Место человека в биосферных процессах. Среда, окружающая человека и ее специфика. 2

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ЮЖНО-КАЗАХСТАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

 

КАФЕДРА ГИГЕНЫ- 1, ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ С ВАЛЕОЛОГИЕЙ

 

                                 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

На тему: «Место человека в биосферных процессах. Среда, окружающая человека и ее специфика»

 

 

 

 

Выполнила: Жаксылык Улжан

Группа: 105-А, ОЗр

Приняла:Тайжанова М.А.

 

 

 

 

 

 

Шымкент 2014г

 

                                                   План:

Введение

1. Степень согласованности деятельности  человека с законами и принципами  общей экологии.

2. Круговорот веществ и их  нарушение человеком

3. Экологическая ниша человека  и возможности ее изменения

4. Специфика действия антропогенных  факторов на организмы

Заключение

Список  литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                      Введение 

Человек, а в значительной мере и другие существа в настоящее время живут в среде, которая является результатом действия антропогенных факторов. Она отличается от той классической среды,  которая рассматривалась в общей экологии в ранге действия природных абиотических и биотических факторов.  Заметное  изменение человеком среды началось с тех пор, когда он от  собирательства перешел к более активным видам деятельности,  таким как охота, а затем одомашнивание животных и выращивание растений. С этого времени начал работать принцип «экологического бумеранга»: любое воздействие на природу, которое последняя не могла ассимилировать, возвращалось к человеку как негативный фактор. Человек все больше отделял себя, от природы и заключал в оболочку созданной им самим среды. Контакт человека с природной средой все более и более уменьшался. Поскольку современная среда и экологическая ситуация является результатом действия антропогенных факторов, рассмотрим их специфику в сравнении с факторами естественной природы (абиотическими и биотическими).

Известно, что основное воздействие человека на среду связывается с его орудийной деятельностью, энерговооруженностью, а также с умением накапливать, хранить и передавать поколениям информацию. Эти три составляющие характеризуют, в конечном счете, отличие человека от других живых существ, степень согласованности его действий с биосферными процессами, возможности нахождения своего места в биосфере экологически обусловленными методами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Степень согласованности деятельности человека с законами и принципами общей экологии

Изменение границ оптимальных и лимитирующих факторов

Человек способен изменять силу действия и число лимитирующих факторов, а также расширять или, наоборот, сужать границы оптимальных значений факторов среды. Например, снятие урожая неизбежно связано с обеднением почв элементами минерального питания растений и переводом некоторых из них в категорию лимитирующих факторов.

Человек неизмеримо расширил свои адаптационные возможности за счет кондиционирования условий своей среды (одежда, жилище, новые материалы и т.п.) и тем самым резко уменьшил зависимость от природной среды и представляемых ею ресурсов. Например, в рационе человека пищевые ресурсы дикой природы составляют только 10-15%. Остальные пищевые потребности удовлетворяются за счет культурного хозяйства.

Следствием уменьшения зависимости от факторов среды является расширение человеком своего ареала на всю планету и снятие естественных механизмов регулирования численности популяции.

Человек снял или частично разрушил практически все природные механизмы популяционного гомеостаза по отношению к своей популяции, Абиотические факторы почти не сказываются на численности. Она практически не регулируется хищниками, паразитами и межвидовыми конкурентными отношениями. Острота внутривидовых взаимоотношений снимается социальными и юридическими нормами поведения. Болезни, уносившие ранее миллионы жизней (оспа, малярии, холера, чума и др.), полностью или в основном локализованы. Болезни цивилизации (сердечно-сосудистые, онкологические, СПИД и др.) при современных темпах увеличения народонаселения (на 85-90 млн. человек ежегодно) заметно не изменяют тенденций экспоненциального роста численности вида.

Применительно к человеку практически «не работает» принцип территориальности как фактор регулирования численности популяции. Территориальные перемещения ресурсов снимают различия их запасов в пределах обширных регионов. Природно-территориальные (экосистемные) границы все больше заменяются административно-территориальными.

