Экология. 2
1). Дайте определение понятию экологического фактора. Что относятся факторам живой и неживой природы
Экологические факторы - это
отдельные элементы среды обитания,
которые воздействуют на организмы.
Каждая из сред обитания отличается особенностями
воздействия экологических
Абиотические факторы - компоненты неживой
природы. К ним относят: климатические
(свет, температура, влажность, ветер, давление
и др.), геологические (землетрясения, извержения
вулканов, движение ледников, радиоактивное
излучение и др.), орографические (рельеф
местности), эдафические, или почвенно-грунтовые
(плотность, структура, рН, гранулометрический
состав, химический состав и др.), гидрологические
(вода, течение, соленость, давление и др.).
Иначе абиотические факторы делят на физические,
химические и эдафические.
Биотические факторы - воздействие живых
организмов друг на друга (взаимодействие
между особями в популяциях и между популяциями
в сообществах). При этом взаимоотношения
могут быть внутривидовыми (взаимодействия
между особями одного вида) и межвидовыми
(между особями разных видов). По типу взаимодействия
различают протокооперацию (симбиоз),
мутуализм, комменсализм, внутривидовую
и межвидовую конкуренции, паразитизм,
хищничество, аменсализм, нейтрализм.
В зависимости от воздействующего организма
биотические факторы делят на фитогенные
(влияние растений), зоогенные (животных)
и микробогенные (микроорганизмов).
Антропогенные факторы - деятельность
человека, приводящая либо к прямому воздействию
на живые организмы, либо к изменению среды
их обитания (охота, промысел, сведение
лесов, загрязнение, эрозия почв и др.).
При этом различается воздействие человека
как биологического организма и его хозяйственная
деятельность (техногенные факторы).
2). Сформулируйте закон толерантности. Кто ввел данный закон?
Закон толерантности (закон
Шелфорда) гласит, что вещество или
любой другой фактор, присутствующий
не только в минимуме, но и в избытке
по сравнению с требуемым
Чем шире амплитуда колебания фактора,
при которой оргганизм может сокращать
жизнеспособность, тем выше его устойчивость
(толерантность)к тому или иному фактору.
Из чего вытекает: любой живой организм
имеет определенно эволюционно унаследованные
верхние и нижние "пределы" толерантности
к любому экологическому фактору. Для
организма имеет значение не только собственная
амплитуда, но и скорость, с которой этот
фактор изменяется. Лимитирующее значение
означает, что в это случае организм может
выжить, но в нем произойдут необратимые
изменения. Поэтому закон Шелфорда называют
также законом лимитирующего фактора.
Закон Шелдона можно применить к нормированию
содержания загрязняющих веществ в воздухе,
воде, почве.
Значит, охранять окружающую среду - это
обеспечивать состав и режим экологических
факторов в пределах унаследованной толерантности
живого организма, т.е. управлять им так,
чтобы ни один фактор не оказался лимитирующим
по отношению к организму.
Если в среде, являющейся
совокупностью
Минимальное и максимальное значения этого фактора выступают в роли ограничивающих (лимитирующих). Расстояние между двумя пессимумами - зона толерантности.
Толерантность - выносливость вида по отношению к колебаниям какого-либо экологического фактора. Толерантные виды - виды, устойчивые к неблагоприятным условиям среды.
Закон толернатности был дополнен в 1975г Ю.Одумом.
- Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий диапазон в отношении другого.
- Организмы с широким диапазоном толерантности в отношении всех экологических факторов обычно наиболее распространены
- Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то диапазон толерантности может сузиться и в отношении других экологических факторов (например, если содержание азота в почве мало, то требуется больше воды для злаков)
- Диапазоны толерантности к отдельным факторам и их комбинациям различны.
- Период размножения является критическим для всех организмов, поэтому именно в этот период увеличивается число лимитирующих факторов.
3). Что такое
среда обитания и среды
Среда обитания - это часть
природы, окружающая живые организмы
и оказывающая на них определенное
воздействие. На нашей планете живые
организмы освоили 4 среды обитания:
водную, наземно-воздушную, почвенную
и организменную. Водная среда была
первой. Затем живые организмы
освоили наземно-воздушную
Водная среда жизни самая древняя. Освещенность
убывает с глубиной. При погружении на
каждые 10 м давление возрастает на 1 атмосферу.
