Контрольная работа по «Экология»

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»

Вариант № 76

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург 2014

СОДЕРЖАНИЕ

 

1 Понятия демэкологии и популяции. Размер и  структура популяций………………………………………………………………………….3

2 Разрушение озонового слоя. Причины разрушения озонового слоя и последствия для биоты и человека. Мероприятия по решению этой проблемы………………………………………………………………………….8

3 Конференция  ООН  по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992 г.). Её основные документы…………………………………...10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Понятия демэкологии и популяции. Размер и  структура популяций

 

Демэколо́гия (от др.-греч. δῆμος - народ), экология популяций - раздел общей экологии, изучающий динамику численности популяций, внутрипопуляционные группировки и их взаимоотношения. В рамках демэкологии выясняются условия, при которых формируются популяции. Демэкология описывает колебания численности различных видов под воздействием экологических факторов и устанавливает их причины, рассматривает особь не изолированно, а в составе группы таких же особей, занимающих определённую территорию и относящихся к одному виду.

Вид представляет сложный комплекс или даже систему внутривидовых групп, которые охватывают в своем составе особей со специфическими чертами строения, физиологии и поведения.

Популяция - элементарная группировка особей одного вида, занимающая определенную территорию и обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей стабильности длительное время в меняющихся условиях среды. (С.С. Шварц)

Популяция является генетической единицей вида, изменения которой осуществляет эволюция вида. Структура популяции характеризуется составляющими её особями и их распределением в пространстве:

- численность – общее количество особей на данной территории или в данном объеме;

- плотность – количество особей на единицу площади или объема, различают среднюю и удельную.

Рождаемость – способность к увеличению численности:

- абсолютная;

- удельная.

Правило максимальной рождаемости: в популяции имеется тенденция к образованию теоретически максимально возможного количества новых особей. Оно достигается в идеальных условиях, при отсутствии лимитирующих факторов и ограничиваться может лишь физиологическими особенностями вида.

Особенности популяции:

- вероятность  частых скрещиваний;

- специфика  местообитания;

- возможность  передачи наследственной информации.

Популяции является открытой системой, имеют большое значение, так как на уровне популяций происходят:

- адаптации;

- естественный отбор;

- эволюционные изменения.

Любая популяция характеризуется рядом признаков, имеет определенную структуру и организацию. Следует отметить, что особые свойства, присущие популяции, отражают ее состояние как группы организмов в целом, а не отдельных особей, т.е. свойство популяции как группы организмов не есть механическая сумма свойств каждого слагающего ее индивидуума.

Популяции присущи пространственные (статические) и временные (динамические) характеристики.

К пространственным относятся:

- общая численность;

- плотность;

- пространственное распределение (дисперсия);

- структура (возрастной и половой состав).

Характеризуют состояние популяции в какой-то определенный момент времени t.

К временным характеристикам относятся:

- рождаемость;

- смертность;

- прирост;

- кривая роста.

Характеризуют процессы, протекающие в популяции за некоторый промежуток времени ∆t.

Пространственные или статические характеристики.

Численность особей в популяции – общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Особо важно, когда идет речь о редких и исчезающих видах.

Способы определения численности:

- простой подсчет (для всех не пригоден, только для малоподвижных, оседлых животных или растений);

- мечение и кольцевания (случайную выборку помечают и выпускают, через некоторое время повторный отлов и установка доли меченых особей от общего числа пойманных);

- отбор проб (подсчет микроорганизмов). Пример о колебании численности красной саранчи в Африке в 1962 на юге Марокко уничтожила 7 тыс. т. апельсинов годовое потребление Франции.

Плотность популяции – количество особей вида на единицу площади или единицу объема. Например, 200 кг рыбы на 1 га водоёма, или 5 млн диатомовых водорослей на 1 м3 воды, 500 деревьев на 1 га и т.д. Иногда бывает важно различать среднюю (численность/биомассу на единицу всего пространства) и экологическую плотность (численность/биомассу на единицу обитаемого пространства, то есть на единицу площади или объёма, которые фактически могут быть заняты данной популяцией).

