Контрольная работа по "Экологии". 173

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Брянская  Государственная Сельскохозяйственная  Академия

                            Факультет заочного обучения

 

 

 

 

 

 

 

 

                                 Контрольная работа № 1

                                       Вариант № 10

                                  По     ЭКОЛОГИИ

 

 

                 Студентки 2 курса     группы ЗЭ111СР                  

 

                         Шугуровой Ольги Сергеевны

 

 

 

Шифр:110-740

 

Оценка работы                                   Подпись преподавателя

 

 

Дата поступления контрольной работы:

 

Входящий№ 

 

 

 

 

                                                              СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

 

1. Среда и условия существования организмов.
2. Круговорот питательных веществ и энергии в природных и сельскохозяйственных экосистемах.
3. Экологические аспекты механизации. Влияние средств механизации на почвенно-биотический комплекс.
4. Закон РФ «Об охране окружающей среды». Глава 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                            

  1. Среда и условия существования организмов.

    Среда – всё, что окружает организм и прямо или косвенно влияет на его жизнедеятельность, развитие, рост, выживаемость, размножение и т.д.

Среда каждого организма слагается  из множеств неорганической и органической природы и элементов, привносимых  человеком и его производственной деятельностью. При этом одни элементы необходимы организму, другие безразличны для него, третьи оказывают вредное воздействие.

    Условия существования, или условия жизни – совокупность необходимых организму элементов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может. Элементы среды как необходимые организму, так и отрицательно на него воздействующие, называются экологическими факторами. Экологические факторы принято делить на три основные группы: абиотические, биотические и антропические.

   Абиотические факторы – комплекс условий неорганической и органической среды, влияющих на организм. Абиотические факторы подразделяются на химические (химический состав воздуха, океана, почвы и др.) и физические (температура, давление, ветер, влажность, свет, радиационный режим и др.).

   Биотические факторы – совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. Они весьма разнообразны.

  Антропические факторы – совокупность воздействий деятельности человека на органический мир. У всех организмов в процессе эволюции выработались приспособления к восприятию факторов в определенных количественных пределах. Причем, для каждого организма существует свой набор факторов, наиболее для него благоприятный. Чем больше доза факторов отклоняется от оптимальной для данного вида величины (увеличение или уменьшение), тем сильнее угнетается его жизнедеятельность. Границы, за которыми существование организма невозможно, называются нижним и верхним пределами выносливости (толерантности).Интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятная для организма (его жизнедеятельности), называется оптимумом, а дающая наихудший эффект – пессимумом. Организмы могут приспосабливаться во времени к изменению факторов.Свойство видов адаптироваться к изменению диапазонов экологических факторов называется экологической пластичностью (экологической валентностью). Чем шире диапазон колебаний экологического фактора, в пределах которого данный вид может существовать, тем больше его экологическая пластичность, тем шире диапазон его толерантности (выносливости).

   Экологически непластичные (маловыносливые) виды называются  стенобионтные, более пластичные (выносливые) – эврибионтными. Виды организмов, длительное время развивавшиеся в относительно стабильных условиях, утрачивают экологическую пластичность и приобретают черты стенобионтности; виды, существовавшие в условиях значительного изменения факторов среды, становятся эврибионтными. Исторически приспосабливаясь к абиотическим фактором среды и вступая в биотические связи друг с другом, растения, животные и микроорганизмы распределяются по различным средам и формируют многообразные биогеоценозы, в  конечном итоге объединяющиеся в биосферу Земли.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                

        2.  Круговорот питательных веществ и энергии в природных и сельскохозяйственных экосистемах.

   Экосистема - это совокупность живых организмов, обменивающихся непрерывно энергией, веществом и информацией друг с другом и с окружающей средой. Рассмотрим сначала процесс обмена энергией.

Энергию определяют, как способность производить работу. Свойства энергии описываются законами термодинамики.

   Первый закон (начало) термодинамики или закон сохранения энергии утверждает, что энергия может переходить из одной формы в другую, но она не исчезает и не создается заново.

   Второй закон (начало) термодинамики или закон энтропии утверждает, что в замкнутой системе энтропия может только возрастать. Применительно к энергии в экосистемах удобна следующая формулировка: процессы, связанные с превращениями энергии, могут происходить самопроизвольно только при условии, что энергия пере-ходит из концентрированной формы в рассеянную, то есть деградирует. Мера количества энергии, которая становится недоступной для использования, или иначе мера изменения упорядоченности, которая происходит при деградации энергии, есть энтропия. Чем выше упорядоченность системы, тем меньше ее энтропия.