Дефицит кислорода. Степень солености
возрастает при переходе от пресных вод
к морским и океаническим. Относительно
однородная (гомогенная) в пространстве
и стабильная во времени. Адаптации живых
организмов к водной среде обитания следующие:
обтекаемая форма тела, плавучесть, слизистые
покровы, развитие воздухоносных полостей,
осморегуляции.
Почвенная среда жизни создана живыми
организмами. Осваивалась одновременно
с наземно-воздушной средой. Дефицит или
полное отсутствие света. Высокая плотность.
Четырехфазная (фазы: твердая, жидкая,
газообразная, живые организмы). Неоднородная
(гетерогенная) в пространстве. Во времени
условия более постоянны, чем в наземно-воздушной
среде обитания, но более динамичны, чем
в водной и организменной. Адаптации живых
организмов к почвенной среде обитания
следующие: форма тела вальковатая, слизистые
покровы или гладкая поверхность, у некоторых
имеется копательный аппарат, развитая
мускулатура. Для многих групп характерны
микроскопические или мелкие размеры
как приспособление к жизни в пленочной
воде или в воздухоносных порах.
Наземно-воздушная среда жизни разреженная.
Обилие света и кислорода. Гетерогенная
в пространстве. Очень динамичная во времени.
Адаптации живых организмов к наземно-воздушной
среде обитания следующие: выработка опорного
скелета, механизмов регуляции гидротермического
режима, освобождение полового процесса
от жидкой среды.
Организменная среда жизни очень древняя.
Жидкая (кровь, лимфа) или твердая, плотная
(ткани). Наибольшее постоянство среды
во времени из всех сред обитания. Адаптации
живых организмов к организменной среде
обитания следующие: коадаптация паразита
и хозяина, симбионтов друг к другу, выработка
у паразита защиты от переваривания хозяином
и системы заякоривания в среде, усиление
полового размножения, редукция зрения,
пищеварительной системы, синхронизация
биоритмов.
4). Перечислите этапы
исторического развития экологии как
науки. Какова роль отечественных ученых
в ее становлении и развитии
Экология приобрела практический интерес на заре развития человечества - каждый для того, чтобы выжить, должен был иметь знания об окружающей его среде, о силах природы, растениях и животных.
Экологические представления
возникли непосредственно в связи
с практическими запросами
Первый этап развития науки – накопление фактического материала, первый опыт его систематизации.
В трудах ученых античного мира – были сделаны обобщения экологических факторов.
В средние века интерес к изучению природы ослабевает, заменяясь господством богословия (связь строения организмов с условиями среды толковались как воплощение воли бога).
Географические открытия в эпоху Возрождения, колонизация новых стран явилась толчком к развитию биологических наук.
Постепенно человечество
начало открывать для себя все
новые перспективы в освоении
природы. Нужно было разобраться
во всем многообразии флоры и фауны,
оценить возможное
На основании путешествий по неизведанным краям России в 18 веке С.П.Крашенинниковым, И.И. Лепехиным и другими географами и натуралистами указывалось на взаимосвязанные изменения климата, животного и растительного мира в различных частях обширной страны.
В 1749 году Карл Линней впервые
последовательно применил двойн
По мере развития зоологии и ботаники происходило накопление фактов экологического содержания, свидетельствующего, что к концу 18 века у естествоиспытателей начали складываться элементы особого, прогрессивного подхода к изучению явлений природы, об изменениях организмов в зависимости от окружающих условий.
Вместе с тем экологических идей как таковых еще нет, лишь начала складываться экологическая точка зрения на изучаемые явления природы.
Второй этап развития науки связан с крупномасштабными ботанико-географическими исследованиями в природе. Появление в начале 19 столетия биогеографии способствовало дальнейшему развитию экологического мышления.
На заре развития экология представляла собой описательное изучение природы, своего рода естественную историю. Ботаники и зоологи открывали новые виды и описывали их.
