Экологические факторы среды (абиотические, биотические, загрязнение, глобальные экологические проблемы)

Министерство образования и  науки РФ

Федеральное государственное бюджетное  образовательное учреждение

Южно-Уральский Государственный  Университет

( Научно-исследовательский центр)

 

Факультет: «Пищевые технологии»

Кафедра: «Прикладная биотехнология»

 

Реферат на тему:

«Экологические факторы  среды (абиотические, биотические, загрязнение, глобальные экологические проблемы)»

 

 

 

Выполнил: Шибанов Н.С.

Группа: ПТ-295

Проверил: к.б.н доцент каф. «прикладная биотехнология» Земерова З.П. ______________

 

 

 

 

 

 

Челябинск 2012 

Среда - одно из основных экологических понятий, под которым подразумевается комплекс окружающих условий, влияющих на жизнедеятельность организмов. В широком смысле под окружающей средой понимают совокупность материальных тел, явлений и энергии, влияющих на организм. Возможно и более конкретное, пространственное понимание среды как непосредственного окружения организма - его среда обитания. Среда обитания - это все то, среди чего живет организм, это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное влияние. Т.е. элементы среды обитания, которые для данного организма или вида не безразличны и так или иначе влияют па него, являются по отношению к нему факторами.

Составные части среды  многообразны и изменчивы, поэтому  живые организмы постоянно приспосабливаются  и регулируют свою жизнедеятельность  в соответствии с происходящими  вариациями параметров внешнего окружения. Такие приспособления организмов носят  название адаптации и позволяют  им выживать и размножаться.

Экологические факторы — свойства среды обитания, оказывающие какое-либо воздействие на организм. Индифферентные элементы среды, например, инертные газы, экологическими факторами не являются.

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.

Факторы среды воздействуют на организм не по отдельности, а в  комплексе, соответственно, любая реакция  организма является многофакторно  обусловленной. При этом интегральное влияние факторов не равно сумме  влияний отдельных факторов, так  как между ними происходят различного рода взаимодействия, которые можно подразделить на четыре основных типа:

Монодоминантность — один из факторов подавляет действие остальных и его величина имеет определяющее значение для организма. Так, полное отсутствие, либо нахождение в почве элементов минерального питания в резком недостатке или избытке препятствуют нормальному усвоению растениями прочих элементов.

Синергизм — взаимное усиление нескольких факторов, обусловленное положительной обратной связью. Например, влажность почвы, содержание в ней нитратов и освещённость при улучшении обеспечения любым из них повышают эффект воздействия двух других.

Антагонизм — взаимное гашение нескольких факторов, обусловленное обратной отрицательной связью: увеличение популяции саранчи способствует уменьшению пищевых ресурсов и её популяция сокращается.

Провокационность — сочетание положительных и отрицательных для организма воздействий, при этом влияние вторых усилено влиянием первых. Так, чем раньше наступает оттепель, тем сильнее растения страдают от последующих заморозков.

Влияние факторов также зависит  от природы и текущего состояния  организма, поэтому они оказывают  неодинаковое воздействие как на разные виды, так и на один организм на разных этапах онтогенеза: низкая влажность  губительна для гидрофитов, но безвредна  для ксерофитов; низкие температуры  без вреда переносятся взрослыми  хвойными умеренного пояса, но опасны для молодых растений.

Факторы могут частично замещать друг друга: при ослаблении освещённости интенсивность фотосинтеза не изменится, если увеличить концентрацию углекислого  газа в воздухе, что обычно и происходит в теплицах.

Результат воздействия факторов зависит от продолжительности и  повторяемости действия их экстремальных  значений на протяжении всей жизни  организма и его потомков: непродолжительные  воздействия могут и не иметь  никаких последствий, тогда как  продолжительные через механизм естественного отбора .

 

 

Классификации экологических  факторов.

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.)

По происхождению:

• Абиотические — факторы неживой природы
• Биотические — связанные с деятельностью живых организмов
• Антропогенные — результат воздействия человека на окружающую среду

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)

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)

 

 

 

 

 

 

Абиотические  факторы.

Абиотические факторы  – это факторы неорганической (неживой) природы. К ним относят, прежде всего, климатические (солнечный  свет, температура, влажность, осадки, газовый состав и движение воздуха, атмосферное давление), гидрологические (плотность, прозрачность, температура  и кислотность воды, течение, содержание минеральных и органических веществ, газовый состав), почвенные (механическая структура, минеральный и органический состав, кислотность, влажность, температура  и газовый состав), топографические (высота над уровнем моря, рельеф, экспозиция и крутизна склона), огонь. К абиотическим факторам относят  также физические поля (гравитационное, магнитное, электромагнитное), ионизирующую и проникающую радиацию, движение сред (акустические колебания, волны, ветер, течения, приливы), суточные и сезонные изменения в природе и другие внешние факиры периодичности или  цикличности. Многие абиотические факторы  имеют скалярное или векторное  выражение, они могут быть охарактеризованы количественно и поддаются объективному измерению. Эти факторы могут  влиять на организм непосредственно, как  свет или тепло, либо косвенно, как, например, рельеф, который обусловливает  действие непосредственных факторов –  освещённости, увлажнения, ветра и  т.п.

Биотические факторы.

