1. Термин «экология». Основы общей экологии. Основные понятия. Задачи экологии. Задачи инженерной экологии.
Термин «экология» (греч.: ойкос - дом, жилище; логос – наука, знания) в первые предложен в 1866 г. немецким естествоиспытателем Геккелем. Современный мир отличается необычайной сложностью и противоречивостью событий. Он пронизан противоречивыми событиями, полон сложнейших альтернатив, тревог и надежд.
Конец XX в. характеризуется мощным рывком в развитии научно-технического прогресса, ростом социальных противоречий, резким демографическим взрывом, ухудшением окр. ср. Поистине наша планета не знала и не подвергалась таким физическим и политическим перегрузкам какие она испытала на рубеже XX-XXI в. Человек никогда ранее не взимал столько дани с природы и не оказывался столь уязвимым перед мощью, которую сам же себе создал. Поэтому будущее планеты стало предметом пристального внимания представителей многих отраслей научного знания. Рост масштабов производства хозяйственной деятельности человека, бурное развитие НТР усилили отрицательное воздействие на природу и привели к нарушению экологического равновесия на планете. Возросло употребление в сфере материального производства природных ресурсов. Например, за год после второй мировой войны было использовано столько минерального сырья, сколько за всю историю человечества.
Главный фундамент жизни – почва. В то время как земля накапливает естественным образом 1 см чернозема за 300 лет, сегодня 1 см уничтожается за 3 года.
Самой уязвимой частью является пресная вода. Сточные воды, удобрения, ртуть свинец и многое другое в огромных количествах попадают в реки и озера. Главное в этом вопросе выявление эффективных путей и способов их разрешения. Экология – это наука об условиях существования живых организмов их взаимодействиях между собой и окр.ср.
Экология изучает организацию и функционирование сложных живых систем, эти системы получили название экологических систем (экосистемы).
Экосистема – это безразмерная устойчивая система живых и неживых компонентов, в которой совершается внешний и внутренний круговорот веществ и энергий.
Экология как биологическая (зоология, генетика) наука связана с небиологическими науками (физическая химия, география). На стыке экологии с другими науками развиваются новые направления: инженерная экология, математическая экология, с/х экология и др.
Роль экологии неизмеримо выросла во второй половине XX в., т.к. произошло фоновое загрязнение природы промышленными выбросами, отходами и продуктами агрохимии. В следствии интенсивного неблагоприятного человеческого воздействия на окр.ср. значительно уменьшилось видовое своеобразие как флоры, так и фауны.
Задачи экологии:
1) Исследование закономерностей организации жизни вследствии влияния человеческого фактора на природу и биосферу в целом.
2) Создание научной основы рациональной эксплуатации биологических ресурсов.
3) Прогнозирование изменений природы под влиянием деятельности человека и управление процессами протекающими в биосфере.
4) Сохранение среды обитания человека. Восстановление нарушенных природных систем. Сохранение заповедных участков биосферы. Регуляция численности популяций.
5) Социальные задачи.
6) разработка систем, мероприятий по экологической индикации загрязнений природной среды.
7) Развитие теории взаимодействия природы и общества (исп. солнечных батарей, энергии приливов и отливов, силу ветра и т.д.)
Инженерная экология – научная дисциплина, изучающая объективные закономерности процессов и средств системного взаимодействия человека, технических средств и природной среды с целью создания безопасных для человека и природы систем. Существуют и другие определения, как например, под инженерной экологией понимается система инженерно-технических мероприятий, направленных на сохранение качества среды в условиях растущего промышленного производства.
Задачи экологии в деятельности инженера-эколога промышленного производства или проектно-конструкторской организации можно сформулировать следующим образом:
1. Мониторинг, прогнозирование и оценка возможных негативных последствий действующих, вновь строящихся и реконструируемых предприятий для здоровья человека, среды обитания, всех живых организмов и растений.
2. Оптимизация технологических, инженерных и проектно-конструкторских разработок, исходящих из минимального ущерба окружающей среде и здоровью человека.
3. Выявление и корректировка технологических процессов, наносящих ущерб человеку и природе.
