Содержание
1. Предмет экологии. 3
2. Аутэкология, синэкология, глобальная экология. 4
3. Биосфера – самая крупная экосистема планеты.. 5
4. Экосистема – центральное понятие экологии. 5
5. Экологические факторы среды.. 6
6. Абиотические, биотические и антропогенные
факторы.. 9
7. Парниковый эффект. 9
8. Кислотные дожди. 10
9. Разрушение озонового слоя Земли. 11
Список литературы.. 13
1.
Предмет экологии
Термин экология был
предложен в 1866 г. немецким ученым Геккелем (от греческого Oikos дом, жилище,
logos - наука). Экология - наука, изучающая взаимоотношения отдельных
организмов друг с другом и со средой обитания. Экология изучает внутривидовые и
межвидовые взаимоотношения, влияние факторов неживой природы, изучает жизнь на
уровнях, более сложных, чем организм: популяционновидовом, биогеоценотическом и
биосферном.
Отсюда и задачи экологии:
- важнейшая задача экологии - изучение
влияния на организм различных факторов среды - абиотических - света,
температуры, влажности и биотических - изучаются взаимоотношения между
организмами в популяции, динамика численности, характер изменения полового и
возрастного состава;
- на уровне биогеоценозов изучаются
трофические уровни природных сообществ, круговорот веществ и движение энергии,
механизмы саморегуляции, законы, по которым происходит развитие и смена сообществ;
- на биосферном уровне экологи изучают
распространение жизни в различных геологических оболочках Земли, влияние живых
организмов на неживую природу, функции живого вещества и эволюцию биосферы;
- наибольшее практическое значение
имеет особый раздел экологии - изучение влияния человека на окружающую среду,
на неживую природу и живые организмы. Экология является теоретической базой
охраны природы: сохранения атмосферы, почвы, гидросферы, растительного и
животного мира.
Экологический контроль за
предприятиями, водой, атмосферой помогает сохранить здоровье людей и окружающую
нас природу, экологическая стратегия при строительстве как промышленных, так и
бытовых объектов помогают создать наиболее благоприятные условия для жизни
людей. Хорошим примером экологической стратегии является строительство
предприятия в городе, на реке. Где его строить: в городе, выше города по
течению или ниже по течению? Очень редко дается правильный ответ и обоснование.
Город - место для жизни и отдыха людей и строить его в городе нельзя, хотя и
выгодно - не нужны новые дороги и транспорт. Ниже по течению - в этом случае
будет ослаблен экологический контроль за очистными сооружениями, нужно строить
выше по течению, только в этом случае экологический контроль будет на должном
уровне.[1]
2.
Аутэкология, синэкология, глобальная экология
Под экологическими
факторами понимают те воздействия, свойства компонентов экосистемы и
характеристики ее внешней среды, которые оказывают непосредственное влияние на
характер и интенсивность протекающих в экосистеме процессов. Изучением
взаимодействия организма со средой его обитания занимается аутэкология (от
греч. autoV - он, auto - само-), т.е., грубо говоря, экология
"индивидуальности", отдельно взятого элемента экосистемы - живого
организма, изучающая приспособительные реакции на уровне особи.
Аутэкология
(аутоэкология) (от ауто... и экология), раздел экологии, изучающий действия
различных факторов внешней среды на отдельные организмы и популяции.
Синэкология (от греч.
sýn — вместе и экология), раздел экологии, изучающий сообщества
организмов (биоценозы).
Глобальная экология с
позиции общей экологии излогает проблемы, имеющие глобальный характер и
связанные с нарастанием экологической напряженности в мире: антропогенные
изменения климата и проявления парникового эффекта, истощение озонового слоя,
загрязнение окружающей среды, проблемы пресной и питьевой воды, загрязнения
Мирового океана и прибрежных районов, отходов и городской среды, потеря
биоразнообразия, некоторые экологические аспекты здоровья - с учетом
действующих международных соглашений и программ.[2]
3.
