Продуктивность экосистем

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Машиностроительный институт

Кафедра общей химии

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО  ДИСЦИПЛИНЕ  «ЭКОЛОГИЯ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22. Продуктивность экосистем. Уровни продуктивности: первичная продуктивность (валовая и чистая), вторичная продуктивность, чистая продуктивность сообщества.

Продуктивность экосистем

При анализе продуктивности и потоков вещества и энергии в экосистемах выделяют понятия биомасса и урожай на корню. Под урожаем на корню понимается масса тел всех организмов на единице площади суши или воды, а под биомассой — масса этих же организмов в пересчёте на энергию (например, в джоулях) или в пересчёте на сухое органическое вещество (например, в тоннах на гектар). К биомассе относят тела организмов целиком, включая и витализированные омертвевшие части и не только у растений, к примеру, кора и ксилема, но и ногти и ороговевшие части у животных. Биомасса превращается в некромассу только тогда, когда отмирает часть организма (отделяется от него) или весь организм. Часто зафиксированные в биомассе вещества являются «мёртвым капиталом», особенно это выражено у растений: вещества ксилемы могут сотнями лет не поступать в круговорот, служа только опорой растения.

Под первичной продукцией сообщества (или первичной биологической продукцией) понимается образование биомассы (более точно — синтез пластических веществ) продуцентами без исключения энергии, затраченной на дыхание за единицу времени на единицу площади (например, в сутки на гектар).

Первичную продукцию сообщества разделяют на валовую первичную продукцию, то есть всю продукцию фотосинтеза без затрат на дыхание, и чистую первичную продукцию, являющуюся разницей между валовой первичной продукцией и затратами на дыхание. Иногда её ещё называют чистой ассимиляцией или наблюдаемым фотосинтезом.

Чистая продуктивность сообщества — скорость накопления органического вещества, не потребляемого гетеротрофами (а затем и редуцентами). Обычно вычисляется за вегетационный период либо за год. Таким образом, это часть продукции, которая не может быть переработана самой экосистемой. В более зрелых экосистемах значение чистой продуктивости сообщества стремится к нулю (концепция климаксных сообществ).

Вторичная продуктивность сообщества — скорость накопления энергии на уровне консументов. Вторичную продукцию не подразделяют на валовую и чистую, так как консументы только потребляют энергию, усвоенную продуцентами, часть её не ассимилируется, часть идёт на дыхание, а остаток идёт в биомассу, поэтому более корректно называть её вторичной ассимиляцией.

 

Распределение энергии и вещества в экосистеме может быть представлено в виде системы уравнений. Если продукцию продуцентов представить как P1, то продукция консументов первого порядка будет выглядеть следующим образом:

• P2=P1-R2,

где R2 — затраты на дыхание, теплоотдача и неассимилированная энергия. Следующие консументы (второго порядка) переработают биомассу консументов первого порядка в соответствии с:

• P3=P2-R3

и так далее, до консументов самого высшего порядка и редуцентов. Таким образом, чем больше в экосистеме потребителей (консументов), тем более полно перерабатывается энергия, первоначально зафиксированная продуцентами в пластических веществах. В климаксных сообществах, где разнообразие для данного региона обычно максимально, такая схема переработки энергии позволяет сообществам устойчиво функционировать на протяжении длительного времени.

Вывод:

Биологическая продуктивность экосистем – основа жизни биосферы и человека как ее части. Она зависит от ресурсов почвы (ее обеспеченности питательными элементами и влагой), атмосферы, солнечного света и тепла. Каждый из этих факторов (ресурсов или условий) незаменим: при отсутствии света или диоксида углерода в атмосфере нельзя повысить продуктивность экосистемы высокими дозами удобрений или обильным поливом. При низкой температуре в равной мере будут бесполезны как полив, так и удобрение.

Самое важное при использовании биологической продукции естественных экосистем – сохранить ее за счет рационального использования.

