Объекты исследования (почва, вода, воздух) и задачи экологии.
Объекты исследования (почва, вода, воздух) и задачи экологии.
Экология как наука активно развивается в последние годы, охватывая в своих исследованиях основные компоненты биосферы: литосфера, гидросфера и атмосфера.
Основными объектами являются:
взаимодействие человека, животных, микроорганизмов, растений с окружающей неживой природой, находящихся в разных компонентах биосферы: водоемах, на суше, в воздухе,
в разных климатических условиях: тропиках, умеренной зоне, полярной зоне,
в различных состояниях экосистем: сравнительно-низменых, измененных частично, антропогенных, загрязненных или незагрязненных
Основные задачи экологии:
- Исследование закономерностей организации жизни в связи с антропогенным воздействием на природную среду.
- Создание научной основы рациональной эксплуатации биологических и минеральных ресурсов
- Разработка мероприятий по защите окружающей среды
Связь между экологией и охраной окр. среды.
Охрана окружающей среды, или прикладная экология — комплекс мер, предназначенных для ограничения отрицательного влияния человеческой деятельности на природу.
Такими мерами могут являться:
§ Ограничение выбросов в атмосферу и гидросферу с целью улучшения общейэкологической обстановки.
§ Создание заповедников, заказников и национальных парков с целью сохранения природных комплексов.
§ Ограничение лова рыбы, охоты с целью сохранения определённых видов.
§ Ограничение несанкционированного выброса мусора. Использование методов экологической логистики для тотальной очистки от несанкционированного мусора территории региона.
На сегодняшний день эта проблема обостряется с каждым днем все сильнее.
Прикладная экология включает: промышленную экологию, сельскохозяйственную экологию, экологию города (населенных пунктов), медицинскую экологию, экологию административных районов, экологическое право, экологию катастроф и многие другие разделы. Прикладная экология тесно связана с охраной природы и окружающей среды.
Экологические знания должны служить основой рационального природопользования. На их основе базируется создание и развитие сети охраняемых территорий: заказников,заповедников и национальных парков, а также охрана отдельных памятников природы. Рациональное использование природных ресурсов является основойустойчивого развития человечества.
Во второй половине ХХ века в связи с интенсивным воздействием человеческого общества на биосферу начинается экологический кризис, особенно обострившийся в последние десятилетия. Современная экология включает множество разделов и охватывает самые разнообразные стороны человеческой деятельности; происходит экологизациявсего общества.
Пример: Охрана земель и меры по защите почв
Охрана земель — комплекс мер организационно-хозяйственных, агрономических, технических, мелиоративных, экономических и правовых мероприятий по предотвращению и устранению процессов, ухудшающих состояние земель, а также случаев нарушения порядка пользования. [1] Охрана земель тесно связана с охраной почв. Для восстановления почв, загрязнённых токсичными промышленными отходами (в том числе свинцом, мышьяком, цинком и медью) могут быть использованы новые подвиды земляных червей Lumbricus rubellus. Каждый подвид обладает своим белковым комплексом, нейтрализующим опасные соединения, то есть поглощает определённый элемент и возвращает его в почву уже в виде, пригодном для усвоения растениями. Таким образом, возможно двухэтапное восстановление почв [2] :
1. разведение червей данных подвидов;
2. высадка зелёных насаждений.
Поскольку эти черви не способны жить в чистых почвах, их также можно использовать для оценки токсичности почв [2] .
3. Экологическая система. Биосфера. Биогеоценоз.
Экологическая система — совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной связи друг с другом.
К термину экологическая система очень близко примыкает термин биогеоценоз
Биогеоценоз — это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных объектов (атмосферы, почвы-грунта, растительности, животного мира, микроорганизмов), имеющих свою особую специфику взаимодействия всех слагающих её компонентов.
Биогеоценоз может быть естественным и антропогенным.