2. Основные законы, принципы и понятия экологии. Толерантность. Адаптация. Закон минимума – закон Ю.Либиха. Лимитирующие факторы.
У организмов живущих в определенной среде вырабатываются специфические приспособления к экологическим условиям этой среды:
1) Толерантность – терпение. Это способность организма выдерживать изменения условий жизни (колебания температуры, влажности, света, давления и др.). толерантность важное свойство живого организма позволяющее ему приспосабливаться к изменяющимся условиям. У некоторых животных меняется температура тела с изменением окр.ср. У других животных (млекопит., человек) температура постоянная и при изменении окр среды может быть гибель организма. При помещении организма в новые условия, он через некоторое время привыкает, адаптируется.
2) Адаптация – это одно направленное приспособление к условиям окр.среды, которые закрепляются в процессе эволюции и естественного отбора на генетическом уровне. Адаптация – это эволюционно выработанные и наследственно закрепленные условия организма, обеспечивающие их нормальную жизнедеятельность в условиях изменения их экологических факторов.
3) Закон минимума Ю.Либиха: «Успешное функционирование популяций или сообществ живых организмов зависит от комплексных условий. Ограничивающим или лимитирующим фактором является любое состояние среды приближающееся или выходящее за границу устойчивости». Закон минимума: урожай зависит от факторов находящихся в минимуме или максимуме, так, например, минеральные вещества в минимальном или максимальном количестве приводят к снижению урожайности.
4) Понятие лимитирующего фактора ввел Шелфорд. Это факторы которые ограничивают развитие организма из-за недостатка или переизбытка по сравнению с потребляемым. Жизненные озможности лимитируются экологическими факторами, количество и качество которых близки необходимому экосистеме минимуму, снижение которых ведет к гибели организма.
3. Эмерджентность, принцип эмерджентности.
По мере объединения (Н2 + О = Н2О) компонентов или подмножеств в более крупные функциональные единицы, возникают новые свойства отсутствующие на предыдущем уровне. Принцип эмерджентности – свойство целого, нельзя свести к сумме его частей. Эмерджентные свойства возникают в результате взаимодействия компонентов, а не в результате суммирования этих компонентов.
4. Общая экология. Организм как живая целостная система. Уровни биологической организации и экологии.
Главные уровни организации жизни: ген - клетка – орган – организм – популяция – сообщество.
Экология изучает уровни биологической организации от организма до экосистемы. В ее основе лежит теория эволюционного развития органического мира Ч.Дарвина, базирующейся на представлениях о естественном отборе. из этой теории следует, что в результате борьбы выживают наиболее приспособленные организмы, которые передают выгодные признаки своему потомству. Которое развивает их дальше, обеспечив им стабильное существование в конкретных условиях среды.
Роль среды, т.е. физических факторов эволюции и существование организмов не вызывает сомнений. Эта среда названа абиотической (факторы не живой природы), а составляющие ее отдельной части (воздух, вода) и факторы (температура) называются абиотическими компонентами в отличии от биотических компонентов (факторы живой природы).
Взаимодействуя с абиотическими компонентами, биотические образуют функциональные системы как единый цельный организм или биосистема.
С пектр уровней биологической организации
Спектр уровней отражает иерархию природных систем при которой меньшие подсистемы составляют большие системы, сами являющиеся подсистемами более крупных систем. Свойство каждого уровня значительно сложнее и многообразнее предыдущего. Нельзя предсказать свойство каждого последующего, это называется принципом эмерджентности.
В экологии организм рассматривается как целостная система, взаимодействующая с внешней средой, как абиотической, так и биотической. Такая совокупность называется биологическим видом, который состоит из сходных особей, однако, отличающихся друг от друга, так же как один человек не похож на другого.
Но всех их объединяет единый для всех генофонд, обеспечивающий их способность к размножению в пределах вида. Не может быть потомства от особей различных видов, даже близкородственных, объединенных в один ряд.
5. Популяция. Биоценоз. Биогеоценоз. Консументы. Редуценты. Биосфера. Биом. Абиотические, биотические компоненты.
