Контрольная работа по "Экологии". 102

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Машиностроительный институт

Кафедра общей химии

 

 

 

Контрольная работа

ПО  ДИСЦИПЛИНЕ  «ЭКОЛОГИЯ»

 

 

 

Разработчик студент группы ЗЭП–401		Андреев О.В.
Руководитель проекта		Харина Г.В.

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург 

2014

Вопросы: 

1. 21. Понятие   экологической   пирамиды.   Пирамиды численности, биомассы и энергии. Правило десяти процентов.

 

2. 63. Мониторинг окружающей среды. Понятие, цели, задачи, виды, уровни и методы экологического мониторинга.

 

 

3. 77. Понятие здоровья человека. Экологические факторы среды и здоровье человека.  Экопатологии. Наследственные заболевания, их связь с условиями окружающей среды.

 

 

 

21. Экологическая пирамида

Экологическая пирамида -  способ графического отображения соотношения различных трофических уровней в экосистеме.

Может быть трех типов:

1)    пирамида численности – отображает численность  организмов на каждом трофическом уровне;

2)    Пирамида биомассы – отражает биомассу каждого трофического уровня;

3)    Пирамида энергии – показывает количество энергии, прошедшее через каждый трофический уровень в течении определенного промежутка времени

Экосистемы очень разнообразны по относительной скорости создания и расходования как чистой первичной продукции, так и чистой вторичной продукции на каждом трофическом уровне. Однако всем без исключения экосистемам свойственны определенные соотношения первичной и вторичной продукции. Всегда количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, в несколько раз (около 10 раз) больше, чем общая масса растительноядных животных, а масса каждого последующего звена пищевой цепи, соответственно, пропорционально изменяется.

Прогрессивное снижение ассимилированной энергии в ряду трофических уровней находит отражение в структуре экологических пирамид.

 

 

 

 

 

 2.2                                                 Пирамида  численности

 

                         Для изучения взаимоотношений  между организмами в экосистеме и для графического представления этих взаимоотношений удобнее использовать не схемы пищевых сетей, а экологические пирамиды. При этом сначала подсчитывают число различных организмов на данной территории, сгруппировав их по трофическим уровням. После таких подсчетов становиться очевидным, что численность  животных прогрессивно уменьшается при переходе от второго трофического уровня к последующим. Численность растений первого трофического уровня тоже нередко превосходит численность животных, составляющих второй уровень. Это можно отобразить в виде пирамиды численности.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. два типа обычных пирамид численности (А и Б) и перевернутая пирамида (В).

 

                         Для удобства, количество организмов на данном трофическом уровне может быть представлено в виде прямоугольника, длина (или площадь) которого пропорциональна числу организмов, обитающих на данной площади (или в данном объеме, если это водная экосистема). На рисунке 4 показаны три типа пирамид численности, отображающих реальные ситуации  в природе. Хищники, расположенные на высшем трофическом уровне, называются конечными хищниками. Существует ряд неудобств, связанных с использованием этих пирамид. Из этих неудобств наиболее важны следующие:

2.3  Пирамиды энергии

 

                         Наиболее фундаментальным и в определенном смысле  идеальным способом  отображения связей между организмами на разных трофических уровнях служит пирамида энергии, обладающая рядом преимуществ.

Пирамида энергии наглядно иллюстрирует «правило десяти процентов»

 

                         Она отображает скорость образования биомассы в отличие от пирамид численности  и биомассы, описывающих только текущее состояние организмов в отдельный момент времени. Каждая ступенька пирамиды энергии отражает количество энергии (на единицу площади или объема), прошедшей через определенный трофический уровень за определенный период.

Она строится из прямоугольников, поставленных друг на друга. Длина основания каждого прямоугольника в определенном масштабе соответствует величине потока энергии на разных уровнях трофической системы, точнее, той части энергетического потока, которая идет на формирование биомассы данного уровня, то есть на продукцию. Поэтому пирамида энергии, построенная в единицах измерения продуктивности, называется пирамидой продуктивности. Основанием пирамиды служит прямоугольник, соответствующий уровню продуцентов.

 

 

 

 

2.4   Пирамиды биомассы

Она характеризует общую массу живого вещества в сухом весе на каждом трофическом уровне экосистемы.