Основоположником экологии растений принято считать Гумбольдта (1807 году работу, где он показал влияние климатических условий, особенно температурного фактора, на распространение растений).
У истоков экологии стояли и русские ученые. Один из них – профессор Московского университета Карл Рулье сформулировал принцип, лежащий в основе всех наук о живом, - принцип исторического единства организма и окружающей среды: «Ни один из организмов не может существовать независимо от окружающей среды, причем среда изменяется организмами, а изменения организмов контролируется средой».
Ученые 19 века анализировали
взаимоотношения между
Дальнейшее развитие экологии произошло на базе эволюционного учения Дарвина, который доказал, что « борьба за существование» в природе приводит к естественному отбору и является движущим фактором эволюции.
Третий
этап
Характерно:
- Увеличение числа и глубины работ по экологическим проблемам.
- Отделение экологии от других наук.
- Предпосылки применения системного подхода.
- Подход ориентирует исследователя на раскрытие целостных свойств объектов и механизмов, их обеспечивающих, на выявление связей в биологической системе и разработку эффективной стратегии ее изучения.
В современной науке системный подход доминирует.
Определились две тенденции:
- Положительная – экология стала применять строго научный подход.
- Отрицательная - экология начала распылять свои усилия по слишком многим направлениям (связано с бурным развитием молодых наук).
На этом этапе развития экологии остро почувствовалась нехватка базовой единицы изучения (в физике – атом, в цитологии – клетка). Единицей изучения стала экологическая система.
Деятельность Вернадского
Огромное влияние на развитие экологии оказали работы выдающегося русского геохимика В. И. Вернадского
- Изучал процессы, протекающие в биосфере
- Разработал теорию, названную им биохимией (основа современного учения о биосфере)
- Опубликовал книгу «Биосфера» (рождение новой науки о природе, о взаимосвязи с ней человека)
- Предложил термин Ноосфера (биосфера, которая находится под мощным воздействием человека)
- Центральное звено биосферы - человек
- Впервые вся живая оболочка планеты предстала как единое целое.
- Возникновение партий «зеленых», которые на определенном этапе получили довольно мощную поддержку населения.
Они сделали немало для
защиты окружающей среды. Движениям
экологистов иногда удавалось прямо
или косвенно убедить правительства
необходимости больше учитывать
экологические аспекты
Современный этап характеризуется:
- Признание того, что проблемы окружающей среды затрагивают все страны мира.
- Определение приоритетных проблем глобального характера (изменения, в озоновом слое атмосферы, накопление углекислого газа, загрязнение океана)
- Решение такого рода проблем возможно только при объединении усилий ученых многих стран.
Последний этап наиболее органичен и естественен для человека, поскольку он замыкает эволюционный цикл и восстанавливает природную роль и значение человека, а именно его органическую неразрывную связь с биосферой.
5). Опр. термина"ноосфера" Кто ввел и в чем суть?
В самом общем смысле ноосфера — это сфера человеческого духа и разума, которым наделено тело человека и «тело» общественного организма, обладающего высокоразвитой способностью к саморазвитию и одухотворенной саморефлексии. Сегодня используются различные термины для раскрытия сути понятия ноосфера и использование его в повседневной практике. Так в Философском энциклопедическом словаре (1983) это понятие определено следующим образом: ноочфера — сфера взаимодействия природы и общества, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным определяющим фактором развития. Понятие ноосфера, — как облекающая земной шар идеальная («мыслящая») оболочка, — ввели в начале 20 в. П.Тейяр де Шарден и Э.Леруа. Вернадский же внес в этот термин материалистическое содержание: ноосфера — новая, высшая стадия биосферы, связанная с возникновением и развитием в ней человечества, которое, познавая законы природы и совершенствуя технику, начинает оказывать определяющее влияние на ход процессов в охваченной его воздействием сфере Земли (впоследствии и в околоземном пространстве), глубоко изменяя ее своей идеально одухотворенной деятельностью.
Становление и развитие человечества
как новой преобразующей
В понятии ноосфера подчеркивается необходимость разумной (т.е. отвечающей потребностям развивающегося человечества) организации взаимодействия общества и природы в противоположность стихийному, хищническому отношению к ней, приводящему к деградации среды обитания человека (биосферы).