Популяция – это совокупность особей одного вида. В реальной среде многие виды рассеянны на огромных пространствах, по этому изучать приходится некую видовую группировку в пределах определенной территории. Некоторые из группировок приспосабливаются к местным условиям, образуя экотип. Однако, настоящих одновидовых группировок не существует и мы имеем дело с группировками, состоящими из многих видов, которые называются биологическими сообществами или биоценозами.
Биоценоз – это совокупность совместно обитающих популяций разных видов: микроорганизмов, растений, животных. Впервые термин «биоценоз» предложил Мебиус в 1877 г., изучая группу организмов, которая была ограниченна некоторым географическим пространством – биотопом, под которым понимается условие окр.ср. на определенной территории. Именно в этой окр.ср. существуют растительность, животный мир и микроорганизмы, составляющие биоценоз.
Компоненты биотопа не просто существуют рядом, а активно взаимодействуют между собой, создавая определенную диалогическую систему – биогеоценоз.
Консументы (лат. потребляю) – организмы, являющиеся в пищевой цепочке потребителями органического вещества, это все гетеротрофные организмы. Консументы первого порядка – растительноядные животные, второго, третьего и последующих – хищники.
Редуценты – восстановители. Они возвращают вещества из отмерших организмов снова в неживую природу, разлагая органику на простые вещества (CО2, NO2, Н2О). Редуценты, т.к. они питаются органикой называют микроконсументами.
Биосфера – это своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и находящейся в непрерывной связи с неживой природой. В результате длительной эволюции биосфера выработала способность к саморегуляции и нейтрализации негативных процессов.
Биом – совокупность различных групп организмов и среды их обитания в определенных природных зонах и поясах, например в умеренном поясе степь, тайга, в аридном – пустыня.
6. Спектр уровней биологической организации (схема).
Спектр уровней отражает иерархию природных систем при которой меньшие подсистемы составляют большие системы, сами являющиеся подсистемами более крупных систем. Свойство каждого уровня значительно сложнее и многообразнее предыдущего. Нельзя предсказать свойство каждого последующего, это называется принципом эмерджентности.
В экологии организм рассматривается как целостная система, взаимодействующая с внешней средой, как абиотической, так и биотической. Такая совокупность называется биологическим видом, который состоит из сходных особей, однако, отличающихся друг от друга, так же как один человек не похож на другого.
Но всех их объединяет единый для всех генофонд, обеспечивающий их способность к размножению в пределах вида. Не может быть потомства от особей различных видов, даже близкородственных, объединенных в один ряд.
(схема как в вопросе № 4)
7. Биологический вид. Генофонд. Экотип. Схема биогеоценоза.
  |
Биоценоз – это совокупность совместно обитающих популяций разных видов: микроорганизмов, растений, животных.
Биотоп - группа организмов, которая ограниченна некоторым географическим пространством.
Компоненты биотопа не просто существуют рядом, а активно взаимодействуют между собой, создавая определенную диалогическую систему – биогеоценоз.
Генофонд – совокупность генов, которые имеются у особей, составляющих данную популяцию. Подчеркивая необходимость сохранить все ныне живущие виды, говорят также о генофонде Земли (биосферы).
Экотип – группа однородных популяций в пределах одного и того же вида растений, у которых в процессе приспособления к условиям местообитания выработались наследственно закрепленные физиологические, биохимические и др. особенности. Чем обширнее ореол вида и разнообразнее экологические условия, тем больше у него число экотипов (напр., у сосны обыкн. выделяют 36 экотипов).
Биологический вид. Вид - качественно обособленная форма живого вещества, основная единица эволюционного процесса. Вид - совокупность популяций особей:
- способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства;
- населяющих определенный ареал;
- обладающих рядом общих морфо- и физиологических признаков и типов взаимоотношений с абиотической и биотической средой; и
- отделенных от других таких же групп особей практически полным отсутствием гибридных форм.
Биологический вид является:
- основной структурной единицей в системе живых организмов;
- качественным этапом их эволюции;
- основная таксономическая категория в биологической систематике.
В пределах вида различают полувиды, подвиды, экотипы, популяции и микропопуляции.
8. Экосистема, автотрофы и гетеротрофы. Продуценты, микроконсументы.