Для разных экосистем эта пирамида может выглядеть по-разному. Пирамиды биомассы экосистем суши обычно характеризуются такой же формой, как и пирамида энергии. То есть количество биомассы на каждом последующем уровне такой экосистемы как правило меньше, чем на предыдущем уровне. Но это правило уже не является абсолютным. Так для экосистем моря как правило характерна перевернутая пирамида биомассы, основание которой меньше, чем последующие ступени. Так общая биомасса всех потребителей фитопланктона может быть существенно выше, чем масса самого фитопланктона, совокупная масса крупных рыб может оказаться меньше массы мелких рыб. Такая ситуация вообще характерна для экосистем с очень мелкими продуцентами и крупными консументами. Причина этого - резкие различия в продолжительности жизни и продуктивности организмов на разных уровнях. Например, время жизни фитопланктона оценивается несколькими днями или даже часами, в то время как крупные животные могут десятилетиями накапливать массу. В то же время фитопланктон имеет большую продуктивность, но вся продукция достаточно быстро выедается, так что урожай на корню фитопланктона в каждый момент времени оказывается сравнительно малым. При всем этом через трофический уровень продуцентов проходить гораздо больший поток энергии, чем через уровни консументов.

 

                         

 

 

                        

 

 

2.5 Правило экологической пирамиды

Первое звено всякой цепи питания – превращение в процессе фотосинтеза световой энергии в химическую  и образование органических веществ. При этом лишь 3 % световой энергии,  попадающей на растение, переходит  в потенциальную энергию органических веществ; остальная рассеивается в виде тепла. Каждое из последующих звеньев способно использовать лишь 5-12% энергии корма и  и превратить ее во вновь построенное вещество своего тела. Остальная  энергия или превращается в тепло и рассеивается, или (чаще всего) просто не усваивается. В среднем коэффициент полезного действия каждого звена цепи не превышает 10%, что неизбежно ведет к уменьшению количества образующегося  органического  вещества на каждом последующем пищевом уровне. Поэтому типичная цепь питания состоит не более чем из четырех – шести взаимно связанных пищевых уровней.

Правило десяти процентов

В стационарных популяциях изъятие 10-40 % не ведет к выведению популяции из стационарного состояния. В нестационарных популяциях при их росте возможно изъятие 90% особей, что не предотвращает дальнейшего увеличения численности. В то же время из популяций, снижающих численность, изъятие особей в пределах правила десяти процентов может привести к полному их исчезновению.

 

 

 

Заключение

Из трех типов экологических пирамид пирамида энергии дает наиболее полное представление о функциональной организации сообществ. Число и масса организмов, которых может поддерживать какой-либо уровень в тех или иных условиях, зависит не от количества фиксированной энергии, имеющейся в данное время на предыдущем уровне, а от скорости продуцирования пищи. В противоположность пирамидам численностей и биомассы, отражающим статику системы (т.е. характеризующим количество организмов в данный момент), пирамида энергии отражает картину скоростей прохождения массы пищи через пищевую цепь. На форму этой пирамиды не влияют изменения размеров и интенсивности метаболизма особей, и если учтены все источники энергии, то пирамида всегда будет иметь "правильную форму", как это диктуется вторым законом термодинамики. Концепция потока энергии не только позволяет сравнивать экосистемы между собой, но и дает средство для оценки относительной роли популяций в их биотических сообществах.

Многие исследователи считают, что трофическая структура - фундаментальное свойство каждого сообщества, ибо после острого нарушения его трофическая структура возвращается к равновесию независимо от видового состава и быстрее его, т.е. трофическая структура обладает способностью восстанавливаться.

 

 

Список литературы

1.     Н.В. Чебышев, С. В. Кузнецов, С. Г. Зайчикова «Биология. Пособие для поступающих в вузы» Москва «Новая волна» 2001 г.

2.     Т. Л. Богданова, Е. А, Солодова «Биология. Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы» Москва «АСТ – ПРЕСС» 2001 г.

3.     Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. – М., 2000.

4.     Одум Ю. Основы экологии. М., 1975

5.     Уиттекер Н.М. Сообщества и экосистемы. – М., 1980.

6.     Энциклопедия «Кругосвет» CD

 

63. Понятие об экологическом мониторинге

 

Сам термин «мониторинг» впервые появился в рекомендациях специальной комиссии СКОПЕ (научный комитет по проблемам окружающей среды) при ЮНЕСКО в 1971 году, а в 1972 году уже появились первые предложения по Глобальной системе мониторинга окружающей среды (Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде) для определения системы повторных целенаправленных наблюдений за элементами окружающей природной среды в пространстве и времени. Однако такая система не создана по сей день из-за разногласий в объемах, формах и объектах мониторинга, распределении обязанностей между уже существующими системами наблюдений. Такие же проблемы и у нас в стране, поэтому, когда возникает острая необходимость режимных наблюдений за окружающей средой, каждая отрасль должна создавать свою локальную систему мониторинга.

