Экологические группы жиотных
- 0.Экологические группы животных по отношению к теплу гомойотермные, пойкилотермные и гетеротермные. Отличительные особенности организмов.
Температура - одно из важнейшее средовых условий, влияющих на жизнедеятельность организмов. Температура влияет на энергетику всех жизненных процессов. Так как в основе всех реакций живого организма, зависящих от температуры, в конечном счете лежат биохимические процессы, для них применимо правило зависимости скорости реакции от температуры - закон Вант-Гоффа, согласно которому при повышении температуры на 10?С реакция ускоряется в 2-3 раза.
Температура определяет границы существования жизни, при этом нормальное функционирование белков, как основных составляющих жизни, возможно в среднем от 0 до 50oC. При этом ряд организмов за счет биохимических и физиологических адаптаций сохраняют активное существование при температуре, выходящей за указанные пределы. Среди них - сине-зеленые водоросли, которые существуют даже при +85,2oC в Северной Америке и при +77oС в горячих ключах на Камчатке. Клетки дрожжевых грибков не теряют жизнеспособности при +90oC. В латентном состоянии температурные границы существования еще более расширяются. Так, споры некоторых бактерий выдерживают в течение нескольких минут нагревание до +180oC. В лабораторных условиях семена, пыльца и споры растений, нематоды, коловратки, цисты простейших, личинки насекомых и некоторые другие организмы после обезвоживания переносили температуры, близкие к абсолютному нулю - до -271,16oC, возвращаясь затем к активной жизни. Также в обезвоженном состоянии личинки насекомых в течение нескольких минут выдерживали температуру +102-104oC, сухие мхи могли существовать при температуре +100oC, а обезвоженные тихоходки и коловратки в течение 15 минут жили при температуре +151oC. Таких экстремальные температурные условия перечисленные организмы выдерживают в состоянии анабиоза, при котором приостанавливаются все жизненные процессы.
В ходе эволюции у живых организмов выработались разнообразные приспособления, позволяющие регулировать метаболизм при изменениях температуры окружающей среды. Это достигается несколькими путями:
различными биохимическими и физиологическими перестройками (понижение точки замерзания растворов тела за счет биоантифризов; изменение набора, концентрации и активности ферментов и др.)
поддержанием температуры тела на более стабильном уровне, независимо от температуры среды, за счет высокого уровня метаболизма; тепло, вырабатываемое живыми организмами как побочный продукт биохимических реакций, может служить существенным источником повышения температуры их тела.
По отношению к температуре живые организмы делятся на несколько экологических групп.
Виды, предпочитающие холод, относятся к экологической группе криофилов. Они могут сохранять активность при температуре клеток в их организме до -8-10oС. Криофилия характерна для различных наземных организмов: бактерий, грибов, лишайников, мхов, членистоногих и других организмов, обитающих в условиях низких температур: в Арктике и Антарктике, в тундре, высокогорьях.
Виды, которые имеют оптимум жизнедеятельности в области высоких температур, относятся к группе термофилов. Термофилия характерна для многих групп микроорганизмов, нематод, личинок насекомых, клещей и других организмов, обитающих в аридных областях, в разлагающихся органических остатках и т.д.
Хорошо известна классификация организмов на гомойотермных и пойкилотермных . Гомойотермные - организмы, поддерживающие внутреннюю температуру тела на относительно постоянном уровне, при изменении температуры окружающей среды. Пойкилотермные - организмы, у которых температура тела широко варьирует в зависимости от температуры среды.
Существует также деление организмов на эндотермов и эктотермов. Эктотермные - организмы, получающие свое тепло из окружающей среды. Эндотермные - организмы, производящие большую часть собственного тепла в результате протекающего в его теле окислительного метаболизма. Все растения и подавляющее большинство животных относятся к эктотермным организмам, а настоящие эндотермные организмы - только птицы и млекопитающие.