Пространственное распределение: различают три типа распределения особей популяций: групповое, случайное и равномерное.

Равномерное распределение встречается там, где между особями очень сильна конкуренция или существует антагонизм (непримиримая враждебность). Пример: У деревьев в лесу конкуренция за свет очень велика, поэтому наблюдается тенденция отстоять друг от друга примерно на одинаковые расстояния. В хаосе птичьих колоний гнёзда расположены на таких расстояниях одно от другого, чтобы сидящие на гнезде особи не могли клевать друг друга. Такой тип распределения встречается у хищников с четкой территориальностью – хищники «метят » территорию для защиты от конкурентов.  Редко в природе, но может быть искусственно создано человеком (фруктовые сады, посев культур).

Случайное распределение наблюдается, когда природная среда достаточно однородна, а организмы не стремятся объединиться в группы. Пример: Личинки мучных хрущаков обычно случайно распределены в своей однородной среде (в муке). Одиночные паразиты или хищники, такие, как пауки, занимаясь случайным поиском хозяина или жертвы, также характеризуются случайным распределением

Групповое распределение это наиболее распространенный тип в природных экосистемах, является своеобразным приспособительным фактором в функционировании популяций. Примеров огромное множество. Огромными косяками передвигаются с места на место рыбы, стаи птиц при перелетах, колонии гнездящихся птиц. Ввиду того, что условия среды обитания в разных местах различны, особи обычно скапливаются там, где среда наиболее благоприятна для них. Например, саламандры распределяются в лесу скученно под поваленными деревьями, там, где влажность повышенная.

Временные или динамические характеристики.

Рождаемость – это способность популяции к увеличению численности (воспроизводству). Обычно рождаемость выражают как скорость, определяемую путём деления общего числа появившихся особей на некоторый промежуток времени – час, день, год (общая рождаемость). Различают максимальную (абсолютную) рождаемость – теоретический максимум скорости образования новых особей в идеальных условиях, и экологическую (реализованную) рождаемость – увеличение численности популяции при фактических условиях среды.

Смертность - отражает гибель особей в популяции. Её можно выразить числом особей, погибших за данный период. Экологическая смертность – гибель особей в данных условиях среды. Величина не постоянная, изменяется в зависимости от условий среды и состояния популяции. Теоретическая минимальная смертность – величина постоянная для данной популяции. Даже в самых идеальных условиях особи будут умирать от старости. Этот возраст определяется физиологической продолжительностью жизни, которая, конечно, часто превышает экологическую продолжительность жизни.

Прирост популяции -  это разность между рождаемостью и смертностью.

Популяции регулируют свою численность путем обновления или замещения особей.  Особи появляются в популяции благодаря рождению и иммиграции, а исчезают в результате смертности и эмиграции.

При сбалансированной интенсивности рождаемости и смертности  формируется стабильная популяция.

Часто отмечается превышение рождаемости над смертностью, численность популяции растет  вплоть до такой степени, что может наступить вспышка массового размножения. Подобные популяции называются растущими. (колорадский жук, ондатра из 5 особей в 1905 г в окрестностях Праги).

Однако при чрезмерном развитии популяции  ухудшаются условия существования популяции, что вызывает ее переуплотнение, приводит к резкому возрастанию смертн6ости  и численность начинает сокращаться. Если смертность превышает рождаемость, популяция становиться сокращающейся. (популяции соболей, бобров, зубров, воробьев в Праге).

 

 

2 Разрушение озонового слоя. Причины разрушения озонового слоя и последствия для биоты и человека. Мероприятия по решению этой проблемы

 

 

Озоновый слой (озоносфера) охватывает весь земной шар и располагается на высотах от 10 до 50 км С максимальной концентрацией озона на высоте 20-25 км. Насыщенность атмосферы озоном постоянно меняется в любой части планеты, достигая максимума весной в приполярной области.

