Материал: 3951

21

4. Организм и среда

4.1 Адаптация организмов к факторам

Физиологические адаптации связаны с химическими процессами в организме. Примером могут служить особенности ферментативного набора в пищеварительном тракте животных, которые определяются составом пищи. Обитатели пустынь с помощью физиологических адаптаций способны обеспечивать свою потребность во влаге путем биохимического окисления жиров. Многие животные, используя физиологические процессы, могут в определенных пределах менять температуру своего тела, то есть осуществлять терморегуляцию

4.2 Экологические факторы среды

Биотические факторы – воздействие на организм других живых организмов. В зависимости от вида воздействующего организма их разделяют на две группы: внутривидовые, или гомотипические, факторы – это влияние на организм особей этого же вида (зайца на зайца, сосны на сосну); межвидовые, или гетеротипические, факторы – это влияние на организм особей других видов (волка на зайца, белки на сосну). В зависимости от принадлежности к определенному царству живой природы биотические факторы подразделяют на четыре основные группы: фитогенные факторы – это влияние на организм растений; зоогенные – влияние животных; микогенные – влияние грибов; микробогенные – влияние микроорганизмов (вирусов, бактерий, простейших). По типу биотического взаимодействия различают протокооперацию, мутуализм, комменсализм, внутривидовую и межвидовую конкуренцию, паразитизм, хищничество, аменсализм, нейтрализм

5. Экосистемы

5.1 Экосистема: состав, структура, разнообразие

В функционировании природных экосистем и экосистем, созданных человеком, имеются отличительные особенности. Для природных экосистем характерна сложная структура и большое видовое разнообразие, которые обеспечивают устойчивость экосистем. Искусственные экосистемы создаются человеком с разными целями. Соотношение абиотического и биотического, автотрофного и гетеротрофного компонентов в искусственных экосистемах существенно отличается от такового в природных системах. Например,

22

агроэкосистемы создаются для получения высокого урожая, видовое разнообразие в них резко снижено, иногда до монокультуры. Экосистемы полей, садов, пастбищ, огородов – это упрощенные системы, они неустойчивы и неспособны к саморегуляции. Виды растений, культивируемых человеком, неконкурентоспособны в борьбе с дикими видами без поддержки человека. Устойчивость искусственных экосистем обеспечивается дополнительными затратами со стороны человека

5.2 Продукция и энергия в экосистемах. Экологические пирамиды

Пирамиды биомасс некоторых биоценозов (например, океана) имеют перевернутый вид, так как для них недействительно правило пирамиды биомасс. Для экосистемы океана характерна тенденция накапливания биомассы на высоких уровнях у хищников. Хищники живут долго и скорость оборота их генераций мала, но у продуцентов – фитопланктона – оборачиваемость может в сотни раз превышать запас биомассы. Это значит, что их чистая продукция и здесь превышает продукцию, поглощенную консументами, то есть, через уровень продуцентов проходит больше энергии, чем через всех консументов.

5.3 Динамика экосистем

По Ф. Клементсу (1916), процесс сукцессии состоит из следующих этапов: 1. Возникновение незанятого жизнью участка. 2. Миграция на него различных организмов или их зачатков. 3. Приживание их на данном участке.

23

5.4 Популяции в экосистеме

Популяция – это внутривидовая группировка с определенными количественными и качественными параметрами. Важнейшими параметрами являются количественные характеристики, которые позволяют решить большинство проблем качественного характера. Выделяют две группы количественных показателей – статические и динамические. Динамические показатели характеризуют процессы, протекающие в популяции за какой-то промежуток (интервал) времени (рождаемость, смертность). Состояние популяции на данный момент времени определяют по статическим показателям, к которым относятся численность, плотность, показатели половой, возрастной и размерной структуры, пространственная структура (распределение внутри территории).

6. Рациональное природопользование и охрана окружающей среды

6.1 Экологические принципы рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды

Производство и реализация конечных продуктов с минимальным расходом вещества на всех этапах производственного цикла и наименьшим воздействием на человека и природные системы называется ресурсосберегающей технологией. При этом должны учитываться все расходы на промежуточных этапах производства на единицу производимой продукции. В понятие «ресурсосберегающая технология» включается требование минимизации используемых природных ресурсов и минимального нарушения природных условий. Это способы производства продукции с минимальным расходом вещества и энергии, сокращением удельного потребления природных ресурсов и энергии. Чем выше коэффициент использования ресурсов и ниже ресурсоемкость (энергоемкость), тем рациональнее использование природных богатств.

