Типы социальной организации популяций
- Назовите типы социальной организации популяций.
- Какие характеристики называются демографическими показателями популяции.
- Что такое пищевые цепи, из чего они складываются?
- В чем заключается круговорот углерода в биосфере?
- Что такое структура биосферы? Принцип эмерджентности.
- В чем заключается принцип устойчивого развития?
- Планировочные мероприятия на стадии проектирования
- Классификация сточных вод
- Экологический контроль
- цели эколого-правового регулирования
- Назовите типы социальной организации популяций.
В природе живые организмы
Такие группы особей одного вида с общим генофондом, общей морфологией и единым жизненным циклом называют популяцией. Историческое понятие популяции возникло в самом начале XX века в связи с развитием генетико-эволюционного направления в биологии. В современном представлении популяция рассматривается как элементарная единица эволюционного процесса, при этом главный критерий популяции — способность к свободному обмену генетической информацией (панмиксия):
«Под популяцией понимается совокупность особей определенного вида, в течение достаточно длительного времени (большого числа поколений) населяющих определенное пространство, внутри которого осуществляется та или иная степень панмиксии».
Популяция — не абстрактная эволюционная единица, а совокупность особей, входящая в состав определенной экосистемы. Так, все особи карася в одном озере, все березы или все ели в одном лесу образуют популяцию.
Основными характеристиками популяции являются, во-первых, генетическое единство популяции, а во-вторых, — фенотипическая общность особей. Кроме того, для каждой популяции характерны своя пространственная, половая и возрастная структуры, динамика численности и другие демографические показатели.
Пространственная структура популяций. Рациональное использование ресурсов среды популяций достигается упорядоченным размещением особей на занимаемом участке. Большинство популяций имеет постоянную территорию и временные поселения. Постоянную территорию называют «ядром» популяции, а временные поселения, «периферию» занимают микропопуляции, которые образуются при возрастании численности популяции в годы, наиболее благоприятные для размножения. Например, хлопковая моль на полях хлопчатника — это ядро популяции, а на соседних посевах кенафа, канатника, диких мальвовых растениях - временные поселения моли. Подобным образом могут размещаться на территории многие виды грызунов: лучшие местообитания занимает ядро популяции, «периферию» — временные поселения. Кроме того, различают типы пространственного размещения особей в популяции: а) равномерное, б) диффузное (беспорядочное), в) мозаичное.
В понятие пространственной структуры входит и так называемая социальная организация. Для нее свойственен определенный стереотип поведения, она регламентирует использование пространства и пищи.
Различают два типа социальной организации популяций: одиночную (семейную) и групповую. При одиночной (семейной) организации территория принадлежит одной семье (самец, самка и их потомство). Члены семейства могут метить и строго охранять границы этой территории. Такой образ жизни характерен для сидячих водных форм (некоторые иглокожие, а также раки-отшельники, крабы -норники, осьминоги), некоторых бабочек, хищных рыб, одиноких роющих ос, многих грызунов и млекопитающих. У многих животных индивидуальные участки сохраняются в течение всех сезонов и на протяжении всей жизни (сидячие формы, дятлы, ночные пернатые хищники).
Для других животных и растений характерно групповое использование пространства. Такие животные образуют стада, стаи или колонии. Часто таким образом обеспечиваются более благоприятные условия микроклимата: повышенная температура сохраняется в муравейниках и поселениях пчел, пингвины образуют «черепаху» во время буранов и т. д. Все особи в группе сообща выступают в борьбе с врагом и вырабатывают специальную систему сигналов (свист сусликов, постукивание лап зайцеобразных, тревожные крики птиц), которой оповещают об опасности всех членов поселения (колоний).
- 2. Какие характеристики называются демографическими показателями популяции.
