Приоритеты и задачи экологии

Человек придумывает тысячи ухищрений  для того, чтобы сделать свою жизнь  в городах более удобной: горячую  воду, телефон, различные виды транспорта, автодороги, сферу обслуживания и  развлечений, Однако в больших городах особенно сильно проявляются и недостатки городской жизни: жилищная и транспортная проблемы, повышение уровня заболеваемости. Последнее в определенной степени объясняется одновременным воздействием на организм двух, трех или более факторов, каждый из которых обладает незначительным негативным действием, но в совокупности их воздействие приводит к серьезным последствиям.

Так, например, насыщение среды  и производства скоростными и  быстродействующими машинами повышает напряжение, требует дополнительных усилий от человека, что ведет к переутомлению. Хорошо известно, что переутомленный человек больше страдает от загрязнения воздуха, инфекций и др.

Загрязненный воздух в городе, отравляя кровь окисью углерода, наносит некурящему человеку такой же вред, как и выкуривание курильщиком пачки сигарет в день. Серьезным отрицательным фактором в современных городах является и так называемое «шумовое загрязнение».

Чтобы уменьшить негативное влияние  на жителей, городской ландшафт не должен быть однообразной «каменной пустыней». В архитектуре города следует стремиться к гармоничному сочетанию аспектов социальных (здания, дороги, транспорт, коммуникации) и биологических (зеленые массивы, парки, скверы). В этом большую роль могут сыграть ландшафтные архитекторы.

Современный город следует рассматривать  как экосистему, в которой созданы  наиболее благоприятные условия  для жизни человека. Следовательно, это должны быть не только удобные  жилища, транспорт, разнообразная сфера  услуг, но и благоприятная для  жизни и здоровья человека среда обитания — чистый воздух, радующий глаз городской ландшафт, зеленые уголки, где бы каждый мог в тишине отдохнуть, любуясь красотой природы.

Учитывая способность зеленых  насаждений благоприятно влиять на состояние  окружающей среды, их необходимо максимально приближать к месту жизни, работы, учебы и отдыха людей.

Сохранение и специальная посадка  деревьев и кустарников, создание газонов  и клумб с цветами являются неотъемлемой частью комплекса мероприятий  по защите и преобразованию окружающей среды. Зеленые насаждения не только создают благоприятные микроклиматические и санитарно-гигиенические условия, но и повышают художественную выразительность архитектурных ансамблей.

Особое место вокруг промышленных предприятий и автострад должны занять защитные зеленые зоны. В них рекомендуется высаживать деревья и кустарники, устойчивые к загрязнению, например клен американский, тополь канадский, липу сердцевидную, можжевельник казацкий и виргинский, иву белую, крушину ломкую, дуб черешчатый, бузину красную.

В размещении зеленых насаждений необходимо соблюдать принцип равномерности и непрерывности. Сады, парки, скверы, внутригородские бульвары следует объединять как между собой, так и с насаждениями, расположенными за городом. Это обеспечит поступление свежего загородного воздуха во все жилые зоны города. Важнейшими компонентами системы озеленения города являются насаждения в жилых микрорайонах, на участках детских учреждений, школ, спортивных комплексов и пр.

Ухаживая за зелеными насаждениями, оберегая и умножая их, каждый житель города может внести свой посильный вклад в улучшение экологии города.

Не случайно экологи считают, что  в современном городе человек  должен быть не оторван от природы, а как бы растворен в ней. Поэтому  общая площадь зеленых насаждений в городах должна занимать больше половины его территории.

 
Биотическое сообщество, или биоценоз. Экосистема. Биогеоценоз. Биосфера. Искусственные, или антропогенные, экосистемы. Агробиоценоз.

 
1.    Какие вы знаете биоценозы и экосистемы? 
2.    В чем отличие биоценоза от экосистемы? 
3.    Какие абиотические факторы влияют на растительный и животный мир сообщества? 
4.    Какие экосистемы называются антропогенными? 
5.    В чем различие естественных и антропогенных экосистем? 
6.    Почему считают, что в сельской местности условия жизни для человека, как правило, более благоприятные, чем в крупных городах? 
7.    Можно ли создать благоприятную среду обитания для человека в крупных городах?

 
Сделайте описание любого (знакомого  вам по экскурсиям) биогеоценоза. Укажите, какие здесь могут обитать растения и животные.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Укажите значение групповых характеристик популяции для охраны биологического разнообразия.

