Биосфера.Популяция.Население Земли.Атомная энергетика

 

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ  ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ  ТОМСКИЙ  ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 

Институт

дистанционного  образования

Бухгалтерский учет, анализ и аудит

 

Контрольная работа

по дисциплине:

Экология

 

 

 

 

 

Исполнитель:
студент группы
Руководитель:
преподаватель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Томск ¾ 2012

Содержание

1. Биосфера и ее составляющие.
2. Популяция, ее структура и динамика.
3. Население Земли и пищевые ресурсы.
4. Атомная энергетика. Влияние на окружающую среду.
5. Нормирование качества воды в водоемах.

         Список использованной литературы.

 

1. Биосфера и ее составляющие.

 

Биосфера  представляет собой организованную, определенную оболочку земной коры, сопряженную  с жизнью. Пределы биосферы обусловлены  прежде всего полем существования  жизни. Биосфера — не просто одна из существующих оболочек Земли, подобно  литосфере, гидросфере или атмосфере. Основное отличие биосферы состоит  в том, что она — организованная оболочка. Биосфера — не только геологическая, но и космическая сила. Быть живым  — значит быть организованным, отмечал  В.И. Вернадский, и в этом состоит  суть понятия биосферы как организованной оболочки Земли.

Существует  два основных определения понятия  «биосфера», одно из которых и дало начало применению данного термина. Это понимание биосферы как совокупности всех живых организмов на Земле. В.И. Вернадский, изучавший взаимодействие живых и неживых систем, переосмыслил понятие биосферы. Он понимал биосферу как сферу единства живого и неживого.

Такое толкование определило взгляд В.И. Вернадского  на проблему происхождения жизни. Из нескольких вариантов: жизнь возникла до образования Земли и была занесена на нее; жизнь зародилась после образования  Земли; жизнь возникла вместе с формированием  Земли — В.И. Вернадский придерживался  последнего и считал, что нет убедительных научных данных, что живое когда-либо не существовало на нашей планете. Жизнь  оставалась в течение геологического времени постоянной, менялась только ее форма. Иными словами, биосфера была на Земле всегда.

Под биосферой  Вернадский понимал тонкую оболочку Земли, в которой все процессы протекают под прямым воздействием живых организмов. Биосфера располагается  на стыке литосферы, гидросферы и  атмосферы. В атмосфере верхние  границы жизни определяются озоновым экраном — тонким слоем озона  на высоте примерно 20 км. Океан населен  жизнью целиком, до дна самых глубоких впадин в 10—11 км. В твердую часть  Земли жизнь проникает до 3 км. Занимаясь созданной им биогеохимией, изучающей распределение химических элементов по поверхности планеты, В.И. Вернадский пришел к выводу, что  нет практически ни одного элемента из таблицы Менделеева, который не включался бы в живое вещество.

Строение  Земли, по В.И. Вернадскому, есть согласованный  механизм. «Твари Земли являются созданием  сложного космического процесса, необходимой  и закономерной частью стройного  космического механизма». Само живое  вещество не случайное создание.

Живые организмы, включающие в себя все известные  химические элементы, в процессе жизнедеятельности  осуществляют превращение энергии. Основные выводы учения Вернадского  о биосфере сводятся к следующему:

1) принцип  целостности утверждает, что биосфера, жизнь существуют как единое  целое. Жизнь является необходимой  и закономерной частью стройного  космического механизма;

2) принцип  гармонии биосферы заключается  в ее организованности, стройности, неразрывной связи в ней живых  и неживых компонентов;

3) принцип  значительности роли живого в  эволюции Земли утверждает, что  на земной поверхности нет  химической силы, более постоянно  действующей и более могущественной  по своим конечным последствиям, чем организмы, взятые в целом.  Облик Земли как небесного  тела фактически сформирован  жизнью;

4) основная  роль биосферы состоит в трансформации  солнечной энергии в действенную  энергию Земли. Космическая энергия  вызывает развитие жизни, которое  достигается размножением;

5) правило  инерции заключается в распространении  жизни по земной поверхности  из-за проявления ее геохимической  энергии. Мелкие организмы размножаются  гораздо быстрее, чем крупные;

6) закон  бережливости в использовании  живым веществом простых химических  тел утверждает, что раз вошедший  в организм элемент проходит  длинный ряд состояний и при  этом организм вводит в себя  только необходимое количество  элементов;

7) пределы  жизни определяются физико-химическими  свойствами соединений, строящих  организм, их неразрушимостью в  определенных условиях среды.  Максимальное поле жизни определяется  крайними пределами выживания  организмов. Верхний предел жизни  обуславливается лучистой энергией, присутствие которой исключает  жизнь и от которой предохраняет  озоновый щит. Нижний предел  связан с достижением высокой  температуры. Например, интервал  температуры жизни в 433° (от -252°С до +180°С) является предельным  тепловым полем;

8) жизнь  постепенно, медленно приспосабливаясь, захватила биосферу, и захват  этот не закончился. Поле устойчивости  жизни есть результат приспособленности  в ходе времени.

По В. И. Вернадскому, вещество биосферы разнородно по своему физико-химическому составу, а именно: 1) живое вещество — совокупность живых организмов; 2) биогенное вещество — непрерывный биогенный поток  атомов из живого вещества в косвенное  вещество биосферы и обратно; 3) косное вещество (атмосфера, газы, горные породы и пр.); 4) биокосное вещество, например, почвы, илы, поверхностные воды, сама биосфера, т. е. сложные закономерные косно-живые структуры; 5) радиоактивное вещество; 6) рассеянные атомы; 7) вещество космического происхождения.