Биосфера – самая крупная экосистема планеты
Биосфера - оболочка
Земли, населенная живыми организмами. В
процессе эволюции на Земле
образовалась особая оболочка (или сфера) населенная живыми организмами.
Впервые это название было использовано еще Ж. Б. Ламарком. Термин “биосфера” (греч.
“биос” - жизнь, “сфера” - шар) ввел в 1875 г. геолог Э. Зюсс, но
распространение этого термина произошло благодаря развитию учения о биосфере
академиком В.И.Вернадским (в конце 20-х гг. XX столетия). В. И. Вернадский
(1863-1945 гг.), являясь основоположником новой науки - биогеохимии, первым
обратил внимание на роль живых организмов как мощного геологического фактора,
установив роль живого вещества в преобразовании земной поверхности.
Биосфера охватывает
поверхность Земли, верхнюю часть литосферы, всю гидросферу, тропосферу и нижнюю
часть стратосферы. Границы биосферы определяются наличием условий, необходимых
для жизни различных организмов. Верхняя граница биосферы ограничена интенсивной
концентрацией ультрафиолетовых лучей; нижняя - высокой температурой земных недр
(свыше 100 oС). Крайних пределов границ биосферы достигают только бактерии
(споры бактерии попадают на высоту 20 км, а анаэробные бактерии обнаруживаются
на глубине свыше 3 км в водах месторождений нефти). Наибольшая концентрация
жизни сосредоточена у поверхности суши и океана, у границ соприкосновения
литосферы и атмосферы, гидросферы и атмосферы, гидросферы и литосферы, т.е. на
границе фаз. Живые организмы в сумме составляют живое вещество. В составе
биосферы есть и неживое (косное) вещество, а также сложные по своей природе
биокосные тела (в их состав входят как живые организмы, так и видоизмененное
неживое вещество).[3]
4.
Экосистема – центральное понятие экологии
Экология
рассматривает взаимодействие живых организмов и неживой природы. Это
взаимодействие, во-первых, происходит в
рамках определенной системы (экологической системы, экосистемы) и, во-вторых,
оно не хаотично, а определенным образом организовано, подчинено законам.
Экосистемой
называют совокупность продуцентов, консументов и детритофагов,
взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой посредством обмена
веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система
сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени.
Таким
образом, для естественной экосистемы характерны три признака:
1) экосистема
обязательно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов;
2) в рамках
экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического
вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие;
3) экосистема
сохраняет устойчивость в течение некоторого времени, что обеспечивается
определенной структурой биотических и абиотических компонентов.
Примерами природных
экосистем являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера.
Как видно из примеров,
более простые экосистемы входят в более сложно организованные. При этом
реализуется иерархия организации систем, в данном случае экологических.[4]
5.
Экологические факторы среды
Неживая и
живая природа, окружающая растения, животных и человека, носит название среды
обитания. Множество отдельных компонентов среды, влияющих на организмы,
называются экологическими факторами.
По природе
происхождения выделяют абиотические, биотические и антропогенные факторы.
Абиотические факторы - это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно
влияют на живые организмы.
Биотические
факторы - это все формы воздействия живых организмов друг на друга.
Раньше к
биотическим факторам относили и воздействие человека на живые организмы, однако
в настоящее время выделяют особую категорию факторов, порождаемых человеком.
Антропогенные факторы - это все формы деятельности человеческого общества,
которые приводят к изменению природы как среды обитания и других видов и
непосредственно сказываются на их жизни.
Таким
образом, каждый живой организм испытывает влияние неживой природы, организмов
других видов, в том числе и человека, и, в свою очередь, оказывает воздействие
на каждую из этих составляющих.
Несмотря на
многообразие экологических факторов и различную природу их происхождения,
существуют некоторые общие правила и закономерности их воздействия на живые
организмы.
Для жизни
организмов необходимо определенное сочетание условий. Если все условия среды
обитания благоприятны, за исключением одного, то именно это условие становится
решающим для жизни рассматриваемого организма. Оно ограничивает (лимитирует)
развитие организма, поэтому называется лимитирующим фактором. Первоначально
было установлено, что развитие живых организмов ограничивает недостаток
какого-либо компонента, например, минеральных солей, влаги, света и т.п. В
середине XIX века немецкий химикорганик Юстас Либих первым экспериментально
доказал, что рост растения зависит от того элемента питания, который
присутствует в относительно минимальном количестве. Он назвал это явление
законом минимума; в честь автора его еще называют законом Либиха.
В современной
формулировке закон минимума звучит так: выносливость организма определяется
самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. Однако, как
выяснилось позже, лимитирующим может быть не только недостаток, но и избыток
фактора, например, гибель урожая из-за дождей, перенасыщение почвы удобрениями
и т.п. Понятие о том, что наравне с минимумом лимитирующим фактором может быть
и максимум, ввел спустя 70 лет после Либиха американский зоолог В.Шелфорд,
сформулировавший закон толерантности. Согласно закону толерантности
лимитирующим фактором процветания популяции (организма) может быть как минимум,
так и максимум экологического воздействия, а диапазон между ними определяет
величину выносливости (предел толерантности) или экологическую валентность
организма к данному фактору.
Благоприятный
диапазон действия экологического фактора называется зоной оптимума (нормальной
жизнедеятельности). Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума,
тем больше данный фактор угнетает жизнедеятельность популяции. Этот диапазон
называется зоной угнетения. Максимально и минимально переносимые значения фактора
- это критические точки, за пределами которых существование организма или
популяции уже невозможно.
В
соответствии с законом толерантности любой избыток вещества или энергии
оказывается загрязняющим среду началом. Так, избыток воды даже в засушливых
районах вреден и вода может рассматриваться как обычный загрязнитель, хотя в
оптимальных количествах она просто необходима. В частности, избыток воды
препятствует нормальному почвообразованию в черноземной зоне.
Виды, для
существования которых необходимы строго определенные экологические условия,
называют стенобиотными, а виды, приспосабливающиеся к экологической обстановке
с широким диапазоном изменения параметров, - эврибиотными.
Среди
законов, определяющих взаимодействие индивида или особи с окружающей его
средой, выделим правило соответствия условий среды генетической
предопределенности организма. Оно утверждает, что вид организмов может
существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его природная среда
соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее
колебаниям и изменениям.[5]
6.
Абиотические, биотические и антропогенные факторы
По природе
происхождения выделяют абиотические, биотические и антропогенные факторы.
Абиотические факторы - это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно
влияют на живые организмы.
Биотические
факторы - это все формы воздействия живых организмов друг на друга.
Раньше к
биотическим факторам относили и воздействие человека на живые организмы, однако
в настоящее время выделяют особую категорию факторов, порождаемых человеком.
Антропогенные факторы - это все формы деятельности человеческого общества,
которые приводят к изменению природы как среды обитания и других видов и
непосредственно сказываются на их жизни.[6]
7.
Парниковый эффект
Многолетние
наблюдения показывают, что в результате хозяйственной деятельности изменяется
газовый состав и запыленность нижних слоев атмосферы. С распаханных земель во
время пыльных бурь поднимаются в воздух миллионы тонн частиц почвы. При
разработке полезных ископаемых, при производстве цемента, при внесении
удобрений и трении автомобильных шин о дорогу, при сжигании топлива и выбросе
отходов промышленных производств в атмосферу попадает большое количество
взвешенных частиц разнообразных газов. Определения состава воздуха показывают,
что сейчас в атмосфере Земли углекислого газа стало на 25% больше, чем 200 лет
назад. Это , безусловно, результат хозяйственной деятельности человека, а также
вырубки лесов, зеленые листья которых поглощают углекислый газ.