 

 

Литература:

1. Степановских А.С. Общая экология: Учеб. для вузов. М: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. 510 с.
2. Коробкин В.И. Экология [Текст]:   учеб. для вузов / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. Ростов-на-Дону: Феникс, 2010. 608 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

64. Экологические стандарты (отечественные и международные). Назначение экологических стандартов. Экологическая паспортизация.

 

Нормативы качества ОПС подразделяются на три группы: санитарно-гигиенические, экологические (производственно-хозяйственные) и комплексные, сочетающие в себе признаки первой и второй групп.

К санитарно-гигиеническим показателям относятся нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ (химических, биологических), физических воздействий и др., нормативы санитарных, защитных зон, предельно допустимых уровней (ПДУ) радиационного воздействия и др. Целью создания таких нормативов является определение показателей качества окружающей среды применительно к здоровью человека. Это наиболее разработанная часть нормативов качества ОПС.

Вторую группу образуют экологические нормативы. Возглавляют данную гpynny нормативы выбросов и сбросов вредных веществ. Они устанавливают требования непосредственно к источнику вредного воздействия, ограничивая его деятельность определенной пороговой величиной выброса (сброса).[1]

Главная цель вспомогательных норм и правил состоит в обеспечении единства в употребляемой терминологии, в деятельности организационных структур и правовом регулировании экологических отношений .

Экологическая паспортизация

Стандарт — нормативно-технический документ, который устанавливает комплекс норм, правил, требований, обязательных для исполнения.

Под экологической стандартизацией понимается установление единого и обязательного для всех объектов данного уровня системы управления экологических норм и требований.

Генеральным стандартом для природоохранительной деятельности является ГОСТ 17.0.0.01-76 «Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов» (введен в действие в 1977 г.).

Система стандартов в области охраны природы (ССОП), которой присвоен общий номер 17, включает следующие подсистемы (группы): О — основные положения; 1 - гидросфера; 2 - атмосфера; 3 - почвы; 4 - земли; 5 - флора; 6 - фауна; 7 - недра. Например, 17.1 означает «Охрана природы. Гидросфера», а группа 17.2 — «Охрана природы. Атмосфера», и т.д. Этот стандарт регулирует различные стороны деятельности предприятий по защите водных и воздушных ресурсов, вплоть до требований к аппаратуре для наблюдения за качеством воздуха и воды. 
 
          В зависимости от направления действия государственные стандарты системы охраны природы подразделяются на следующие виды: 1 — термины, классификации, определения; 2 — нормы и методы измерений загрязняющих выбросов и сбросов, интенсивность использования природных ресурсов; 3 — правила охраны природы и рационального использования природных ресурсов; 4 — методы определения параметров состояния природных объектов и интенсивности хозяйственного воздействия; 5—6 — требования к средствам контроля и зашиты окружающей среды; 7 — прочие стандарты.

В полное обозначение стандарта ССОП входят индекс (ГОСТ), номер системы (17), номер стандарта и год издания. Если, например, необходимо получить информацию о существующих нормах и методах измерения выбросов вредных веществ в отработавших газах тракторных двигателей, следует в этом случае обратиться к ГОСТ 17.2.2.05-86. 
Здесь «17» — номер системы, 2 — номер группы (атмосфера), следующая цифра 2 —вид стандарта (нормы и методы измерений), 05 — номер стандарта и 86 — год издания.[1]

 

 

