Контрольная работа по "Охране природы"

Вариант № 6

1. Понятие о биоценозе, биогеоценозе и экосистеме. Смена биоценозов (сукцессии) и климакс. Продуктивность биоценозов.
2. Классификация загрязнений. Понятие  о фоновом, региональном и локальном загрязнении.
3. Значение животных в природе и хозяйстве человека. Охрана животных. Охотничье хозяйство и охрана фауны.

Вопрос 1

Понятие о биоценозе, биогеоценозе и экосистеме. Смена биоценозов (сукцессии) и климакс. Продуктивность биоценозов

Каждый организм живет  в окружении множества других, вступает с ними в самые разнообразные  отношения как с отрицательными, так и с положительными для  себя последствиями и в конечном счете не может существовать без  этого живого окружения. Связь с  другими организмами – необходимое  условие питания и размножения, возможность защиты, смягчения неблагоприятных  условий среды, а с другой стороны  – это опасность ущерба и часто  даже непосредственная угроза существованию  индивидуума. Всю сумму воздействий, которые оказывают друг на друга  живые существа, объединяют названием биотические факторы среды.  

Непосредственное живое  окружение организма составляет его биоценотическую среду.  Представители каждого вида способны существовать лишь в таком живом окружении, где связи с другими видами обеспечивают им нормальные условия жизни. Иными словами, многообразные живые организмы встречаются на Земле не в любом сочетании, а образуют определенные сожительства, или сообщества, в которые входят виды, приспособленные к совместному обитанию.

Группировки совместно обитающих  и взаимно связанных видов  называют биоценозами  (от лат. «биос» – жизнь, «ценоз» – общий). Приспособленность членов биоценоза к совместной жизни выражается в определенном сходстве требований к важнейшим абиотическим условиям среды и закономерных отношениях друг с другом.( http://ours-nature.ru/b/book/5/page/7-glava-7-biotsenozi/53-7-1-ponyatie-o-biotsenoze)

Человеку в своей повседневности постоянно приходится иметь дело с конкретными участками окружающих его природных комплексов: участками  поля, луга, болота, водоема. Любой участок  земной поверхности, или природный  комплекс, должен рассматриваться как  определенное природное единство, где  вся растительность, фауна и микроорганизмы, почва и атмосфера тесно взаимосвязаны  и взаимодействуют друг с другом. С этим взаимосвязями необходимо считаться при всяком хозяйственном  использовании природных ресурсов (растительных, животных, почвенных  и др.).

Природные комплексы, в которых  полностью сформировалась растительность, и которые могут существовать сами по себе, без вмешательства  человека, а если человек или что-то другое, нарушит их, то они будут  восстанавливаться, причем по определенным законам. Такие природные комплексы  и есть биогеоценозы .

Самые сложные и важные природные биогеоценозы – лесные. Ни в одном природном комплексе, ни в одном типе растительности эти  взаимосвязи не выражены так резко  и так многогранно, как в лесу.

Лес представляет собой наиболее мощную «пленку жизни». Лесам принадлежит доминирующая роль в сложении растительного покрова Земли. Они покрывают почти третью часть суши планеты – 3,9 млрд. га. Если учесть, что пустыни, полупустыни и тундры занимают около 3,8 млрд. га, а более 1 млрд. га приходится на бросовые, застроенные и другие непродуктивные земли, то становится очевидным, насколько велико значение лесов в формировании природных комплексов и выполняемой им функции живого вещества на Земле. Масса органического вещества, сосредоточенного в лесах, составляет 1017–1018 т, что в 5–10 раз превышает массу всей травянистой растительности.

Именно поэтому  особое значение придавалось и придается  биогеоценологическим исследованиям  лесных систем и термин «биогеоценоз» был предложен академиком В.Н. Сукачевым в конце 30-х гг. 20 в. применительно к лесным экосистемам. Но оно правомерно по отношению к любой природной экосистеме в любом географическом районе Земли.

Определение биогеоценоза по В.Н.Сукачеву (1964: 23) считается классическим – «... это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая особую специфику взаимодействий этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществ и энергией: между собой и с другими явлениями природы и представляющая собой внутреннее противоречивое единство, находящееся в постоянном движении и развитии …".