Таким образом, у каждого вида организмов,
образующих популяцию, свой темп полового
размножения, число семян или
детенышей в потомстве, свои скорость
отмирания популяции и
Каждая популяция имеет особые характеристики, присущие только ей и неприменимые к отдельным организмам. Наилучшим образом популяцию как группу организмов характеризует обилие — определенное число особей на данной площади. Мерой обилия особей какой-либо популяции может быть общая численность популяции или ее общая биомасса, что более применимо к растительным организмам. Однако измерить общую численность некоторых популяций на практике бывает довольно трудно, поэтому пользуются таким понятием, как плотность популяции.
Плотность популяции — это число особей (или биомасса), приходящееся на единицу площади или объема жизненного пространства (в воде или почве). Зная плотность популяции в тот или иной момент времени, можно судить о росте, размножении, старении популяции.
Рождаемость - это способность популяции к увеличению численности за счет размножения особей. Показатель рождаемости — число новых особей (яиц, семян), родившихся в популяции за определенный промежуток времени.
Различают максимальную (или абсолютную, физиологическую) и экологическую рождаемость.
Правило максимальной рождаемости, или воспроизводства: в популяции имеется тенденция к образованию теоретически максимально возможного количества новых особей. Оно достигается в идеальных условиях, когда отсутствуют лимитирующие экологические факторы и размножение ограничивается лишь физиологическими особенностями вида. Обычно же существует экологическая, или реализуемая, рождаемость, возникающая в особых или специфических условиях среды.
Максимальная рождаемость — тот предел, который характерен для скоростей увеличения числа особей в популяции.
Для тех видов, которые мало или вообще не заботятся о потомстве, а функция родителей сводится только к произведению на свет новых особей, характерна высокая максимальная и низкая экологическая рождаемость. Так, например, взрослая самка трески выметывает миллион икринок (максимальная рождаемость), из которых до взрослого состояния в среднем доживают лишь две особи (экологическая рождаемость).
Смертность - это показатель состояния популяции, противоположный рождаемости. Для того чтобы популяция не исчезла совсем и не возрастала неограниченно, необходимо определенное равновесие процессов рождаемости и смертности. Организмы умирают, даже когда условия жизни вполне благоприятны, а влияние внешних факторов не изменяется в худшую сторону. В этих случаях смертность минимальная. При появлении новых неблагоприятных факторов среды смертность возрастает.
Таким образом, возрастание смертности — это сигнальный показатель неблагоприятного изменения внешних воздействий (ухудшения условий среды).
Что такое пищевые цепи, из чего они складываются?
Цепи питания
Живые организмы в экосистеме, мертвые их остатки и их отбросы являются пищей для других организмов. Питательные вещества1 таким образом переходят из одного организма в другой, образуя непрерывные пищевые цепи.
Начало пищевым цепям дают продуценты. Они усваивают из окружающей среды воду, неорганические(минеральные) соли, углекислый газ, кислород и с помощью фотосинтеза строят свое тело.
Следующие звенья цепи питания составляют консументы, которые поедают как продуцентов, так и себе подобных.
Консументы, которые питаются продуцентами, называются консументами I порядка - травоядные или растительноядные животные.
Консументы, которые поедают травоядных I порядка, называются консументами II порядка - плотоядные животные (хищники).
Хищников, питающихся вторичными консументами, называют консументами III порядка и т.д.
Организмы, употребляющие один тип пищи, принадлежат к одному трофическому уровню2.
Продуценты относятся к
Дополнительные звенья в пищевой цепи составляют дедритофаги, которые питаясь отходами и трупами, могут стать добычей хищников (напр., муравьед питается муравьями). И так органическое вещество возвращается в органический круговорот3.
В конце пищевой цепи находятся редуценты(
Простые и сложные пищевые цепи связаны между собой, образуя обширную сеть. Она так и называется пищевая сеть.
4. На Землю углерод продолжает поступать из космоса и в настоящее время в виде космической пыли.