Существуют примеры, несколько нарушающие подобные классификации. Многие организмы, относимые к пойкилотермным, наделены определенной способностью к регулированию температуры тела. Например, насекомые (пчелы, шмели) перед полетом разогревают тело до 35-40oС благодаря незаметным мышечным сокращениям; у ночных бабочек перед полетом начинают дрожать крылья, что приводит к повышению температуры тела до 37-39oC. У акул и тунцов во время быстрого крейсерского плавания температура тела на 5-10oС выше, чем температура воды. В то же время некоторые птицы и млекопитающие, т.е. гомойотермные животные, при необычно низких температурах ослабляют или приостанавливают эндотермическую регуляцию температуры тела. Во время зимней спячки или оцепенения (в неблагоприятный период) у гомойотермных животных температура тела понижается. Этот особый случай гомойотермии получил название - гетеротермия, при которой животные могут значительно изменять интенсивность метаболизма и активность в зависимости от климатических условий. К гетеротермным животным относятся некоторые птицы - колибри, стрижи, и млекопитающие - сурки, суслики, ежи, летучие мыши и др.
В любом случае, эктотермные организмы, в отличие от эндотермных, более зависимы от температуры внешней среды. У эктотермов, для каждого отдельного вида, после холодового угнетения нормальный обмен веществ восстанавливается при определенной температуре, которая называется температурным порогом развития. Чем больше температура среды превышает пороговую, тем интенсивнее протекает развитие и, следовательно, тем скорее завершается прохождение отдельных стадий и всего жизненного цикла организма.
Устойчивость к температурным изменениям среды у наземных организмов очень различна и во многом зависит от того, в каком конкретном местообитании они существуют. Однако в целом наземные организмы значительно более эвритермны по сравнению с водными.
Температурный режим водоемов более стабилен, чем на суше, что связано с высокой теплоемкостью воды. Амплитуда годовых колебаний температуры в верхних слоях океана не более 10-15oС, в континентальных водоемах - 30-35oС. Для глубоких слоев воды характерно постоянство температуры. Нижний предел температуры воды даже в сильно соленых частях океанов (полярные воды, глубоководные слои) не опускается ниже -2oC. В связи с более устойчивым температурным режимом воды среди гидробионтов (обитателей водной среды), по сравнению с обитателями суши, чаще встречается стенотермность. Эвритермные виды встречаются в основном в мелких континентальных водоемах и на литорали морей. Понижение температуры воды вызывает у ряда пресноводных рыб спячку (карась, осетровые).
Живые организмы имеют различные адаптации к температурному режиму, отражающие уровень организации, характер местообитаний и образ жизни.
Растения, будучи неподвижными организмами, вынуждены существовать при тепловом режиме тех местообитаний, в которых они произрастают.
Растения умеренно холодного и умеренно теплого поясов эвритермны. Они переносят в активном состоянии колебания температур до 60oC. В латентном состоянии эта амплитуда может достигать 90oС и более. Растения дождевых тропических лесов стенотермны. Они не переносят ухудшения теплового режима и даже положительные температуры +5-+8oС для них губительны. Еще более стенотермны некоторые криофильные зеленые и диатомовые водоросли, а также цианобактерии, живущие на поверхности снегов высокогорий и арктических широт. Активная жизнь, в том числе размножение этих организмов, происходит при температуре, близкой к 0oC, когда поверхность снега оттаивает, чему способствует окраска водорослей (красная, зеленая, синяя, желтая, бурая), поглощающих солнечные лучи.
Растения отличаются очень слабыми возможностями регуляции собственной температуры. К ним относятся: биохимические, физиологические и некоторые морфологические перестройки. Тепло, образующееся в процессе метаболизма, быстро отдается растениями окружающей среде благодаря большой излучающей поверхности и трате на транспирацию. Основное значение в жизни растений имеет тепло, получаемое извне.
Температура растения вследствие нагревания солнечными лучами может быть выше температуры окружающего воздуха и почвы. У многих растений пустынь в полдень перегрев листьев достигает до 10-12oС по сравнению с окружающим воздухом. У подушковидного кактуса эта разница достигает 24oС.
Для высокогорных, тундровых и арктических растений характерна приземистость, подушковидные формы, прижатость листьев розеточных и полурозеточных побегов к субстрату, что является адаптациями к лучшему использованию тепла в условиях его недостатка.