В этом определении  отражаются все сути биогеоценоза, черты и особенности, присущие только ему:

• биогеоценоз должен быть однородным по всем параметрам: живого и неживого вещества: растительности, животному миру, почвенному населению, рельефу, почвообразующей породе, свойствам почвы, глубине и режимам грунтовых вод;
• каждому биогеоценозу присуще наличие особого, только ему присущего типа обмена веществ и энергии,
• всем компонентам биогеоценоза свойственно единство жизни и ее среды, т.е. особенности и закономерности жизнедеятельности биогеоценоза определяются средой его обитания, таким образом, биогеоценоз представляет собой географическое понятие.

Кроме того, каждый конкретный биогеоценоз должен:

- быть однородным  по своей истории;

- быть достаточно  долговременным сложившимся образованием;

- ясно отличаться  по растительности от соседних  биогеоценозов и эти отличия  должны быть закономерными и  экологически объяснимыми.

Примеры биогеоценозов:

• - дубняк разнотравный на подножье делювиального склона южной экспозиции на горной буро-лесной среднесуглинистой почве;
• - луг злаковый в лощине на суглинистых оторфованных почвах,
• - луг разнотравный на высокой пойме реки на пойменной дерново-глееватой среднесуглинистой почве,
• - лиственничник лишайниковый на Al-Fe-гумусово-подзолистых почвах,
• - лес смешанный широколиственный с лиановой растительностью на северном склоне на бурых лесных почвах и др.

Более простое определение: "Биогеоценоз – это вся совокупность видов и вся совокупность компонентов неживой природы, определяющих существование данной экосистемы с учетом неизбежного антропогенного воздействия". Последнее добавление с учетом неизбежного антропогенного воздействия – дань современности. Во времена В.Н. Сукачева не было необходимости относить антропогенный фактор к основным средообразующим, каковым он является сейчас. (botsad.ru›p_papers120.htm)

Любую совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может  осуществляться круговорот веществ, называют экосистемой. Термин был предложен в 1935 г. английским экологом А. Тенсли, который подчеркивал, что при таком подходе неорганические и органические факторы выступают как равноправные компоненты и мы не можем отделить организмы от конкретной окружающей их среды. А. Тенсли рассматривал экосистемы как основные единицы природы на поверхности Земли, хотя они и не имеют определенного объема и могут охватывать пространство любой протяженности. 
Для поддержания круговорота веществ в системе необходимо наличие запаса неорганических молекул в усвояемой форме и трех функционально различных экологических групп организмов: продуцентов, консументов и редуцентов. 
Продуцентами выступают автотрофные организмы, способные строить свои тела за счет неорганических соединений. Консументы– это гетеротрофные организмы, потребляющие органическое вещество продуцентов или других консументов и трансформирующие его в новые формы. Редуценты живут за счет мертвого органического вещества, переводя его вновь в неорганические соединения. Классификация эта относительная, так как и консументы, и сами продуценты выступают частично в роли редуцентов, в течение жизни выделяя в окружающую среду минеральные продукты обмена веществ. 
В принципе круговорот атомов может поддерживаться в системе и без промежуточного звена – консументов, за счет деятельности двух других групп. Однако такие экосистемы встречаются скорее как исключения, например на тех участках, где функционируют сообщества, сформированные только из микроорганизмов. Роль консументов выполняют в природе в основном животные, их деятельность по поддержанию и ускорению циклической миграции атомов в экосистемах сложна и многообразна. 
Масштабы экосистемы в природе чрезвычайно различны. Неодинакова также степень замкнутости поддерживаемых в них круговоротов вещества, т. е. многократность вовлечения одних и тех же атомов в циклы. В качестве отдельных экосистем можно рассматривать, например, и подушку лишайников на стволе дерева, и разрушающийся пень с его населением, и небольшой временный водоем, луг, лес, степь, пустыню, весь океан и, наконец, всю поверхность Земли, занятую жизнью. 
В подушке лишайников мы найдем все необходимые компоненты экосистемы. Продуценты – симбиотические водоросли, осуществляющие фотосинтез. В качестве консументов выступают некоторые мелкие членистоногие, питающиеся живыми тканями лишайника, а также грибные гифы, по существу паразитирующие на клетках водорослей. И гифы грибов, и большинство микроскопических животных, обитающих в лишайниковых подушках (клещи, коллемболы, нематоды, коловратки, простейшие), выступают и в роли редуцентов. Грибные гифы живут не только за счет живых, но и за счет погибших клеток водорослей, а мелкие животные-сапрофаги перерабатывают отмершие слоевища, в разрушении которых им помогают многочисленные микроорганизмы. Степень замкнутости круговорота в такой системе очень невелика: значительная часть продуктов распада выносится за пределы лишайника – вымывается дождевыми водами, осыпается вниз со ствола. Кроме того, часть животных мигрирует в другие местообитания. Тем не менее часть атомов успевает пройти несколько циклов, включаясь в тела живых организмов и освобождаясь из них, прежде чем покинет данную экосистему. 
В некоторых типах экосистем вынос вещества за их пределы настолько велик, что их стабильность поддерживается в основном за счет притока такого же количества вещества извне, тогда как внутренний круговорот малоэффективен. Таковы проточные водоемы, реки, ручьи, участки на крутых склонах гор. Другие экосистемы имеют значительно более полный круговорот веществ и относительно автономны (леса, луга, степи на плакорных участках, озера и т. п.). Однако ни одна, даже самая крупная, экосистема Земли не имеет полностью замкнутого круговорота. Материки интенсивно обмениваются веществом с океанами, причем большую роль в этих процессах играет атмосфера, и вся наша планета часть материи получает из космического пространства, а часть отдает в космос. 
В соответствии с иерархией сообществ жизнь на Земле проявляется и в иерархичности соответствующих экосистем. Эко-системная организация жизни является одним из необходимых условий ее существования. Запасы биогенных элементов, из которых строят тела живые организмы, на Земле в целом и на каждом конкретном участке на ее поверхности небезграничны. Лишь система круговоротов могла придать этим запасам свойство бесконечности, необходимое для продолжения жизни. Поддерживать и осуществлять круговорот могут только функционально различные группы организмов. Таким образом, функционально-экологическое разнообразие живых существ и организация потока извлекаемых из окружающей среды веществ в циклы – древнейшее свойство жизни.(http://rudocs.exdat.com/docs/index-125839.html?page=18)

