Контрольная работа по "Экологии". 3. 2

Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия 
 
 
 

      Кафедра Физиология, зоология и

      водные  биоресурсы 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Контрольная работа

      по  курсу «Экология»  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила студентка

2 Курса, заочного отделения экономический факультет

Специальность бухучет, анализ и аудит

Халитова  Нурия Ильгизяровна

Шифр 08038

Проверил 
 
 
 
 
 
 

Ульяновск, 2009

     Содержание

1. Экологическая ниша вида
2. Искусственные экосистемы
3. Экологические (производственно-хозяйственные) нормативы качества

Список  используемой литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Экологическая ниша вида.

     Экологическая ниша - место, которое занимает вид  в сложной системе экологических  взаимоотношений с другими организмами  и факторами неживой природы. В понятие экологической ниши входит ареал, зависимость от источников пищи, от врагов и конкурентов, способ размножения (сроки, условия) и др.

     Каждый  вид живых организмов занимает свое место в биосфере нашей планеты. Эксперименты в лаборатории и  наблюдения в природе показывают, что в процессе эволюции два близких  вида, обитающих вместе, неизбежно  приобретают в результате естественного  отбора такие приспособления - адаптации, которые как бы разводят их в разные местообитания. Этим достигается более  полное использование биотических  и абиотических ресурсов экосистемы.

     Часто считают, что экологическая ниша - это какое-то пустое пространство в природе, которое вид может  занять или освободить. Это не так. Экологическая ниша возникает и  исчезает вместе с приобретением  каких-то адаптации данным видом. Вне  вида экологическая ниша не существует. Экологическая ниша не "адрес" организма, а его "профессия". Двух одинаковых экологических ниш в  природе не существует, поскольку  нет двух абсолютно одинаковых видов: каждый вид чем-нибудь, каким-то специальным  приспособлением (адаптацией) отличается от любого другого.

     Вне вида, независимо от него существуют адаптивные зоны: зона пустынь, зона литорали, зона тайги, зона стоячих водоемов и т. п. Организмы, существующие в таких  адаптивных зонах, образуют множество  экологических ниш, которые могут  иногда быть внешне похожими для разных участков биосферы. Место крупного хищника в экосистеме Австралии  занимал сумчатый волк, уничтоженный на этом материке к 30-м гг. нашего столетия. С его исчезновением исчезла  и образованная им экологическая  ниша. Можно сказать, что сейчас в  экосистеме Австралии существует возможность  образования экологической ниши, похожей на исчезнувшую вместе с сумчатым волком. В какой-то степени ее используют проникшие в Австралию вместе с человеком дикие собаки - динго.

     Экологическая ниша -положение вида, которое он занимает в биогеоценозе , комплекс его связей с другими видами и  требований к абиотическим факторам среды называется экологической  нишей. Понятие "экологическая ниша" следует отличать от понятия "местообитание". В последнем случае речь идет о  части пространства, где вид живет  и где имеются необходимые  абиотические условия для его  существования. Экологическая ниша вида зависит не только от абиотических условий, она характеризует весь образ жизни, который вид может  вести в данном сообществе.

     По  образному выражению эколога  Ю. Одума, местообитание - это адрес  вида, а экологическая ниша - его "профессия". Различают фундаментальную (или потенциальную) и реализованную  ниши. Фундаментальная экологическая  ниша - совокупность оптимальных условий, при которых данный вид может  существовать и воспроизводиться. Реализованная  ниша - условия, где вид реально  встречается в данной экосистеме, она всегда составляет некоторую  часть фундаментальной ниши.

     Принцип вытеснения Суть принципа вытеснения, также известного как принцип Гаузе, состоит в том, что каждый вид имеет свою собственную экологическую нишу. Никакие два разных вида не могут занять одну и ту же экологическую нишу. Сформулированный таким образом принцип Гаузе подвергался критике. Например, одним из известных противоречий этому принципу является парадокс планктона. Все виды живых организмов, относящихся к планктону, живут на очень ограниченном пространстве и потребляют ресурсы одного рода (главным образом солнечную энергию и морские минеральные соединения). Современный подход к проблеме разделения экологической ниши несколькими видами указывает, что в некоторых случаях два вида могут разделять одну экологическую нишу, а в некоторых такое совмещение приводит один из видов к вымиранию.

     Принцип заполнения Экологическая ниша не может быть пустой. Если ниша пустеет в результате вымирания какого-то вида, то она тут же заполняется другим видом.

