ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Глобальные последствия интенсивной антропогенной деятельности человека могут реализоваться в парниковом эффекте и в ядерной зиме.

 

Суть парникового эффекта состоит в том ,что по мере накопления в атмосфере диоксида углерода, оксидов азота, фторхлоруглеродов (фреонов) происходит накопление избыточной теплоты в приземном слое атмосферы, т.е. нарушается тепловой баланс планеты. Эффект подобен тому, что наблюдается в покрытых стеклом или пленкой теплицах В результате температура воздуха у земной поверхности возрастает. Прогнозируется, что если содержание С02 увеличится с нынешних 336 частей на миллион до 400 - 500 частей на миллион, то температура воздуха поднимется на 1,0 ‑ 1,5°С. Это может привести к катастрофическим изменениям климата, и, в частности, к массовому таянию ледников и подъему уровня Мирового океана.

Ядерная зима считается возможным следствием ядерных (в том числе и локальных) войн. В результате ядерных взрывов и неизбежных пожаров тропосфера может оказаться насыщенной твердыми частицами пыли и пепла в таком количестве, что станет экраном для солнечных лучей.

Экранирование Земли от солнечного излучения приведет к сильному понижению температуры с неизбежным снижением урожаев, массовой гибелью живых организмов, включая человека, от холода и голода.

Процессы, связанные с последствиями ядерной зимы, в настоящее время являются предметом математического моделирования. Но человечество располагает и природным примером подобных явлений, который заставляет отнестись к нему очень серьезно.

 

Так, в 1883 году произошло сильнейшее извержение (взрыв) вулкана Кракатау, в Зондском проливе (между островами Ява и Суматра). В атмосферу были выброшены миллионы тонн пепла, которые в течение нескольких лет оставались взвешенными в атмосфере и подвергались глобальному переносу с воздушными массами. В результате в течение трех лет после извержения вулкана наблюдалось сильное глобальное похолодание климата и снижение уро­жаев сельскохозяйственных культур.

Абиотические факторы почвенного покрова на Земле разнообразны и непосредственно влияют на плодородие почвы. Плодородие зависит от физических и химических свойств почвы. В совокупности они представляют собой эдафогенные(от греч. эдафос ‑ почва), или эдафические факторы.

 

Верхний слой почвы (толщиной 10 – 15 см), содержащий продукты перегнивания органики, является наиболее плодородным и называется гумусовым или перегнойным. Избыток или недостаток гумуса определяет плодородие почвы. Именно в нем происходят сложные физико-химические процессы, в результате которых образуются элементы питания растений.

Важнейшими химическими свойствами почвы являются концентрация солей в почвенном растворе и его кислотность, оказывающая решающее влияние на активность почвенных микроорганизмов и усвоение растениями питательных веществ, которые этими микроорганизмами трансформируются в форму, доступную для растений.

Среди таких микроорганизмов важную роль выполняют нитрифицирующие бактерии, в частности, нитрозоамонас и нитробактер. В аэробной среде нитрозоамонас окисляет аммиак до солей азотистой кислоты, а нитробактер ‑ до азотной. В анаэробнных условиях идет обратный процесс – денитрификация ,который связан с восстановлением солей азотной кислоты до азота.

Рельеф местности является одним из важнейших факторов, от которых зависит перенос, рассеивание и накопление вредных примесей в атмосферном воздухе. Расположенные в низинах населенные пункты подвергаются сильному застойному загрязнению, а растительность ‑ угнетению вплоть до гибели.

 

Весьма велика роль абиотических факторов водной среды, т.к. она занимает преобладающую часть биосферы Земли. Из 510 млн км2 общей площади земной поверхности на Мировой океан приходится 361 млн. км2 (71 %).

Океан ‑ главный приемник и накопитель солнечной энергии, т.к. вода обладает высокой теплоемкостью ( Ср= 4,19 кДж/кг.град.).Это примерно в десять раз более высокая теплоемкость,чем у железа.

 

Водная оболочка Земли наряду с океанами включает и пресные воды, сосредоточенные в пределах суши (горные льды, реки, болота, озера), и внутренние моря. Важнейшими физическими особенностями водной среды являются:

1. Подвижность, т.е. постоянное перемещение водных масс в пространстве. Они способствуют поддержанию постоянства физических и химических характеристик водного объема.

2. Температурная стратификация, т.е. изменение температуры воды по глубине водного объекта.

3. Годовые, суточные и сезонные изменения температуры. Самыми низкими температурами воды считают -2°С, а самыми высокими 35 ‑ 37°С.

(В данном случае не имеется в виду температура геотермальных вод). В целом на Земле динамика колебаний температуры воды существенно меньше, чем воздуха.

4.Прозрачность воды, которая определяет световой режим под ее поверхностью.