Хотя биоценоз представляет собой  довольно консервативную природную  систему, однако под давлением внешних  обстоятельств он может уступить место другому биоценозу. Последовательная смена во времени одних сообществ  другими на определенном участке  среды называется сукцессией (от. Лат successia преемственность, наследование). В результате сукцессии одно сообщество последовательно сменяется другим без возврата к исходному состоянию. К сукцессии приводит взаимодействие организмов, главным образом ранений, друг с другом и со средой.

Сукцессии подразделяются на первичные– историчные. Первичные происходят на первичносвободных от почвы Грунтах  — вулканических туфовых и  лавовых полях, сыпучих песках, каменистых россыпях и т. д. По мере развития фитоценоза от пионерной стадии до насыщенной почва становится плодороднее и в биологический круговорот вовлекается все больше химических элементов в возрастающем количестве. С увеличением плодородия виды растений, развивающиеся на богатых питательными веществами почвах, вытесняют менее требовательные в этом отношении виды. Одновременно сменяется и животное население. Вторичные сукцессии осуществляются на местообитаниях разрушенных сообществ, где сохранилась почвы и некоторые живые организмы. Разрушение биоценозов может вызываться стихийными природными процессами (ураганы, ливни, наводнения, оползни, продолжительные засухи, извержение вулканов и т. д.). а также изменение Организмами среды обитания (например, при зарастании водоема водная среда сменяется отложениями торфа). Вторичные сукцессии характерны для деградированных пастбищ, гарей, вырубок леса, исключенные из сельскохозяйственного пользования пашен и других угодий. а также для искусственных лесопосадок. Например, нередко под пологом средневозрастных культур сосны на супесчаных почвах начинается обильное естественное возобновление ели, которая со временем вытеснит сосну при условии, если не будут проводиться очередные сплошные рубки соснового древостоя и лесокультурные работы. На гарях с супесчаными и суглинистыми почвами пионерная растительность из иван– чая и березы бородавчатой со временем сменяется еловыми насаждениями.