     Экологическая ниша человека

     Человек как биологический вид занимает свою собственную экологическую  нишу. Человек может обитать в  тропиках и субтропиках, на высотах  до 3-3,5км над уровнем моря. Реально  в настоящее время человек  живёт в значительно больших  пространствах. Человек расширил свободную  экологическую нишу благодаря использованию  различных приспособлений: жилища, одежды, огня и пр. Таким образом, способность видов существовать в одном биогеоценозе достигается  расхождением требований к среде  обитания, изменением образа жизни, т.е. разделением ниш.

     У родственных видов, живущих вместе, происходит очень тонкое разграничение  экологических ниш. Так, пасущиеся  в африканских саваннах копытные по-разному используют пастбищный корм: зебры в основном обрывают верхушки трав, антилопы гну кормятся тем, что  оставляют им зебры, газели выщипывают самые низкие травы, а антилопы топи довольствуются сухими стеблями, оставшимися  после других травоядных. За счет разделения ниш растет суммарная биопродуктивность  такого сложного по видовому составу  стада. Крестьянское стадо, состоящее  из коров, овец, коз значительно более  эффективно, с экологической точки  зрения, использует луга и пастбища, чем одновидовое стадо, монокультура - наименее эффективный способ ведения  сельского хозяйства.

     Для воспроизводства и длительного  существования многих видов животных большое значение имеет разграничение  ниш на разных стадиях онтогенеза: гусеницы и имаго чешуекрылых, личинки  и жуки майского хруща, головастики  и взрослые лягушки не конкурируют  между собой, так как различаются  средой обитания и входят в разные цепи питания.

     Межвидовая  конкуренция приводит к сужению  экологической ниши, не дает проявиться ее потенциям. Внутривидовая конкуренция, наоборот, способствует расширению экологической ниши. В связи с возрастанием численности вида начинается использование дополнительных кормов, освоение новых мест обитания, появление новых биоценотических связей

2. Искуственные экосистемы.

     Искусственные экосистемы (ИЭС) возникли как самостоятельная форма экологической системы (ЭС) сравнительно недавно, и история их изучения коротка. Еще в XIX веке практически все поселения людей были сравнительно небольшими по численности, хозяйственная деятельность в них имела небольшие масштабы и ее негативные последствия сказывались преимущественно на самом населении и на живых компонентах основной системы (ОС), проживающих в границах ИЭС.

     Но  в настоящее время в ИЭС  происходят наиболее важные для биосферы процессы, часть из которых вызывает серьезные негативные последствия  и для ОС, и для населения. Эти  последствия получили название экологических  проблем, а в некоторых регионах они обостряются до состояния  экологических кризисов и катастроф.

     К концу XIX века деятельность крупных  хозяйственных систем -заводов, строительных кампаний, горнодобывающих рудников - стала приносить ОС значительно больший вред, чем деятельность отдельных людей. Вернадский писал, что человек становится могучей геологической силой. Могущество этой силы постоянно возрастало вследствие успехов НТП. В результате в настоящее время ИЭС стали доминировать в биосфере по масштабу и темпам воздействия на природную среду.

     Бурное  развитие технических средств и  резкое усиление негативного влияния  ИЭС на ОС заставили ученых обратить внимание на них. Начала разрабатываться  теория ИЭС, выделившая индустриальные, сельскохозяйственные и примитивные  ИЭС.

     В современных индустриальных ИЭС все большую роль играют хозяйственные системы (ХС), со временем все более превращающиеся в самостоятельную экологическую компоненту ЭС. ХС создаются и управляются людьми, но функционируют и развиваются по своим закономерностям, которые человеку приходится корректировать.

     Сравнивая индустриальные ИЭС с ЕЭС, можно  отметить наличие у них ряда экологических  свойств и отношений. Некоторые  хозяйственные объекты (ХО), входящие в ХС, а также их коллективы находятся  с остальным населением ЭС в отношениях жирующих паразитов и страдающих хозяев. Как и биологические паразиты, ХО образуются чаще и занимают больше места в развитых ИЭС, имеющих излишки производимой продукции. Такие ХО, как и паразиты, иногда частью своих накоплений делятся с хозяином — остальным населением ЭС.

     Отношения некоторых предприятий с ОС аналогичны отношениям хищников и жертв. Жертвами являются, в первую очередь, атмосфера, водоемы и почва, а за ними и популяции биоценоза.