К основным адаптациям растений против перегрева относятся - транспирация, охлаждающее тело; отражение и рассеивание лучей густым опушением или глянцевитой поверхностью листьев; положение листьев по отношению к полуденным лучам; мелкие размеры листьев, их слабая окраска; повышение термоустойчивости протоплазмы в результате закаливания.
В отличие от растений животные, обладающие мускулатурой, производят гораздо больше тепла. При сокращении мышц освобождается значительно больше тепловой энергии, чем при функционировании любых других органов и тканей. По сравнению с растениями животные обладают более разнообразными возможностями регулировать температуру тела.
К основным способам температурных адаптаций у животных относятся:
химическая терморегуляция - активное увеличение теплопродукции в ответ на понижение температуры среды;
физическая терморегуляция - изменение уровня теплоотдачи, способность удерживать тепло или рассеивать его избыток с помощью различных морфологических приспособлений (волосяной и перьевой покровы, распределение жировых запасов, строение кровеносной системы, испарение);
поведение животных - активное избегание крайних температур за счет перемещений в пространстве.
Способность к терморегуляции различна у гомойотермных и пойкилотермных животных. Последние отличаются более низким уровнем метаболизма и, следовательно, незначительной возможностью химической терморегуляции. Правда некоторые пойкилотермные животные способны поддерживать оптимальную температуру тела за счет работы мышц. У некоторых видов змей температура тела выше температуры среды на 5-7oC, за счет спазматических сокращений мускулатуры, что приводит к усилению энергетического обмена и в конечном счете к разогреванию тела этих животных. Однако у пойкилотермных животных с прекращением двигательной активности тепло перестает вырабатываться и быстро рассеивается по причине несовершенства механизмов физической терморегуляции.
Основные способы регуляции температуры у пойкилотермных животных - поведенческие. К ним относятся: перемена позы, активный поиск благоприятных микроклиматических условий, смена мест обитания, различные формы поведения поведения, направленные создание нужного микроклимата (рытье нор, сооружение гнезд и т.д.). Так, например, сложное поведение общественных насекомых, строящих гнезда, обеспечивает им надежную терморегуляцию в их жилищах в течение нескольких поколений. Рыжие лесные муравьи за счет мышечной активности и скопления в ранневесенний период при внешней температуре от 0 до 13oC поддерживают температуру в гнезде на уровне 26-30oC, что требуется для развития расплода. Когда температура в месте скопления муравьев превосходит оптимальный уровень они рассредотачиваются.
Выживать при низких температурах пойкилотермным животным помогают биологические антифризы, которые понижают точку замерзания плазмы крови. У насекомых, например, при низких температурах роль антифриза играет глицерин. Содержание глицерина в тканях насекомых меняется в зависимости от сезона: зимой его концентрация возрастает, а летом падает. Так у гусениц одной из галлообразующих бабочек в середине зимы концентрация глицерина в жидкостях организма достигает 40%, что составляет 19% всего веса тела; это позволяет им переохлаждаться до -38oC.
У гомойотермных животных очень высокая способность к химической терморегуляции. Они отличаются высокой интенсивностью метаболизма и выработкой большого количества тепла. Постоянная температура тела у теплокровных поддерживается в результате усиления продукции тепла при понижении температуры окружающей среды и увеличения теплоотдачи организма при увеличении внешней температуры.
Физическая терморегуляция экологически более выгодна, поскольку осуществляется не за счет дополнительной выработки тепла, а за счет сохранения его в теле животного. Этот способ терморегуляции осуществляется при помощи рефлекторного сужения и расширения кровеносных сосудов кожи, противоточного теплообмена при кровоснабжении отдельных органов, теплоизолирующих покровов (волос, перьев), испарительной теплоотдачи. У животных холодного климата теплоизолирующие свойства также выполняет слой подкожного жира (жировая клетчатка).
В жизни некоторых теплокровных животных имеет большое значение спячка - состояние пониженной биологической активности в неблагоприятных условиях, в частности температурных. При этом температура тела животного снижается до уровня температуры окружающей среды. В этот период температура влияет на метаболизм гомойотермных животных таким же образом, как и на пойкилотермных.