5. От прозрачности (и обратной ей характеристики ‑ мутности) зависит фотосинтез зеленых и пурпурных бактерий, фитопланктона, высших водных растений, а следовательно, и накопление биомассы в пределах так называемой эвфотической(от греч. эв - пере-, сверх-, фотос ‑ свет) зоны, т.е. освещенной толщи воды, где процессы фотосинтеза преобладают над процессами дыхания.

Мутность обусловлена содержанием в воде взвешенных веществ, в том числе и поступающих в водные объекты с промышленными и иными стоками.

Соленость также является важным экологическим фактором. Соленость связана с содержанием в воде растворенных карбонатов, сульфатов и хлоридов. В пресных водах их содержание невелико, причем до 80 % составляют карбонаты. Воды открытого океана содержат в среднем 35 г/л солей, Черного моря ‑ 19, Каспийского ‑ около 13, Азовского ‑ 10, Балтийского ‑ 5, Мертвого – 260 г/л с преобладанием хлоридов кальция, калия, натрия и магния.

Растворенные газы и в первую очередь кислород контролируют процессы жизнедеятельности в водной среде. От их концентрации зависят фотосинтез и дыхание водных организмов.

Перерасход кислорода на дыхание водных обитателей и окисление поступающих в воду загрязняющих веществ ведет к преобладанию анаэробных процессов, т.е. к "загниванию" воды, из-за избытка в ней мертвой органики. Это явление называется эвтрофированием (от греч. эв ‑ пере-, сверх-, трофее ‑- питаюсь).

Распространение и жизнедеятельность организмов в воде зависят от кислотности среды. Каждый вид гидробионта адаптирован (приспособлен) к определенному значению рН : одни предпочитают кислую среду, другие ‑ щелочную, третьи ‑ нейтральную. Промышленные, сельскохозяйственные и бытовые стоки существенно меняют этот показатель, что приводит к смене одних групп водных обитателей на другие.

 

Биотические факторы

Биотические факторы - это совокупность влияний жизнедеятельности одних видов организмов на другие.

Взаимоотношения между организмами чрезвычайно сложны и многообразны, и в целом их можно разделить на прямые и косвенные (опосредованные).

Прямые взаимоотношения связаны с непосредственным воздействием одних организмов на другие по линии питания: животные получают энергию для своей жизнедеятельности, поедая растения или других животных.

Косвенные взаимоотношения связаны с тем, что, например, растения своим присутствием изменяют режим абиотических факторов среды для животных или других растений, млекопитающих и птиц.

 

Взаимодействие между живыми организмами (преимущественно животными) классифицируют с точки зрения их взаимных реакций.

Различают гомотипические(от греч. гомос – одинаковый) реакции, характеризующие взаимодействия между особями или группами особей одного и того же вида, и

гетеротипические реакции(от греч. гетерос -иной, разный), характеризующие взаимодействия между представителями разных видов.

Среди животных существуют виды, способные питаться только одним видом пищи (монофаги), и виды ,потребляющие разную пищу на более или менее ограниченном круге ее источников (узкие или широкие олигофаги),а также виды, использующие в пищу не только растительные, но и животные ткани (полифаги).

К числу полифагов принадлежат многие птицы, которые поедают как насекомых, так и семена растений, или такой известный вид, как медведь ‑ по природе своей хищник, но охотно поедающий мед и ягоды, а также Человек, являющийся всеядным млекопитающим.

 

Наиболее распространенный тип гетеротипическихвзаимодействий между животными ‑ хищничество, т.е. непосредственное преследование и поедание одних видов другими.

Другой тип взаимоотношений ‑ паразитизм в различных формах.

 

Из дополнительных типов взаимоотношений животных можно назвать форезию (перенос одних видов другими),

комменсализм(сотрапезничество), при котором один вид питается остатками пищи другого (типичные комменсалы крупных хищников ‑ гиены),

синойкию ‑ использование одними животными нор и гнезд других и

нейтрализм(взаимонезависимость совместно обитающих видов).

 

Все эти обстоятельства необходимо учитывать при проведении мероприятий по управлению экологическими системами и отдельными популяциями с целью использования их в своих интересах. Необходимо также учитывать и последствия, которые могут иметь место при истреблении хищников или защите растений в сельском хозяйстве.

 

Особо следует отметить роль биотических факторов почвы. В процессах ее образования и функционирования непосредственное участие принимают живые организмы. К ним в первую очередь, относятся зеленые растения, извлекающие из почвы питательные вещества и возвращающие их обратно вместе с отмирающими тканями.

Питательные вещества из почвы поступают в растения через корневые окончания в ионной форме. Корни растений извлекают из почвы соединения азота (нитраты), серы, фосфора, а также зольные элементы, в частности соли кальция, калия, магния, железа, кобальта, кремнезем и т.д.