   Самопроизвольные процессы ведут систему к состоянию равновесия с окружающей средой, к росту энтропии, производству положительной энтропии. Если неживую неуравновешенную с окружающей средой систему изолировать, то всякое движение в ней скоро прекратится, система в целом угаснет и превратится в инертную группу материи, находящуюся в термодинамическом равновесии с окружающей средой, то есть в состоянии с максимальной энтропией. Это наиболее вероятное для системы состояние и самопроизвольно без внешних воздействий она выйти из него не сможет.

У живых систем есть одно принципиальное отличие от неживых - они совершают постоянную работу против уравновешивания с окружающей средой. Это утверждение имеет следующий термодинамический смысл: как в неживых системах устойчиво их равновесное состоянии, так в живых системах устойчиво неравновесное состояние.

   Жизнь - это единственный на Земле естественный самопроизвольный процесс, в котором энтропия системы уменьшается. Почему это возможно?

   Все живые системы являются открытыми для обмена энергией. В окружающей их среде есть огромное количество даровой энергии Солнца, а в составе самой живой системы есть компоненты, обладающие механизмами, позволяющими эту энергию улавливать (извлекать), концентрировать, а затем снова рассеивать в окружающую среду. Как рассмотрено выше, рассеивание энергии, то есть увеличение энтропии, - это процесс, характерный для любой системы, как не-живой, так и живой, а самостоятельное улавливание и концентрирование энергии - это способность только живой системы. При этом происходит извлечение порядка, организации из окружающей среды, то есть выработка отрицательной энергии - негоэнтропии. Такой процесс образования порядка в системе из хаоса окружающей среды называется самоорганизацией. Он ведет к уменьшению энтропии живой системы, противодействует ее уравновешиванию с окружающей средой, то есть росту энтропии, что для живой системы при достижении максимальной энтропии - равновесия с окружающей средой - означает смерть.

   Таким образом, любая живая система, в том числе и экосистема, поддерживает свою жизнедеятельность благодаря, во-первых, наличию в окружающей среде в избытке даровой энергии; во-вторых, способности за счет устройства составляющих ее компонентов эту энергию улавливать и концентрировать, а использовав - рассеивать в окружающую среду.

Даровая энергия окружающей среды - это энергия Солнца.

  Доходящая до Земли энергия Солнца распределяется следующим образом: 33 % ее отражается облаками и пылью атмосферы (это так называемое альбедо или коэффициент отражения Земли ); 67 % поглощается атмосферой, поверхностью Земли и океаном. Из этого количества поглощенной энергии лишь около одного процента расходуется на фотосинтез, а вся остальная энергия, нагрев атмосферу, сушу и океан, переизлучается в космическое пространство в форме невидимого теплового излучения. Этого одного процента энергии достаточно для обеспечения ей всего живого вещества планеты и поддержания им состояния с низкой энтропией. Как распределяется эта энергия между компонентами биотической структуры?

Улавливают энергию Солнца и  превращают ее в потенциальную энергию органического вещества растения - продуценты. Весь остальной живой мир получает необходимую для жизнедеятельности энергию, в основном поедая их.

Перенос энергии пищи от ее источника - продуцента через ряд организмов, происходящий путем поедания одних организмов другими, называется пищевой или трофической цепью.

Как происходит перенос энергии  по трофической цепи? Животное употребило в пищу растение или консумента более  низкого порядка. Содержащееся в  пище органическое вещество расщепляется в присутствии кислорода с выделением энергии. Этот процесс, обратный фотосинтезу, называется дыханием:

  Он имеет место в каждой клетке живого организма, поэтому его еще называют клеточным дыханием.

  Около 90 % выделившейся энергии расходуется организмом на поддержание своей жизнедеятельности, то есть на обеспечение всех необходимых ему функций, после чего она в виде выделяемого организмом тепла рассеивается в окружающую среду и по сути дела без-возвратно теряется для всей живой системы. И только около 10 % энергии идет на построение тела, рост и размножение организма. Именно эти 10 % энергии и доступны следующему трофическому уровню. Таким образом, энергии с переходом от одного уровня к другому остается все меньше.

Но здесь нужно иметь в  виду, что чем выше трофический уровень, тем в более концентрированной форме содержится в живых организмах энергия.