2. Что нужно знать о виде, чтобы с достаточной вероятностью прогнозировать его численность?

3. Докажите, что максимальная скорость в случае логистического роста достигается при численности, равной половине емкости среды.

4. При регуляции численности популяции действие каких факторов среды не зависит от исходной ее плотности: а) загрязнение экскрементами источников питанияI б) повышенное выпадение осадков; в) болезнетворные агенты (вирусы, бактерии); г) хищничество, паразитизм, конкуренция; д) холодный период времени года; е) ураган.

5. Если популяция реагирует на собственную высокую плотность снижением рождаемости, то почему возможно чрезмерное размножение вредителей на полях и в садах?

6. Почему в сообществах, созданных человеком (посевы, лесные насаждения), чаще наблюдается вспышки численности насекомых-вредителей, чем в природных системах?

7. Длительное время у нас в стране поощрялась охота на волков, и за каждого убитого животного выдавали немалую премию. Затем отстрел волков полностью запретили. В настоящее время в ряде районов этот запрет вновь снят и часть волков разрешают уничтожать. Чем можно объяснить подобные отклонения в распоряжениях природоохранительных органов?

8. Предположим, что по долгу службы вы обязаны установить норму вылова ценного вида рыб. Какую информацию об этом виде вы должны вначале собрать, чтобы рассчитать эту норму? Чего можно ожидать: а) в случае завышения нормы вылова? б) ее занижения ?

9. У какой популяции растений больше шансов на выживание: у той, которая состоит из одних проростков ? Из проростков, молодых и взрослых особей ? Ответ обоснуйте.

10. Является ли эффект группы одним из механизмов регуляции численности популяции?

11. В чем причины «нашествия» саранчи— стихийного экологического бедствия ?

12. Что общего у человеческой  популяции и популяций других видов

Тема 2. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Вопросы для  самоподготовки.

1.  На какие две группы традиционно делятся экологические факторы?

2.  На какие параметры жизнедеятельности организма влияют экологические факторы?

3.  Что такое зимний покой?

4.  Что является характерной чертой зимнего покоя?

5.  В чем различие пойкилотермных и гомойотермных животных?

6.  Что такое анабиоз?

7.  Что такое криопротекторы?

8.  Что такое фотопериодизм?

Индивидуальные  задания.

Задание 1. При определенных значениях экологического фактора создаются условия, наиболее благоприятные для жизнедеятельности организмов: эти условия называются оптимальными, а со ответствую иная им область на шкале значений фактора — оптимумом. Чем больше отклоняются значения фактора от оптимальных, тем сильнее угнетается жизнедеятельность особей; в связи с этим выделяется зона их нормальной жизнедеятельности. Диапазон значений фактора, за границами которого нормальная жизнедеятельность особей становится невозможной, называется зонами угнетения. Жизнедеятельность как таковая ограничена для организма пределами выносливости. На рисунке № 1 стрелками показаны все вышеперечисленные зоны и пределы. Подпишите их.

 

Рис. 1. Влияние интенсивности фактора  на жизнедеятельность организмов.

Задание 2. Меняется ли зависимость жизнедеятельности от интенсивности действия экологического фактора в пространстве? Для ответа на этот вопрос решите задачу. Растения ястребинки Hieraciurn umbellatum в лесу обычно прямостоячие, на песчаных полях — распростертые, а растения с песчаных дюн имеют промежуточный характер. Листья лесных экземпляров самые широкие, экземпляров с дюн — наиболее узкие, а с песчаных полей — промежуточные. Растения с песчаных полей покрыты тонкими волосками — признак, отсутствующий у растений из других местообитаний. Почему изменяется строение ястребинки?

Задание 3. Какие два типа фотопериодической реакции изображены на рисунке №2?

 

Рис.2. Два типа фотопериодической  реакции (ФПР).

Задание 4. На песчаных пляжах Калифорнии рыба Leuresthes tenuis мечет икру через 3-4 дня после апрельских и июньских приливов. Эту маленькую рыбку, живущую обычно в открытом море, во время наиболее сильных ночных приливов волны выбрасывают на берег. Когда море отступает, рыбки зарываются в песок. Здесь самки откладывают икру, а самцы ее оплодотворяют. Со следующим приливом они возвращаются в море. Поскольку икра откладывается в период отлива после высоких приливов, вода не доходит до нее в течение двух недель и она может развиваться в песке без перемещений. При следующем высоком приливе вышедшие личинки с волнами увлекаются в море. Каковы причины синхронизации времени размножения и развития данного вида? Какие ритмы могут оказывать влияние на подобную ритмику процессов размножения?