Углерод входит в состав разнообразных органических веществ, из которых построено все живое на Земле. В виде углекислого газа (СО2) он поглощается из атмосферы растениями, которые, в свою очередь, поедаются животными. Скорость усваивания углерода растениями составляет 1,5·1011 т. в год (для сравнения, его общая масса в растениях составляет около 5·1011 т., в животных – 5·109 т., а в атмосфере – 6,4·1011 т.). В процессе фотосинтеза зеленый растения используют углекислоту и воду для синтеза органических соединений, выделяя в атмосферу кислород. В результате процессов окисления – дыхания (как животных, так и растений) и гниения – часть углерода возвращается обратно в атмосферу в виде углекислого газа.
Биосфера не является статичной
и неизменной; с течением времени
она эволюционирует. Важнейшим фактором
при этом являются сами живые организмы.
С момента своего возникновения
они расширяли границы
Благодаря деятельности копро-, некро- и сапрофагов, углерод, содержащийся в продуктах выделения, а также в останках мертвых организмов, попадает в почву. Таким образом, осуществляется передача углерода по цепям питания. Накапливаясь в почве, углерод участвует в образовании гумуса.
Часть углекислого газа растворяется в воде и участвует в формировании скелетов водных обитателей. Из останков мертвых организмов углерод попадает в почву и накапливается там, образуя гумус, торф, каменный уголь, нефть, природный газ. Таким образом, эта часть углерода выводится из активного круговорота. В активном круговороте участвует лишь небольшое количество углерода, поскольку его огромные запасы законсервированы в известняках и других породах.
5.Что такое структура
Согласно современным
Аэробиосфера населена аэробионтами, субстратом жизни-которых служит влага воздуха. Лимитирующими факторами развития жизни в аэробиосфере являются наличие капель воды и твердых аэрозолей, поднимающихся с поверхности Земли, а также положительные температуры. Аэробиосфера в свою очередь распадается на две субподсферы: тропобиосферу и альтобиосферу. Тропобиосфера простирается от вершин деревьев до высоты наиболее частого расположения кучевых облаков и заселена тропобионтами. Альтобиосфера расположена над тропобиосферой и характеризуется крайне разряженным слоем микробиоты. Завершает альтобиосферу слой наибольшей плотности озона (озонный защитный слой), за пределами которого простираются своеобразные надбиосферные слои, названные парабиосферой, артебиосферой и апобиосферой. В парабиосферный слой жизнь проникает лишь случайно, и организмы здесь не размножаются. Артебиосфера - это пространство человеческой экспансии в околоземный космос. Апобиосфера - собственно надбиосферный слой, где сравнительно много биогенных веществ.
Гидробиосфера - это весь глобальный мир воды (без подземных вод), населенный гидробионтами. Гидробиосфера распадается на мир континентальных, в основном пресных, вод, названный аквабиосферой (с аквабионтами), и мир морей и океанов, названный маринобиосферой (с маринобионтами). Маринобиосфера распадается на три субподсферы, определяемые главным образом интенсивностью света: фотосферу, дисфотосферу и афотосферу. Первая из них всегда ярко освещена, вторая всегда сумеречна (до 1% солнечной инсоляции), третья - зона абсолютной темноты, где невозможен фотосинтез.
Геобиосфера - обитель геобионтов, субстратом и средой жизни для которых служит земная твердь. Субподсферами геобиосферы являются террабиосфера, гипотеррабиосфера, теллуробиосфера, гипобиосфера и метабиосфера, за нижним пределом которой простирается абиосфера ("небиосфера"). Террабиосфера (с террабионтами) подразделяется на так называемые фитосферу, охватывающую пространство от поверхности Земли до верхушек деревьев, и педосферу, включающую почвы и лежащие под ними подпочвы. Гипотеррабиосфера характеризуется обитанием в ней аэробов, а теллуробиосфера - обитанием лишь анаэробов. Гипобиосфера является своеобразным аналогом парабиосферы. В гипобиосферу жизнь проникает лишь случайно и в неактивных формах. Метабиосфера - зона залегания биогенных пород (антрациты, газо- и нефтеобразования). Здесь процессы метаморфизма горных пород стирают признаки жизни. Гипотеррабиосферу и теллуробиосферу обычно объединяют общим названием - литобиосфера. Ее населяют литобионты, живущие в порах горных пород.