Большое значение в теплорегуляции животных имеют размеры тела. Несмотря на то, что температура тела животных в принципе не зависит от их размеров, относительная теплопродукция у мелких животных выше. Это связано с тем, что с уменьшением размеров возрастает отношение поверхности тела к его объему, или массе (правило поверхности). Потери тепла происходят через поверхность, и для того чтобы не снизилась температура тела, животное должно производить тепло со скоростью, равной скорости его потери.
Для гомойотермных животных, также как и для пойкилотермных, важное значение имеют поведенческие способы регуляции теплообмена, которые очень разнообразны - изменение позы, поиск укрытий, сооружение нор и гнезд, миграции и др.
43. Закон растущего плодородия и урожайности.
ЗАКОН (ЗАКОНОМЕРНОСТЬ)
РАСТУЩЕГО ПЛОДОРОДИЯ УРОЖАЙНОСТИ ––агротехнические и др. прогрессивные
приемы ведения сельского хозяйства, появляющиеся
в практике земледелия, ведут к увеличению
урожайности полей. (Само плодородие как
свойство почв не увеличивается, поэтому
правильнее говорить о закономерности,
или тенденции, растущей урожайности полей).
В истории
человечества наблюдалось постепенное
увеличение урожайности, однако неравномерное.
Во времена Древнего Рима средняя урожайность
зерновых достигала 15 ц/га, позже средние
урожаи тут были намного ниже (7—8 ц/га).
Сейчас в наиболее развитых странах Западной
Европы они держатся па уровне 50—60 и до
80 ц/га. Высокие урожаи обеспечиваются
огромными энергетическими вложениями,
порой угрожающими серьезными экологическими
последствиями, если, конечно, не учитываются
экологические ограничения и объективные
законы природы. Закон справедлив для
исторических периодов возможного роста
в практически не лимитированных системах.
При любых ограничениях в энергетике,
вещественном составе и информации природных
систем рост урожайности в рамках существующих
технологий прекращается, и человечество
переходит к новым агроприемам, вновь
снимающим ограничения и дающим возможность
для дальнейшего увеличения урожайности.
При этом резко возрастает количество
используемой энергии.
Примечание. Как указано выше, 3. р. п.—
у. исторически ограничен. Не исключено,
что в древности урожаи зерновых культур
превышали современные рекорды.
В древних хрониках возможны
преувеличения и не исключена неточность
при переводе из единицы сам-столько-то
в абсолютную урожайность (в древности
могли сеять не по 2 ц/га зерновых, а меньше),
но и в этом случае урожаи была очень высокими
при минимуме технических средств обработки
земли.
76. Использование воды в зависимости от целевой направленности (водопотребление и водопользование)
В природе вода выполняет многочисленные
и разнообразные функции. Это перенос
механических частиц и растворённых химических
веществ по поверхности и под землёй. Вода
– важный фактор современного рельефообразования
(эрозия и денудация; перенос и отложение
продуктов разрушения), почвообразовательных
процессов и формирования климата. Почвенная
влага – обязательный компонент создания
растительной биомассы. И это только одно
из её фазовых состояний – жидкое.
Являясь одним
из самых распространенных веществ в природе,
вода представляет собой уникальное соединение,
благодаря которому на Земле зародилась
и существует Жизнь, всё то, что мы называем
биосферой. Все природные воды теснейшим
образом взаимосвязаны и образуют гидросфоеру,
сплошную водную оболочку Земли.
Вода в виде
молекул Н2О отмечается в литосфере и атмосфере,
а биосфера более чем на три четверти состоит
из воды. Гидросфера – динамичная система,
в которой водные массы всех оболочек
Земли находятся в гомеостазе. С участием
воды совершается кругооборот веществ
и энергии в природе.
Назначение
воды как природного ресурса – поддержание жизненных потребностей
человечества. В производственной и хозяйственной
деятельности человек применяет воду
для очистки, мытья, охлаждения оборудования
и материалов, полива растений, гидротранспортировки,
обеспечения специфических процессов
(выработка электроэнергии). Водная среда
используется для вылова рыбы, добычи
подводных запасов сырья и топлива, сбора
водных растений, перевозки грузов,
захоронения отходов.