 

Цели и задачи экологического мониторинга

 

Мониторингом окружающей среды называют регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие выделить их состояния и происходящие в них процессы под влиянием антропогенной деятельности.

Под экологическим мониторингом следует понимать организованный мониторинг окружающей природной среды, при котором, во-первых, обеспечивается постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т. д.), а также оценка состояния и функциональной ценности экосистем, во-вторых, создаются условия для определения корректирующих воздействий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются.

Уровни экологического мониторинга

 

Система мониторинга реализуется на нескольких уровнях, которым соответствуют специально разработанные программы:

• импактном (изучение сильных воздействий в локальном масштабе);

• региональном (проявление проблем миграции и трансформации загрязняющих веществ, совместного воздействия различных факторов, характерных для экономики региона);

• фоновом (на базе биосферных заповедников, где исключена всякая хозяйственная деятельность).

При движении экологической информации от локального уровня (город, район, зона влияния промышленного объекта и т. д.) к федеральному масштаб картоосновы, на которую эта информация наносится, увеличивается, следовательно, меняется разрешающая способность информационных портретов экологической обстановки на разных иерархических уровнях экологического мониторинга. Так, на локальном уровне экологического мониторинга в информационном портрете должны присутствовать все источники эмиссий (вентиляционные трубы промышленных предприятий, выпуски сточных вод т. д.). На региональном уровне близко расположенные источники воздействия «сливаются» в один групповой источник. В результате этого на региональном информационном портрете небольшой город с несколькими десятками эмиссии выглядит как один локальный источник, параметры которого определяются по данным мониторинга источников.

 

Реализация системы мониторинга в Крыму

 

В системе управления социально-экономическим развитием можно выделить 4 группы функций:

сбор данных о состоянии объектов управления;

контроль особенностей использования и соблюдения требований законодательства по отношению к различным объектам;

координация деятельности ведомств и организаций в части использования природно-ресурсных объектов;

организация использования объектов территориального управления.

Функция наблюдения за состоянием различных видов природно-ресурсных объектов законодательно закреплена и организационно возложена на ведомственные информационные системы.

К системе экологического мониторинга относится лишь часть данных, получаемых в ведомственных информационных сетях:

о состоянии природно-ресурсных объектов;

о воздействии наблюдаемых объектов на прочие объекты окружающей среды и состояние здоровья населения;

о воздействии

Заключение

 

Сам термин «мониторинг» впервые появился в рекомендациях специальной комиссии СКОПЕ (научный комитет по проблемам окружающей среды) при ЮНЕСКО в 1971 году, а в 1972 году уже появились первые предложения по Глобальной системе мониторинга окружающей среды (Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде) для определения системы повторных целенаправленных наблюдений за элементами окружающей природной среды в пространстве и времени. Однако такая система не создана по сей день из-за разногласий в объемах, формах и объектах мониторинга, распределении обязанностей между уже существующими системами наблюдений. Такие же проблемы и у нас в стране, поэтому, когда возникает острая необходимость режимных наблюдений за окружающей средой, каждая отрасль должна создавать свою локальную систему мониторинга.

Мониторингом окружающей среды называют регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие выделить их состояния и происходящие в них процессы под влиянием антропогенной деятельности.

 

Список литературы

 

1. Баландин Р. К. Природа и цивилизация. – М.: Мысль, 2003.

2. Бердій Я.І., Джигирей В.С., Кидисюк А.І. та ін. Основи екології та охрана навколишнього природного середовища. Навчальний посібник для вузів. Л, 2005г.

3. Білявський Г.О. та ін. Основи загальної екології. – 2-е вид., зі змінами., К.: Либідь, 2006.

4. Ворот П.П. Биогеография.-М: Просвещение,1978 г.

5. Коробки В.И., Передельский Л.В. Экология- Ростов-нДону: Феникс, 2001 г.

6. Стольберга Ф.В. Экология города. К.: 2000г.

7. Хачатурова Т.С. Экономика природопользования. М.: Изд-во МГУ, 2001

 

77. Окружающая среда и здоровье человека.

 

 

Человек – не что иное, как сумма следующих факторов: родителей и кормилицы, места и времени, воздуха и погоды, света и звука, пищи и одеяния; воля же его есть необходимое следствие всех этих причин.

Я. Молешот [4, 10]

Здоровье… Издавна с этим понятием люди связывали и продолжают связывать свое благополучие, счастье, возможность полноценно жить и трудиться, растить здоровых детей.

