Механизмы регулирования равновесия в экосистемах. Роль устойчивости экосистем
Содержание
1.(15). Механизмы регулирования
равновесия в экосистемах. Роль
устойчивости экосистем........
2 (41) Влияние внешних факторов
на здоровье человека: пыль, шум, ультразвук,
вибрация, инфразвук, электромагнитные
поля, лазерное излучение, химические
вещества, биологические загрязнители.....………….........
3 (68) Экологическая экспертиза. ...…………………………………………….....
4.(83)Тестовые..задания ………………
Библиографический список……………………………………………………....
1.(15).Механизмы
регулирования равновесия в
Экологическое равновесие - количественное и качественное соотношение естественных и измененных человеком экологических компонентов и природных процессов, приводящее к длительному существованию экосистемы данного вида или ее эволюцию в ходе сукцессии.
Закон внутреннего динамического равновесия экосистем Реймерса Н.Ф.: вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем и их иерархии взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально-структурные, количественные и качественные перемены, сохраняющие общую сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств системы, где эти изменения происходят, или в их иерархии. Данный закон раскрывает механизм экологического баланса. Окружающая среда находится в состоянии динамического равновесия. Она непрерывно балансирует, выравнивая рождение и смерть, микро- и макроэволюцию, разные энергетические и химические процессы.
При внешнем воздействии равновесие в экосистеме может нарушиться. Чтобы этого не произошло, системы вынуждены своевременно реагировать на изменения потоков вещества и энергии. При этом сумма динамических качеств, информации, вещества и энергии в системах остается неизменной, хотя сами элементы количественно меняются. Утрированно эту закономерность можно представить в виде уравнения: а+b+c+d=f. А, b, с и d могут меняться, а сумма f остается постоянной (f==const). Однако уравнение справедливо до тех пор, пока процессы в природе происходят сами собой.
Человеческая деятельность ощутимо меняет структуру экосистем. Люди или слишком много берут из экосистемы, или слишком много вносят в нее новых элементов разного свойства. Поэтому динамическое равновесие нарушается, меняется сумма компонентов системы.
Справедливость закона внутреннего динамического равновесия можно наглядно продемонстрировать на примерах взаимодействия человека с природными экосистемами (приаральская, азовская, волжско-каспийская и другие экологические катастрофы).
Из рассмотренного закона вытекают 4 важные следствия,
1. Любые изменения среды (вещества, энергии, информации, динамических качеств экосистемы) неизбежно приводят к развитию природных цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации произведенного изменения или формирования новых природных систем, образование которых при значительных изменениях среды может принять необратимый характер.
Под цепной реакцией в природе понимается цепь природных явлений, каждое из которых влечет за собой изменение других, связанных с ним явлений.
Подтверждением действия рассматриваемой закономерности являются следующие примеры. Распаханный луг через некоторое время при отсутствии дальнейшего воздействия возвращается в естественное исходное состояние, т.е. наблюдается нейтрализация произведенных изменений.
При сильном загрязнении озеро теряет возможность самоочищения, развиваются анаэробные организмы, и оно превращается в болото, т.е. формируется новая природная система.
2. Взаимодействие вещественно-
Например, малые отклонения в газовом составе атмосферы в связи с ее загрязнением оксидами серы и азота вызывают огромные изменения в экосистемах суши и водной среды. Именно они приводят к возникновению кислотных осадков, которые, в свою очередь, вызывают деградацию и гибель лесов, обезрыбливание озер и т.п. Столь же абсолютно незначительное изменение концентрации углекислого газа в атмосфере ведет к усилению парникового эффекта.
3. Производимые в крупных
экосистемах изменения
Подтверждают данное следствие примеры, приведенные в предыдущем пункте. Изменения химического состава атмосферы, ее температуры, влажности, освещенности и т.п. приводят к возникновению новых, более приспособленных к новым условиям экологических систем, т.е. направляют эволюцию биосферы. При этом экологическая система не может снова вернуться к прежнему состоянию (даже при установлении исходных условий среды), как и организм (вид, популяция) не в состоянии повторить полностью своих предков или вернуться от старости к рождению.