В настоящее
время все большую остроту приобретает
проблема пресной
воды. Генеральной Ассамблей ООН
было объявлено, что более миллиарда людей
планеты страдает от недостатка доброкачественной
воды, необходимой для питья и хозяйственных
нужд. Только для поддержания жизненных
функций организма человеку ежесуточно
необходимо около 2 литров воды, а житель
современного благоустроенного города
в сутки расходует от 100 до 1000 литров.
Еще больше
расход пресной
воды в промышленности: для производства
одной тонны стали, расходуется 150 – 200
м3 воды, меди – 500 м3,
бумаги 450 – 1000 м3, искусственного волокна
– 2000 – 6000 м3.
Природные
воды относятся к исчерпаемым, частично
возобновляемым природнымресурсам.
По
характеру использования природных вод
все отрасли хозяйства
подразделяют на водопотребителей и водопользователей.
Водопотребители – отрасли, изымающие воду из
естественных источников, потребляют
её для выработки промышленной и сельскохозяйственной
продукции и для коммунально-бытовых нужд
и возвращают в источники в другом месте,
в меньшем количестве и худшего качества.
К водопотребителям относятся промышленность,
тепловая и атомная энергетика, сельское
хозяйство, коммунально-бытовая сфера.
Водопользователи – отрасли, не изымающие воду
из источников и использующие не саму
воду, а её энергию или использующие воду
как среду или элемент ландшафта. К водопользователям
относятся гидроэнергетика, водный транспорт,
рыбное хозяйство, рекреационный комплекс.
Деятельность
и тех и других влечёт за собой изменения
химического состава и физических свойств
воды. Можно сказать, что все водопользователи
и водопотребители как антропогенный
фактор воздействия на водную среду являются
объектами мониторинга водных ресурсов.
109. Экологические фонды.
Важным элементом экономического механизма регулирования в области охраны окружающей среды являются экологические фонды, которые включают Федеральный экологический фонд Российской Федерации (ФЭФ РФ), экологические фонды субъектов Российской Федерации и местные фонды. Практика существования экологических фондов доказала экономическую целесообразность их деятельности, роль которой особенно возрастает в условиях жесточайшего дефицита финансирования охраны окружающей среды.
Цель системы экологических фондов - решение неотложных природоохранных задач, восстановление потерь в окружающей среде, компенсация причиненного вреда за счет ухудшения качества окружающей среды (в тех случаях, если виновник вреда не установлен).
принцип формирование задача экологический фонд
1. Задачи экологического фонда
Основными задачами Федерального экологического фонда Российской Федерации являются:
- финансирование и кредитование
федеральных программ и научно-
- мобилизация средств на
- экономическое стимулирование
бережного и эффективного
-содействие в развитии и
- содействие в развитии
Для обеспечения выполнения возложенных на него задач Федеральный экологический фонд Российской Федерации в установленном порядке:
- направляет средства на
- осуществляет кредитные
- организовывает и проводит денежно-вещевые лотереи, аукционы и благотворительные акции;
- осуществляет деловые контакты
в Российской Федерации и за
рубежом с учреждениями, организациями
и фирмами по вопросам
- учреждает предприятия и
- осуществляет иную
2. Принципы формирования экологических фондов
Система внебюджетных государственных экологических фондов объединяет федеральный экологический фонд, республиканские, краевые, областные и местные фонды.
Важную роль в защите экологии играют экологические фонды, они обычно носят перераспределительный характер: средства поступают от загрязнителей и им же возвращаются на конкретные средоохранные мероприятия или идут на улучшение экологической обстановки в целом. Это позволяет координировать экологическую деятельность и приводить ее в соответствии с общими целями экологической политики. Фонды могут быть национальными, межрегиональными, региональными и местными. Первые три типа образуются для проведения крупных экологических программ и мероприятий по охране окружающей среды, стоимость которых превышает имеющиеся средства местных фондов.