Рассматривая структуру
Экологической системой обычно называют совокупность живых и неживых элементов биосферы, находящихся во взаимодействии. Биологический спектр биосферы имеет ступенчатый характер. Сообщество, популяция, организм, орган, клетка и ген, расположенные в иерархическом порядке (от крупных систем к малым), составляют основные уровни организации жизни. Согласно представленному на рис. 2.2 спектру, экология изучает уровни, находящиеся в правой части спектра, т.е. уровни организации от организмов до экосистем. Следует, однако, отметить, что в спектре нельзя найти резких границ или разрывов (в функциональном смысле), поскольку каждый уровень в биосистеме "интегрирован", т.е. взаимосвязан с другими уровнями. Как и организм, изолированный от популяции, не в состоянии жить долго, сообщество не может существовать, если в нем не происходит круговорот веществ и в него не поступает энергия.
Важным следствием иерархической организации является принцип эмерджентности, заключающийся в том, что по мере объединения компонентов в более крупные функциональные единицы у этих новых единиц возникают новые свойства, отсутствующие на предыдущем уровне. Эти качественно новые свойства экологического уровня называют эмерджентными свойствами. Вообще при каждом объединении подмножества в новое множество возникает по крайней мере одно новое (эмерджентное) свойство, действующее одновременно с совокупными свойствами, представляющими собой сумму свойств компонентов. Другими словами, здесь действует хорошо известный принцип несводимости свойств целого к сумме свойств его частей.
- 6. В чем заключается принцип устойчивого развития?
В декларации Рио-де-Жанейро по окружающей среде и развитию изложены 27 принципов, которыми призвано руководствоваться мировое сообщество на его пути к устойчивому развитию. Вместе с тем каждая страна, принимая свою национальную стратегию, старается их переосмыслить и внести свою совокупность принципов (например. Совет по устойчивому развитию при Президенте США выделил 16 таких основополагающих представлений-принципов)4. Анализируя документы ЮНСЕД, существующие мнения в мировой и отечественной литературе, здесь предлагается выделить следующие основные принципы устойчивого развития:
- каждый человек имеет право на здоровую и плодотворную жизнь в гармонии с природой, на жизнь в экологически чистой и благоприятной для него окружающей среде;
- социально-экономическое развитие должно быть направлено на улучшение качества жизни людей (укрепление здоровья, повышение продолжительности жизни, получение необходимого образования, гарантия свобод, прав и т.д.);
- развитие должно реализоваться таким образом, чтобы в равной мере обеспечить возможность удовлетворения основных жизненных потребностей как нынешнего, так и будущих поколений при сохранении окружающей природной среды;
- сохранение окружающей природной среды должно составлять неотъемлемую часть процесса развития и не должно рассматриваться в отрыве от него, в одно целое должно быть соединено экономическое развитие, справедливое развитие социальной сферы и экологическая безопасность;
- улучшение качества жизни должно обеспечиваться в тех пределах хозяйственной емкости экосистем, превышение которых приводит к их разрушению;
- выживание населения и стабильное социально-экономическое развитие должно базироваться на приоритетах стабилизации и улучшения качества окружающей среды, сохранении биоразнообразия и устойчивости биосферы;
- рациональное природопользование должно быть основано на неистощительном использовании возобновимых ресурсов, максимально возможном уменьшении использования невозобновимых ресурсов и расширенном использовании вторичных ресурсов, безопасной утилизации, обезвреживании и захоронении отходов, разработке для этих целей соответствующих высоких технологий, освоении пространств и ресурсов космоса;
- неиспользование нежизнеспособных в экономическом и опасных в экологическом планах моделей производства и потребления, рационализация структуры личного потребления;
- существенное усиление взаимосвязи экономики и экологии, формирование экологоориентированной экономической системы развития, обеспечивающей и "вписывание" антропогенной деятельности в биосферные циклы;
- реализация демографической политики, обеспечивающей общую стабилизацию численности населения и рациональное его расселение;
- широкое использование принципа предосторожности, опережающего принятия эффективных мер по предупреждению ухудшения состояния окружающей среды, превентивных действий по предотвращению экологических катастроф, даже при отсутствии полного их научного обоснования;