Экосистема – это совокупность комплексов организмов с комплексом физических факторов его окружения, т.е. факторов его местообитания в широком смысле.
Особые значения для выделения экосистем имеют трофические связи, т.е. пищевые взаимоотношения организмов регулирующие всю энергетику биотических сообществ и всей экосистемы в целом.
Трофические связи делятся на две подгруппы: автотрофов и гетеротрофов.
Автотрофные для своего существования используют только неорганические источники, создавая органическую материю. К таким относятся фотосинтезирующие зеленные растения суши и фотосреды, сине-зеленные водоросли, некоторые хемосинтезирующие бактерии и др.
Гетеротрофные потребляют только готовые органические вещества. К ним относятся животные, человек и грибы. Гетеротрофы потребляющие только мертвую органику называются сапротрофами (грибы). Способные жить и развиваться в живых организмах за счет живых тканей называются паразитами.
Поскольку организмы достаточно разнообразны, то они вступают между собой в сложные трофические (пищевые) взаимоотношения, выполняя важнейшие экологические функции. Одни производят продукцию, другие ее потребляют, третьи преобразуют ее в органическую форму, их называют продуценты, консументы, редуценты соответственно.
Продуценты ( лат. производящий, создающий ) – организмы способные к фото- или хемосинтезу и являющиеся в пищевой цепи первым звеном, созидателем органических веществ из неорганических, т.е. все автотрофные организмы. Продуцентами называют также организмы, служащие источником получения какого-либо вещества, используемых человеком (напр., микроорганизмы – продуценты антибиотиков).
Микроконсуме нты -сапротрофы, гетеротрофные организмы (микроорганизмы), которые разрушают сложные соединения мертвой протоплазмы, поглощают отдельные продукты разложения и высвобождают неорганич. питательные вещества, пригодные для использования продуцентами, а также органич. вещества, способные служить источниками энергии, ингибиторами или стимуляторами для др. биотич. компонентов экосистемы.
9. Аэробные и анаэробные микроорганизмы. Гомеостаз. Метаболизм.
Аэробные организмы – энергию для жизнедеятельности получают в результате окислительных процессов с участием атмосферного кислорода. К ним относятся почти все животные и растения, многие микроорганизмы. Облигатные или строгие развиваются только в присутствии кислорода (уксуснокислые бактерии), факультативные или условные – и при незначительной его концентрации. (дрожжи).
Анаэробные организмы – способны жить в отсутствии атмосферного кислорода. Это некоторые виды бактерий, дрожжей, простейших, червей. Энергию для жизнедеятельности получают, окисляя органические, реже неорганические вещества без участия свободного кислорода или используя энергию света (пурпурные бактерии). Облигатные или строгие развиваются только в отсутствии кислорода (клостридии), факультативные или условные – и в его присутствии (кишечная палочка). Широко распространены в почве, воде, в донных отложениях.
Живые организмы обладают обменом веществ или метаболизмом при котором происходит множество химических реакций: дыхание – горение. Метаболические процессы протекают с различной интенсивностью на протяжении всей жизни организма, всего его индивидуального пути развития. Этот эго путь от зарождения и до конца его жизни наз. онтогенезом.
Гомеостаз – относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма. В применении к биоценозам – это сохранение постоянства видового состава и числа особей.
10. Фотосинтез. Схема фотосинтеза. Ферменты. Мутация. Коферменты. Гормоны.
Мутация – возникающее естественно или вызываемое искусственно изменение наследственных свойств организма в результате перестроек и нарушений в генетическом материале организма – хромосомах и генах. Мутации – основа наследственной изменчивости в живой природе.
Гормоны – биологически активные вещества, вырабатываемые в организме специальными клетками или органами и оказывающие влияние на деятельность других органов.
Фотосинтез. Схема фотосинтеза. Ферменты. Коферменты – в тетр.
11. Онтогенез. Дифференциация. Прокариоты. Эукариоты.
Дифференциация – это расчленение группы организмов на две или несколько в процессе эволюции.
Онтогенез. Прокариоты. Эукариоты – в тетр.
12. Флора. Фауна.
