Понятие об экологической валентности, зонах оптимума, минимума и максимума

Последние три компонента формируют биомассу экосистемы.                                                                                                        

Самая крупная  природная экосистема на Земле - это биосфера. Граница между крупной экосистемой и биосферой столь же условна, как и между многими понятиями в экологии. Различие преимущественно состоит в такой характеристике биосферы, как глобальность и большая условная замкнутость (при термодинамической открытости). Прочие же экосистемы Земли вещественно практически не замкнуты.

Биом — совокупность экосистем со сходным типом растительности, расположенных в одной природно-климатической зоне.

Биомы - наиболее крупные наземные экосистемы, соответствующие основным климатическим зонам Земли (пустынные, травянистые, лесные); водные экосистемы - основные экосистемы, существующие в водной сфере (гидросфере). Выделяют от 8 до 30 биомов.

Любую экосистему прежде всего можно разделить на совокупность организмов и совокупность неживых (абиотических) факторов окружающей природной среды (рис. 4).

ПРИМЕРЫ ЭКОСИСТЕМ: участок лесного массива, пруд, гниющий пень, особь, заселенная микробами или гельминтами - являются экосистемами. Понятие экосистемы, таким образом, применимо к любой совокупности живых организмов и их местообитания.

ПРИМЕРЫ БИОМОВ: тундра, степи, горные леса, саванны, пустыни.

4(51). Понятие о костном,  биокосном и биогенном веществах в биосфере

В современном представлении  биосфера - это специфическая оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой обусловлены совместной деятельностью живых организмов в прошедшее и настоящее время.

Биосферу в соответствии с законом незаменимости (биосферы) нельзя заменить ничем иным, т. к. она для всех существующих ныне видов на Земле единственная среда обитания.

Биосферой  В. И. Вернадский назвал ту область нашей планеты, в которой существует или когда-либо существовала жизнь и которая постоянно подвергается или подвергалась воздействию живых организмов.

Участие каждого отдельного организма в геологической истории  Земли ничтожно мало. Однако живых  существ на Земле бесконечно много, они обладают высоким потенциалом  размножения, активно взаимодействуют  со средой обитания и в конечном счете представляют в своей совокупности особый, глобальных масштабов фактор, преобразующий верхние оболочки Земли.

Значение организмов обусловлено  их большим разнообразием, повсеместным распространением, длительностью существования  в истории Земли, избирательным  характером биохимической деятельности и исключительно высокой химической активностью по сравнению с другими  компонентами природы.

Всю совокупность организмов на планете В. И. Вернадский назвал живым веществом,  рассматривая в качестве его основных характеристик суммарную массу, химический состав и энергию.

Косное вещество – это совокупность тех веществ в биосфере, в образовании которых живые организмы не участвуют.

Биогенное вещество  создается и перерабатывается жизнью, совокупностями живых организмов. Это источник чрезвычайно мощной потенциальной энергии (каменный уголь, битумы, известняки, нефть). После образования биогенного вещества живые организмы в нем малодеятельны.

Особой категорией является биокосное вещество.  В. И. Вернадский писал, что оно «создается в биосфере одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя системы динамического равновесия тех и других». Организмы в биокосном веществе играют ведущую роль. Биокосное вещество планеты – это почвы, кора выветривания, все природные воды, свойства которых зависят от деятельности на Земле живого вещества.

Современная жизнь распространена в верхней части земной коры (литосфере), в нижних слоях воздушной оболочки Земли (атмосферы) и в водной оболочке Земли (гидросфере). Вглубь Земли живые организмы проникают на небольшое расстояние.

5(65). Воздействие  транспорта на окружающую среду

В последние  десятилетия в связи с быстрым  развитием автомобильного транспорта существенно обострились проблемы воздействия его на окружающую среду.

Автомобили  сжигают огромное количество нефтепродуктов, нанося одновременно ощутимый вред окружающей среде, главным образом атмосфере. Поскольку основная масса автомобилей  сконцентрирована в крупных городах, воздух этих городов не только обедняется кислородом, но и загрязняется вредными компонентами отработавших газов.

С каждым годом количество автотранспорта растет, а, следовательно, растет содержание в  атмосферном воздухе вредных  веществ. Постоянный рост количества автомобилей  оказывает определенное отрицательное  влияние на окружающую среду и  здоровье человека.