- искоренение бедности и нищеты, сглаживание имущественного неравенства и неравенства уровней жизни людей внутри страны и между странами;
- развитие процессов демократии и становления открытого общества, включая правовое государство, рыночное хозяйство и гражданское общество;
- уважение личных форм собственности, в том числе частной, и развитие многоукладности в экономике, путем использования механизмов рыночных отношений;
- устранение всех форм насилия над человеком и природой, прежде всего войн, террора и экоцида, поскольку мир, развитие и природа взаимозависимы и неразделимы;
- сохранение всех форм "социоразнообразия", в том числе малых народов, этносов, в формах адекватных их традиционным способам жизнедеятельности культур;
- развитие международного сотрудничества и глобального партнерства в целях сохранения, защиты и восстановления целостности экосистемы Земли, восстановления нарушенных экосистем; направление усилий на принятие государствами эффективных законов, защищающих природную среду;
- обеспечение свободного доступа к экологической информации, разработка индикаторов прогресса на пути к устойчивому развитию, создание необходимых для этого баз данных, глобальных и национальных коммуникаций и использование других средств информатики;
- экологизация сознания и мировоззрения человека, радикальная переориентация системы воспитания, образования, морали с учетом новых цивилизационных ценностей, ориентированных на возвышение интеллектуально-духовных ценностей по отношению к материально-вещественным;
- ведущая роль в создании условий, обеспечивающих реализацию задач и целей устойчивого развития, должна принадлежать государству как гаранту обеспечения экономического развития, социальной справедливости и охраны окружающей природной среды;
- ведение хозяйственной деятельности должно осуществляется преимущественно на уже освоенных территориях с отказом от любых проектов, наносящих невосполнимый ущерб окружающей среде, или экологические последствия которых недостаточно изучены.
Эти принципы объединяют в одно целое экономическую, социальную, экологическую и другие сферы человеческой деятельности.
Становится очевидной социоприродная сущность и ноосферная направленность новой системно-цивилизационной парадигмы, описываемой этими принципами. В такой интерпретации она соединяет в единую социоприродную систему развития экологические, экономические, социальные и иные характеристики, не выдвигая на приоритетное место сугубо экономические параметры, как это имеет место в модели неустойчивого развития.
Отвержение "экономического детерминизма" и ориентация на системный социоприродный подход к исследованию развития потребует серьезных мировоззренческих трансформаций. В стратегии устойчивого развития совершенно очевидны отказ от целей и приоритетов индустриально-потребительского общества и переход на новый путь развития; необходимость изменения стратегии развития цивилизации: выживание и непрерывность развития должны достигаться без количественного роста многих традиционных параметров и, прежде всего, дальнейшего непрерывного роста населения, экономического роста и антропогенного давления на биосферу. Такого рода устойчивость как цель развития не имела места в истории цивилизации.
Глубинная и вместе с тем простая для понимания сущность перехода к устойчивому развитию заключается в таком снижении антропогенного пресса на биосферу, чтобы цивилизация в неё органически "вписывалась" и смогла бы существовать неопределённо долго в условиях гармонии с окружающей средой. В значительной своей части проблемы перехода к устойчивому развитию оказываются проблемами управления (как государственного, так и становящегося международно-глобального), ибо главное отличие всего предшествующего развития от будущего устойчивого социоэкоразвития заключается в том, что им необходимо разумно и опережающе управлять. Причём именно управлять, а не просто регулировать, поскольку речь пойдёт о существенном изменении стратегии цивилизационного развития. Управление на заключительном этапе в основном сменится регулированием, поскольку для обеспечения неопределённо долгого развития придётся поддерживать многие его параметры на постоянном уровне.
1. Планировочные мероприятия на стадии проектирования
Планировочные мероприятия позволяют,
при постоянстве валовых
Основные планировочные
взаимное расположение цехов и взаимное расположение завода и жилого массива.