Сознательное формирование ноосферы органически связано со становлением общественно-экономической формации, в которой начинают преобладать наукоемкие социальные технологии с высоким уровнем Разума (научной рефлексии) и адекватного выбора стратегий развития, обеспечивающих условия для гармонизации отношений с (естественной и социальной) природой и устойчивого развития социума планеты в целом.
6). Что такое биосфера? Каковы ее сущность и положение в системе земных оболочек
Биосфера – это среда
нашей жизни, это та природа, которая
нас окружает, о котором мы говорим
в разговорном языке. Человек
– прежде всего – своим дыханием,
проявлением своих функций, неразрывно
связан с этой «природой», хотя бы он
жил в городе или в уединенном
домике.
Биосфера (греч. bios – жизнь, sphaira – шар,
сфера) – сложная наружнаяоболочка Земли,
населенная организмами, составляющими
в совокупности живоевещество планеты.
Это одна из важнейших геосфер Земли, являющаяся
основнымкомпонентом природной среды,
окружающей человека.
Впервые термин «биосфера» был введен
в науку геологом из Австрии Эдуардом
Зюссом в 1875 г. Он понимал под биосферой
тонкую пленку жизни наземной поверхности.
Роль и значение биосферы для развития
жизни на нашей планете оказалась настолько
велика, что уже в первой трети XX в.
Возникло новое фундаментальное научное
направление в естествознании - учение
обиосфере, основоположником которого
является великий русский ученый В. И.Вернадский.
Первым из биологов, который ясно указал
на огромную роль живых организмов в образовании
земной коры, был Ж. Б. Ламарк (1744 – 1829).
Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся
на поверхности земного шара и образующие
его кору, сформировались благодаря деятельности
живых организмов.
Факты и положения о биосфере накапливались
постепенно в связи с развитием ботаники,
почвоведения, географии растений и других
преимущественно биологических наук,
а также геологических дисциплин. Те элементы
знания, которые стали необходимыми для
понимания биосферы в целом, оказались
связанными с возникновением экологии,
науки, которая изучает взаимоотношения
организмов и окружающей среды. Биосфера
является определенной природной системой,
а ее существование в первую очередь выражается
в круговороте энергии и веществ при участии
живых организмов.
Очень важным для понимания биосферы было
установление немецким физиологом Пфефером
(1845 – 1920) трех способов питания живых
организмов: автотрофное – построение
организма за счет использования веществ
неорганической природы; гетеротрофное
– строение организма за счет использования
низкомолекулярных органических соединений;
миксотрофное – смешанный тип построения
организма (автотрофно-гетеротрофный).
Биосфера (в современном понимании) –
своеобразная оболочка Земли, содержащая
всю совокупность живых организмов и ту
часть вещества планеты, которая находится
в непрерывном обмене с этими организмами.
Биосфера, являясь глобальной экосистемой,
как и любая экосистема ,состоит из абиотической
и биотической части.
Абиотическая часть представлена:
1. почвой и подстилающими ее породами
до глубины, где в них еще есть живые организмы,
вступающие в обмен с веществом этих пород
и физической средой порового пространства.
2. Атмосферным воздухом до высот, на которых
возможны еще проявления жизни.
3. Водной средой океанов, рек, озер и т.п.
Биотическая часть состоит из живых организмов
всех таксонов, осуществляющих важнейшую
функцию биосферы, без которой не может
существовать сама жизнь: биогенный ток
атомов. Живые организмы осуществляют
этот ток атомов благодаря своему дыханию,
питанию и размножению, обеспечивая обмен
между всеми частями биосферы.
В основе биогенной миграции атомов в
биосфере лежат два биохимических принципа:
- стремиться к максимальному проявлению,
к «всюдности» жизни;
- обеспечивать выживание организмов,
что увеличивает саму биогенную миграцию.
По современным представлениям,
биосфера – это особая оболочка
земли, содержащая всю совокупность живых
организмов и ту часть вещества планеты,
которая находится в непрерывном обмене
с этими организмами.