Гомеостаз – состояние состояние подвижно стабильного равновесия экосистем (биогеоценоза)
· Если биогеоценоз естественный, то в нём процессы изменения состояния происходят в космическое пространство, то это называется открытая система
· В антропогенной эко системе все поддерживается благодаря человеку.
Биогеоценоз-источник жизни всех живых организмов. Благодаря нему происходит круговорот всего живого в биосфере.
Биосфера- явл. Экосистемой высшего глобального уровня и представляет собой часть твердой, водной и газовой оболочки Земли, в кот. Обитают живые организмы (термин ввел Эдуард Зюсс)
Рус. Академик В.И.Вернадский понимал биосферу, как сферу единства живых организмов и неживой природы. Живое вещество(его объём на планете = 0,01%) охватывают всю биосферу, её создает и изменяет
Биосфера охватывает сферу жизни живых существ и включает: верхние слои литосферы, всю гидросферу до глубины 12 км.,нижний слой атмосферы- тропосферы до 15 км.
Одной из причин преждевременного изменения состояния биосферы явл. Изменение климата.
В биосфере постоянно происходит круговорот веществ и энергии, кот. включает одни и теже элементы: водород,углерод,азот,кислород,сера.Из неживой природы эти элементы переходят в состав растений,а из растений в животных и чел-ка образуя круговорот жизни.Перечисленные 5 элементов наз. жизнелюбивые
Экологические факторы среды
Среда-это природные тела и явления, с которыми связаны живые организмы.
Различают 4 качественно-различные среды жизни , обладающие специфическим набором экологических факторов:
— наземно-воздушная среда (суша);
— водная среда (эволюционно-первичная среда жизни);
Экологические факторы – свойства среды обитания, оказывающие какое-либо воздействие на организм. Они отличаются значительной изменчивостью во времени и пространстве.
Один и тот же фактор имеет разное значение для разных организмов. Факторы среды воздействуют на организм не по отдельности, а в комплексе т.к между ними происходит взаимодействие. Различают 4 взаимодействия экологических факторов среды:
1) Монодоминантность (когда один из факторов подавляет действия других факторов);
2) Синергизм (когда все вместе усиливают действия другого);
3) Антагонизм (взаимное неприятие разных факторов);
4) Провокационность (сочетание положит. и отрицат. воздействий);
Классификация экологических факторов:
Неживой природы: абиотические
-климатические (свет, температура и т.п). Лучистая энергия солнца распространяется в виде электромагнитных волн, 48%-видимая часть спектра, 45%- инфракрасная, 7%- ультрафиолетовая.
Антропогенные- деятельность человека (прямые и косвенные);фитогенные (растения); зоогенные (животные); микробиогенные (вирусы, бактерии)
Биотические факторы — это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую природу.
Кислотные осадки.
Термин впервые был выдвинут ещё в 1872 году. Причина была в том, что начала погибать рыба в озерах Англии, а затем в этих озерах обнаружили кислоту.
В начале 19 века стала активно развиваться промышленность, она стала выбрасывать в атмосферу химический дым (выбросы). Он и превращался в кислоту, которая попадала в воду.
Ученые считают, что основным виновником этого является США – в Канаде 14 тыс. озер закислены, 150 тыс. озер получили повышенную кислотность из-за сгорания промышленного топлива. Из-за этого гибнет вся живность.
За 180 лет кислотность возросла в 100 раз.
1-ый документ, который во всем мире показал, что все заинтересованы кислотными осадками – Конвенция по трансграничным загрязнениям воздуха на большие расстояния.
Радиоактивные загрязнения.
Это явление было открыто более 100 лет назад. 1-е открытие было сделано во Франции.
Радиоактивные загрязнения есть везде (в человеческом организме, в воде, атмосфере и т.д.), но их доля мала. О проблеме стали думать после взрыва 2-х ядерных (атомных) бомб в Херосиме и Нагасаки.