Регулирование плотности человеческой популяции, если оно имеет место, осуществляется за счет осознанного воздействия на рождаемость, а не в ответ на имеющуюся численность, что характерно для биологических популяций.

Отдельные экосистемы и даже их крупные блоки (например, степи, прерии) человек практически полностью уничтожил. В других он серьезно нарушает свойственные им процессы, принципы и закономерности функционирования:

а) цепи питания и экологические пирамиды. В природных экосистемах на высоких звеньях цепей питания не бывает большой продукции, биомассы и численности организмов. Человек нарушил этот принцип по отношению как к своей популяции, так и к другим видам (сортам, породам). Такое несоответствие природным экосистемам стало возможным благодаря присвоению и вложению в системы дополнительной энергии.

Нарушение плавил экологических пирамид оказывается неоправданно дорогим. Оно неизбежно сопровождается изменениями в круговоротах веществ, накоплением отходов и загрязнением среды (например, животноводческие комплексы).

Нарушение правил пирамид обуславливается также тем, что потребительские интересы человека вышли за пределы биологических ресурсов в целом.

б) изменение границ экологических ниш. Человек существенно изменяет границы экологических ниш организмов. За этим следует усиление конкуренции и действие правила конкурентного исключения. Конечный результат таких явлений — обеднение видового состава сообществ. Последнее, в свою очередь, расширяет возможности для внедрения в экосистемы несвойственных им видов.

в) воздействие на динамику экосистем Рубки лесов, осушение болот, пожары и другие виды антропогенной деятельности приводят к разрушению или нарушению конечных (климаксных) стадий экосистем, к замене их промежуточными сообществами. Человек нередко поддерживает экосистемы на промежуточных стадиях динамики в течение длительного времени для получения интересующего его эффекта. К примеру, он сохраняет лиственные леса на месте коренных хвойных, поскольку они более ценные в рекреационном (для отдыха) отношении или устойчивые к загрязнениям атмосферы.

Иногда наоборот стимулируются сукцессионные процессы для быстрейшего перевода экосистем в завершающие стадии динамики. Все это приводит к снижению устойчивости сообществ.

Одним из масштабных результатов деятельности человека является нарушение механизмов функционирования живого вещества и его функций.

а) контрастность живого вещества. Важным условием постоянства (контрастности) массы живого вещества в биосфере является сохранение условий, обеспечивающих нормальную продуктивность сообществ. Эти условия нарушаются в результате истощения почв, замены более продуктивных экосистем менее продуктивными, отчуждения земель под различные виды строительства и т.п.

За счет повышения человеком продуктивности экосистем, например, окультуривание земель, потери живого вещества не компенсируются;

б) транспортная и рассеивающая функция живого вещества. Эти функции человек изменяет или дополняет, перемещая большие массы продукции в пространстве, нарушая при этом круговороты (например, вынос водным стоком натрия, магния, кальция, калия и азота с площадей вырубок увеличился соответственно в 3; 8; 9; 20 и 100 раз).

в) деструкционная и конструкционная функции. Усиление человеком разрушительных явлений в биосфере происходит в результате извлечения ресурсов из недр, а также использования поверхности литосферы.

Результатом интенсификации концентрационных процессов является накопление на поверхности земли ресурсов или продуктов их переработки в таких объемах, что они выделяются в специфические техногенно-геохимические провинции.

Для социальных и связанных с ними техногенных структур характерна низкая экологическая эффективность. Основная часть ресурсов составляет отходы. Такие явления во многом обусловлены несоответствием темпов развития технических и социальных структур.

Период развития биосферы, связанный с деятельностью человека, рассматривают как «ноогенез». Ему предшествовал период «биогенеза». Эти периоды не сопоставимы ни по продолжительности, ни по интенсивности изменения среды и биосферных процессов.

