарушения  определенные виды и вся экосистема развиваются таким образом, что  порядок появления этих видов  одинаков для схожих нарушений и  схожих ареалах. В этой последовательной смене одних видов другими  и заключается суть экологической  сукцессии. Восстановление экосистемой  нарушенного равновесия проходит через  четко определенные стадии.

Тема 6.  Загрязнение окружающей среды

Человек неразрывно связан с  той средой, которая его окружает. Загрязнение окружающей среды является мировой проблемой. В связи с  развитием промышленности, транспорта и научно-техническим прогрессом вмешательство людей в среду  обитания стало более существенным. Это приводит порой к катастрофическим последствиям. Решение экологических  проблем происходит на высшем уровне. Но даже в этом случае не удается  контролировать данный процесс. Самое  губительное воздействие оказывает  загрязнение химическими веществами. Они выбрасываются в атмосферу  в огромных количествах промышленными  предприятиями, котельными и другими  организациями. Кроме того, выросла  концентрация углекислого газа в  воздухе, что может привести к  повышению температуры на планете. Это можно отнести к глобальной проблеме человечества. Большой вред мировому океану наносит нефтеперерабатывающая  промышленность. Отходы этой области  попадают в окружающую среду и  могут стать причиной сбоя в обмене водой и газами между атмосферой и гидросферой. Сельское хозяйство  также наносит вред природе. Пестициды, попадая в почву, разрушают ее структуру, и, как следствие, происходит разрушение экологической системы. Все эти факторы являются основными  причинами, по которым происходит загрязнение  окружающей среды. Существует и биологическое  загрязнение окружающей среды. При  этом происходит разрушение экологической  системы, характерной для каждой отдельной области. В ней появляются нетипичные виды вирусов и бактерий, которые отрицательно и даже губительно влияют на всю систему. Причиной биологического загрязнения являются выброс промышленных отходов в близлежащие водоемы, свалки, оросительные мероприятия, канализация. Именно оттуда губительные микроорганизмы проникают в почву, а затем  в подземные воды. Наибольшую тревогу  вызывает загрязнение окружающей среды  инфекциями и паразитами. Взаимодействуя друг с другом и иными обитателями  природы, они могут изменять свои свойства и создавать популяции, которые губительны как для животных, так и для человека. Поэтому  в последнее время участились случаи заражения людей опасными инфекционными заболеваниями. Человечество, занимаясь новыми биотехнологиями  и экспериментами на генном уровне, может нанести непоправимый вред природе и всем живым организмам. Пренебрежение элементарными правилами  безопасности приводит к выбросу  в природу опасных веществ  и микроорганизмов. В этом случае может пострадать генофонд человечества. Радиоактивное загрязнение окружающей среды является одним из самых  опасных. Последствия такой катастрофы могут стать непоправимыми. В  результате повышается радиоактивный  фон, который является естественным для атмосферы. Это происходит в  момент ядерных взрывов, аварий на объектах с повышенной опасностью, в результате добычи угля (при взрывах месторождений). И опять инициатором этих явлений  становится человек. Развитие науки  привело к открытию новых источников радиации, которые создаются искусственным  путем. Это стало потенциальной  опасностью для всего мира. Возможности таких источников намного больше естественных, к которым адаптировалась окружающая среда. Увеличение радиационного фона стало следствием применения некоторых технических и научных разработок (рентген, аппараты медицинской диагностики и др.) Также причиной можно назвать разработку новых месторождений и добычу некоторых минералов. Реакции с использованием радиоактивных веществ приводят к нарушению общего фона. Использование и производство ядерного оружия стала проблемой всего мирового сообщества. Таким образом, загрязнение окружающей среды происходит по вине людей. Чтобы предотвратить катастрофу, следует более бережно относиться к природе.

Тема 7.  Экологический мониторинг

      Экологический мониторинг – это совокупность организованных структур, методов, способов и приёмов наблюдения за состоянием окружающей среды, происходящими в ней изменениями, их последствиями, а также за потенциально опасными для окружающей среды, здоровья людей и контролируемой территории видами деятельности, производственными и иными объектами. 
 
         Существуют различные виды мониторинга, выделяемые  в зависимости от масштабов системы мониторинга, - глобальный, национальный, региональный, локальный; от уровня изменённости человеком окружающей среды – фоновый и импактный; от объекта мониторинга – собственно экологический, воздуха, вод, земли (почв), животного мира, опасных отходов, радиационный, социально - гигиенический. Под влиянием теории устойчивого развития и во исполнение документов, принятых в Рио-де-Жанейро, ведутся исследования и формируется новый, обобщённый вид – мониторинг развития, основывающийся на показателях демографических, экологических, социальных и экономических. 
 
Глобальный мониторинг осуществляется в соответствии с международными соглашениями системой станций наблюдения, расположенных в различных точках Земли, путём обмена полученных различными государствами данных в целях наблюдения, за состоянием окружающей среды, происходящими в ней изменениями, в том числе изменениями климата, создания системы данных, их распространения, прогноза развития свойств окружающей среды и их влияний на человека. 
 
Национальный экологический мониторинг осуществляется отдельными государствами в пределах своей территории. В России Единая государственная система экологического мониторинга создана в 1993 г. Её задачами являются: наблюдение за состоянием окружающей среды, её загрязнением, в том числе атмосферы, поверхностных вод, морской среды, почв, околоземного космического пространства, радиационной обстановкой на поверхности земли и околоземном космическом пространстве; оценка и прогноз изменений климата, водных ресурсов, трансграничного переноса загрязняющих веществ и т.п. В системе национального экологического мониторинга выделяют радиационный, комплексный, фоновый, космический, а также государственный мониторинг континентального шельфа и исключительной экономической зоны. 
 
Федеральный закон от 10 января 2002 г. №7-ФЗ «Об охране окружающей среды» используются два понятия: мониторинг окружающей среды, т.е. комплексная система наблюдения за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза его изменений под воздействием его изменений под воздействием природных и антропогенных факторов, и государственный экологический мониторинг, т.е. мониторинг окружающей среды, осуществляемый органами государственной власти и её субъектов (ст. 1).