Многочисленные определения этого понятия сводятся к тому, что здоровье – это естественное состояние организма, которое позволяет человеку полностью реализовать свои способности, без ограничения осуществлять трудовую деятельность при максимальном сохранении продолжительности активной жизни. Здоровый человек имеет гармоничное физическое и умственное развитие, быстро и адекватно адаптируется к непрерывно меняющейся природной и социальной среде, у него отсутствуют какие-либо болезненные изменения в организме, он обладает высокой работоспособностью. Субъективно здоровье проявляется чувством общего благополучия, радости жизни. Именно в таком широком понимании эксперты Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) кратко определили здоровье как состояние полного физического, душевного и социального благополучия, а не только отсутствие физических дефектов или болезни. [1, 14]

В широком смысле природа – это весь материально-энергетический и информационный мир Вселенной. Природа – совокупность естественных условий существования человеческого общества, на которую прямо или косвенно воздействует человечество, с которой оно связано в хозяйственной деятельности. Взаимодействия человека с природой – проблема вечная и одновременно современная: человечество связано своим происхождением с природным окружением, существованием и будущим. Человек как элемент природы является частью сложной системы «природа – общество» За счет природы человечество удовлетворяет многие свои потребности. [3, 23-24]

Здоровье человека надо рассматривать в комплексе, как здоровье единого организма, которое зависит от здоровья всех его частей. Для того чтобы прожить долгую, полноценную и дееспособную жизнь, естественно, надо родиться от здоровых родителей, получить от них в составе генофонда высокую стойкость наследуемого иммунитета к разнообразным вредоносным факторам среды и хорошую организацию жизненно важных морфофункциональных структур. Наследственно приобретенные биологические свойства организма – важное, но не единственное звено, определяющее здоровье человека, его благополучие.

определить каким образом окружающая среда влияет на здоровье человека.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

 

Мы уже определили, что означает понятие «окружающая среда». Категория «окружающая среда» включает совокупность природных и антропогенных факторов. Последние представляют собой факторы, порожденные человеком и его хозяйственной деятельностью и оказывающие преимущественно негативное воздействие на человека. Изменения в состоянии здоровья населения, обусловленные воздействием факторов окружающей среды, методологически изучать достаточно сложно, так как для этого необходимо использование многофакторного анализа. [2, 491]

Структура окружающей среды условно может быть разделена на природные (механические, физические, химические и биологические) и социальные элементы среды (труд, быт, социально-экономический уклад, информация). Условность такого деления объясняется тем, что природные факторы действуют на человека в определенных социальных условиях и нередко существенно изменены в результате производственной и хозяйственной деятельности людей. Свойства факторов окружающей среды обусловливают специфику влияния на человека. [2, 491]

Человек в течение всей своей жизни находится под постоянным воздействием целого спектра факторов окружающей среды – от экологических до социальных. Ориентировочный вклад различных факторов в здоровье населения оценивается по четырем позициям: образ жизни, генетика (биология) человека, внешняя среда и здравоохранение (приложение 1). Приведенные в таблице данные показывают, что наибольшее влияние на состояние здоровья оказывает образ жизни. От него зависит почти половина всех случаев заболеваний. Второе место по влиянию на здоровье занимает состояние среды жизнедеятельности человека (не менее одной трети заболеваний определяется неблагоприятными воздействиями окружающей среды). Наследственность обусловливает около 20% болезней. [2, 497]

Здоровый организм постоянно обеспечивает оптимальное функционирование всех своих систем в ответ на любые изменения окружающей среды, например, перепады температуры, атмосферного давления, изменение содержания кислорода в воздухе, влажности и т.д. Сохранение оптимальной жизнедеятельности человека при взаимодействии с окружающей средой определяется тем, что для его организма существует определенный физиологический предел выносливости по отношению к любому фактору среды и за границей предела этот фактор неизбежно будет оказывать угнетающее влияние на здоровье человека. Например, как показали испытания, в городских условиях на здоровье человека влияют пять основных групп факторов: жилая среда, производственные факторы, социальные, биологические и индивидуальный образ жизни (приложение 2). [2, 498]

Несомненный, как научный, так и практический интерес представляют опубликованные в США оценочные расчеты сокращения продолжительности жизни от различных факторов окружающей среды и образа жизни (приложение 3). [2, 499]

ВОЗДЕЙСТВИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ

НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

 

Виды антропогенного загрязнения окружающей природной среды в результате хозяйственной деятельности человека многообразны. Они обусловливают химическое, физическое, механическое, акустическое, тепловое, ароматическое и визуальное изменения качества природной среды, превышающие установленные нормативы вредного воздействия. В итоге создается угроза здоровью населения, а также состоянию растительного, животного мира и накопленным материальным ценностям.