Флора – совокупность видов растений, населяющих какую-либо территорию.
Фауна – совокупность видов животных, обитающих на какой-либо территории.
13. Классификация экологических факторов (схема).
Классическим и наиболее традиционным делением экологических факторов считается их подразделение на две основные группы: абиотические и биотические. Первая включает факторы климатические (температура, свет, влажность, давление и др.), физические свойства почвы и воды. Ко второй относятся факторы питания и различные формы взаимодействия особей и видов между собой (хищничество, конкуренция, паразитизм и др.). Однако подобное подразделение не представляется исчерпывающим.
Кроме упомянутых выше существует классификация экологических факторов, основанная на оценке степени адаптивности реакций организмов на воздействие факторов среды.
15. Основные представления об адаптациях организмов.
Адаптация (от лат. – приспособляю) – одно из уникальнейших свойств живого: приспособление организмов к условиям среды. Способность к адаптации, к саморазвитию, усовершенствованию в широко изменяющихся условиях окружающей среды при постоянном воздействии многообразных возмущающих факторов является существенным отличием всего живого от самых гениальных творений человека.
20. Акклиматизация, миграция, зимовка. Диапауза.
Акклиматизация – приспособление живых организмов к новым условиям существования. Акклиматизация бывает природной (миграция животных, перенос семян) и искусственной (переселение животных и растений).
Миграция – передвижение животных вызываемое изменением условий существования в местах их обитания. М. может быть регулярная (сезонная, суточная) и нерегулярная (при засухе, пожаре).
Зимовка - переживание холодного периода года, основанное на разнообразных формах приспособлений к перенесению низких температур. У растений зимовка сопровождается прекращением или резким замедлением физиологических процессов. У животных зимовка сопровождается зимним сном, спячкой, запасанием корма, кочевками и т.п. У насекомых зимовка сопровождается диапаузой.
Диапауза - период покоя в развитии животных, характеризующийся временной приостановкой физиологических процессов, снижением уровня обмена веществ. Обычно диапауза наблюдается в зимний период и служит приспособительной реакцией для переживания неблагоприятного зимнего сезона. Различают эмбриональную, личиночную, куколочную и магинальную формы диапаузы.
21. Свет и его роль в жизни организмов. Вода в жизни организмов. Совместное действие температуры и влажности.
Свет не только жизненно важный, но и лимитирующий фактор, как при минимальном уровне, так и при максимальном. Под термином свет подразумевается весь диапазон солнечного излучения, представляющий поток энергии с длинами волн от 0,05 до 3000 нм.
Ультрафиолетовые лучи в умеренных дозах стимулируют рост и размножение клеток, способствуют синтезу биологически активных веществ, витаминов, антибиотиков и тем самым повышают устойчивость к болезням. Передозировка УФ вредна, особенно для деления клеток, поэтому используют УФ для дезинфекции помещений.
Все лучи, оказывающие влияние на растительные организмы, особенно на фотосинтез, называются физиологически активной радиацией. Самое большое значение для живых организмов и функционирования всей биосферы имеет видимая часть спектра, состоящая из прямой и рассеянной. Вместе они называются суммарной радиацией. Только на свету идет процесс фотосинтеза растений, обеспечивающий планету главным биологическим ресурсом – органическим веществом. Фотосинтез – главное условие возникновения и развития жизни на Земле. Свет – источник энергии, используемый пигментной системой организма, в основном хлорофиллом. На свету происходит образование хлорофилла и уже с его участием осуществляется фотосинтез.
Вода – основа протоплазмы клеток, тканей, растительных и животных соков. Только при наличии воды в организме протекают процессы фотосинтеза, терморегуляции, обменных процессов. Наиболее высоко содержание воды в периоды активной жизнедеятельности и в молодом возрасте.
Независимо от климата и почвенных условий в течение года всегда можно выделить такие периоды в развитии растений, за исключение растений влажных тропиков, когда они испытывают дефицит влаги. При остальных благоприятных условиях он сильно сказывается на росте и развитии растений, обусловливает их низкорослость и бесплодие.
В процессе эволюции у растений и животных выработался многочисленные сложные приспособления, позволяющие поддерживать водный баланс и обеспечивать экономное расходование воды.