Литература.

1.  Бродский А. К. Краткий курс общей экологии: Учебное пособие. - СПб.: ДЕАН+АДИА-М, 1996. -164с.

2.  Митчел П. 101 ключевая идея: Экология. – Пер. с англ. О. Перфильева. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2001. – 224 с.

3.  Степанян Е. Н., Алексахина Е. М. Лабораторные занятия по зоологии с основами экологии. – М.: Академия, 2001. – 120 с.

4.  Хотунцев Ю. Л. Экология и экологическая безопасность. – М.: Академия, 2002. – 480 с.

Тема 3. ПОНЯТИЕ ЭКОСИСТЕМЫ

Индивидуальные  задания.

Задание 1. Заполните таблицу №1.

Таблица 1.

Компоненты экосистемы

Группы	Название	Определение
Неживые компоненты	неорганические вещества
органические соединения
климатический режим
Живые компоненты	продуценты
консументы
редуценты

Задание 2. Заполните таблицу № 2.

Таблица 2.

Типы взаимодействий между популяциями видов А  и В

Гетеротипические реакции	Вид А	Вид В
Конкуренция
Нейтрализм
Мутуализм
Сотрудничество
Комменсализм
Аменсализм
Хищничество
Паразитизм

Обозначить с помощью: 0 - нет  влияния на данный вид, + - благоприятное  влияние, ¾ - неблагоприятное (отрицательное) влияние.

Литература.

1.  Агаджанян Н. А., Полунин И. Н., Турзин П. С., Ушаков И. Б. Экологическая безопасность человека и концепция выживания. - Астрахань: АГМА, 1998. - 96 с.

2.  Бродский А. К. Краткий курс общей экологии: Учебное пособие. - СПб.: ДЕАН+АДИА-М, 1996. -164с.

3.  Демина Т. А. Экология, природопользование, охрана окружающей среды. – М.: Аспект Пресс, 2000. – 143 с.

4.  Степанян Е. Н., Алексахина Е. М. Лабораторные занятия по зоологии с основами экологии. – М.: Академия, 2001. – 120 с.

5.  Хотунцев Ю. Л. Экология и экологическая безопасность. – М.: Академия, 2002. – 480 с.

Тема 5. ДЕЙСТВИЕ БИОТИЧЕСКИХ И АБИОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Индивидуальные  задания.

Задание 1. Какие два основных способа адаптации особи к изменениям абиотических факторов существуют? Какой из способов адаптации рассматривается в нижеследующем примере? Рогатая ящерица, Phrynosoma plaiyrhinos, обычное животное пустыни Нового Света, специализируется на питании муравьями и обычно кроме них ничего не ест. Поскольку муравьи - животные мелкие и содержат много неусвояемого хитина ящерица должна поедать их в большом количестве. Особям любого вида, специализирующегося на питании муравьями, необходим большой, относительно размеров тела, желудок. Масса желудка рогатой ящерицы. выраженная в долях массы тела, составляет значительную величину (13%) по сравнению с массой желудка других видов ящериц. Обладание таким объемистым кишечником приводит к изменению формы тела (тело этих животных напоминает бочонок), что в свою очередь снижает скорость их движения и ограничивает способность удирать от хищников. Поэтому естественный отбор способствовал формированию на поверхности тела рогатой ящерицы шипов и переходу к скрытному образу жизни, хотя другим видам ящериц свойственны гладкая поверхность и высокая подвижность, что позволяет им быстро скрываться от врагов.

Задание 2. Заполните таблицу № 3.

Таблица 3.

Экологические группы рыб

Экологическая группа по обитанию в  толще воды	Особенности внешнего строения
Форма тела	Длина тела	Расположение рта	Окраска	Количество плавников
Литоральные (летучая рыба)
Пелагические (сельдь, окунь, акула)
Придонные (камбала, скат)

В аннотации к таблице ответьте на вопрос: что такое адаптация; какие  факторы обусловили изменение строения рыб различных экологических  групп; чем отличаются рыбы разных экологических групп по внешнему строению?

Задание 3. Заполните таблицу № 4.