Известно, что автотранспорт выбрасывает  в воздушную среду более 20 компонентов, среди которых угарный газ, углекислый газ, оксиды азота и серы, альдегиды, свинец, кадмий и канцерогенная группа углеводородов (бензапирен и бензоантроцен). При этом наибольшее количество токсичных веществ выбрасывается автотранспортом в воздух на малом ходу, на перекрестках, остановках перед светофорами. Так, на небольшой скорости бензиновый двигатель выбрасывает в атмосферу 0,05% углеводородов (от общего выброса), а на малом ходу - 0,98% , окиси углерода соответственно - 5,1% и 13,8% . Подсчитано, что среднегодовой пробег каждого автомобиля 15 тыс. км. В среднем за это время он обедняет атмосферу на 4350 кг. кислорода и насыщает ее 3250 кг. углекислого газа, 530 кг. окиси углерода, 93 кг. углеводов и 7 кг. окислов азота.

Воздействие атмосферных загрязнений  на здоровье можно подразделить на два вида в зависимости от времени проявления эффекта: острое, сказывающееся в период или непосредственно вслед за повышением концентрации токсичного вещества, и хроническое воздействие, результат которого проявляется не сразу, а через некоторое время, иногда через годы. Как в первом, так и во втором случаях атмосферные загрязнения могут быть непосредственной причиной развития заболевания или оказывать не специфическое отягощающее воздействие.

Основные  вредные вещества, выделяемые при  сжигании различного вида топлива, используемого  в транспортных средствах, губительно сказывается на окружающей среде. А  именно:

-Твердые частицы

Оседая  на зеленой части растений, неорганическая пыль и особенно сажа ухудшают условия  дыхания, замедляет рост и развитие растений. Все виды пыли засоряют водоемы, а кроме того, сажа образует на поверхности  пленку, препятствующую воздухообмену.

-Бенз(а)пирен    

Оказывает сильное канцерогенное, мутационное, тератогенное действие.

-Твердые частицы

Воздействие SO2 на почву снижает ее плодородность, т. к. при этом происходит закисление.

-Оксиды азота

Для поражения  наиболее чувствительных растений достаточно концентрации 38 мг/м3. Даже при небольших  концентрациях от 5 мг/м3 до ПДК, но при  постоянном воздействии снижается  иммунноустойчивость, нарушается система воспроизводства низших млекопитающих.

Чтобы уменьшить загрязнения  атмосферы при использовании автотранспортных средств необходимо выполнить три основных положения:

1. усовершенствовать автомобили и их техническое состояние (совершенствование конструкций автомобиля, создание новых типов силовых установок, применение новых типов топлив и поддержание технического состояния автомобиля).
2. Обеспечить рациональную организацию перевозок и движения (совершенствование дорог, выбор парка подвижного состава и его структуры, оптимальная маршрутизация автомобильных перевозок, организация и регулирование дорожного движения, и рациональное управление автомобилем).
3. ограничить распространение загрязнения от источника к человеку.

 

6(79). Охраняемые природные  территории Алтайского края

         В настоящее время в Алтайском крае практически не сохранились изначально естественные ландшафты, все они испытывают воздействие хозяйственной деятельности или переноса веществ водными и воздушными потоками.  
         Для сохранения разнообразия флоры и фауны необходимо создание разветвленной сети особо охраняемых природных территорий (ООПТ): заповедников, национальных парков, заказников, памятников природы.  
         Значение ООПТ оценивается не только с точки зрения сохранения ценных и важных компонентов экосистемы (биологического разнообразия), но и с позиций оздоровления условий жизни и отдыха населения, сохранения здоровья нынешнего и генофонда будущих поколений. Разнообразные виды охраняемых территорий - это экологический резерв региона. Их развитие способно играть роль фактора, сдерживающего процесс ухудшения состояния окружающей среды.  
       
         В крае в настоящее время отсутствуют национальные парки. На территории края существует 33 заказника. Их общая площадь составляет 773,1 тыс. га или менее 5% площади края, что значительно ниже среднего показателя по России и недостаточно для поддержания ландшафтно-экологического равновесия в биосфере.      

    На сегодняшний день действует только один Государственный природный заповедник «Тигирекский», созданный еще в 1999 г. Расположен в 15 км к югу от поселка Тигирек в Чарышском р-не Алтайского края. Общая площадь  – 40,7 тыс. га. Единственный заповедник на территории Алтайского края. Территория представлена уникальными горно-таежными ландшафтами с преобладанием кедровых лесов, с участками нетронутой черневой тайги, с реликтами древней флоры третичного периода. Играет важное значение для сохранения биологического разнообразия региона.    