Источниками влаги для растений служат запасы ее в почве и атмосфере (осадки, туманы, конденсаты), для наземных животных – вода в водоемах, водяные пары в атмосфере и сочная пища.
Влажный воздух обладает хорошей теплопроводностью. При высокой влажности в холодном воздухе у гомотермных животных усиливаются процессы метаболизма, а у пойкилотермных животных и растений они замедляются. В сухом воздухе при низкой температуре охлаждение происходит медленнее, а в сухом и жарком воздухе активизируются процессы терморегуляции, усиливается испарение с поверхности. Во влажном и жарком воздухе испарения с поверхности резко падает и высока вероятность нагрева организма до температуры воздуха (перегрев). Наиболее благоприятные условия складываются в диапазоне температур 17-23°С и в диапазоне относительной влажности воздуха 85-100%.
По отношению к влажности различают эвригигробионтные и стеногигробионтные организмы. Первые живут в широком диапазоне содержания влаги, а для вторых она должна быть либо высокой, либо низкой, либо промежуточной между первыми двумя. Это относится и к растениям и к животным, несмотря на то, что вторые имеют возможность отыскивать места с оптимальной влажностью. И те и другие могут легко переносить дефицит влаги (копытные, верблюд, варан, пищуха-сеноставка, из растений: лишайники, суккуленты, многие злаки, полыни, и т.д.), а могут и вовсе не выносить сухости (земноводные, пресмыкающиеся, ластоногие, из растений: все плавающие растения, сфагновые мхи, многие папоротники, из высших: недотрога обыкновенная – быстро теряет тургор, калужницы, адокса мускусная, и др.).
22. Популяция. Статические показатели популяции. Численность, плотность, показатели структуры.
Популяция — это человеческое, животное или растительное население некоторой местности. Популяция - определённая совокупность особей вида, входящая в состав конкретного биогеоценоза и проявляющаяся в нем своим определённым функционально-энергетическим воздействием. Современная генетика тщательно изучает историю современных этносов по этногенетическим данным на глубину в десятки тысячелетий - со времен исхода первых общин "хомо сапиенс " из Африки. Генетические трансформации популяций сопровождались этнокультурными, что и превращало популяции в последние тысячелетия в известные исторические народы.
Известный отечественный эколог профессор МГУ Николай Павлович Наумов в 1955 году выделил три типа популяций: географическую, экологическую и элементарную. При этом географические популяции - более широкое понятие, которое делится на экологические, а они в свою очередь на элементарные популяции.
Географическая популяция - это крупная территориальная группировка особей общего населения вида. Она адаптирована к особенностям климата, рельефа и составу живого населения разных биогеоценозов на большом географическом пространстве ареала вида.
Экологическая популяция - это группа особей, обладающая свойством целостности, с особым местообитанием, характеризуется единством экологических реакций на внешние воздействия. У обитателей одного природного сообщества развивается особый, уникальный, но единообразный тип реакций, образа жизни биологических ритмов.
Элементарная популяция (микропопуляция) - это небольшая группировка особей одного вида в биогеоценозе. В состав входят близкие в генетическом плане особи. Различие между микропопуляциями определяются средой обитания. Однако различия довольно быстро стираются из-за перемещения особей.
23. Динамические показатели популяций. Продолжительность жизни. Таблица выживания (динамические и статические таблицы). Регуляция плотности популяций.
Размеры популяции могут возрастать в результате размножения особей и их иммиграции из других популяций. Главным показателем скорости размножения является плодовитость, которая равна среднему количеству потомков одной женской особи за определённый промежуток времени. У млекопитающих плодовитость называется рождаемостью. Рождаемость человека не очень высока в экономически развитых странах и примерно вдвое выше в развивающихся странах с недостаточным уровнем контроля за рождаемостью.
Размеры популяции могут уменьшатся в результате эмиграции и смертности. Смертность – среднее число смертей в популяции в год (в процентах либо на тысячу особей). Человеческая смертность самая низкая в развитых странах с высоким уровнем медицинского обслуживания.