Многочисленные антропогенные загрязнители окружающей среды всегда потенциально опасны для человека. Экспериментальными и натурными исследованиями установлено, что экопатогенное влияние зависит от уровня и качества загрязнителя, его экспозиции – так называемый эффект «доза - вещество – время». Изменения в состоянии здоровья зависят от возраста людей, их профессиональной деятельности, исходного уровня здоровья, а также от индивидуально-поведенческой ориентации и социально-гигиенических условий жизни. [1, 83]

Химические загрязнители. Наиболее изучено воздействие на здоровье человека химических факторов окружающей среды – около 80 химических элементов необходимо для построения определенных компонентов собственных клеток, построения гормонов, ферментов, для поддержания нормального обмена веществ и т.д. Проблема химического загрязнения объектов биосферы рассматривается как проявление глобального экологического кризиса. Оксиды, взвешенные частицы. В атмосферном воздухе повсеместно присутствуют твердые взвешенные частицы, оксиды серы, азота, углерода, фенол, формальдегид. Оксиды серы SO2, SO3, азота NO, NO2, монооксид углерода СО – «кислые» газы со специфическим, относительно однотипным характером влияния на органы дыхания. Вследствие образования слабых кислот при соприкосновении со слизистыми оболочками дыхательных путей они раздражают и прижигают слизистые, вызывая тем самым начальные морфологические повреждения эпителия и угнетение местного иммунитета. Чем менее растворимы газы, тем глубже они проникают в дыхательные пути. Оксиды, прежде всего диоксид серы, адсорбируются на твердых взвешенных частицах, глубина проникновения которых в организм зависит от их размеров: чем мельче частицы, тем больше их поступает в бронхи и альвеолы. Раздражение сопровождается выбросом гистаминов, что может приводить к бронхоспазмам, а в дальнейшем – к формированию астмоидного бронхита и бронхиальной астмы. [1, 92-93]

Диоксины. Это обширная группа высокотоксичных полихлорпроизводных соединений, стойких и широко распространенных загрязнителей окружающей среды. Источниками диоксинов являются многие отрасли народного хозяйства: химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная, металлургическая промышленность, производство трансформаторов, конденсаторов, теплообменников, пестицидов и пр. Диоксины образуются при высокотемпературных процессах переработки хлорсодержащей продукции. Они отличаются термической устойчивостью, резистентностью к химическому разложению, слабой растворимостью в воде. Расширение масштабов производства ряда химических соединений, их использование в военных целях сопровождается опасностью воздействия диоксинов не только на лиц, профессионально контактирующих с ними, но и на население. [1, 93-94]

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Ни одно общество не смогло полностью устранить опасности для здоровья человека, проистекающие от извечных и новых условий окружающей среды. Наиболее развитые современные общества уже заметно сократили ущерб от традиционных смертельных болезней, но они же создали стиль жизни и технику, влекущие собой новые угрозы для здоровья.

Все формы жизни возникли в результате естественной эволюции, и поддержание их определяется биологическими, геологическими и химическими циклами. Однако Homo sapiens – первый вид, способный и желающий существенно изменить природные системы поддержания жизни и стремящийся стать первенствующей эволюционной силой, действующей в своих интересах. Путем добычи, производства и сжигания природных веществ мы нарушаем поток элементов через почвы, океаны, флору, фауну и атмосферу; мы изменяем биологическое и геологическое лицо Земли; мы меняем климат все больше и больше, все быстрее и быстрее лишаем растительные и животные виды привычного окружения. Человечество создает сейчас новые элементы и соединения; новые открытия генетики и техники позволяют вызвать к жизни новые опасные агенты.

Многие изменения окружающей среды позволили создать удобные условия, способствующие увеличению продолжительности жизни. Но человечество не покорило силы природы и не пришло к их полному пониманию: многие изобретения и вмешательства в природу происходят без учета возможных последствий. Некоторые из них уже вызвали катастрофическую отдачу.

Список литературы

 

1. Гигиена и экология человека: Учебник для студ. Сред. Проф. Учеб. Заведений / Н.А.Матвеева, А.В.Леонов, М.П.Грачева и др.; Под ред. Н.А.Матвеевой. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 304 с.
2. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: Учебное и справочное пособие. – 3-е изд. – М.: Финансы и статистика, 2001. – 672 с.
3. Степановских А.С. Прикладная экология: охрана окружающей среды: Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. – 751 с.
4. Агаджанян Н. Экология, здоровье и перспективы выживания// Зеленый мир. – 2004. - № 13-14. – С. 10-14