В последние десятилетия особое значение в изменении растительного  покрова приобрели крупномасштабные осушительные и оросительные работы. В болотных лесах, оказавшихся в  зоне влияния осушительных каналов, исчезают растения– гигрофиты (ольсы  осоковые, например, трансформируются в крапивные). Преобразование видового состава, включая животное население, затрагивает и лесные массивы, прилетающие  к осушаемым болотам. Оросительные мелиорации, наоборот, способствуют активному проникновению растений гигрофильной и мезофильной групп на переувлаженные участки в результате скопления вод, использованных для орошения. Заметное влияние на биоценозы оказывает и промышленное загрязнение среды. Все эти изменения являются вторичными сукцессиями.

Смена одного биоценоза другим в  ходе сукцессии образует сукцессионный  ряд, или серию. Изучение сукцессионных  рядов имеет большое значение в связи с усиливающимся антропогенным  влиянием на биоценозы. Конечным результатом  такого рода исследований может быть прогнозирование образования природно–  антропогенных ландшафтов. Изучение вторичных сукцессии и факторов, их вызывающих, играет важную роль в  решении проблем охраны и рационального  использования биологических и  земельных ресурсов.

Если естественное течение сукцессии  не нарушается, сообщество постепенно приходит к относительно устойчивому  состоянию, в котором поддерживается равновесие между организмами, а  также между ними и средой, –  к климаксу. Без вмешательства  человека этот биоценоз может существовать неопределенно долго, например, сосняк черничный, лишайниковая тундра на песчаных почвах.

Концепция климакса детально разработана  американским ботаником X. Каулсом и  широко используется в зарубежной ботанико–  географической литературе. Согласно данной концепции, климакс — терминальная стадия эволюции сообщества, которой  соответствует почва определенного  типа — педоклимакс. Сукцессии, ведущие  к этой стадии, называются прогрессивными, а удаляющие биоценоз от нее,—  регрессивными. Нельзя, однако, придавать  понятию «климакс» абсолютное значение и полагать, что при достижении его сообщество прекращает развитие.

Биоценозы, которые, будучи нарушенными, возвращаются к своему исходному  состоянию, называются коренными. На месте  вырубки сосняка черничного или ельника кисличного вырастет березняк, а он, в свою очередь, опять сменится сосняком черничным или ельником кисличным. В данном случае речь идет о коренных типах леса.

Трансформированные биоценозы  не возвращаются в исходное состояние. Так, осушенное и освоенное под  посевы сельскохозяйственных культур  низинное осоковое болото после сработки торфяной залежи и разрушения мелиоративной  сети с прекращением по каким– либо причинам сельскохозяйственного использования  развивается в направлении формирования березового или ольхового мелколесья. Зооценоз этого мелколесья отличается от сообщества видов животных открытого  травяного болота.(http://en.coolreferat.com/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D1%86%D0%B5%D0%BD%D0%BE%D0%B7_%D0%BA%D0%B0%D0%BA_%D1%87%D0%B0%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%B1%D0%B8%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%B5%D1%80%D1%8B_%D1%87%D0%B0%D1%81%D1%82%D1%8C=3)

Вопрос 2

Классификация загрязнений. Понятие  о фоновом, региональном и локальном загрязнении.

Загрязнением называют поступление  в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем. По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т.д. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства. 
Количество загрязняющих веществ в мире огромно, и число их по мере развития новых технологических процессов постоянно растет. В этом отношении «приоритет», как в локальном, так и в глобальном масштабе, учете отдают следующим, загрязняющим веществами; 
- диоксиду серы (с учетом эффектов вымывания диоксида серы из атмосферы и попадания, образующихся серной кислоты и сульфатов на растительность, почвы и в водоемы); 
- тяжелым металлам в первую очередь свинцы, кадмию и особенно ртути (с учетом цепочек ее миграции и превращения в высокотоксичную метилртуть); 
- некоторым канцерогенным веществам, в частности бенз(а)пирену; 
- нефти и нефтепродуктам в морях и океанах; 
- хлорорганическим пестицидам (в сельских районах); 
- оксиду углерода и оксидами азота (в городах). 
 
Этот перечень должен быть дополнен радионуклидами и другими радиоактивными веществами, пагубные последствия которых для человеческой популяции и экосистем в полной мере проявились после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки и аварии на Чернобыльской АЭС. Следует упомянуть и диоксины – весьма опасное загрязняющее вещество из класса хлоруглеводородов. 
Один из видов загрязнения является социально-деструкционное загрязнение, связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений).