Экологические факторы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

Высшего профессионального образования

Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Гордачева

Контрольная работа

Экологические факторы

Содержание

Введение

1. Классификация экологических факторов

2. Воздействия естественных и антропогенных факторов на биосферу

3. Влияние различных факторов на устойчивость экосистем

Заключение

Список литературы

Введение

Биосфера («сфера жизни») - сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Это одна из важнейших геосфер Земли, являющаяся основным компонентом природной среды, окружающей человека. Впервые термин «биосфера» был введен в науку геологом из Австрии Э. Зюссом в 1875 г.

Биосфера, весьма динамичная планетарная экосистема, во все периоды своего эволюционного развития постоянно изменялась под воздействием различных природных процессов. В результате длительной эволюции биосфера выработала способность к саморегуляции и нейтрализации негативных процессов. Достигалось это посредством сложного механизма круговорота веществ. Главным событием эволюции биосферы признавалось приспособление организмов к изменившимся внешним условиям путем изменения внутривидовой информации.

Однако по мере возникновения, совершенствования и распространения новых технологий (охота - земледельческая культура - промышленная революция) планетарная экосистема, адаптированная к воздействию природных факторов, все в большей степени стала испытывать влияние новых небывалых по мощности и разнообразию воздействий, вызванных человеком.

экологический биотический абиотический антропогенный

1. Классификация экологических факторов

Комплекс окружающих условий, влияющих на жизнедеятельность организмов, складывается из разнообразных элементов - факторов среды. Под факторами среды понимают экологические факторы, т.е. воздействие условий среды, на которые живое реагирует приспособительными реакциями. Экологический фактор - это воздействие любого элемента природной среды, оказывающего прямое или косвенное влияние на живые организмы хотя бы на протяжении одной из фаз их развития. [4 с. 82]

Все многообразие экологических факторов делится на две большие группы: абиотические и биотические.

Абиотические -- факторы неживой природы [4 с. 83]:

- климатические: годовая сумма температур, среднегодовая температура, влажность, давление воздуха;

- эдафические (эдафогенные): механический состав почвы, воздухопроницаемость почвы, кислотность почвы, химический состав почвы;

- орографические: рельеф, высота над уровнем моря, крутизна и экспозиция склона;

- химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность;

- физические: шум, магнитные поля, теплопроводность и теплоёмкость, радиоактивность, интенсивность солнечного излучения.

Биотические -- связанные с деятельностью живых организмов [4 с. 84]:

- фитогенные -- влияние растений;

- микогенные -- влияние грибов;

- зоогенные -- влияние животных;

- микробиогенные -- влияние микроорганизмов.

К группе биотических факторов можно отнести и интенсивное влияние человека или человеческой деятельности на окружающую среду и живые организмы, так как человек является биологическим видом. Такие факторы воздействия на окружающую среду носят названия антропогенные.

Основные виды антропогенных факторов [1]:

- физические: использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации

- химические: использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта

- биологические: продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания

- социальные: связанные с отношениями людей и жизнью в обществе.

2. Воздействия естественных и антропогенных факторов на биосферу

На Земле существование любого организма требует определенных условий температурного режима, света, состояния атмосферы, наличия воды, других факторов.

Жизнь на Земле возможна только в диапазоне температур от -- 200 до + 100. Большая часть обитающих на Земле видов приспособлена к жизни в довольно узкой температурной амплитуде, причем, как правило, верхние температурные границы оказываются более критичными, нежели нижние. Колебания температуры ускоряют или замедляют их жизнедеятельность. Выход температуры за пределы толерантности приводит к гибели организма.

Источником жизни на Земле является свет (излучение Солнца). Без него невозможна фотосинтетическая деятельность растений, а без последней невозможна жизнь вообще, поскольку зеленые растения имеют способность продуцировать необходимый для жизни живых существ кислород. Кроме того, свет является единственным источником тепла на планете Земле. Однако каждое биологическое существо имеет свои границы толерантности. Атмосфера пропускает свет в диапазоне волн от 0,3 до 10 мкм, а человеческий глаз видит в диапазоне от 360 до 750 нм (1 нм равен 10-6 мм). Наиболее опасна часть спектра светового излучения длиной волны более 390 нм, так как в этой части спектра находятся и ультрафиолетовые лучи. От ультрафиолетового облучения при определенной мощности погибают почти все живые организмы. Озоновый слой является надежной защитой от ультрафиолетовых лучей, который уменьшает мощность ниже опасной. [7]

Еще живые организмы нуждаются в воздухе. Человеку нужен кислород, растениям -- углекислый газ, другим организмам -- и то и другое. Но воздух должен быть чистым. Атмосфера Земли состоит из смеси разного рода газов, водяных паров и пыли. В воздухе всегда присутствуют естественные загрязнения от извергающихся вулканов, лесных, торфяных и других пожаров, продуктов растительного, микробиологического или животного происхождения. Уровень загрязнения атмосферы такими источниками является фоновым и почти не изменяется с течением времени. Вместе с тем состав газов атмосферы является лимитирующим фактором. Их избыток или недостаток в атмосфере может привести к негативным последствиям для животного и растительного мира.

Вода - основа живой материи. Он является основным условием существования всего живого на Земле. Все жизненные процессы в клетках живых организмов протекают в водной среде. Как избыток, так и недостаток воды губительны для жизнедеятельности организмов. Разные организмы используют разную воду, в том числе соленую или пресную.

Лимитирующими факторами является наличие в организме макро- и микроэлементов. Макроэлементы содержатся в живых организмах в количествах от 0,001 до 60 % массы. Микроэлементы содержатся в живых организмах в очень малых количествах. [7]

Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в окружающую природную среду.

Среди множества антропогенных факторов можно выделить следующие их группы по направленности действия фактора[3 с.285]:

- изменение структуры земной поверхности;

- изменение состава биосферы, круговорота и баланса входящего в нее вещества;

- изменение энергетического и теплового баланса отдельных участков и регионов;

- изменения, вносимые в биоту (исторически сложившийся комплекс живых организмов какой-либо территории).

Анализ экологических последствий антропогенных воздействий позволяет разделить все их виды на положительные и отрицательные (негативные). К положительным воздействием человека на биосферу можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и некоторые другие мероприятия.

Отрицательное воздействие человека на биосферу проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: вырубка леса на больших площадях, истощение запасов пресных подземных вод, засоление и опустынивание земель, резком сокращении численности и видов животных и растений и т.д.

К числу основных глобальных факторов дестабилизации природной среды относятся[6 с. 235]:

- рост потребления природных ресурсов при их сокращении;

- рост населения планеты при сокращении для обитания территорий;

- деградация основных компонентов биосферы, снижение способности природы к самоподдерживанию;

- возможные изменения климата и истощение озонового слоя Земли;

- сокращение биологического разнообразия;

- возрастание экологического ущерба от стихийных бедствий и техногенных катастроф;

- недостаточный уровень координаций действий мирового сообщества в области решения экологических проблем.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергии (в виде звуков, щумов, излучений) в количествах вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем.

По видам загрязнения выделяют [6 с. 232]:

- физические: тепловые, шумовые, радиоактивные, электромагнитные, световое, радиоактивное, механическое;

- химические: тяжелыми металлами; пестицидами; отдельными химическими веществами и элементами, СПАВ, пластмассами;

- биологические: биогенные, микробиологические, генная инженерия;

- эстетическое: разрушение природных ландшафтов, разрушение городских ландшафтов, разрушение культурных памятников.

К главным загрязнителям биосферы относят:

- диоксид углерода (образуется при сгорании всех видов топлива. Увеличение его содержания в атмосфере приводит к повышению ее температуры, что чревато пагубными геохимическими и экологическими последствиями);

- оксид углерода (образуется при полном сгорании топлива. Может нарушить тепловой баланс верхней атмосферы);

- сернистый газ (содержится в дымах промышленных предприятий.

Вызывает обострение респираторных заболеваний, наносит вред растениям. Разъедает известняк и некоторые ткани);

- оксиды азота (создают смог и вызывают респираторные заболевания и бронхит у новорожденных. Способствуют чрезмерному разрастанию водной растительности);

- фосфаты (содержатся в удобрениях. Главный загрязнитель вод в реках и озерах);

- ртуть (один из опасных загрязнителей пищевых продуктов, особенно морского происхождения. Накапливается в организме и вредно действует на нервную систему);

- свинец (добавляется в бензин. Действует на ферментные системы и обмен веществ в живых клетках);

- нефть (приводит к пагубным экологическим последствиям, вызывает гибель планктонных организмов, рыбы, морских птиц и млекопитающих);

- пестициды (очень токсичны для ракообразных. Убивают рыбу и организмы, служащие кормом для рыб. Многие являются канцерогенами);

- радиация (выше допустимых доз приводят к злокачественным новообразованиям и генетическим мутациям).

Но загрязнения могут быть и естественными, возникающими в результате мощных природных процессов - извержение вулканов с огромными по массе выбросами пыли, пепла, газов, пара и т.д.; лесные и степные пожары; наводнения; пылевые и песчаные бури и т.п.

Поступление различных загрязнителей в природную среду может иметь ряд нежелательных последствий: нанесение ущерба растительности и животному миру (снижение продуктивности лесов и культурных растений, вымирание животных), нарушение устойчивости природных биогеоценозов; нанесение ущерба имуществу (коррозия металлов, разрушение архитектурных сооружений и пр.); вред для здоровья человека и т.д. Многие из загрязнителей (пестициды, полихлордифенилы, пластмассы) крайне медленно разлагаются в естественных условиях, а токсичные соединения (ртуть, свинец) вообще не обезвреживаются.

Большое количество загрязнителей поступает в атмосферу и в воду от различных отраслей промышленности. Загрязнители воды - это все химические вещества, так или иначе загрязняющие воду, делающие ее непригодной для питья или же вредной для гидробионтов.

Преобладающие загрязнители водных экосистем по отраслям промышленности перечислены в таблице 1. [1]

Загрязнители отраслей промышленности

Таблица 1

Примерно столько же загрязнителей окружающей среды образуется в сельском хозяйстве. Особую опасность создает применение фосфорорганических пестицидов, которые представляют собой сильнодействующие токсины, вызывающие массовую гибель птиц.

3. Влияние различных факторов на устойчивость экосистем

Понятие "экосистема" введено английским ботаником А. Тенсли в 1935 году. Экосистема - основная функциональная единица в экологии. Она включает в себя все организмы (биотическое сообщество), совместно функционирующие на конкретной территории, которые взаимодействуют с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенные биотические структуры и круговорот веществ между живой и неживой частями. [8 с. 15]

В естественной экосистеме постоянно поддерживается равновесие, исключающее необратимое уничтожение тех или иных компонентов трофической цепи. Любая система гомеостатична, причем системы тем стабильнее во времени и пространстве, чем они сложнее.

Человек, вмешиваясь в процессы, происходящие в экосистемах, влияя на них в целом и на отдельные звенья, создавая антропогенные помехи. Пытаясь заменить естественные механизмы саморегуляции искусственными, человек все сильнее нарушает природную среду.

Устойчивость - способность экосистем противостоять внешним воздействиям.

Выделяют упругую устойчивость - способность быстро возвращаться в состояние равновесия после оказанного воздействия; и резистентную - способность сопротивляться воздействию. Устойчивость должна учитываться при антропогенном воздействии на экосистему.

Чем выше видовое разнообразие экосистемы - тем больше вариантов развития, «степеней свободы», тем выше её устойчивость.

Установлено три принципа устойчивого развития экосистем[2]:

1. В естественных экосистемах использование ресурсов и избавление от отходов осуществляется в рамках круговорота всех элементов (в городах этот процесс нарушается, когда чуждые природе вещества накапливаются на свалках и разрывают круговорот веществ).

2. Экосистемы существуют за счет не загрязняющей среду солнечной энергии, количество которой постоянно и избыточно (в городах в основном используется дополнительная энергия, получаемая за счет сжигания ископаемых углеводородов).

3. На конце длинных пищевых цепей не может быть большой биомассы (отсюда вытекает предел численности жителей в экосистеме, нарушенный в городах, где происходит неконтролируемый рост населения).

Известный эколог Коммонер свел главные принципы и закономерности существования экосистем к четырем "экологическим императивам", которые в строгом смысле не являются законами, но понятно и образно описывают экологическую среду[5]:

Все связано со всем - изменение одного из элементов системы вызывает количественные и качественные перемены как в ее функциях и структуре, так и в других элементах.

Все куда-то попадает - абсолютно безотходное производство невозможно.

Природа знает лучше - при попытке улучшить природные системы, мы легко наносим им непоправимый вред.

Ничто не дается даром - любая экосистема представляет собой единое целое; все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено.

Конечно, не следует думать, что природу вообще трогать нельзя. Человеку для того и дан разум, чтобы тщательно взвешивать последствия своих действий исходя из законов экологии, и стремиться не только к тому, чтобы компенсировать недостатки, а чтобы свести к минимуму ущерб. Совсем без ущерба для природы человек обойтись не может.

Экосистемы могут быть разных размеров, например, глобальная экосистема - это биосфера, а экосистема муравейника - это микроэкосистема. В отличие от биогеоценозов экосистемы не имеют достаточно четких границ, хотя по содержанию и близки к ним. В этом отношении город скорее экосистема, хотя экосистема необычная, очень сильно отличающаяся от природных экосистем.