      Памятники природы - это взятые под охрану отдельные невосполнимые природные объекты, имеющие научное, историческое и культурно-эстетическое значение (пещеры, геологические обнажения, водопады, минеральные источники, палеонтологические объекты, отдельные вековые деревья и т.п.).  
       
         В Алтайском крае утверждено 100 памятников природы, из них 54 геологических, 31 водный, 14 ботанических и 1 комплексный.  
       
         Все памятники природы уникальны. К наиболее живописным относятся озера Колыванское и Моховое.  
       
         В настоящее время выявлены ареалы произрастания растений и местообитания животных, относящихся к редким или находящимся под угрозой исчезновения, которые не имеют статуса особо охраняемых территорий.  
       
         В качестве одной из ведущих составляющих рационального природопользования в настоящее время рассматривается создание системы ООПТ. Региональная система ООПТ способствует комплексному подходу к охране природы, имеет ранжированную структуру охраняемых природных резерватов.

7(83). Понятие о  биологических моделях

Модель - это копия объекта, в некотором смысле "более удобная", допускающая манипуляции в пространстве и во времени.

При моделировании, выборе и  формулировке модели, определяющими  обстоятельствами являются объект, цель и метод (средства) моделирования.

Классификация моделей

Условно все модели биологических  систем можно разделить на регрессионные, качественные и имитационные. 
           Регрессионные зависимости это формулы, описывающие связь различных характеристик системы, не претендуя на физический или биологический смысл этих зависимостей. Для построения регрессионной модели достаточно статистически достоверных наблюденных корреляций между переменными или параметрами системы.

Имитационные  модели. Благодаря возможности проигрывать различные "сценарии" поведения и управления имитационная модель может быть успешно использована для выбора оптимальной стратегии эксплуатации природной экосистемы или оптимального способа создания искусственной экосистемы.

      Модели систем организма. В настоящее время имеются имитационные модели многих систем организма - сердца, желудочно-кишечного тракта, почек, печени, мозга, и других.

Модели продукционного процесса растений. Практическая задача моделирования - выбор оптимальной стратегии проведения сельскохозяйственных мероприятий: орошения, полива, внесения удобрений с целью получения максимального урожая.

  Моделей живых систем. Имитационная модель не допускает аналитического исследования, но ее параметры имеют ясный физический и биологический смысл, при хорошей экспериментальной изученности фрагментов системы она может дать количественный прогноз ее поведения при различных внешних воздействиях.

ПРИМЕРЫ МОДЕЛЕЙ ГЛОБАЛЬНОЙ ДИНАМИКИ: книга «Пределы роста»- впервые послужила предостережением человечеству в том, что Земля - ограниченная система, безудержный прогресс ведет к истощению ее ресурсов, и человечество ждет глобальный экологический кризис. Вторая знаменитая глобальная модель - модель ядерной зимы, была создана под руководством Н.Н. Моисеева в России. Ее результаты наглядно показали, что глобальная ядерная война приведет к уничтожению как побежденных, так и победителей, так как после нее небо над всей Землей закроется тучами и настанет ядерная зима на период в несколько десятков лет. Поэтому победа в такой войне будет бессмысленной.

В настоящее время активно  разрабатываются глобальные модели, позволяющие рассчитать "парниковый эффект" и другие процессы, протекающие  в глобальном масштабе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1.Банников А.Г., Вакулин А.А., Рустамов  А.К. Основы экологии и охрана  окружающей среды. –М : Колос, 1999.-295 с.

2. Колпакова В.П., Овчаренко Н.Д., Основы экологии. Учебное пособие. –Барнаул: изд-во АГАУ, 2005.-247 с.

3. Саулич А. Х., Волкович Т. А. Экология фотопериодизма насекомых: Учеб. пособие — СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2004. — 275 с.

4.Степановских А.С. Общая  экология: Учебник для вузов. М.: ЮНИТИ, 2001. 510 с.

5. Экологический энциклопедический словарь. – М.: Издательский дом «Ноосфера», 1999.

6.http://spkurdyumov.narod.ru/RizLek2/Lek1.htm

7. http://tolkslovar.ru/f2586.html