Радиоактивное загрязнения – это попадание радиоактивных веществ (РВ) в живые организмы и среду их обитания (атмосферу, гидросферу, почву), происходящее в результате ядерных взрывов, удаления в окружающую среду радиоактивных отходов и т.п. Источниками рад. Загрязнения являются радиоактивные вещества.
15. Сокращение биоразнообразия на планете.
Биоразнообра́зие — разнообразие жизни во всех её проявлениях
Основные причины сокращения биологических видов кроются в двух факторах: росте населения людей и неконтролируемом отлове и истреблении животных, а также в глобальном потеплении, которое делает невозможным дальнейшее обитание многих морских и земных видов животных.
Исчезновение биологических видов является нормальным процессом развития жизни на Земле. В процессе эволюции неоднократно происходило массовое вымирание видов.
основным фактором ускорения вымирания стала хозяйственная деятельность человека. В общем плане причинами снижения разнообразия служат растущее потребление ресурсов, пренебрежительное отношение к видам и экосистемам, недостаточно продуманная государственная политика в области эксплуатации природных ресурсов, непонимание значимости биологического разнообразия и рост численности населения Земли. Причинами исчезновения отдельных видов обычно являются нарушение местообитания и чрезмерная добыча. В связи с разрушением экосистем уже погибли многие десятки видов. Только около обитателей тропических лесов исчезло порядка 100 видов. От чрезмерной добычи страдают промысловые животные, особенно те, которые высоко ценятся на международном рынке. Под угрозой находятся редкие виды, обладающие коллекционной ценностью.
К числу других причин относятся: влияние со стороны интродуцированных видов, ухудшение кормовой базы, целенаправленное уничтожение с целью защиты сельского хозяйства и промысловых объектов. Считается, что 12 видов живых существ были уничтожены случайно.
Объекты исследования (почва, вода, воздух) и задачи экологии.
Экология как наука активно развивается в последние годы, охватывая в своих исследованиях основные компоненты биосферы: литосфера, гидросфера и атмосфера.
Основными объектами являются:
взаимодействие человека, животных, микроорганизмов, растений с окружающей неживой природой, находящихся в разных компонентах биосферы: водоемах, на суше, в воздухе,
в разных климатических условиях: тропиках, умеренной зоне, полярной зоне,
в различных состояниях экосистем: сравнительно-низменых, измененных частично, антропогенных, загрязненных или незагрязненных
Основные задачи экологии:
- Исследование закономерностей организации жизни в связи с антропогенным воздействием на природную среду.
- Создание научной основы рациональной эксплуатации биологических и минеральных ресурсов
- Разработка мероприятий по защите окружающей среды
Источник
Основные компоненты окружающей среды
Все компоненты окружающей среды тесно связаны между собой. Они постоянно взаимодействуют, поэтому изменение хотя бы одного из них непременно повлечет за собой изменения всех остальных. Какие же основные компоненты окружающей среды человека существуют? Как именно они влияют друг на друга? Давайте это выясним.
Окружающая человека среда и ее компоненты
Все, что находится вокруг человека, называется окружающей средой. В это понятие входят не только естественные, но и антропогенные условия, которые так или иначе влияют на жизнь людей. Вместе они создают целостную и очень слаженную систему, каждый элемент которой отвечает за ее нормальное функционирование.
Компоненты среды можно разделить на:
- Природные.
- Антропогенные.
- Природно-антропогенные.
Природными компонентами окружающей среды являются все вещества, естественным образом сформировавшиеся на планете. К ним относится атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почва и горные породы, климат, микроорганизмы, животный и растительный мир. В такой список можно включить и рельеф, ведь его характер во многом влияет на нас.
Антропогенные компоненты среды не возникают в процессе эволюции и других природных процессов, а обязательно создаются человеком для его потребностей. К ним относятся города, промышленные зоны, линии электропередач, здания, дороги и т. д. Если объект живой природы был как-то изменен и преобразован человеком, то он называется природно-антропогенным. Примером такого вида компонентов могут быть сады, ландшафтные парки, лесополосы и сельскохозяйственные угодья.