Для поддержания низкой энтропии в  равной степени важно, чтобы у  элементов системы были эффективные  механизмы как для улавливания  и концентрации энергии - извлечения негоэнтропии из окружающей среды, так и для рассеивания ее в окружающую среду - освобождение от накапливающейся положительной энтропии. В таком сочетании они есть только в живых системах. Поэтому жизнь как термодинамический процесс представляет собой непрерывный обмен живых систем с окружающей средой, при котором происходит освобождение от производимой положительной энтропии и извлечение отрицательной, то есть порядка и организации.

    Необходимо понимать, что энтропия уменьшается в конкретной локальной зоне, при этом в окружающей среде она возрастает. Таким образом, рост упорядоченности в одной части системы приводит к усилению неупорядоченности в других ее частях.

   Для своей жизнедеятельности каждый живой компонент, будь то организм или экосистема, должен получать от окружающей среды на входе постоянный приток дополнительной энергии. Живые замкнутые термодинамические системы невозможны.

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                                                                           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                    

   3. Экологические аспекты механизации. Влияние средств механизации   на почвенно-биотический комплекс.

Согласно закономерностям земледельческой  механики технику следует рассматривать  в связи с живой природой, живыми организмами. Задача агротехники, опирающейся  на машин-ные технологии - беречь и  приумножать богатства земли.

  Выделяют следующие виды  негативного воздействия сельскохозяйственной  техники на ок-ружающую среду:  механическое, химическое, акустическое, электомагнитное излучение.

  Механическое воздействие проявляется  в давлении ходовых систем, вибрации почвы, воздействии рабочих органов на почву. Это вызывает нарушение газообмена, уплотнение поч-вы, разрушение ее структуры, что способствует ухудшению водно-физических свойств почвы, усилению поверхностного стока, выносу питательных веществ, изменению направленности микробиологических процессов, угнетению почвенной фауны, снижение темпов поступления и переработки органических веществ в почве, нарушению функций корневой системы.

  Химическое воздействие приводит  к загрязнению атмосферного воздуха,  почвы и воды отработанными газами, парами ГСМ, что способствует угнетению и гибели животных, микро-организмов и растений, накоплению в продуктах питания вредных веществ.

  Акустическое воздействие (инфразвуковое,  ультразвуковое, звуковое) приводит  к сни-жению продуктивности сельскохозяйственных животных, нарушает жизнедеятельность насе-комых и диких животных (беспокоящий фактор).

  Электромагнитное излучение  (коротковолновое и длинноволновое) вызывает наруше-ние функций нервной  системы животных и физиологических  процессов в растени  

    Земледелие – одна  из древнейших отраслей сельскохозяйственного  производства и производственной  деятельности вообще. С переходом  к земледелию и скотоводству  человек начал менять и разрушать  целые сообщества. И если раньше, при небольшой численности населении планеты и при подсечно-огневом земледелии, при котором участок леса выжигали, снимали несколько урожаев и забрасывали, вред, наносимый человеком, не приводил в целом к изменениям планетарного масштаба, то за последние сто лет при резком увеличении численности населения Земли и резком возрастании промышленного производства, производства энергии и продуктов сельского хозяйства, человечество стало оказывать заметное влияние на функционирование всей биосферы.

  При этом наблюдаются  следующие негативные тенденции:

1. Превышение потребления  ресурсов Земли над темпами  их естественного воспроизводства,  истощение природных богатств.

2. Загрязнение биосферы  отходами, побочными продуктами  производства и быта, вызывающее  деформацию экологических систем, нарушение глобального круговорота веществ и создающее угрозу для человека в целом.

  Причиной этих тенденций  в огромной степени является  и сельское хозяйство, в том  числе его неотъемлемая составляющая  – земледелие.

  Изменения в почве  происходят благодаря мероприятиям, проводимым по отношению к почве с целью получения сельхозпродукции. Суть современного земледелия выражается следующими мероприятиями:

- механическая обработка  почвы (как правило, глубокая), на которую расходуется 35-40% всех  энергетических и 25-30% трудовых затрат;

- севооборот;

- удобрение почвы (как  правило, преобладает использование  минеральных удобрений);

- защита растений от  вредителей и болезней (как правило,  с помощью химических средств  защиты);

- борьба с сорными растениями;

- мелиоративные мероприятия;

- семеноводство.

В результате вышеназванных мероприятий  возникает экосистема, существенно  отличная от естественной, такая система  называется агроэкосистемой.

  Агроэкосистема – функциональная  единица сельского хозяйства,  где происходит взаимодействие человека с природой. В настоящий момент под агроэкосистемами понимаются вторичные, измененные человеком биогеоценозы, ставшие значительными элементарными единицами биосферы; их основу составляют искусственно созданные, как правило, обедненные видами живых организмов биотические сообщества.