4. Любое местное преобразование
природы вызывает в биосфере
и в ее крупных подразделениях
ответные реакции, приводящие к
относительной неизменности
Сдвигая динамическое равновесное состояние природных систем с помощью значительных вложений энергии (например, путем распашки и других приемов) для увеличения получаемой полезной продукции (урожая) или создания благоприятного для жизни и деятельности человека состояния среды, люди нарушают соотношение энергетических компонентов. Если эти сдвиги гаснут в иерархии природных систем и не вызывают термодинамического разлада, положение благоприятно или, во всяком случае, терпимо. Однако излишнее вложение энергии и возникающий в результате вещественно-энергетический разлад ведут к снижению природно-ресурсного потенциала вплоть до опустынивания территории, происходящего без компенсации. Иногда возникают ситуации, когда "чем больше пустынь мы превращаем в сады, тем больше садов мы превращаем в пустыни". При этом в силу нелинейности процессов опустынивание по темпам значительно опережает создание "цветущих садов".Динамику экосистем можно охарактеризовать с помощью таких понятий как устойчивость и стабильность. Устойчивость экосистем можно определить как способность экосистемы возвращаться в исходное состояние после снятия внешнего воздействия, выведшего ее из равновесия. Под стабильностью экосистемы понимают ее способность сохранять свою структуру и функциональные свойства при воздействии на нее внешних факторов. Иногда понятия устойчивость и стабильность рассматриваются как синонимы, но тогда следует различать два вида устойчивости: резидентная устойчивость (стабильность) - способность оставаться в устойчивом (равновесном) состоянии под нагрузкой, и упругая устойчивость (собственно устойчивость) - способность быстро восстанавливаться при снятии нагрузки. В разных терминах имеются различные смысловые оттенки, которые нужно учитывать.
Системы с высокой резидентной устойчивостью способны воспринимать значительные воздействия, не изменяя существенно своей структуры, то есть практически не выходя за пределы равновесного состояния. Поэтому понятие упругой устойчивости для них не определено. Если внешнее воздействие превышает определенные критические значения, то такая система обычно разрушается. В технике подобное качество называется жесткостью. Предельные значения внешних воздействий, которые система способна выдержать без разрушения соответствуют запасу жесткости.
Системы с малой резидентной устойчивостью для нормального существования должны обладать высокой упругой устойчивостью. Они более чувствительны к внешним возмущениям, под действием которых они как бы «прогибаются», частично деформируя свою структуру, но после снятия или ослабления внешних воздействий быстро возвращаются в исходное равновесное состояние. При превышении пороговых воздействий такая система теряет устойчивость, то есть все дальше удаляется от состояния равновесия. Диапазон воздействий, которые может выдержать система без разрушения, в технике соответствует запасу упругости. Таким образом, степень упругой устойчивости можно оценить как упругостью, определяющей степень сопротивления внешнему воздействию и скорость возврата в исходное состояние после снятия воздействия, так и запасом упругости. В отличие от упругих систем, пластичные системы после снятия внешнего воздействия не возвращаются в исходное состояние, а приходят к какому-то другому равновесному состоянию. Так согласно точке зрения оппонентов теории моноклимакса, для экосистем характерно не одно, а несколько состояний равновесия (климакса). Таким образом, для пластичных экосистем характерна малая упругая и малая резидентная устойчивость.