С повышением
концентрации углекислого газа в воздухе связан парниковый эффект, который
проявляется в нагреве внутренних слоев атмосферы Земли. Это происходит потому,
что атмосфера пропускает основную часть излучения Солнца. Часть лучей
поглощается и нагревает земную поверхность, а от нее нагревается атмосфера.
Другая часть лучей отражается от поверхности Планеты и это излучение
поглощается молекулами углекислого газа, что способствует повышению средней
температуры Планеты.
Действие
парникового эффекта аналогично действию стекла в оранжерее или парнике (от
этого возникло название " парниковый эффект").
Парниковый
эффект - предполагаемое потепление климата на Планете в результате накопления в
атмосфере "парниковых газов", пропускающих кратковременные солнечные лучи
и препятствующие тепловому излучению с поверхности Земли.[7]
8.
Кислотные дожди
Термином
"кислотные дожди" называют все виды метеорологических осадков -
дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, - рН которых меньше, чем среднее
значение рН дождевой воды (средний рН для дождевой воды равняется 5.6).
Выделяющиеся в процессе человеческой деятельности двуокись серы (SO2)
и окислы азота (NОx) трансформируются в атмосфере земли в кислотообразующие
частицы. Эти частицы вступают в реакцию с водой атмосферы, превращая ее в
растворы кислот, которые и понижают рН дождевой воды. Впервые термин «кислотный
дождь» был введен в 1872 году английским исследователем Ангусом Смитом. Его
внимание привлек викторианский смог в Манчестере. И хотя ученые того времени отвергли теорию о
существовании кислотных дождей, сегодня уже никто не сомневается, что кислотные
дожди являются одной из причин гибели жизни в водоемах, лесов, урожаев, и
растительности. Кроме того кислотные дожди разрушают здания и памятники
культуры, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие
почв и могут приводить к просачиванию токсичных металлов в водоносные слои
почвы.
Кислотный
дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими
веществами, как оксид серы (SO2) и различными оксидами азота (NOх).
Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате
деятельности металлургических предприятий и электростанций, а также при
сжигании угля и древесины. Вступая в реакцию с водой атмосферы, они превращаются
в растворы кислот - серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со
снегом или дождем, они выпадают на землю.[8]
9.
Разрушение озонового слоя Земли
Озон – природный газ,
который присутствует в атмосфере Земли и поглощает определенные волны
ультрафиолетового излучения Солнца. Концентрация озона меняется с высотой,
достигая своего пика в стратосфере на высоте приблизительно 25-30 км от
поверхности Земли. Эта концентрация газа известна под названием озонового слоя,
который уменьшает интенсивность ультрафиолетового излучения, достигающего
поверхности Земли. Высокие дозы ультрафиолетового излучения определенных волн
способны наносить вред зрению человека, вызывать рак кожи, уменьшать темпы
развития растений, нарушать баланс экологических систем и повышать риск
заболеваемости.
Солнечное излучение
разрушает в стратосфере многие газы, в составе которых содержатся хлор и бром.
Высвободившиеся при этом радикалы хлора и брома могут вызывать разрушительную
цепную реакцию, расщепляя другие газы в стратосфере, в том числе и озон.
Разрушение молекул озона происходит с образованием кислорода и окиси хлора или
брома, вследствие чего концентрация озона в атмосфере уменьшается. Один атом
хлора или брома может участвовать в 100 000 таких реакций до того, как в конечном
итоге перейдет из стратосферы в тропосферу.
В течение нескольких
последних десятилетий хлорфторуглероды (ХФУ) поступали в атмосферу в объемах,
достаточных для повреждения озонового слоя. Наибольшая потеря стратосферного
озона происходит весной над Антарктикой и вызывает значительный рост уровня
ультрафиолетового излучения. Сходный, хотя и более слабый процесс обнаружен и
над Арктикой. Имеются доказательства того, что весной и летом уровень озона на
средних и высоких широтах обоих полушарий падает на несколько процентов; в
южном полушарии на этих широтах уровень озона падает также и зимой.