  Можно выделить следующие  отличия агроэкосистем от естественных  экосистем:

а) Природная экосистема – это  область с замкнутым циклом элементов  питания и первичной продукции, т.е. потоки вещества реализуются преимущественно внутри системы, а вынос их из системы практически отсутствует. Агроэкосистемы создаются для преимущественного выноса продукции из системы;

б) Биотическое сообщество природной  экосистемы разнообразнее и полнее использует доступное ей пространство ниши. Характеристики отдельных индивидуумов внутри определенного вида имеют тенденцию к изменению в природных экосистемах, но относительно постоянны в агроэкосистемах. Из-за обеднения видового состава, использование поступающей солнечной энергии в агроэкосистемах ниже.

в) Природные экосистемы более непрерывны в пространстве и во времени.

г) Почвенное плодородие агроэкосистем  значительно ниже, чем в естественных, ниже содержание гумуса, вследствие этого  ухудшаются условия развития полезной микрофлоры, в том числе и «почвоочистительной», утрачиваются запасы внутрипочвенной энергии, элементов питания, усиливаются процессы смыва и вымывания.

д) В природных системах выше скорость инфильтрации воды, это существенно  снижает и поверхностный сток (а, следовательно, загрязнение водоемов), и вероятность развития эрозии почвы. В естественных условиях эрозию сдерживает также растительный покров, сохраняющийся в течение всего года.

е) В природных экосистемах в  больших количествах содержатся органические коллоиды, которые обеспечивают ионообменную и водоудерживающую способность почвы. Потери почвой коллоидов в агроэкосистемах вызваны окислением и разрушением органического вещества, что происходит в результате длительной обработки почвы, а также при орошении. Параллельно окислению проходит минерализация. В агроэкосистемах окисление и минерализация усиливаются вследствие снижения густоты растительного покрова и повышения температуры почвы.

ж) В агроэкосистемах значительно  выше потери азота.

з) В природных экосистемах способность растений поглощать элементы питания выше. Растения природных экосистем имеют более разнообразную корневую систему, что позволяет после использовать почвенный профиль. Агротехника, при которой уменьшается разнообразие возделываемых культур, не только снижает эффективность использования влаги, но и увеличивает угрозу потери питательных веществ при вымывании их за пределы корнеобитаемого слоя почвы.

и) Естественные экосистемы выполняют  три основные жизнеобеспечивающие  функции (место, средство, условия жизни), агроэкосистемы же формируются для максимально возможного количества продукции, т.е. функции ограничиваются в основном предоставлением средств жизни.

  Очень многие из перечисленных  выше отличий обусловлены нарушением  естественной структуры почвы, которое происходит уже в результате первого и основного мероприятия в земледелии, а именно глубокой механической обработки почвы. Изменения почвы и ее основных свойств усиливаются применением химических средств защиты, минеральных удобрений, использованием требовательных к плодородию сортов растений и т.д.

  В целом, имеют место быть  следующие негативные последствия  современного земледелия: разомкнутость  круговоротов веществ, и, как  следствие этого, потери азота,  падение почвенного плодородия; эрозия почв; снижение биологического разнообразия естественных ландшафтов в результате длительного выращивания растений одного вида; исчезновение диких животных в результате разрушения мест их обитания сельскохозяйственной деятельностью; сведение лесов; нарастание дефицита подземных пресных вод из-за истощения водоносных горизонтов при интенсивном заборе воды на орошение, падение уровня грунтовых вод; засоление и заболачивание орошаемых массивов. Происходит также чрезмерное переуплотнение верхних горизонтов почвы, что нарушает функционирование ПБК. В экосистемах нарушаются механизмы саморегуляции и стабильности. Возникает загрязнение поверхностных и подземных вод остатками пестицидов и нитратов, поступающих с сельскохозяйственных угодий (химическое загрязнение), в круговорот вовлекаются искусственно синтезированные вещества, в том числе ксенобиотики; в результате эрозии возникает также биогенное загрязнение водоемов, в питание людей попадают чуждые организму и опасные для него вещества.

В результате негативных проявлений, потери земельных угодий постоянно увеличиваются. Это происходит еще и потому, что существует объективный природный предел почвенного плодородия, при приближении к которому вся техническая мощь человека, созданные им высокопроизводительные искусственные средства становятся менее эффективными, но при этом избыточно нарастают по масштабам и глубине проявления отрицательные экологические последствия.