Природа обоих видов устойчивости
состоит в наличии в экосистеме разного
рода обратных связей. В основном это отрицательные
обратные связи, которые направлены на
стабилизацию параметров экосистемы,
возвращая их значения к какой-то изначально заданной величине. Однако
немаловажную роль играют и положительные
обратные связи, усиливающие благоприятные
для системы изменения, например, в плане
роста и выживаемости организмов. Тем
не менее, деятельность положительных
обратных связей обязательно должна быть
ограничена соответствующими отрицательными
обратными связями, иначе ничем не контролируемая
экспансия жизни может привести экосистему
к гибели.2.(41)Влияние внешних
факторов на здоровье человека:пыль,шум,ультразвук,
Действие пыли на кожный покров сводится в основном к механическому раздражению. Вследствие такого раздражения возникает небольшой зуд, неприятное ощущение, а при расчесах может появиться покраснение и некоторая припухлость кожного покрова, что свидетельствует о воспалительном процессе.
Пылинки могут проникать в поры потовых и сальных желез, закупоривая их и тем самым затрудняя их функции. Это приводит к сухости кожного покрова, иногда появляются трещины, сыпи. Попавшие вместе с пылью микробы в закупоренных протоках сальных желез могут развиваться, вызывая гнойничковые заболевания кожи
Закупорка потовых желез пылью в условиях горячего цеха способствует уменьшению потоотделения и тем самым затрудняет терморегуляцию.
Некоторые токсические пыли при попадании на кожный покров вызывают его химическое раздражение, выражающееся в появлении зуда, красноты, припухлости, а иногда и язвочек. Чаще всего такими свойствами обладают пыли химических веществ (хромовые соли, известь, сода, мышьяк, карбид кальция).
При попадании пыли на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей ее раздражающее действие, как механическое, так и химическое, проявляется наиболее ярко. Слизистые оболочки по сравнению с кожным покровом более тонки и нежны, их раздражают все виды пыли, не только химических веществ или с острыми гранями, но и аморфные, волокнистые. Пыль, попавшая в глаза, вызывает воспалительный процесс их слизистых оболочек - коңюнктивит, который выражается в покраснении, слезотечении, иногда припухлости и нагноении
На органы пищеварения могут оказывать действие лишь некоторые токсические пыли, которые, попав туда даже в относительно небольшом количестве, всасываются и вызывают интоксикацию (отравление). Нетоксические пыли какого-либо заметного неблагоприятного действия на органы пищеварения не оказывают
Действие пыли на верхние дыхательные пути сводится к их раздражению, а при длительном воздействии - к воспалению. В начальных стадиях оно проявляется в виде першения в горле, кашля, отхаркивания грязной мокротой. Затем появляется сухость слизистых, сокращение отделения мокроты, сухой кашель, хрипота; в некоторых случаях при воздействии пыли химических веществ могут появиться изъязвления слизистой оболочки носа.
Наибольшую опасность представляют токсические пыли при попадании их в более глубокие участки органов дыхания, то есть в легкие, где, задерживаясь на длительный период и имея разветвленную поверхность соприкосновения с тканью легкого (в бронхиолах и альвеолах), они могут быстро всасываться в большом количестве и оказывать раздражающее и общетоксическое действие, вызывая интоксикацию организма
Нетоксические пыли, задерживаясь в легких длительное время, постепенно вызывают разрастание вокруг каждой пылинки соединительной ткани, которая не способна воспринимать кислород из вдыхаемого воздуха, насыщать им кровь и выделять при выдохе углекислоту, как это делает нормальная легочная ткань. Процесс разрастания соединительной ткани протекает медленно, как правило, годами. Однако при длительном стаже работы в условиях высокой запыленности разросшаяся соединительная ткань постепенно замещает легочную, снижая, таким образом, основную функцию легких - усвоение кислорода и отдачу углекислоты.
Действие шума на организм человека. Шум - это совокупность звуков различной частоты и интенсивности, возникающих в результате колебательного движения частиц в упругих средах: твёрдых, жидких, газообразных.
Шум, даже когда он невелик (при уровне 50–60 дБ), создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывая на него психологическое воздействие. Это часто наблюдается у людей, занятых умственной деятельностью.