Нарушение временного фактора развития биосферы и среды обитания приводит к несоответствию темпов изменения среды и адаптационных возможностей организмов. Следствием этого является нарушение в соотношении численности отдельных видов (результат неодинаковой адаптивности), снижение устойчивости и продуктивности экосистем, гибель некоторых видов.

Действия человека характеризуются не только нарушением временного фактора в развитии биосферных процессов, но и отчужденностью от природы, подчинением ее своим целям. Чаще всего он выступает как внешний фактор по отношению к экосистемам. Это дает основание говорить о специфической экологической нише человека.

                     Круговороты веществ и их нарушение человеком

Различают два вида круговоротов веществ: большой, или геологический (между сушей и океаном), и малый, или биологический (в пределах экосистемы). Самостоятельность малого круговорота относительна: он является элементом геологического круговорота. Об изменении последнего под влиянием антропогенных факторов можно судить по выносу с суши в океан продуктов разрушения почв. За последние 50 лет вынос увеличился с 3 млрд. т/год в 40-50-х годах до 45-50 млрд. т в конце столетия.

Малые круговороты чаще всего нарушаются в результате несоответствия между количеством веществ, поставляемых в среду, и возможностями организмов по их разложению либо концентрированию. Накопление человеком веществ достигает столь значительных объемов, что даже легко разрушаемые из них (например, отходы животноводческих комплексов) долгое время не включаются в круговороты. Вещества, чуждые организмам-деструкторам выключаются из круговоротов на более длительное время.

Круговорот углерода. Содержащийся в атмосфере углерод (в виде СО) в процессе, фотосинтеза включается в органическое вещество растений и далее в цепи питания. Высвобождение углерода из органического вещества происходит в процессе дыхания организмов. Основная масса углерода высвобождается из мертвого органического вещества организмами-редуцентами. Небольшая часть органического вещества и содержащегося в нем углерода ускользает от круговорота и «уходит в геологию» в виде торфа, угля, нефти и карбонатных отложений в водных экосистемах.

Основное нарушение циклов углерода связано с высвобождением его из геологических структур (горючие ископаемые, известняки), а также в результате изменения площадей и продуктивности лесных и других растительных сообществ, разрушения органического вещества почв и высвобождения из вечномерзлых грунтов при их оттаивании (в виде метана). Часть этого углерода накапливается в атмосфере в форме углекислого газа и метана, обусловливая парниковый эффект.

Круговорот азота. Основным источником данного элемента является атмосфера, откуда в почву, а затем в растительные организмы азот попадает только в результате превращения в усвояемое соединение - нитраты. Последние образуются в основном в результате деятельности организмов-азотфиксаторов. К ним относятся отдельные виды бактерий, сине-зеленых водорослей и грибов (актиномицетов). Частично нитраты образуются при грозовых разрядах и при фотохимических реакциях в атмосфере. Откуда с осадками они попадают в почву.

Второй источник азота для растений - результат разложения органических веществ и, в частности, белков особой группы организмов-аммонификаторов. При этом в начале образуется аммиак, который в результате деятельности бактерий-нитрификаторов преобразуется в нитриты и нитраты. Часть азота растениями усваивается в виде ионов аммония и мочевины, образующихся в результате разложения органических веществ, Возвращение азота в атмосферу происходит в процессе деятельности бактерий-денитрификаторов, разлагающих нитраты до свободного азота и кислорода.

Значительная доля азота, попадая в океан, используется водными фотосинтезирующими организмами (фитопланктоном), а затем, попадая в цепи питания животных, частично возвращается на сушу с продуктами морского промысла или птицами. Наибольшая часть азота, как и углерод, попадает в осадочные соединения.

Изменения круговорота азота под влиянием антропогенных факторов обусловлено переводом его в усвояемые формы из атмосферного воздуха в результате техногенных процессов как целенаправленно (при получении азотных удобрений), так и непреднамеренно (в результате высоких температур, создаваемых, например, двигателями внутреннего сгорания или промышленными установками). Существенные изменения в циклах азота происходит также в результате разрушения органического вещества почв, сапропелей, гуано и т.п.