Экосистемы имеют собственные законы сложения, функционирования и развития. Длительность существования каждой экосистемы поддерживается, прежде всего, за счет общего круговорота веществ, осуществляемого продуцентами, консументами и редуцентами, и постоянного притока солнечной энергии. Именно эти два глобальных явления обеспечивают ей высокую способность противостоять воздействию постоянно меняющихся условий внешней среды.

Консументы - организмы, получающие питательные вещества и необходимую энергию, питаясь живыми организмами - продуцентами или другими консументами.

Редуценты - организмы, получающие питательные вещества и необходимую энергию питаясь останками мертвых организмов (животных, растений). [5]

Устойчивость экосистемы обеспечивается также биологическим разнообразием и сложностью трофических связей организмов, входящих в ее состав.

В богатых видами экосистемах у консументов есть возможность избирать разные виды пищевых объектов и в первую очередь - наиболее массовые. Если потребляемый пищевой объект становится редким, то консумент переключается на питание другим видом, а первый постепенно будет восстанавливать свою численность. Благодаря такому переключению поддерживается динамическое равновесие между пищевыми ресурсами и их потребителями и обеспечивается возможность их длительного сосуществования. Таким образом, процесс саморегуляции экосистемы проявляется в том, что все разнообразие ее населения существует совместно, не уничтожая полностью друг друга, а лишь ограничивая численность особей каждого вида определенного уровня.

Важным фактором стабилизации экосистемы является генетическое разнообразие особей популяций. Изменение условий внешней среды может вызвать гибель большинства особей популяции, адаптированных к прежним условиям существования. Поэтому, чем более генетически разнородной является та или иная популяция экосистемы, тем больший шанс у нее иметь организмы с аллелями, ответственными за появление признаков и свойств, позволяющих выжить и размножаться в новых условиях и восстановить прежнюю численность популяции. Время, необходимое для восстановления популяции, будет зависеть от скорости размножения особей, так как изменение признаков происходит только путем отбора в каждом поколении.

Заключение

Без всякого преувеличения можно отметить, что воздействия человека на биосферу в целом и на отдельные ее компоненты достигло к настоящему времени беспрецедентных размеров. Особенно возросли темпы роста ингредиентных и параметрических загрязнителей, причем не только в количественном, но и в качественном отношении. Негативные тенденции этих воздействий на человека и биоту носят не только выраженный локальный, но и глобальный характер, что свидетельствует о все возрастающем давлении на всю планету.

Вместе с тем за последнее время создана более твердая научная основа понимания проблем окружающей среды, образованы регламентирующие органы на всех уровнях, организованы многочисленные общественные экологические группы, приняты полезные законы и постановления, достигнуты некоторые международные договоренности.

Чтобы принимать долгосрочные решения по решению экологических проблем, необходимо: стабилизация численности населения; переход к более энерго- и ресурсосберегающему образу жизни; развитие экологически чистых источников энергии; создание малоотходных промышленных технологий; рециклизация отходов; создание сбалансированного сельскохозяйственного производства, не истощающего почвенные и водные ресурсы и не загрязняющего землю и продукты питания; сохранение биологического разнообразия на планете.

Список литературы

1. Антропогенные воздействия на биосферу [Электронный ресурс] // http://biofile.ru/bio/22798.html (Дата обращения: 28.03.2015).

2. Воронков, Н. А. Основы общей экологии [Электронный ресурс] // http://www.bibliotekar.ru. (Дата обращения: 28.03.2015).

3. Коробкин, В.И. Экология / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. Изд. 8-е. - Ростов н/Д: Феникс, 2005. - 576 с. (Высшее образование.)

4. Маврищев, В. В. Основы экологи: учебник / В. В. Маврищев. - Мн.: Выш. шк., 2003. - 416 с.: ил.

5. Олейник, Я. Б. Основы экологии [Электронный ресурс] // http://uchebnikionline.com. (Дата обращения: 28.03.2015).

6. Передельский, Л.В. Экология: учеб. / Л.В. Передельский, В.И. Коробкин, О.Е. Приходченко. - М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2006. - 512с.

7. Факторы глобальных воздействий на биосферу [Электронный ресурс] // http://ru-lenta.com/nauka/faktori-globalnih-vozdeistvii-na-biosferu-0000125085.html (Дата обращения: 28.03.2015).

8. Чистик, О.В. Экология: учеб. пособие / О.В. Чистик. - 2-е изд. - Мн.: Новое знание, 2001. - 248 с.

Размещено на Allbest.ru