Биотические факторы –  это прямые или опосредованные воздействия  других организмов, населяющих среду  обитания данного организма. Все  биотические факторы обусловлены  внутривидовым(внутрипопуляционными) и межвидовыми (межпопуляционными) взаимодействиями. Внутривидовые факторы  – это контакты между членами  семьи, группы, стада, популяции одного вида – отношения полов, размножение, уход за потомством, взаимопомощь и  защита или, наоборот, возникновение  внутривидовой конкуренции, отношений  доминирования и подчинения, иерархии в стаде или в популяции. Межвидовые факторы – этоконтакты между  особями и популяциями разных видов. Взаимоотношения между организмами  сложнее абиотических воздействий.

Выделяют следующие формы  биотических отношений: конкуренция, хищничество, паразитизм, аменсализм, симбиоз, комменсализм, нейтрализм и  др. Рассмотрим характерные особенности  этих отношений.

Конкуренция является в природе наиболее всеохватывающим типом отношений, при котором два вида или две особи в борьбе за необходимые для жизни условия воздействуют друг на друга отрицательно. Конкуренция может быть внутривидовой и межвидовой. Конкурентное взаимодействие может касаться жизненного пространства, пищи или биогенных элементов, света, места укрытия и многих других жизненно важных факторов. Преимущества в конкурентной борьбе достигаются различными способами. При одинаковом доступе к ресурсу общего пользования один вид может иметь преимущество перед другим за счёт более интенсивного размножения, потребления большого количества пищи или солнечной энергии, способности лучше защитить себя, адаптироваться к более широкому диапазону температур, освещённости или концентрации определённых вредных веществ. Межвидовая конкуренция, независимо от того, что лежит в её основе, может привести либо к установлению равновесия между двумя видами, либо к замене популяции одного вида популяцией другого, либо к тому, что один вид вытеснит другой в иное место или же заставит его перейти на использование иных ресурсов. Установлено, что два одинаковых в экологическом отношении и потребностях вида не могут сосуществовать в одном месте и рано или поздно один конкурент вытесняет другого (принцип Гаузе). Некоторые виды живых организмов избегают или снижают конкуренцию переселением в другой регион с приемлемыми для себя условиями, переходом на более труднодоступную или трудноусваиваемую пищу, сменой времени или места добычи корма. Конкурентные отношения являются одним из важнейших механизмов формирования видового состава сообществ, пространственного распределения видов.

Хищничество - это такое отношение, при котором особь одного вида, называемая хищником, питается организмами другого вида, называемого жертвой, причём хищник живёт отдельно от жертвы. В таких случаях говорят, что два вида вовлечены в отношения «хищник – жертва». Виды-жертвы выработали целый ряд защитных механизмов, чтобы не стать лёгкой добычей для хищника: умение быстро бегать или летать, выделять пахучие или отравляющим вещества, обладают толстой кожей или панцирем, защитной окраской или способностью изменять цвет. У хищников тоже есть несколько способов добычи жертвы. Одни хищники вынуждены быстро бегать, другие достигают своей цели, охотясь стаями, третьи отлавливают преимущественно больных, раненых и неполноценных особей.

Паразитизм – это такой вид отношений, когда организмы одного вида, называемого паразитами питаются за счёт другого организма, называемого хозяином, однако в отличие от хищников они живут на хозяине или внутри его организма на протяжении значительной части их жизненного цикла. Паразит использует для своей жизнедеятельности питательные вещества хозяина, тем самым постоянно ослабляя, а нередко и убивая его.

Отметим, что когда два  вида связаны отношениями паразитизма  или хищничества, разрушительный эффект оказывается небольшим в случае, когда они развивались вместе в течение длительного времени  в стабильной среде. Однако действие окажется совершенно разрушительным, если два вида стали контактировать недавно или резко изменилась среда обитания.

Аменсализм отличается от паразитизма тем, один вид причиняет вред другому, не извлекая при этом для себя никакой пользы. Чаще всего это те случаи, когда причиняемый вред заключается в изменении среды. Так поступает человек, разрушая и загрязняя окружающую среду.

Симбиоз – это длительное, неразделимое и взаимовыгодное отношение двух или более видов организмов. Например, жвачные животные (коровы, олени) переваривают клетчатку с помощью бактерий, лишайник – симбиоз гриба и водоросли.

Комменсализм – это отношения, положительные для одного и безразличные для другого вида организмов.

Нейтрализм – это такой вид отношений, при котором один вид не оказывает на другой никакого влияния.

 

Загрязнение.

Загрязнение — это процесс отрицательного видоизменения окружающей среды — воздуха, воды, почвы — путём её интоксикации веществами, которые угрожают жизни живых организмов.

Виды загрязнений:

• Биологическое — загрязнителем являются не свойственные экосистеме организмы. Наиболее известный пример — бесконтрольно расплодившиеся в Австралии кролики.
• Механическое — загрязнение химически инертным мусором, протаптывание тропинок и прочее механическое воздействие на среду.
• Химическое — загрязнителем являются вредные химические соединения.
• Аэрозольные загрязнения — загрязнитель-аэрозоль (система маленьких частиц)
• Тепловое — излишний нагрев среды.
• Световое — излишнее освещение.
• Электромагнитное — загрязнение радиоэфира; может мешать как жизнедеятельности некоторых организмов, так и радиоприёму.
• Радиоактивное — превышение естественного радиоактивного фона.
• Визуальное загрязнение — порча естественных пейзажей постройками, проводами, мусором, шлейфами самолётов и т. д.