Эти представления базируются на учении
В. И. Вернадского(1863 –1945) о биосфере, являющимся
крупнейшим из обобщений в области естествознания
в ХХв. Важнейшая значимость его учения
во весь рост проявилась лишь во второй
половине века. Этому способствовало развитие
экологии и, прежде всего глобальной экологии,
где биосфера является основополагающим
понятием.
Учение Вернадского о биосфере – это целостное
фундаментальное учение, органично связанное
с важнейшими проблемами сохранения и
развития жизни на Земле, знаменующее
собой принципиально новый подход к изучению
планеты как развивающейся саморегулирующейся
системы в прошлом, настоящем и будущем.
По представлениям В. И. Вернадского, биосфера
включает в себя живое вещество, образованное
совокупностью организмов; биогенное
вещество, которое создается в процессе
жизнедеятельности организмов (газы атмосферы,
каменный уголь, нефть, торф, известняки
и др.); косное вещество, которое формируется
без участия живых организмов (магматические
горные породы);биокосное вещество, представляющее
собой совместный результат жизнедеятельности
организмов и небиологических процессов
(например, почвы);а также радиоактивное
вещество, вещество космического происхождения
(метеориты и др.) и рассеяные атомы. Все
эти семь типов веществ геологически связаны
между собой.
Границы биосферы определяются факторами
земной среды, которые делают невозможным
существование живых организмов. Верхняя
граница проходит примерно на высоте 20
км от поверхности планеты и ограничена
слоем озона, который задерживает губительные
для жизни коротковолновую часть ультрафиолетового
излучения Солнца. Таким образом, живые
организмы могут существовать в тропосфере
и нижних слоях стратосферы. В гидросфере
земной коры организмы проникают на всю
глубину Мирового океана - до 10-11 км. В литосфере
жизнь встречается на глубине 3,5-7,5 км,
что обусловлено температурой земных
недр и условием проникновения воды в
жидком состоянии.
7). Что означает термин мониторинг.
Какие основные задачи решают системы
мониторинга ОПС?
Система экологического мониторинга
должна накапливать, систематизировать
и анализировать информацию:
• о состоянии окружающей среды;
• о причинах наблюдаемых и вероятных
изменений состояния (т.е. об источниках
и факторах воздействия);
• о допустимости изменений и нагрузок
на среду в целом;
• о существующих резервах биосферы.
Таким образом, в систему экологического
мониторинга входят наблюдения за состоянием
элементов биосферы и наблюдения за источниками
и факторами антропогенного воздействия.
В соответствии с приведенными определениями
и возложенными на систему функциями,
мониторинг включает три основных направления
деятельности:
• наблюдения за факторами воздействия
и состоянием среды;
• оценку фактического состояния среды;
• прогноз состояния окружающей природной
среды и оценку
прогнозируемого состояния.
Следует
принять во внимание, что сама система
мониторинга не включает деятельность
по управлению качеством среды, но является
источником необходимой для принятия
экологически значимых решений информации.
Основные задачи экологического мониторинга:
• наблюдение за источниками антропогенного
воздействия;
• наблюдение за факторами антропогенного
воздействия;
• наблюдение за состоянием природной
среды и происходящими в ней
процессами под влиянием факторов антропогенного
воздействия;
• оценка фактического состояния природной
среды;
• прогноз изменения состояния природной
среды под влиянием факторов
антропогенного воздействия и оценка
прогнозируемого состояния
природной среды.
Экологические мониторинги окружающей
среды могут разрабатываться на уровне
промышленного объекта, города, области,
края, республики в составе федерации.
ГСМОС
основывается на системах национального
мониторинга, которые функционируют
в различных государствах согласно
как международным требованиям,
так и специфическим подходам,
сложившимся исторически или
обусловленным характером наиболее
остро стоящих экологических
проблем. Международные требования,
которым должны удовлетворять национальные
системы-участники ГСМОС, включают
единые принципы разработки программ
(с учетом приоритетных факторов воздействия),
обязательность наблюдений за объектами,
имеющими глобальную значимость, передачу
информации в Центр ГСМОС. На территории
СССР в 70-е годы на базе станций гидрометеослужбы
была организована Общегосударственная
служба наблюдений и контроля состояния
окружающей среды (ОГСНК), построенная
по иерархическому принципу.