К обязательным требованиям при проектировании предприятия относятся следующие:
- создание санитарно-защитных
- предприятие и жилой массив должны располагаться на равнинной, открытой местности, которые хорошо продуваются ветрами и отсутствуют участки местности, способствующие образованию застойных зон;
- предприятия должны
- площадка жилого массива должна быть не выше площадки предприятия, т.к. иначе снижается эффект рассеяния и высоты дымовой трубы;
- смежные здания влияют на распространение выбросов из дымовых труб, поэтому такие трубы делают в 2,5 раза выше смежных зданий;
- температура воздуха в районе завода с увеличением высоты должна уменьшаться, что способствует лучшему рассеянию примесей в атмосфере;
- производства, выбрасывающие максимальное количество загрязняющих веществ должны располагаться со стороны, противоположной жилому массиву;
- цеха не должны располагаться в одну линию, чтобы не объединялись выбросы;
- целесообразно исключать из состава предприятия цеха, которые не являются обязательными (неотъемлемыми) для данного предприятия (аглофабрика, ТЭЦ, производство огнеупоров);
- необходимо озеленение санитарно-защитной зоны специальными зелеными насаждениями.
Классификации сточных вод
Сточные воды могут быть классифицированы по следующим признакам:
- по источнику происхождения:
- производственные (промышленные) сточные воды (образующиеся в технологических процессах производств), отводятся через систему промышленной или общесплавной канализации
- бытовые (хозяйственно-бытовые) сточные воды (образующиеся в результате бытовой жизнедеятельности человека), отводятся через систему хозяйственно-бытовой или общесплавной канализации
- поверхностные сточные воды (делятся на дождевые и талые-образующиеся при таянии снега, льда, града), отводятся как правило через систему ливневой канализации. Так же могут называться «ливневые стоки»[1]
Производственные сточные воды, в отличие от атмосферных и бытовых, не имеют постоянного состава и могут быть разделены:
- по составу загрязнителей на:
- загрязнённые по преимуществу минеральными примесями
- загрязнённые по преимуществу органическими примесями
- загрязнённые как минеральными, так и органическими примесями
- по концентрации загрязняющих веществ:
- с содержанием примесей 1—500 мг/л
- с содержанием примесей 500—5000 мг/л
- с содержанием примесей 5000—30000 мг/л
- с содержанием примесей более 30000 мг/л
- по свойствам загрязнителей
- по кислотности:
- неагрессивные (pH 6,5—8)
- слабоагрессивные (слабощелочные — pH 8—9 и слабокислые — pH 6—6,5)
- сильноагрессивные (сильнощелочные — pH>9 и сильнокислые — pH<6)
- по токсическому действию и действию загрязнителей на водные объекты:
- содержащие вещества, влияющие на общесанитарное состояние водоёма (напр., на скорость процессов самоочищения)
- содержащие вещества, изменяющие органолептические свойства (вкус, запах и др.)
содержащие вещества, токсичные для человека и обитающих в водоёмах животных и растений
- Экологический контроль
Экологический контроль - важнейшая
правовая мера обеспечения рационального
природопользования и охраны окружающей
среды от вредных воздействий, функция
государственного управления и правовой
институт права окружающей среды. Основываясь
на роли экологического контроля в
механизме охраны окружающей среды,
его можно оценивать как
Ранее подчеркивалось, что функция экологического контроля выполняется и при осуществлении иных правовых мер обеспечения рационального природопользования и охраны окружающей среды - экологического нормирования, экологической экспертизы, экологического лицензирования, экологической сертификации. Но в рамках всех этих направлений деятельности экологический контроль, т.е. обеспечение выполнения эколого-правовых требований, осуществляется объективно, попутно, применительно к каждому из названных видов деятельности. Реализация любой из таких мер, как и проведение экологического контроля, представляет собой целенаправленную деятельность специально уполномоченных государственных органов, осуществляемую в рамках установленной для их процедуры, на основе специальных правовых норм.