Известно, что ряд таких серьезных заболеваний, как гипертоническая и язвенная болезни, неврозы, желудочно-кишечные, заболевания кожи, патологические изменения, связаны с перенапряжением нервной системы в процессе труда и отдыха. Отсутствие необходимой тишины, особенно в ночное время, приводит к преждевременной усталости, а часто и к заболеваниям.
С увеличением уровней до 70 дБ и выше шум может оказывать определенное физиологическое воздействие на человека, приводя к видимым изменениям в его организме. Под воздействием шума, превышающего 85–90 дБ, в первую очередь снижается слуховая чувствительность на высоких частотах.
Сильный шум вредно отражается на здоровье и работоспособности людей. Человек, работая при шуме, привыкает к нему, но продолжительное действие сильного шума вызывает общее утомление, может привести к ухудшению слуха, а иногда и к глухоте, нарушается пищеварение, происходят изменения объема внутренних органов, ускоряется процесс. утомления, ослабляется внимание и замедляются. психические реакции. Сильный шум может способствовать возникновению травматизма, так как на фоне этого шума не слышно сигналов транспорта, автопогрузчиков и др.
Любой шум достаточной интенсивности и длительности может привести к различной степени снижения слуховой активности. с
Шумная музыка также притупляет слух. Группа специалистов обследовала молодежь, часто слушающую модную современную музыку. У 20 процентов юношей и девушек слух оказался притупленным в такой степени, как у 85летних стариков.
Шум оказывает вредное влияние на зрительные и вестибулярные анализаторы. Он способствует увеличению числа всевозможных заболеваний еще и потому, что он угнетающе действует на психику, способствует значительному расходованию нервной энергии.
Один из основных источников шума в городе – автомобильный транспорт, интенсивность движения которого постоянно растет. Наибольшие уровни шума 90–95 дБ отмечаются на магистральных улицах городов со средней интенсивностью движения.
Действие на организм человека ультразвука. Работающие, подвергающиеся воздействию ультразвука, могут испытывать головную боль, утомление, нервные расстройства и другие недомогания. Ультразвук, занимающий заметное место в гамме производственных шумов, неблагоприятно воздействует на организм, хотя ухо его не воспринимает.
Допустимые уровни ультразвука в зонах контакта рук и других частей тела оператора с рабочими органами приборов и установок не должны превышать 110 дБ.
Действие на организм человека инфразвука. Некоторые внутренние органы человека имеют собственные резонансные частоты колебаний 6-8 Гц. Воздействие инфразвука этой частоты может сопровождаться неприятными ощущениями, болью в ушах, тошнотой, головокружением и др. Инфразвуки вызывают у некоторых людей приступы морской болезни.
Даже слабые инфразвуки могут оказывать на человека существенное воздействие, если они носят длительный характер. Некоторые нервные болезни, свойственные жителям промышленных городов, вызываются именно инфразвуками, проникающими сквозь самые толстые стены.
Действие на организм человека электромагнитных излучений. Биологическое действие электромагнитных излучений зависит от частоты, интенсивности и длительности воздействия, напряжённости электрического и магнитного составляющих поля.
Поглощаемая организмом энергия электромагнитного излучения вызывает нагрев тканей. Облучение глаз может вызвать помутнение хрусталика. Электромагнитные излучения оказывают неблагоприятное влияние на центральную нервную систему, вызывают нарушения в деятельности сердечно-сосудистой системы, обмене веществ.
Действие на организм человека лазерных излучении. Лазерное излучение оказывает термическое, электрическое, фотохимическое и механическое действие. Наиболее чувствительны к воздействию луча лазера органы зрения.
Влияние на организм человека вибраций. Работа машин и механизмов сопровождается значительным шумом и вибрациями. Повышенные уровни шума и вибраций в рабочей зоне оказывают вредное воздействие на организм человека. В результате длительного воздействия шума нарушается нормальная деятельность человека, развивается профессиональная тугоухость, прогрессирование которой может привести к потере слуха.