Второй вид воздействия,
которое газ оказывает на окружающую среду, это влияние на глобальное потепление
климата. Потенциал глобального потепления (ПГП) зависит от способности газа
поглощать инфракрасное излучение. ПГП характеризует способность единицы массы
газа воздействовать на глобальное потепление климата относительно воздействия
на климат такого же количества двуокиси углерода, выброшенного в атмосферу.
Воздействие на глобальное потепление Монреальским протоколом не охвачено.
Хлорфторуглероды вносят
существенный вклад в глобальное потепление, однако есть предположение, что этот
эффект компенсируется в глобальном масштабе охлаждением, к которому приводит
разрушение озона хлорфторуглеродами в более низких слоях стратосферы. ХФУ
являются полностью галогензамещенными углеводородами, содержат только хлор,
фтор и углерод и обладают высокой озоноразрушающей силой. Схожие соединения,
которые помимо хлора, фтора и углерода содержат водород, называются
гидрохлорфторуглеводородами (ГХФУ). Присутствие водорода в ГХФУ сокращает срок
жизни вещества в атмосфере и тем самым уменьшает озоноразрушающую способность
по сравнению с ХФУ. Эти вещества классифицированы Монреальским протоколом как
переходные, и их применение будет регулироваться в будущем.
Химические вещества,
содержащие фтор, углерод и водород, но не содержащие хлор и бром, известны под
названием гидрофторуглероды (ГФУ). В настоящее время разрабатываются способы
применения ГФУ в качестве заменителей ХФУ. Эти вещества не разрушают озоновый
слой, но могут оказывать влияние на глобальное потепление климата.[9]
Список литературы
1.
Агаджанян Н.А. Человек и биосфера. – М.: ИНФРА-М, 2003. – 365
с.
2.
Дедю И.И.
Экологический энциклопедический словарь. – М.: Просвещение, 2002. - 406 с
3.
Ермаков А.Н., Пурмаль А.П. Физическая химия кислотных
дождей. – М.: Энергия, 2001. – 241 с..
4.
Казначеев
В.П. Учение о биосфере. - М.: Дело, 2002. – 390 с.
5.
Колбасов
О. С. Экология. - М.: Логос, 2003.
- 128 с.
6.
Небел
Б. Наука об окружающей среде. - М.: ЮНИТИ, 2002. – 341 с.
7.
Одум
Ю. Экология. - М.: Дело, 2002. – 327 с.
8.
Реймерс
Н. Ф. Охрана природы и окружающей среды человека. - М.: Просвещение, 2002. -
320 с.
9.
Стадницкий
Г. В., Родионов А. И. Экология. М.:
Высш. шк., 2003. - 272 с.
10.
Экология:
Учебник для вузов. / Под ред. Ломакина В.К. – М.: ЮНИТИ, 2000. – 727 с.
[1] Одум Ю. Экология. - М.: Дело, 2002.
– С. 19
[2]
Дедю И.И. Экологический
энциклопедический словарь. – М.: Просвещение, 2002. – С. 20
[3] Казначеев В.П. Учение о биосфере. -
М.: Дело, 2002. – С. 74
[4] Колбасов О. С. Экология. - М.: Логос, 2003. - с. 47
[5] Небел Б. Наука об окружающей среде.
- М.: ЮНИТИ, 2002. – с. 30
[6] Экология: Учебник для вузов. / Под
ред. Ломакина В.К. – М.: ЮНИТИ, 2000. – С. 36
[7] Реймерс Н. Ф. Охрана природы и
окружающей среды человека. - М.: Просвещение, 2002. – С. 128
[8] Ермаков А.Н., Пурмаль А.П.
Физическая химия кислотных дождей. – М.:
Энергия, 2001. – С. 59
[9] Агаджанян Н.А. Человек и биосфера. –
М.: ИНФРА-М, 2003. – С. 107