Местные экологические фонды складываются из следующих средств:
- эмиссионные налоги и платежи предприятий (за выбросы в атмосферу, сбросы в водоемы, размещение твердых отходов);
- налоги и платежи за ресурсы;
- залоги-возмещения и облигации пользования;
- средства, изысканные в возмещение ущерба, причиненного при нарушении средоохранного законодательства;
- плата предприятий за выбросы (лицензионные взносы);
- штрафы, взысканные в административном
и судебном порядке с
Средства крупных фондов могут расходоваться на финансирование:
- крупных средоохраных проектов на предприятиях при невозможности их осуществления за счет собственных средств;
-строительства, технического перевооружения, реконструкции и капитального ремонта средоохранных объектов, действующих на соответствующей территории;
- научно - исследовательских разработок
и создания новых видов
- мероприятий по предупреждению
и компенсации негативных
- работ по оценке воздействия
на окружающую среду и
- создания специализированных
предприятий по переработке
- частичное или полное
Определенная доля отчислений местных фондов может резервироваться и образовывать страховой фонд, средства которого будут направляться на ликвидацию негативных последствий от непредвиденных природных процессов и явлений, а также аварий, причиняющих ущерб окружающей среде.
Надо отметить, что все перечисленные статьи расходов относятся к прямым расходам на экологическую деятельность. Кроме них, существуют еще и косвенные расходы, которые не могут покрываться из экологических фондов. Связанные с ними выплаты осуществляются из госбюджета.
В соответствии с Законом РФ «Об охране окружающей природной среды» в стране создана единая система государственных экологических фондов, объединяющая федеральный экологический фонд, внебюджетные республиканские, краевые, областные и местные фонды.
Формирование экологических фондов осуществляется за счет:
- средств, поступающих в виде
платы за нормативные и
- сумм по искам о возмещении вреда, штрафов за экологические правонарушения;
- средств от реализации
- пожертвований от юридических и физических лиц, которые зачисляются на специальные счета.
Штрафы и иски о возмещении вреда и за экологические правонарушения взимаются и соответствии с действующим законодательством. Штрафы налагаются специально уполномоченными государственными органами - подразделениями Госкомэкологии России, санитарно-эпидемиологическими станциями и др. Расчет сумм по возмещению вреда производится в соответствии с утвержденными методиками определения ущерба, а при их отсутствии - по фактическим затратам на восстановление нарушенного состояния окружающей среды.
3. Особенности использования средств экологических фондов
Средства Федерального экологического фонда Российской
Федерации используются на :
- долевое участие в разработке
и реализации имеющих
- научно-технические
- участие в финансировании
- осуществление мер по
- выплату в установленном
- развитие экологического
- содержание аппарата
Часть средств Федерального экологического фонда Российской Федерации на договорных условиях может использоваться для выдачи под процентные займы предприятиям, учреждениям, организациям для реализации природоохранных мероприятий, а также для вложения в ценные бумаги, долевого участия в деятельности предприятий и иных юридических лиц, для размещения их на депозитных счетах в банках и на другие цели, не противоречащие направлениям деятельности Федерального экологического фонда Российской Федерации.
Использование средств Федерального экологического фонда
Российской Федерации осуществляется в направлениях, предусмотренных бюджетом Фонда на текущий год, и в соответствии со сметами расходов.
Передача средств под конкретные природоохранные мероприятия осуществляется на основании договоров.
Средства Федерального экологического фонда Российской Федерации не могут быть использованы на цели, не связанные с природоохранной деятельностью.
Не использованные в отчетном году средства Федерального экологического фонда Российской Федерации изъятию не подлежат, переходят на следующий финансовый год и расходуются на цели, предусмотренные настоящим Положением.
Средства, поступающие в экологические фонды, распределяются в следующем порядке:
60% - на реализацию природоохранных мероприятий местного (городского и районного) значения;
30% - на реализацию мероприятий регионального (республиканского, краевого и областного) значения;
10% направляются в доход
Первоначально средства, которые поступают в экологические фонды, накапливаются на счетах республиканских, краевых или областных фондов, а оттуда перечисляются в федеральный экологический фонд (федеральный бюджет) и в местные экологические фонды. Перечисление средств в экологические фонды производится поквартально.