Воздух
Самый важный компонент окружающей среды – это воздух. Его нехватка или сильное загрязнение острее всего ощущается нашим организмом и сразу сказывается на самочувствии. Если без воды человек способен прожить несколько дней, то без воздуха ему не продержаться и пяти минут.
Он состоит из смеси различных газов, 98 % которых представляют азот и кислород. Гораздо меньшая доля приходится на неон, аргон, водород, ксенон, углекислый газ, метан и другие вещества. Вместе они образуют воздушную оболочку планеты – атмосферу, которая участвует в образовании климата и погодных условий, а также защищает нас от мощной солнечной радиации.
Состояние воздуха атмосферы напрямую влияет на жизнедеятельность человека и всех остальных существ на планете (кроме анаэробных микроорганизмов). При загрязнении его состав изменяется – количество кислорода уменьшается, зато увеличивается доля других газов и вредных примесей (тяжелых металлов, аэрозолей, пыли). В результате дышать становится труднее, а организм к тому же потребляет отравляющие его вещества.
Некоторые последствия загрязнения мы ощущаем не сразу, однако они не менее важны. Так, увеличение процента парниковых газов в атмосфере приводит к повышению температур и изменению климата. Все это проявляется в виде таяния льдов, появления засухи и различных стихийных бедствий в отдельных районах Земли.
В числе основных компонентов окружающей среды находится и вода. Она присутствует в воздухе и почве, входит в состав тел живых организмов, а также является домом для множества животных и растений Земли.
Вода необходима для восстановления жизненной энергии, однако не вся она подходит для этой цели. Огромная ее часть соленая и непригодна для питья, ведения промышленности и сельского хозяйства. Полезной является пресная вода, на долю которой приходится только 2,5 %. При этом получить ее не так просто, ведь больше 90 % этого количества заключено в ледниках.
Сегодня с пресной водой связан целый ряд экологических проблем. Так, она распределена по планете неравномерно, и для некоторых регионов (Аравийский полуостров, большая часть Африки и т. д.) является дефицитом. В тех же частях мира, где воды достаточно, она потребляется растущими темпами и к тому же загрязняется. Таким образом, с каждым днем доступной и пригодной для потребления воды становится все меньше. В настоящее время каждый шестой человек на планете испытывает ее нехватку.
Почва
Верхний слой суши земной поверхности представлен почвой. Она очень тесно связана с другими компонентами окружающей среды, так как является результатом их совместной деятельности. Почва образуется благодаря изменению горных пород, за счет влияния на них тепла, воды, воздуха, микроорганизмов, животных и растений.
Она обладает своей уникальной структурой и составом, а одним из ее главнейших качеств является плодородие. Если почва содержит достаточное количество минеральных и питательных веществ, становится идеальным субстратом для произрастания деревьев, трав, кустов и других растительных форм. Благодаря этим свойствам, почва обеспечивает пищей многих животных, а также предоставляет возможность для развития сельского и лесного хозяйства.
Самые плодородные почвы содержат азот, цинк, серу, кальций, медь, фосфор, различные соединения и кислоты. В настоящее время земель, которые пригодны для обработки только 22 % от всей площади суши. В абсолютных цифрах набольшими освоенными сельскохозяйственными участками обладают КНР, Австралия, США и Россия.
Растительность
Растительный покров Земли очень зависит от особенностей климата и почвы местности. Наиболее скудно он представлен в пустынных засушливых районах и в арктических регионах. Наиболее широко его видовое разнообразие представлено в жарких регионах, которые находятся ближе к экватору. Там произрастают влажные тропические леса со всевозможными пальмами, редкими деревьями, лианами, кустарниками и травами.