Основные отрицательные последствия нарушения круговорота азота проявляются через загрязнение оксидами, аммиаком и другими соединениями атмосферного воздуха и вод, накопление нитратов в пищевых продуктах.

Круговорот серы. Сера является одним из наиболее агрессивных и распространенных загрязнителей среды, особенно воздушной. Основные нарушения круговорота серы связаны со сжиганием органических веществ, переработкой серосодержащих руд, нарушением циклов в системе почвы-растения. Сера при этом поступает в атмосферу в виде такого токсического соединения как диоксид (сернистый ангидрид). Частично в виде триоксида, сероводорода, сероуглерода и др. Диоксид серы относится к числу наиболее агрессивных загрязнителей. Он действует на природные и созданные человеком объекты как в результате осаждения из воздуха, так и через кислотные осадки. Сера и ее соединения рассматриваются как основной или мировой загрязнитель среды.

В целом антропогенные поступления серы в атмосферу составляют порядка 200-250 млн./т в год. Это соизмеримо с ее поступлением из естественных источников (вулканы, распад серосодержащих минералов и органических веществ, природные пожары и т.п.).

Круговорот фосфора. После неоднократного потребления фосфора организмами на суше и в водной среде он, в конечном счете, выводится в донные осадки. Возвращение фосфора с организмами океана не компенсирует его потребности на суше. Не компенсируются эти потребности и в результате использования природных минеральных соединений. В данном случае, односторонний процесс, заканчивающийся осадочным циклом, грозит дефицитом фосфора для организмов. Последний в значительной мере восполняется человеком через внесение минеральных удобрений, представляющих в основном продукты переработки морских осадочных пород.

Часть фосфора из океана на сушу попадает с морепродуктами. В том и другом случаях основная масса его включается в биогеохимические циклы, начальным звеном которых являются живые организмы. Отрицательным следствием нарушения круговорота фосфора является попадание его в водные экосистемы с минеральными удобрениями и моющими синтетическими средствами. Наряду с азотом фосфор является основным фактором зарастания водоемов и загрязнения вод органическими веществами.

            Экологическая ниша человека и возможности ее изменения

Понятие экологической ниши человека и его разумной деятельности неразрывно связаны. Именно благодаря разуму пространственной нишей человека стала вся Земля, а в настоящее время в значительной мере и космическое пространство, человек предельно расширил трофические границы ниши. Социальные и технические возможности позволили использовать все продукты, представляемые природой. Кроме этого, человек постоянно расширяет объемы и спектр продуктов, получаемых в культурном хозяйстве и в промышленных условиях.

Крайне специфична ниша человека и по поведенческому статусу. Она больше обуславливается социальными условиями (законами, правилами, моралью), чем биологическими критериями и природными факторами. Свою зависимость от природных условии человек свел до минимума. В таких условиях практически не работают механизмы регулирования численности человеческой популяции (гомеостаз), в том числе практически все модифицирующие (абиотические) и регулирующие (биотические) факторы, включая хищничество, паразитизм, территориальность и т.п.

Другие механизмы гомеостаза (стрессовые явления, миграции и т.п.) действуют в сильно смягченной форме. Они в значительной мере снимаются социальными условиями (достижения медицины, информационное обеспечение, бытовые условия и пр.). Важнейший результат этого – взрывообразный рост численности народонаселения и связанные с ним проблемы.

Широкая экологическая, валентность (гиперэврибионтность) человека, как и неограниченная экологическая ниша, позволили ему перейти в ранг уникального вида, способного подчинять своим интересам другие виды, уничтожать их. Такие явления чужды видам, существующим в границах экосистем и занимающим определенные места в цепях питания, поскольку уничтожение других видов равносильно самоуничтожению. Это один из парадоксов развития человека как биосоциального существа.