Содержание озона в атмосфере незначительно и составляет 0,004% по объему.  Озон образуется в атмосфере под действием электрических разрядов, синтезируется из кислорода под действием космической УФ-радиации. В пределах атмосферы повышенные концентрации озона образуют озоновый слой, имеющий важное значение для обеспечения жизни на Земле.

Озоновый экран ослабляет смертоносную УФ-радиацию слоев атмосферы между 40 и 15 км над земной поверхность примерно в 6500 раз.

Впервые истощение озонового слоя привлекло внимание широкой общественности в 1985 г., когда над Антарктидой было обнаружено пространство с пониженным (до 50%) содержанием озона, получившее название «озоновой дыры».

С тех пор результаты измерений подтверждают повсеместное уменьшение озонового слоя практически на всей планете. Так, например, в России за последние 10 лет концентрация озонового слоя снизилась на 4-6% в зимнее время и на 3% - в летнее.

В настоящее время истощение озонового слоя признано всеми как серьезная угроза глобальной экологической безопасности. Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать все живое на земле от жесткого ультрафиолетового излучения (УФ - радиация). Живые организмы весьма уязвимы для ультрафиолетового излучения, ибо энергии даже одного фотона из этих лучей достаточно, чтобы разрушить химические связи в большинстве органических молекул. Не случайно, поэтому в районах с пониженным содержанием озона многочисленны солнечные ожоги, наблюдается рост заболеваемости людей раком кожи и др. Так, например, по мнению ряда ученых - экологов, России при сохранении нынешних темпов истощения озонового слоя заболеют раком кожи дополнительно 6 млн. человек. Кроме кожных заболеваний возможно развитие глазных болезней (катаракта и др.), подавление иммунной системы и т. д.

Установлено также, что растения под влиянием сильного ультрафиолетового излучения постепенно теряют свою способность к фотосинтезу, а нарушение жизнедеятельности планктона приводит к разрыву трофических цепей биоты водных экосистем, и т. д.

Наука еще не до конца установила, каковы же основные процессы, нарушающие озоновый слой. Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение «озоновых дыр». Последнее по мнению большинства ученых, более вероятно и связано с повышенным содержанием хлорфторуглеродов (фреонов). Фреоны широко применяются в промышленном производстве и в быту (хладоагрегаты, растворители, распылители, аэрозольные упаковки и др.). Поднимаясь в атмосферу, фреоны разлагаются с выделением оксида хлора, губительно действующего на молекулы озона.

Для сохранения озонового слоя Земли проводят мероприятия, направленные на снижение выбросов фреонов, заменив их на экологически безопасные вещества. В настоящее время решение проблемы сохранения озонового экрана и уничтожения озоновых дыр необходимо для сохранения земной цивилизации. На Конференции ООН по окружающей среде и развитию, прошедшей в Рио-де-Жанейро, был сделан вывод, что наша атмосфера во все большей степени испытывает воздействие газов, вызывающих парниковый эффект и грозящих изменением климата, а также химических веществ, уменьшающих озоновый слой.

Для сохранения озонового пояса Земли существуют как пассивные методы (уменьшение выбросов в атмосферу фреонов, замена их экологически безопасными веществами), так и активные. В США и России начаты работы по активным методам, основанным на сложных физико-химических процессах (инициируемых специальными воздействиями), способствующих либо уменьшению скорости разрушения озона в стратосфере, либо его образованию. Это химическое воздействие на стратосферу в районе “озоновой дыры” в Антарктиде с применением этана и пропана, которые будут связывать атомарный хлор, разрушающий озон, в пассивный хлористый водород. И, наконец, самые современные методы с помощью электромагнитного излучения, электрических разрядов, лазерного излучения, которые в результате фотодиссоциации кислорода будут способствовать образованию озона (Старик, Фаворский и др., 1993). Все это в конечном счете дает возможность уничтожить “озоновые дыры” в околополярных пространствах и сохранить озоновый экран, а значит и земную цивилизацию.