Повторное использование материальных ресурсов называется рециркуляцией (реутилизацией). Примером рециркуляции является производство алюминия из металлолома. При этом требуется всего 5% энергозатрат от выплавки алюминия из бокситов; кроме того, переплав 1 т вторичного сырья экономит 4 т бокситов и 700 кг кокса, снижая одновременно на 35 кг выбросы фтористых соединений в атмосферу. Замена первичного

24

сырья на вторичное имеет значительные экологические преимущества: при производстве стали снижение потребления энергии 47–74%, снижение загрязнения атмосферы – до 80%, снижение водопотребления – на 40% и т.д.

Принцип комплексного использования природных ресурсов и концентрации производства реализуется через создание территориальнопроизводственных комплексов.

6.2 Водные ресурсы и их охрана

Вода на Земле находится в разных агрегатных состояниях (пар, жидкость, лед) и ее мировые запасы огромны. На долю пресной воды приходится около 2% от общего количества воды на планете. Доступная для использования пресная вода составляет около 0,5%, но человечество может использовать лишь 0,003% пресной воды от общих ее запасов, так как она либо сильно загрязнена, либо залегает на недоступной глубине, либо содержится в айсбергах, ледниках, в атмосфере и почве. В ледниках сосредоточено 85% пресных вод, подземные воды составляют 14% , озера – 0,6% от общего объема пресных вод. Воды в реках и озерах планеты составляют лишь 0,016% общего объема гидросферы. Но несмотря на столь незначительный объем пригодной для потребления пресной воды, на каждого жителя планеты все еще приходится около 8 млн л.

В настоящее время общие объемы пресной воды вполне достаточны, но их качество не удовлетворяет санитарно-гигиеническим и техническим требованиям, поэтому человечеству угрожает недостаток чистой воды. Проблему недостатка чистой пресной воды порождают следующие причины: 1) загрязнение водоемов промышленными и бытовыми стоками; 2) потери пресной воды из-за сокращения водоносности рек и др.; 3) интенсивное увеличение потребностей в воде из-за роста народонаселения и развития отраслей деятельности, требующих больших затрат водных ресурсов. Основными источниками загрязнения воды являются промышленные и коммунальные стоки; смыв с полей, содержащий частицы почвы, ядохимикаты и минеральные удобрения; дренажные воды систем орошения и др.

Для охраны водоемов от загрязнения сточными водами используют разнообразные методы очистки промышленных и коммунально-бытовых стоков от вредных веществ. В основе механической очистки воды лежат процессы отстаивания, процеживания и фильтрования, при которых из воды удаляются нерастворимые механические примеси различной степени дисперсности – песок, глинистые частицы, окалина. Механическая очистка

25

осуществляется в таких сооружениях, как песколовки, отстойники различных типов (см. рис.) с использованием песчаных фильтров, решеток и т.п. При механической очистке из производственных сточных вод удаляется до 90 %, а из бытовых стоков – до 60 % механических примесей.

Сельскохозяйственная деятельность человека является одним из основных факторов загрязнения поверхностных вод. Основными источниками антропогенного загрязнения водоемов (рек, озер, прудов, водохранилищ и др.) на сельскохозяйственных территориях являются: поверхностный смыв с полей почвы, содержащей различные ядохимикаты; дренажные воды систем орошения полей; стоки животноводческих ферм.

6.3 Особо охраняемые природные территории. Охрана животного и растительного мира

Согласно Федеральному закону Российской Федерации «Об особо охраняемых природных территориях» от 14.03.1995 г., в России выделяют 7 категорий ООПТ:

1)государственные природоохранные заповедники (в том числе биосферные);

2)национальные парки;

3)природные парки;

4)государственные природные заказники;

5)памятники природы;

6)дендрологические и ботанические сады;

7)лечебно-оздоровительные местности и курорты.

Высшей формой охраны природных комплексов в России являются заповедники и национальные парки. Одна из функций биосферного заповедника является осуществление демонстрационных проектов, образовательных программ в области охраны окружающей среды, научных исследований и мониторинга на местном, региональном и глобальном уровнях.

Национальные парки – относительно большие природные территории и акватории, где обеспечивается выполнение трех основных целей: экологической (поддержание экологического баланса и сохранение природных систем), рекреационной (регулируемый туризм) и научной (разработка и внедрение методов сохранения природного комплекса в условиях допуска посетителей). Задачами национальных парков является сохранение биоразнообразия; создание возможностей для общения человека с природой, просвещения, повышения культурного уровня, отдыха и проведение научных исследований