   Анализируя негативные последствия,  следует отметить, что перспектива  дальнейшего развития человечества за природосообразными агроэкосистемами. Добиться этого можно лишь при выполнении агроэкосистемами в полной мере функций воспроизводства и сохранения условий жизни. Агроэкосистемы должны быть природоохранными. Их организация должна быть адекватна особенностям местного ландшафта, приближена к контурам природных комплексов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         4.Закон РФ «Об охране окружающей среды». Глава 2.

  Статья 5. Полномочия органов государственной власти Российской Федерации в сфере отношений, связанных с охраной окружающей среды.

[Закон "Об охране  окружающей среды"] [Глава II] [Статья 5]

  К полномочиям органов государственной власти Российской Федерации в сфере отношений, связанных с охраной окружающей среды, относятся:

обеспечение проведения федеральной политики в области экологического развития Российской Федерации;

разработка и издание федеральных  законов и иных нормативных правовых актов в области охраны окружающей среды и контроль за их применением;

разработка, утверждение и обеспечение  реализации федеральных программ в области экологического развития Российской Федерации;

объявление и установление правового  статуса и режима зон экологического бедствия на территории Российской Федерации;

координация и реализация мероприятий  по охране окружающей среды в зонах экологического бедствия;

установление порядка осуществления  государственного экологического мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды), порядка организации и  функционирования единой системы государственного экологического мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды), формирование государственной системы наблюдений за состоянием окружающей среды и обеспечение функционирования такой системы;

определение порядка организации  и осуществления государственного экологического надзора;

установление порядка  создания и эксплуатации государственного фонда данных государственного экологического мониторинга (государственного мониторинга  окружающей среды) (далее также - государственный  фонд данных), перечня видов включаемой в него информации, порядка и условий ее представления, а также порядка обмена такой информацией;

создание и эксплуатация государственного фонда данных;

установление порядка  подготовки и распространения ежегодного государственного доклада о состоянии  и об охране окружающей среды;

установление федеральных  органов исполнительной власти, осуществляющих государственное управление в области  охраны окружающей среды;

обеспечение охраны окружающей среды, в том числе морской  среды на континентальном шельфе и в исключительной экономической зоне Российской Федерации;

установление порядка  обращения с радиоактивными отходами и опасными отходами, государственный  надзор в области обеспечения  радиационной безопасности;

подготовка и распространение  ежегодного государственного доклада о состоянии и об охране окружающей среды;

установление требований в области охраны окружающей среды, разработка и утверждение нормативов и иных нормативных документов в  области охраны окружающей среды;

установление порядка  определения размера платы за выбросы и сбросы загрязняющих веществ в окружающую среду, размещение отходов и другие виды негативного воздействия на окружающую среду;

организация и проведение государственной экологической  экспертизы;

взаимодействие с субъектами Российской Федерации по вопросам охраны окружающей среды;

установление порядка  ограничения, приостановления и  запрещения хозяйственной и иной деятельности, осуществляемой с нарушением законодательства в области охраны окружающей среды, и их осуществление;

предъявление исков о  возмещении вреда окружающей среде, причиненного в результате нарушения законодательства в области охраны окружающей среды;

организация и развитие системы экологического образования, формирование экологической культуры;

обеспечение населения  достоверной информацией о состоянии окружающей среды;

образование особо охраняемых природных территорий федерального значения, природных объектов всемирного наследия, управление природно-заповедным фондом, ведение Красной книги  Российской Федерации;

ведение государственного учета объектов, оказывающих негативное воздействие  на окружающую среду, и их классификация  в зависимости от уровня и объема негативного воздействия на окружающую среду;

ведение государственного учета особо  охраняемых природных территорий, в том числе природных комплексов и объектов, а также природных ресурсов с учетом их экологической значимости;

экономическая оценка воздействия  хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду;

экономическая оценка природных и  природно-антропогенных объектов;

установление порядка лицензирования отдельных видов деятельности в  области охраны окружающей среды  и его осуществление;

осуществление международного сотрудничества Российской Федерации в области  охраны окружающей среды;

абзац утратил силу.

осуществление федерального государственного экологического надзора при осуществлении  хозяйственной и иной деятельности с использованием объектов, находящихся  в соответствии с законодательством  Российской Федерации в ведении  Российской Федерации, и объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, в соответствии с перечнем таких объектов, установленным уполномоченным федеральным органом исполнительной власти;