Учёным, исследующим динамику популяций, важно бывает знать не только общую смертность в популяции, но и количество особей, погибающих до достижения половой зрелости. Условием стабильности популяции является тот факт, что до половой зрелости доживают два потомка от каждой пары.
Существуют три основных типа кривых выживания: когда главным фактором смертности является естественное старение особей (на рисунке 12.2.1.1 эта кривая обозначена буквой А), когда в популяции высока ранняя смертность (Б) и, наконец, когда смертность постоянна в течении всей жизни организмов (В). Кривые выживания конкретных видов могут занимать промежуточные положения между этими крайними формами.
Численность популяции может изменяться также в результате изменения внешних условий среды, например, из-за появления большого количества хищников или нехватки пищи. Существуют также внутренние факторы, «сдерживающие» рождаемость; наиболее хорошо изученными из них являются территориальное поведение (защита гнездовой территории от вторжения особей того же вида) и действие перенаселённости, заключающееся в резком уменьшении плодовитости и уменьшении степени заботы о потомстве.
Причиной массовых вспышек рождаемости в популяциях являются, как правило, погодные факторы. В последнее время к числу причин добавилась деятельность человека. Часто популяции при помощи механизма обратных связей способны регулировать свою численность с тем, чтобы она не превысила предел, за которым наступит катастрофа. Так, гусеницы некоторых бабочек массово гибнут, если выходят из яиц до окончания холодов (когда они погибают от переохлаждения) либо через длительное время после распускания листьев (тогда они погибают от голода).
25. Абиотическая, биотическая части биосферы. Живое вещество.
БИОСФЕРА, оболочка Земли, в пределах которой существует жизнь.
Биосфера состоит из живого, или биотического, и неживого, или абиотического, компонентов. Биотический компонент – это вся совокупность живых организмов (по Вернадскому – «живое вещество»). Абиотический компонент – сочетание энергии, воды, определенных химических элементов и других неорганических условий, в которых существуют живые организмы.
Жизнь в биосфере зависит от потока энергии и круговорота веществ между биотическим и абиотическим компонентами. Круговороты веществ называются биогеохимическими циклами. Существование этих циклов обеспечивается энергией Солнца.
Поддержание динамического равновесия между биотическим и абиотическим компонентами биосферы является необходимым условием существования всех форм жизни. Воздействие человека на биосферу, сопровождающееся ухудшением качества воды, сведением лесов или выбросом в атмосферу загрязняющих веществ, может создать угрозу жизни на Земле.
26. Круговорот веществ в природе. Большой круговорот веществ. Схема.
Круговорот веществ на Земле в процессе развития нашей планеты изменялся и в современный период с геологической точки зрения наиболее интенсивен па поверхности Земли. В интенсивный обмен захватывается в литосфере, атмосфере, гидросфере и биосфере единовременно лишь небольшая часть вещества этих оболочек. Наблюдаемый круговорот веществ на Земле слагается из множества разнообразных повторяющихся в основных чертах процессов превращения и перемещения вещества. Благодаря этим повторяющимся процессам на поверхности Земли обеспечивается известная стабильность её рельефа.
Круговорот воды.
Круговорот кальция. Известняки на континенте разрушаются, и растворимые соли кальция реками сносятся в море. В тёплых морях углекислый кальций интенсивно потребляется низшими организмами. После гибели этих организмов их скелеты из углекислого кальция образуют осадки на дне морей. Со временем происходит формирование известняка. При регрессии моря известняк обнажается, оказывается на суше и начинается процесс его разрушения.
27. Малый круговорот. Круговорот наиболее жизненно важных веществ С, О2, N, P, S.
Углерод — основной биогенный элемент; он играет важнейшую роль в образовании живого вещества биосферы. Углекислый газ из атмосферы в процессе фотосинтеза, осуществляемого зелёными растениями, превращается в разнообразные и многочисленные органические соединения растений. Растительные организмы, особенно низшие микроорганизмы, благодаря исключительной скорости размножения продуцируют углерод в виде органической массы. Растения частично поедаются животными. В конечном счёте органическое вещество в результате дыхания организмов, разложения их трупов, процессов брожения, гниения и горения превращается в углекислый газ или отлагается в виде гумуса, торфа, которые, в свою очередь, дают начало мн. др. каустобиолитам — каменным углям, нефти, горючим газам.