Вибрация воздействует на центральную нервную систему, органы равновесия, вызывает головокружение, заболевание сосудов. Сравнительно часто шум и вибрации могут являться причиной травматизма. При действии на организм общей вибрации в первую очередь страдает опорно-двигательный аппарат, нервная система, а также анализаторы – вестибулярный, зрительный, тактильный. У рабочих вибрационных профессий отмечены головокружения, расстройство координации движений, симптомы укачивания.
Вибрационная болезнь от воздействия общей вибрации регистрируется у водителей транспорта и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов. Жалобы на боли в пояснице, конечностях, отсутствие аппетита, бессонницу, быструю утомляемость и т.д.
Локальной вибрации подвергаются лица, работающие с ручным механизированным инструментом (формовщики, бурильщики, заточники, лица, работающие с ударным инструментом)
Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью, деформирует и уменьшает подвижность суставов (ноющие, тянущие боли в руках, часто по ночам). Виброболезнь может развиться через 8-15 лет.
Биологические загрязнения Кроме химических загрязнителей, в природной среде встречаются и биологические, вызывающие у человека различные заболевания. Это болезнетворные микроорганизмы, вирусы, гельминты, простейшие. Они могут находиться в атмосфере, воде, почве, в теле других живых организмов, в том числе и в самом человеке. Наиболее опасны возбудители инфекционных заболеваний. Они имеют различную устойчивость в окружающей среде. Одни способны жить вне организма человека всего несколько часов находясь в воздухе, в воде, на разных предметах, они быстро погибают. Другие могут жить в окружающей среде от нескольких дней до нескольких лет. Для третьих окружающая среда является естественным местом обитания. Для четвертых - другие организмы, например дикие животные, являются местом сохранения и размножения. Часто источником инфекции является почва, в которой постоянно обитают возбудители столбняка, ботулизма, газовой гангрены, некоторых грибковых заболеваний. В организм человека они могут попасть при повреждении кожных покровов, с немытыми продуктами питания, при нарушении правил гигиены.
Болезнетворные микроорганизмы могут проникнуть в грунтовые воды и стать причиной инфекционных болезней человека. Поэтому воду из артезианских скважин, колодцев, родников необходимо перед питьем кипятить.
3.(68)Экологическая экспертиза
Термин «экспертиза» происходит от латинского «expertus» - «опытный». «Под ним понимается исследование специалистом (экспертом) каких-либо вопросов, решение которых требует специальных познаний в области науки, техники, искусства. Экспертные оценки представляют собой количественные или порядковые оценки процессов или явлений , не поддающихся непосредственному измерению, а потому основываются на суждениях специалистов».
Согласно ФЗ «Об экологической экспертизе» от 23 ноября 1995 г. экологическая экспертиза – «установление соответствия документов и (или) документации, обосновывающих намечаемую в связи с реализацией объекта экологической экспертизы хозяйственную и иную деятельность, экологическим требованиям, установленным техническими регламентами и законодательством в области охраны окружающей среды, в целях предотвращения негативного воздействия такой деятельности на окружающую среду»
Экологическая экспертиза совершается в виде предварительной проверки соответствия хозяйственных решений предприятий, их деятельности и ее результатов требованиям охраны окружающей среды, рационального использования природных ресурсов, экологической безопасности общества.
Целью экологической экспертизы является обеспечение предупреждения вредных последствий хозяйственной деятельности для охраны окружающей среды, здоровья человека, экологической безопасности общества.
Экологическая экспертиза выполняет функцию предупредительного экологического контроля. Экспертиза является также инструментом поддержания экологического правопорядка в правотворчестве, в хозяйственной, управленческой и иной деятельности, обеспечения соблюдения и охраны права каждого на благоприятную окружающую среду, источником разнообразной экологически значимой информации, средством доказывания при разрешении споров.