Влажные тропические леса характерны для Центральной Америки, северной части Южной Америки, Центральной Африки и Юго-Восточной Азии. Они являются поставщиками ценной древесины, материалов для исследований, медицины и фармацевтики. Их называют «легкими планеты», так как считается, что ими вырабатывается большая часть кислорода Земли. Однако это не совсем так, ведь за выработку кислорода отвечают цианобактерии планктона, а тропические леса лишь активно участвуют в его круговороте. Гораздо большую роль они играют в переработке углекислого газа, что не дает ему накапливаться в атмосфере и создавать парниковый эффект.
Животные
Животный мир формирует отдельное биологическое царство, к которому относятся все многоклеточные организмы, способные передвигаться. В отличие от растений, они питаются лишь готовыми органическими соединениями и не могут вырабатывать их сами.
К ним относятся 66 000 позвоночных, около 70 000 беспозвоночных, больше миллиона насекомых и сотни тысяч видов из других классов. Они населяют почвы, воду, земную поверхность, освоили передвижение по воздуху и жизнь на деревьях.
Животные – важная часть всех биоценозов. Они способствуют формированию почв, распространению растений, служат пищей для человека и других животных. Исчезновение хотя бы одного вида может привести к резкой смене ландшафта местности, на которой он обитал. Так, например, случилось в американском парке Йеллоустон, где в XX веке исчезли все волки. Это привело к эффекту домино: увеличилось количество копытных, уменьшился растительный покров, началась эрозия почв, изменились русла рек. Как только туда заселили волков, экосистема стала восстанавливаться.
Сейчас животных становится все меньше, так как на них открыто охотятся, несмотря на официальные запреты. В то же время площади их естественных условий обитания все больше сокращаются, отчего им негде жить и питаться. Из-за этого некоторые дикие животные подбираются все ближе к поселкам, в поисках источника пищи.
Города
Искусственным, но очень значимым компонентом окружающей среды для человека являются города. Они появились тысячи лет назад. Уже тогда существовали мегаполисы, население которых достигало 200-800 тысяч человек (Столица империи Тан в VIII в, Рим, Ктесифон). Сегодня эти цифры выросли в десятки раз, и крупнейшие города мира населяет по нескольку миллионов человек: Шанхай (25 млн), Карачи (23 млн), Пекин (22 млн), Дели (16 млн), Лагос (16 млн).
Города и территория вокруг них являются типичным антропогенным ландшафтом. Для их возведения часто вырубаются леса и выкорчевывается растительность, изменяется рельеф местности, изменяются естественные русла рек. Вместе с городами возникают дамбы, порты, дороги, парки и другие компоненты окружающей среды. Внутри них появляется свой животный и растительный мир, который контролируется человеком.
Сегодня около половины населения Земли проживает в городах, что не всегда хорошо сказывается на природе планеты и самих людях. Транспорт и промышленность загрязняют атмосферу выбросами вредных газов и тяжелых металлов, шум на улицах и в дома (от бытовой техники) приводит к стрессам и нервным заболеваниям, а тесное большое скопление людей и их тесное взаимодействие создает условия для роста патогенных микроорганизмов и распространения заболеваний.
Взаимосвязь элементов среды
Компонентами окружающей человека среды являются все объекты вокруг него, они влияет на его существование. К слову, и он не остается в стороне, постоянно вмешиваясь и изменяя их под себя. Так, появляются разнообразные антропогенные или природно-антропогенные элементы: деревенские поселки, мегаполисы, посадки и парки, без которых мы уже не представляем жизни.
Однако с этим нужно быть осторожнее. Слишком сильное воздействие на компоненты окружающей среды приводит к необратимым последствиям, ведь все они связаны друг с другом. С изменением одного элемента меняются и остальные. Так, вырубка лесов приводит к эрозии почв, уменьшению числа животных и растений, увеличению вредных веществ в атмосфере, изменению климата и ландшафта.
Источник