Азот. Основная масса азота на поверхности Земли находится в виде газа (N2) в атмосфере. Известны два пути его вовлечения в биогенный круговорот:
1) процессы электрического и фотохимического окисления азота воздуха, дающие разные окислы азота (NO2, NO3 и др.), которые растворяются в дождевой воде и вносятся т.о. в почвы, воду океана;
2) биологич. фиксация N2 клубеньковыми бактериями, свободными азотфиксаторами и др. микроорганизмами.
Кислород. Биологический цикл кислорода является планетарным процессом, который связывает атмосферу и гидросферу с земной корой. Ключевые звенья этого круговорота: образование свободного кислорода при фотосинтезе в зеленых растениях, потребление его для осуществления дыхательных функций всеми живыми организмами, для реакций окисления органических остатков и неорганических веществ (например: сжигания топлива) и другие химические преобразования, ведущие к образованию таких окисленных соединений как диоксид углерода и вода, и последующему вовлечению их в новый цикл фотосинтетических превращений.
40. Твердые бытовые и промышленные отходы (ТБПО)
Вопрос мусора или твердых промышленных и бытовых отходов, как следует его терминологически корректно называть, стоит остро в любом городе нашей планеты.
Окружающий нас природный ландшафт представляет собой сложный взаимосвязанный комплекс. Человек – составная часть природы, поэтому особенно важно, чтобы его хозяйственная деятельность (антропогенный фактор) не оказывала вредное, губительное воздействие, не нарушала природного экологического равновесия.
Твердые промышленные и бытовые отходы могут являться источником поступления вредных химических, биологических и биохимических препаратов в окружающую природную экологическую среду, что создает определенную угрозу жизни и здоровью населения города, области, целого района, а также будущим поколениям.
С другой стороны, твердые промышленные и бытовые отходы следует рассматривать как техногенные образования, которые можно значимо для промышленности характеризовать содержанием в них ряда ценных практически бесплатных компонентов: черных, цветных металлов и других материалов, пригодных для использования в металлургии, стройиндустрии, машиностроении, в химической промышленности, энергетике, в сельском и лесном хозяйстве.
В условиях роста городов объем и состав твердых промышленных и бытовых отходов теперь превосходит организационные и физические возможности их утилизации. Ежегодно растут городские свалки. Проблематичен реальный выход из создавшегося положения. В некоторых регионах инфраструктура по утилизации отходов уже перегружена, а в других ее даже не существует.
42. Мониторинг окружающей среды, его виды и структура.
Экологический мониторинг - организованный мониторинг окружающей природной среды. Целями экологического мониторинга является обеспечение системы управления природоохранной деятельности и экологической безопасности своевременной и достоверной информацией, позволяющей: оценить показатели состояния и функциональной целостности экосистем, среды обитания человека; определить причины изменения этих показателей; указать меры по исправлению негативных ситуаций; осуществлять прогноз изменения состояния объекта наблюдения. Основные задачи экологического мониторинга:
наблюдение источников и факторов антропогенного воздействия;
наблюдение за состоянием природной среды и происходящими в ней процессами под влиянием антропогенных факторов;
оценка состояния природной среды;
прогноз и оценка изменения состояния природной среды под действием антропогенных факторов.
На основе полученных данных составляется информационный портрет экологической обстановки, представляющий собой совокупность графически представленных, пространственно распределенных данных, характеризующих экологическую обстановку на определенной территории совместно с картоосновой местности.
Основными структурными блоками современных автоматических систем мониторинга являются датчики параметров окружающей среды - температуры, концентрации соли в воде, солнечной радиации, ионной формы металлов в водной среде, концентраций основных загрязнений атмосферы и вод, включая СПАВ, гербициды, инсектициды, фенолы, пестициды, бенз(а)пирены и др.
Дата добавления: 2015-09-30; просмотров: 78 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Основные типы предохранителей | | | 1.Ручные и звуковые сигналы, применяемые при маневровой работе. |