Согласно ст. 3 Федерального закона «Об экологической экспертизе» экологическая экспертиза основывается на следующих принципах:
«презумпции потенциальной экологической опасности любой намечаемой хозяйственной и иной деятельности;
обязательности проведения государственной экологической экспертизы до принятия решений о реализации объекта экологической экспертизы;
комплексности оценки воздействия на окружающую природную среду хозяйственной и иной деятельности и его последствий;
обязательности учета требований экологической безопасности при проведении экологической экспертизы;
достоверности и полноты информации, представляемой на экологическую экспертизу;
независимости экспертов экологической экспертизы при осуществлении ими своих полномочий в области экологической экспертизы;
научной обоснованности, объективности и законности заключений экологической экспертизы;
гласности, участия общественных организаций (объединений), учета общественного мнения;
ответственности участников экологической экспертизы и заинтересованных лиц за организацию, проведение, качество экологической экспертизы».
экологической экспертизы, обязано предоставить документы и материалы органам, осуществляющим экологическую экспертизу до реализации этого объекта.
Последовательное соблюдение названных принципов в процессе организации и проведения государственной экологической экспертизы – важнейшее требование и условие эффективности экспертизы в обеспечении реализации экологического права»
Субъектами государственной экологической экспертизы должны выступать три стороны: заказчик, подрядчик, потребитель.
Заказчиком является властная государственная структура, наделенная соответствующим правом назначать подобную экспертизу. Минприроды и ее территориальные органы, в других случаях правительственные органы РФ либо субъектов РФ.
Подрядчиком является исполнитель задания по экологической экспертизе. Им может стать научно-исследовательский институт или подобное ему учреждение, которому будет поручено произвести экспертизу, или самостоятельная комиссия, подобранная компетентным органом и утвержденная им.
Потребителем следует называть предприятие, организацию, учреждение, объекты которых стали предметом экспертного анализа.
В настоящее время функции проведения государственной экологической экспертизы осуществляет Федеральная служба по надзору в сфере природопользования, находящаяся в ведении Министерства природных ресурсов России. Часть проектов рассматривает Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору при Правительстве РФ.
4.(83).Решите тестовые задания
83.1 Выберите правильный ответ.
Выпадение кислотных дождей связано с …
- образованием в атмосфере озона;
- выбросами в атмосферу двуокиси углерода;
- выбросами в атмосферу двуокиси серы и оксидов азота;
- выбросами в атмосферу оксидов фосфора;
- действием атомных электростанций.
- Выберите правильный ответ.
Конвенция, принятая в связи с глобальным потеплением климата, называется …
- Монреальский протокол;
- Киотский протокол;
- Конвенция по биоразнообразию;
- Повестка на XXI век.
- Выберите правильный ответ.
Ковыль в трофической цепи ковыль – кузнечик – воробей – змея выполняет экологическую функцию …
- фитофаг;
- консумент І порядка;
- консумент ІІ порядка;
- консумент ІІІ порядка;
ж) редуцент;
3) продуцент
- Дополните.
- процесс деградации почв, связанный с неумеренным поливом орошаемых земель в засушливых районах, называется деградацией почв.
- сообщество живых организмов и среды их обитания, составляющее единое целое на основе устойчивого взаимодействия между элементами живой и неживой природы, называется экологической системой;
- установленные предприятиям-
природопользователям на определенный срок объемы предельного использования природных ресурсов, выбросов и сбросов загрязняющих веществ в окружающую среду и размещения отходов производства, называется лимитами на природопользование; - концентрация, которая не должна оказывать на человека вредного воздействия при вдыхании в течение 24 часов, называется предельно-допустимой концентрацией.
- Найдите соответствие.
Определите соответствие между экологическими факторами и их примерами
|
|
1-б:
2-а.
- Ответьте на вопрос.