     Из биокосных компонентов (элементов биотопа) наиболее очевидно хищничество по отношению к запасам  природных ресурсов (полезных ископаемых, лесов, чистой воды, плодородной почвы).

Из живых  компонентов биоценоза в первую очередь уничтожаются растения и  животные, обладающие ценными для  человека свойствами (меха, мясо, древесина).

     Сельскохозяйственные  ИЭС еще в начале XX века составляли подавляющее большинство в России и в других странах, но в наше время  их число резко сокращается с  одновременным уменьшением занимаемой ими площади, влияния их на общебиосферные процессы. Это объясняется научно-техническим  прогрессом, приводящим к созданию индустриальных форм производства сельскохозяйственных продуктов.

     Примитивные ИЭС изучены слабо, поэтому исходного  материала для подробной теории закономерностей процессов, происходящих в них, пока недостаточно.

     Значительно детальнее разработана теория вырожденных  ИЭС (например, ИЭС долговременных ПКК).

     Есть  успехи в разработке теории ИЭС в  заповедниках. В них проводятся также  важные экспериментальные исследования ЕЭС.

     Можно назвать такие  заповедники, как Кавказский государственный  биосферный заповедник, Баргузинский, созданный для сохранения и умножения  соболя, Воронежский — для сохранения бобра, Астраханский заповедник в России. Заповедник «Ущелье динозавров»  в США занимает площадь 82 тыс.га.

     Структура ИЭС существенно отличается от структуры  ЕЭС. Если в ЕЭС основным звеном являются растения, то в ИЭС явно выделяется популяция человека — население. Среди остальных компонентов  биоценоза в ИЭС доминируют популяции  культурных растений и животных, культивируемых человеком.

     Некоторые функции населения, часто несвойственные компонентам ЕЭС, формируются сознательно  и становятся основными для всей ИЭС.

     Другое  существенное отличие ИЭС от ЕЭС  — наличие в нем искусственного (созданного человеком) компонента —  ХС. Этот компонент в наше время  стал важным функционально-структурным  элементом каждой ИЭС. ХС в современных  ИЭС занимает значительную территорию, выполняет многие важные функции. ХС начинает играть доминирующую роль в  процессах энергообмена, круговорота  веществ и обмена информацией  внутри ИЭС и со внешними системами. А искусственные сооружения и  механизмы, созданные человеком, доминируют среди абиотических компонентов  ИЭС.

     Возникая  в ИЭС для выполнения первоначально  функций обеспечения населения  пищей, водой, жильем, ХС постепенно становится все более самостоятельной и  иногда не только не подчиняется полностью  интересам населения, но и приносит ему вред, выполняя свои, часто далекие  от интересов населения, функции. Одной  из форм такого вреда для населения  является загрязнение ОС, приводящее к экологическим кризисам и катастрофам.

     К началу XXI века ИЭС  в биосфере получили широкое распространение. В середине XX века их развитие шло  особенно стремительно. Остальные компоненты биосферы не поспевали реагировать  на резкое увеличение числа ХС, их размеров и масштабов деятельности, в результате стало трудно размещать, потреблять и включать в круговорот энергетические, вещественные и информационные результаты деятельности ХС.

     Население каждой ИЭС — совокупность этнических групп людей, локализованных в различных  поселениях: от малых деревень до крупных  городских образований — мегаполисов. Структура, функции этих групп, процессы, происходящие с их участием, отношения, возникающие между группами —  предмет изучения нескольких общественных наук — демографии, этнографии, истории  и др.

     ХС  часто рассматривается как внешний  элемент, «взаимодействующий» с  ЭС. В экологии это называется проблема «человек и биосфера». Однако фактически ХС — функционально-структурный  компонент соответствующей территориальной  ИЭС.

     Обычно  изучается деятельность различных  ХО, негативно сказывающаяся на состоянии  ОС. Очевидно, что более продуктивно  изучение всех аспектов деятельности ХО с выделением и анализом наиболее важных.

Всю ХС в каждой ИЭС можно разбить  на 10 функциональных подсистем (рис. 1).

     Внутри  каждой из этих подсистем существуют различные отрасли, в разной степени  загрязняющие ОС. Наибольшую роль во взаимодействии ХС с ОС играют крупные промышленные предприятия. Но и другие ХО необходимо учитывать: транспортные, энергетические, сельскохозяйственные.