В обработанном и систематизированном
виде полученная информация представлена
в кадастровых изданиях, таких как Ежегодные
данные о составе и качестве поверхностных
вод суши (по гидрохимическим и гидробиологическим
показателям), Ежегодник состояния атмосферы
в городах и промышленных центрах и др.
До конца 80-х годов все кадастровые издания
имели гриф Для служебного пользования
, затем в течение 3-5 лет были открытыми
и доступными в центральных библиотеках.
К настоящему времени массивные сборники
типа Ежегодных данных... в библиотеки
практически не поступают. Некоторые материалы
можно получить (приобрести) в региональных
подразделениях Росгидромета.
Помимо ОГСНК, входящей в систему Росгидромета
(Федеральной службы России по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды), экологический
мониторинг осуществляется целым рядом
служб, министерств и ведомств.
С целью радикального повышения эффективности
работ по сохранению и улучшению состояния
окружающей среды, обеспечению экологической
безопасности человека в Российской Федерации
«О создании Единой государственной системы
экологического мониторинга» (ЕГСЭМ).
ЕГСЭМ решает следующие задачи:
• разработка программ наблюдений за
состоянием окружающей природной среды
(ОПС) на территории России, в её отдельных
регионах и районах;
• организация наблюдений и проведение
измерений показателей объектов экологического
мониторинга;
• обеспечение достоверности и сопоставимости
данных наблюдений как в отдельных регионах
и районах, так и по всей территории России;
• сбор и обработка данных наблюдений;
• организация хранения данных наблюдений,
ведение специальных банков данных, характеризующих
экологическую обстановку на территории
России и в отдельных её районах;
• гармонизация банков и баз экологической
информации с международными эколого-информационными
системами;
• оценка и прогноз состояния объектов
ОПС и антропогенных воздействий на них,
природных ресурсов, откликов экосистем
и здоровья населения на изменение состояния
ОПС;
• организация и проведение оперативного
контроля и прецизионных изменений радиоактивного
и химического загрязнения в результате
аварий и катастроф, а также прогнозирование
экологической обстановки и оценка нанесённого
ОПС ущерба;
• обеспечение доступности интегрированной
экологической информации широкому кругу
потребителей, включая население, общественные
движения и организации;
• информационное обеспечение органов
управления состоянием ОПС, природных
ресурсов и экологической безопасностью;
• разработка и реализация единой научно
технической политики в области экологического
мониторинга;
• создание и совершенствование организованного,
правового, нормативного, методологического,
методического, информационного, программно-математического,
аппаратурно-технического обеспечения
функционирования ЕГСЭМ.
ЕГСЭМ в свою очередь включает в себя следующие
основные компоненты:
• мониторинг источников антропогенного
воздействия на окружающую среду;
• мониторинг загрязнения абиотического
компонента окружающей природной среды;
• мониторинг биотического компонента
окружающей природной среды;
• социально-гигиенический мониторинг;
• обеспечение создания и функционирования
экологических информационных систем.
При
этом распределение функций между
центральными органами исполнительной
федеральной власти осуществляются
следующим образом.
Госкомэкологии: координация деятельности
министерств и ведомств, предприятий и
организаций в области мониторинга ОПС;
организация мониторинга источников антропогенного
воздействия на окружающую среду и зон
их прямого воздействия; организация мониторинга
животного и растительного мира, мониторинг
наземной фауны и флоры (кроме лесов); обеспечение
создания и функционирования экологических
информационных систем; ведение с заинтересованными
министерствами и ведомствами банков
данных об окружающей природной среде,
природных ресурсах и их использовании.
Росгидромет: организация мониторинга
состояния атмосферы, поверхностных вод
суши, морской среды, почв, околоземного
космического пространства, в том числе
комплексного фонового и космического
мониторинга состояния окружающей природной
среды; координация развития и функционирования
ведомственных подсистем фонового мониторинга
загрязнения ОПС; ведение государственного
фонда данных о загрязнении окружающей
природной среды.