Современная наука считает, что примерно 1 млрд. лет назад произошло разделений живых существ на два царства  — растений и животных. Различия между ними можно разделить на три группы: 1) по структуре клеток и их способности к росту; 2) по способу питания; 3) по способности  к движению.

У животных клеток есть центриоли, но нет хлорофилла и клеточной стенки, мешающей изменению  формы. Большинство растений необходимые  для жизни вещества получают в  результате поглощения минеральных  соединений. Животные питаются готовыми органическими соединениями, которые  создают растения в процессе фотосинтеза.

Классификация растений и животных построена в  соответствии с их отличительными признаками. Основной структурной единицей был  признан вид, а более высокие  уровни составили последовательно  род, отряд, класс.

Хотя  границы биосферы довольно узки, живые  организмы в их пределах распределены очень неравномерно. На большой высоте и в глубинах гидросферы и литосферы  организмы встречаются относительно редко. Жизнь сосредоточена главным  образом на поверхности Земли, в  почве и в приповерхностном слое океана. Общую массу живых организмов оценивают в 2,43х10¹²т. Биомасса организмов, обитающих на суше, на 99,2% представлена зелеными растениями и на 0,8% — животными и микроорганизмами. Напротив, в океане на долю растений приходится 6,3%, а на долю животных и микроорганизмов — 93,7% всей биомассы. Жизнь сосредоточена главным образом на суше. Суммарная биомасса океана составляет всего 0,03х10¹², или 0,13% биомассы всех существ, обитающих на Земле. В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается важная закономерность. Из общего числа видов 21% приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов — беспозвоночные и только 4% — позвоночные, из которых десятая часть — млекопитающие. Масса живого вещества составляет всего 0,01-0,02% от косного вещества биосферы, однако она играет ведущую роль в геохимических процессах. Вещества и энергию, необходимую для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды. Ограниченные количества живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются. Ежегодно, благодаря жизнедеятельности растений и животных, воспроизводится около 10% биомассы. Кроме растений и животных, В. И. Вернадский включает в понятие "живое вещество" и человечество, влияние которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных живых существ, во-первых, своей интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых, тем воздействием, какое деятельность людей оказывает на остальные живые существа.

Жизнь на Земле ныне полностью зависит  от фотосинтеза. Фиксируя энергию солнечного света в продуктах фотосинтеза, растения выполняют космическую  роль энергетического очага на Земле. Под фотосинтезом понимается превращение  зелеными растениями и фотосинтезирующими микроорганизмами при участии энергии  света и поглощающих свет пигментов  простейших соединений в сложные  органические вещества, необходимые  для жизнедеятельности всех организмов. При этом растения усваивают из атмосферы  до 170 млрд т углекислого газа и  разлагают до 130 млрд т воды, выделяя  до 115 млрд т свободного кислорода.

Таким образом, все биотические компоненты экосистемы разделены на три основные группы: продуценты, консументы, или потребители, и редуценты, или разрушители. Все  живые организмы, так или иначе, используя друг друга, образуют гигантский биологический круговорот биосферы. Этот круговорот не полностью замкнут: кроме энергетического входа  он имеет и выход — часть  отмирающего органического вещества после разложения микроорганизмами — минерализаторами может попадать в водные растворы и откладываться  в виде осадочных пород, а другая часть образует отложения таких  биогенных пород, как каменный уголь, торф, сапропель и т. п.

В этом большом  биогеохимическом круговороте вещества и энергии выделяется целый ряд  более частных круговоротов веществ  — воды, углерода, кислорода, азота, серы, фосфора и др., в ходе которых  происходит обмен химических элементов  между живыми организмами и неорганической средой. Существование этих биогеохимических круговоротов определяет облик современных  экосистем, устойчивость и саморегуляцию  биосферы в целом. Поэтому как  бы сложны и многообразны ни были проявления жизни на Земле, все формы жизни  связаны между собой через  круговорот вещества и энергии.

2. Популяция, ее структура и динамика

Популяция (populus – от лат. народ. население) –обозначает  совокупность особей одного вида, которая  обладает общим генофондом и имеет  общую территорию. Она является первой надорганизменной биологической системой. С экологических позиций четкого  определения определение популяции  еще не выработано. Наибольшее признание  получила трактовка С.С. Шварца, популяция  – группировка особей, которая  является формой существования вида и способна самостоятельно развиваться  неопределенно долгое время.

  Основным свойством популяций, как и других биологических систем является то, что они находятся в беспрерывном движении, постоянно изменяются. Это отражается на всех параметрах: продуктивности, устойчивости, структуре, распределении в пространстве. Популяциям присущи конкретные генетические и экологические признаки, отражающие способность систем поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях: рост, развитие, устойчивость. Наука, объединяющая генетические, экологические и эволюционные подходы к изучению популяций, известна как популяционная биология.

Типы  популяций. Популяции могут занимать разные по размеру площади и условия  обитания в пределах местообитания  одной популяции тоже могут быть не одинаковы. По этому признаку выделяют три типа популяций (рис.1): элементарную, экологическую, географическую.

Элементарная (локальная) популяция – это совокупность особей одного вида, занимающих небольшой  участок однородной площади. Между  ними постоянно идет обмен генетической информацией.

Экологическая популяция – совокупность элементарных популяций, внутривидовые группировки, приуроченные к конкретным биоценозам. Растения одного вида в ценозе называются ценопопуляцией. Обмен генетической информацией между ними происходит достаточно часто.

Географическая  популяция – совокупность экологических  популяций, заселивших географически  сходные районы. Географические популяции  существуют автономно, ареалы их относительно изолированы, обмен генами происходит редко – у животных и птиц –  во время миграций, у растений –  при разносе пыльцы, семян и  плодов. На этом уровне происходит формирование географических рас, разновидностей, выделяются подвиды.