Свойства  ИЭС можно разделить на две  группы: системные и содержательные.  

 
Рис. 1. Структура хозяйственной системы

     Из  системных свойств основные —  функции элементов ИЭС в системе и связи между элементами.

     Как и любая биосферная система, ИЭС  многофункциональна. В ее пределах осуществляются все общие функции  биосферы и живого вещества, а также  более частные функции, связанные  с местными условиями каждой ИЭС. Соотношение времени, энергии и  сил, затрачиваемых в различных  отраслях ХС на выполнение основной, вспомогательной  и дополнительных функций, — случайная  величина, стремящаяся к оптимуму в зрелой (климактической) фазе ИЭС.

     Очевидно, что число функций, состав и структура  в каждой из выделенных выше групп  ИЭС разные.

     Структурная схема индустриальной ИЭС изображена на рис. 1.

Содержательные  функции ИЭС различны для разных местных условий — размер территории, физические условия, видовой состав, состав процессов, характер отношений  популяций.

     Физические  границы ИЭС определяются по участкам минимального массоэнергообмена. В  естественных условиях эти границы  часто совпадают с местами  изменения ландшафта или с  границами суши и воды. В ИЭС  к этим естественным границам добавляются  зоны минимизации хозяйственных  связей (перевозки пассажиров, грузов, снабжения энергией или информацией).

     В реальной жизни людей более привычны не природные границы ЭС, а границы  административных и политических образований  — городов, сел, областей, государств. Некоторые из этих границ определены по естественным образованиям и хотя бы частично совпадают с экотонами (зонами минимального массоэнергообмена в ЕЭС). Однако часто административная граница проходит внутри естественных территориальных зон. Индустриальные ИЭС связаны с крупными городами и образующимися вокруг них мегаполисами.

     Естественные  функции трансформации косного  и биокосного вещества, выполняемые  в примитивных ИЭС популяциями  людей вручную, в индустриальных ИЭС перешли в основном к ХС, которые выполняют эти функции  с повышенной продуктивностью, но часто  и с повышенной экологической  опасностью. В ОС индустриальных ИЭС  растет концентрация веществ, причем не только полезных, но и токсичных.

     Функции населения в индустриальных ИЭС  также изменились. По сравнению с  примитивными ИЭС, где население  само выполняет вручную поиск, сбор и добычу необходимой для жизни  продукции, в индустриальных ИЭС  население все больше занимается управлением действующих ХО и  созданием новых, более мощных, более  специализированных, более эффективных  ХО.

     При этом по мере расширения спектра ХО все чаще и полнее проявляются  их экологические свойства:

а) распределение  ресурсных ниш (по видам запасов  веществ, энергии, информации). Формируются  как однофункциональные, в том  числе монопольные, варианты, так и комбинированные, смешанные формы. Так, распределение энергии осуществляется и в явной форме, например, при распределении электрической энергии, и в скрытой — при распределении добываемого ископаемого топлива (нефти, угля, газа);

б) установление экологических связей и отношений.

     Новые связи современных ХС с другими  компонентами ИЭС, включая население  и популяции растений и животных биоценоза ОС, приносят негативные результаты — деградацию, вытеснение и уничтожение.

Примеры таких отрицательных связей:

загрязнение атмосферы с резкой концентрацией токсинов в отдельных территориальных участках ИЭС;

загрязнение природных континентальных водоемов: озер и рек также с резкой концентрацией токсинов;

загрязнение морских и даже океанических водных пространств;

загрязнение почвы: непосредственное — поступление химических, радиоактивных веществ;

косвенное — размещение твердых отходов, часть  из которых токсична;

воздействие искусственных физических полей:

— акустических (шумы),

— электрических  и электромагнитных,

— радиационных.

В России составлен список наиболее экологически опасных городов. Не все из них  самые крупные. Но самые крупные (Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург и другие) в списке есть.

Содержательные  свойства компонентов ИЭС, отсутствующие  в ЕЭС:

— крайне высокая активность;

— наличие у населения как функционально-структурного элемента ИЭС специфических потребностей (стремления отдельных личностей  и групп к обогащению, к власти над другими людьми при одновременном  существовании личностей и групп, функционирующих бескорыстно или в интересах всей популяции, понимаемых часто субъективно).

3. Экологические (производственно-хозяйственные) пормативы качества.