 Экологические стандарты 

Понятие «экологические стандарты» имеет в экологическом праве широкое значение. Прежде всего оно включает собственно стандарты как формы нормативных документов, в которых определяются отдельные экологические требования. Нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в окружающей среде (воде, атмосферном воздухе, почве) и нормативы предельно допустимых уровней вредных физических воздействий на нее также иногда рассматриваются в качестве разновидности экологических стандартов. Аналогами таких нормативов в ряде зарубежных государств (США, Японии и др.) являются именно стандарты – стандарты качества воздуха (air quality standards), стандарты качества воды (water quality standards), стандарты шума (noise standards) и др. 
В Законе РСФСР «Об охране окружающей природной среды» о стандартах говорится в ст. 32 в связи с экологическими требованиями к продукции. Экологическая стандартизация – одно из активно развиваемых направлений нормативного правового регулирования охраны окружающей среды и природопользования в России. В системе Госстандарта РФ принято около 50 стандартовТребования, установленные государственными стандартами для обеспечения безопасности продукции, работ и услуг для окружающей среды, жизни и здоровья, являются обязательными для соблюдения государственными органами управления, субъектами хозяйственной деятельности. 

Вывод:

Возрастающее воздействие хозяйственной деятельности на природную среду и его негативные последствия остро ставят вопрос о регулировании качества той среды, в которой живет и разносторонне проявляет себя человек.

Необходимо поддерживать ОПС на надлежащем уровне чтобы состояние экологических систем, которое постоянно и неизменно обеспечивает процесс обмена веществ, энергии и информации между природой и человеком, беспрепятственно воспроизводило и обеспечивало жизнь, так чтобы поддерживалось, прежде всего, самой природой путем саморегуляции, самоочищения от вредных веществ и явлений.

 Для того чтобы всесторонне ограничить физическое, химическое, биологическое изменение ОПС, вызванное антропогенной деятельностью и содержащее угрозу причинения вреда жизни и здоровью человека, состоянию растительного и животного мира экологических систем природы введены экологические стандарты.

 

Литература:

 

1. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология: Учеб. для вузов. СПб.: Химия, 1997. 240 с.
2. Экология: Учеб. для вузов / В.Н. Большаков, И.Н. Липунов, В.И. Лобанов  и др.; Под ред. Г.В. Тягунова, Ю.Г. Ярошенко. М.: Интермет Инжиниринг, 2000. 330 с.

 
 
 

 

 

 

 

 

 

78. Загрязнение окружающей среды и здоровье людей. Специфические техногенные экопатологии, вызванные тяжелыми металлами и органическими ксенобиотиками (диоксинами, пестицидами и др.).

 

Основные экологически обусловленные заболевания человека связаны с плохим качеством воздуха, воды, шумовым загрязнением и воздействием электромагнитного и ультрафиолетового излучений. Результаты многих исследований указывают на существование взаимосвязи между загрязнением воздуха внутри и вне помещений, загрязнением воды и почвы опасными химическими веществами, а также стрессовым воздействием шума и развитием респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний, рака, астмы, аллергий, а также расстройств репродуктивной и центральной нервной систем.

Особенную группу риска составляют дети. Деятельность многих международных организаций по охране окружающей среды направлена на защиту здоровья детей и уменьшение доли экологически обусловленных заболеваний в этой возрастной группе.[1]

Большие опасения вызывает малоизученное вредное воздействие малых доз химических веществ на организм человека. Предполагается, что повреждающее воздействие различных химических веществ может опосредованно влиять на несколько поколений. Широко применяемые в производстве продуктов питания консерванты и стойкие химические вещества, призванные улучшить вкусовые качества и товарный вид продуктов, могут представлять серьезную опасность для здоровья.

Накопление химических веществ в почве способно приводить к заражению сельскохозяйственных культур, загрязнению подземных и поверхностных вод и, в конечном итоге, к неблагоприятному воздействию на организм человека. Таким образом, деградация почв, вызванная хозяйственной деятельностью человека, тоже косвенно связана со здоровьем людей.

Неблагоприятные природные и антропогенные факторы оказывают вредное влияние на здоровье людей. В последнее время значительно усилилось негативное влияние на здоровье людей многих стихийных бедствий, таких как наводнения и оползни, в основном из-за неподготовленности к ним и из-за расширения таких видов антропогенной деятельности, как вырубка лесов и ненадлежащее хранение опасных веществ (EEA, 2004).