Человек обеспечил свое превращение в гиперэврибионта не за счет биологических механизмов, а за счет технических средств, и поэтому он в значительной мере утратил потенциал биологических адаптаций. В этом причина того, что человек находится в числе первых кандидатов на уход с арены жизни в результате им же вызываемых изменений среды.

Отсюда важный вывод: если современная ниша человека - прежде всего результат разумной деятельности, власти над окружением, следовательно, разум должен выступать и основной движущей силой ее изменения.

Реально изменение ниши за счет второй составляющей - образа действия или жизненного статуса. В двух словах - это отказ от подчинения природы себе и переход на сотрудничество с ней.

 Специфика действия  антропогенных факторов на организмы

Можно выделить несколько специфических особенностей действия антропогенных факторов. Важнейшие из них следующие:

1) нерегулярность действия и  в связи ездим непредсказуемость  для организмов, а также высокая  интенсивность изменений, несоизмеримая  адаптационными возможностями организмов;

2) практически неограниченные возможности  действия на организмы, вплоть  до полного их уничтожения, что свойственно природным факторам и процессам лишь в редких случаях (стихийные бедствия, катаклизмы). Воздействия человека могут быть как целенаправленными, типа конкурентной борьбы с организмами, именуемыми вредителями и сорняками, так и непреднамеренными, типа промысла, загрязнений, разрушения местообитаний и т.п.;

3) являясь результатом деятельности  живых организмов (человека), антропогенные факторы действуют не как биологические (регулирующие), а как специфические (модифицирующие). Эта специфика проявляется либо через изменения природной среды в направлении, неблагоприятном для организмов (температура, влага, свет, климат и т.п.), либо посредством привнесения в среду чуждых организмам агентов, объединенных термином «ксенобиотики»;

4)  ни один вид не совершает никаких действий во вред самому себе. Эта способность присуща только человеку, наделенному разумом. Именно человеку приходится в полной мере получать отрицательные результаты от загрязняемой и разрушаемой среды. Биологические виды одновременно изменяют и кондиционируют среду; человек, как правило, изменяет среду в неблагоприятном для себя и других существ направлении;

5)  человек создал группу социальных факторов, которые являются средой для самого человека. Действие этих факторов на человека, как правило, не менее значительно, чем природных.

Интересным проявлением действия антропогенных факторов является специфическая среда, созданная влиянием этих факторов. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    Заключение

Понятие экологической ниши человека и его разумной деятельности неразрывно связаны. Именно благодаря разуму пространственной нишей человека стала вся Земля, а в настоящее время в значительной мере и космическое пространство, человек предельно расширил трофические границы ниши. Социальные и технические возможности позволили использовать все продукты, представляемые природой. Кроме этого, человек постоянно расширяет объемы и спектр продуктов, получаемых в культурном хозяйстве и в промышленных условиях.

Крайне специфична ниша человека и по поведенческому статусу. Она больше обуславливается социальными условиями (законами, правилами, моралью), чем биологическими критериями и природными факторами. Свою зависимость от природных условии человек свел до минимума. В таких условиях практически не работают механизмы регулирования численности человеческой популяции (гомеостаз), в том числе практически все модифицирующие (абиотические) и регулирующие (биотические) факторы, включая хищничество, паразитизм, территориальность и т.п.

Другие механизмы гомеостаза (стрессовые явления, миграции и т.п.) действуют в сильно смягченной форме. Они в значительной мере снимаются социальными условиями (достижения медицины, информационное обеспечение, бытовые условия и пр.). Важнейший результат этого – взрывообразный рост численности народонаселения и связанные с ним проблемы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                          Список литературы:

1. Воронков Н.А. Экология общая, социальная, прикладная: Учебник для студентов высших учебных заведений.
2. Пособие для учителей. - М: Агар, 1999.- С. 115-133.
3. www.google.com