     Во  главе этой группы стоят нормативы  выбросов и сбросов вредных веществ. К рассматриваемым нормативным  актам относятся также любые  другие требования, предъявляемые к  источникам с целью охраны окружающей природной среды и здоровья человека;) вспомогательные нормы и правила. Их основная задача состоит в обеспечении  единства в употребляемой терминологии, в деятельности организационных  структур и в правовом регулировании  экологических отношений.

• Нормативы сбросов.

     Основным  нормативом сбросов загрязняющих веществ, установленным в РФ, является предельно допустимый сброс (ПДС) – масса нормируемого вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению хозяйствующим субъектом в установленном режиме в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном створе. ПДС – предел по расходу сточных вод и концентрации содержащихся в них примесей — устанавливается с учетом ПДК веществ в местах водопользования (в зависимости от его вида), ассимилирующей способности водного объекта, перспектив развития региона и оптимального распределения массы загрязняющих веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды. Величина ПДС должна гарантировать достижение установленных норм качества воды (санитарных или рыбохозяйственных) при наихудших гидрологических условиях для разбавления в конкретном водном объекте.

• Нормативы выбросов.

     Предельно допустимый выброс (ПДВ) – масса  вещества в отходящих газах, максимально допустимая к выбросу в атмосферу в единицу времени. ПДВ устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы (и для каждой примеси, выбрасываемой этим источником) таким образом, что выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников города или другого населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создают приземной концентрации, превышающей их ПДКмр. Основные значения ПДВ – максимальные разовые – устанавливаются при условии полной нагрузки технологического и газоочистного оборудования и их нормальной работы и не должны превышаться в любой 20-минутный период времени.

     Наряду  с максимальными разовыми (контрольными) значениями ПДВ (г/с) устанавливаются  производные от них годовые значения ПДВг (т/г) для отдельных источников и предприятия в целом с  учетом временной неравномерности  выбросов, в том числе с учетом планового ремонта технологического и газоочистного оборудования.

     В тех случаях, когда предприятие  аргументировано обосновывает временную  невозможность достижения расчетных  значений ПДВ и ПДС, устанавливаются  нормативы временно согласованных  выбросов (ВСВ) и временно согласованных  сбросов (ВСС) на период до пяти лет. Одновременно должны быть разработаны и планомерно реализуемы программы поэтапного снижения показателей выбросов и сбросов  вредных

веществ до значений, которые обеспечивают соблюдение ПДВ или ПДС соответственно. В тех случаях, когда достижение величин ПДВ или ПДС экономически невыгодно или физически невозможно для предприятия, срок действия разрешенных  ВСВ и ВСС продлевается несколько  раз, обычно при условии некоторого постепенного снижения уровня загрязнения.

• Нормативы теплового и светового загрязнения.

     Тепловое  загрязнение  является  результатом  повышения  температуры  среды, возникающее при отводе воды от систем охлаждения в водные объекты, при выбросе потоков дымовых газов или воздуха.

Общий негативный эффект.

Тепловое  загрязнение атмосферного воздуха.

Тепловое  загрязнение воды.

Воздействие на почву и биоту. Световое загрязнение создается при нарушении естественного режима

освещенности  в результате воздействия искусственных  источников света.

• Нормативы шумового загрязнения.

     Шум, беспорядочные колебания различной  физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры. В быту под шумом понимают разного рода нежелательные акустические помехи при восприятии речи, музыки, а также любые звуки, мешающие отдыху, работе (таблица 1, 3).

В соответствии с ГОСТ 12.1.003—83 шум подразделяется на:

• постоянный — когда уровень шума в течение 8 ч изменяется не более чем на 5 дБ (двигатели, насосы, трансформаторные подстанции и т. д.);
• непостоянный — когда уровень шума изменяется в течение 8 ч более чем на 5 дБ. Он подразделяется на:

а) колеблющийся — уровень шума непрерывно изменяется (шум 
прогреваемых авиадвигателей, автотранспортные потоки и т. д.);

б) прерывистый — это шум, при котором наблюдается ступенчатое 
изменение звука на 5 дБ и более за интервал более 1 с (железнодорожные поезда, взлетающие самолеты и т. д.);

в) импульсный — один или несколько сигналов, уровень которых 
изменяется более чем на 7 дБ.

     Образец техники, эксплуатация которого сопровождается повышенным уровнем шума (с максимальным уровнем звука более 85 дБ) не должен создавать шум на территории, непосредственно прилегающей к жилым зданиям, выше определённого уровня (таблица 2).