 

Тем самым растительность создает непрерывный поток зольных элементов из более глубоких слоев почвы к ее поверхности. В этом процессе активно участвуют и почвенные микроорганизмы. Они осуществляют основное разрушение минералов и приводят к образованию органических и минеральных кислот и щелочей, выделяют синтезированные ферменты, полисахариды, фенольные соединения и т.д., обогащающие почву органикой.

 

Закон лимитирующего фактора

 

Необходимо знать, что любой живой организм в природных условиях подвергается одновременному воздействию со стороны многих экологических факторов ‑ как биотических, так и абиотических, причем каждый фактор требуется организму в определенных количествах.

 

Один из основоположников агрохимии немецкий ученый Ю. Либих(1803 – 1873 гг.) сформулировал в 1840 г. теорию минерального питания растений. Он установил, что развитие растений зависит не только от тех химических элементов или веществ (т.е.факторов), которые присутствуют в достаточном количестве, но и от тех, которых не хватает. Например, избыток воды или азота не заменяют недостатка бора или железа, которые обычно присутствуют в почве в микроколичествах. В результате своих исследований Либих сформулировал "закон минимума". Согласно этому закону в почве необходимо увеличивать содержание того питательного вещества, которое в ней находится в минимальном количестве.

Закон минимума справедлив не только для растений. Например, здоровье человека определяется специфическими веществами, которые обычно присутствуют в организме в ничтожных концентрациях. Если содержание этих веществ снижается за пределы допустимого минимума, то человек должен компенсировать их недостатки специальными диетами.

 

Закон Либиха ‑ один из основополагающих законов экологии.

 

Но в начале двадцатого века американский ученый В. Шелфордпоказал, что не только вещество, присутствующее в минимуме, может определять жизнеспособность организма, но и избыток какого-то элемента также может приводить к нежелательным последствиям.

Например, избыток ртути в организме человека вызывает тяжелые функциональные расстройства, а избыток воды в почве ведет к аналогичным последствиям для растений: возможно загнивание их корней из-за анаэробных процессов, закисание почвы и т.п.

 

Животные, растения и микроорганизмы очень чувствительны к малейшим изменениям рН. Это хорошо знают специалисты, занятые биологической очисткой сточных вод: колебание кислотности сточных вод ограничивает стабильность активного ила на очистных сооружениях и снижает эффективность их "работы". Согласно В. Шелфорду, факторы, присутствующие как в избытке, так и в недостатке (по отношению к оптимальным требованиям организма), называются лимитирующими, а соответствующее правило получило название закона "лимитирующего фактора" или "закона толерантности" Шелфорда.

Слово "толерантный" при этом переводят как устойчивый, терпимый, а толерантность квалифицируют как способность организма выдерживать отклонения экологических факторов от значений, оптимальных для его жизнедеятельности.

Их изложенного и вытекает закон В. Шелфорда:

Любой живой организм имеет определенные, эволюционно унаследованные верхний и нижний пределы устойчивости (толерантности) к любому экологическому фактору.

 

Закон В. Шелфорда имеет непосредственное отношение к санитарной охране окружающей среды и к санитарно-гигиеническому нормированию содержания загрязняющих веществ в воздухе, воде, почве, пищевых продуктах.

Важно запомнить, что в санитарной охране окружающей среды важны не нижние пределы устойчивости организма к вредным веществам, а именно верхние пределы (т.е. предельно допустимая концентрация или ПДК), поскольку загрязнение окружающей среды ‑ это и есть превышение устойчивости организма.

Из этого вытекает первое правило охраны окружающей среды, выраженное языком экологии. Охранять окружающую среду означает обеспечить состав и режим ее экологических факторов в пределах унаследованной толерантности живого (в первую очередь - человеческого организма ), т.е. управлять средой так, чтобы ни один ее фактор не оказался лимитирующим по отношению к организму.

 

2.4. Адаптация живых организмов к экологическим факторам

 

Живые организмы приспособлены к определенным условиям окружающей среды. Изменение ее параметров, их выход за некоторые границы подавляет жизнедеятельность живых организмов и может вызвать их гибель. Требования того или иного живого организма к факторам среды обитания обусловливают границы его распространения (ареал) и место, занимаемое в экосистеме. Иначе говоря, любой вид животного или растения способен нормально существовать только в том месте, где его "прописала" эволюция за многие тысячелетия, начиная с его предков. Каждый вид живого организма занимает в природе свою, только ему присущую экологическую нишу. Экологическая ниша - это совокупность множества параметров среды, определяющих условия существования того или иного вида, и его функциональных характеристик, преобразование им энергии, обмен информацией со средой и с себе подобными.

Экологическая ниша включает не только положение вида в пространстве, но и функциональную роль его в сообществе и его положение относительно абиотических условий существования , таких как температура, влажность и т.д.

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти