Глобальные последствия интенсивной антропогенной деятельности человека могут реализоваться в парниковом эффекте и в ядерной зиме.

 

Суть парникового эффекта состоит в том, что по мере накопления в атмосфере диоксида углерода, оксидов азота, фторхлоруглеродов (фреонов) происходит накопление избыточной теплоты в приземном слое атмосферы, т.е. нарушается тепловой баланс планеты. Эффект подобен тому, что наблюдается в покрытых стеклом или пленкой теплицах В результате температура воздуха у земной поверхности возрастает. Прогнозируется, что если содержание С0₂ увеличится с нынешних 336 частей на миллион до 400 - 500 частей на миллион, то температура воздуха поднимется на 1, 0 ‑ 1, 5°С. Это может привести к катастрофическим изменениям климата, и, в частности, к массовому таянию ледников и подъему уровня Мирового океана.

Ядерная зима считается возможным следствием ядерных (в том числе и локальных) войн. В результате ядерных взрывов и неизбежных пожаров тропосфера может оказаться насыщенной твердыми частицами пыли и пепла в таком количестве, что станет экраном для солнечных лучей.

Экранирование Земли от солнечного излучения приведет к сильному понижению температуры с неизбежным снижением урожаев, массовой гибелью живых организмов, включая человека, от холода и голода.

Процессы, связанные с последствиями ядерной зимы, в настоящее время являются предметом математического моделирования. Но человечество располагает и природным примером подобных явлений, который заставляет отнестись к нему очень серьезно.

 

Так, в 1883 году произошло сильнейшее извержение (взрыв) вулкана Кракатау, в Зондском проливе (между островами Ява и Суматра). В атмосферу были выброшены миллионы тонн пепла, которые в течение нескольких лет оставались взвешенными в атмосфере и подвергались глобальному переносу с воздушными массами. В результате в течение трех лет после извержения вулкана наблюдалось сильное глобальное похолодание климата и снижение уро­жаев сельскохозяйственных культур.

Абиотические факторы почвенного покрова на Земле разнообразны и непосредственно влияют на плодородие почвы. Плодородие зависит от физических и химических свойств почвы. В совокупности они представляют собой эдафогенные (от греч. эдафос ‑ почва), или эдафические факторы.

 

Верхний слой почвы (толщиной 10 – 15 см), содержащий продукты перегнивания органики, является наиболее плодородным и называется гумусовым или перегнойным. Избыток или недостаток гумуса определяет плодородие почвы. Именно в нем происходят сложные физико-химические процессы, в результате которых образуются элементы питания растений.

Важнейшими химическими свойствами почвы являются концентрация солей в почвенном растворе и его кислотность, оказывающая решающее влияние на активность почвенных микроорганизмов и усвоение растениями питательных веществ, которые этими микроорганизмами трансформируются в форму, доступную для растений.

Среди таких микроорганизмов важную роль выполняют нитрифицирующие бактерии, в частности, нитрозоамонас и нитробактер. В аэробной среде нитрозоамонас окисляет аммиак до солей азотистой кислоты, а нитробактер ‑ до азотной. В анаэробнных условиях идет обратный процесс – денитрификация, который связан с восстановлением солей азотной кислоты до азота.

Рельеф местности является одним из важнейших факторов, от которых зависит перенос, рассеивание и накопление вредных примесей в атмосферном воздухе. Расположенные в низинах населенные пункты подвергаются сильному застойному загрязнению, а растительность ‑ угнетению вплоть до гибели.

 

Весьма велика роль абиотических факторов водной среды, т.к. она занимает преобладающую часть биосферы Земли. Из 510 млн км² общей площади земной поверхности на Мировой океан приходится 361 млн. км² (71 %).

Океан ‑ главный приемник и накопитель солнечной энергии, т.к. вода обладает высокой теплоемкостью ( С_р= 4, 19 кДж/кг.град.).Это примерно в десять раз более высокая теплоемкость, чем у железа.

 

Водная оболочка Земли наряду с океанами включает и пресные воды, сосредоточенные в пределах суши (горные льды, реки, болота, озера), и внутренние моря. Важнейшими физическими особенностями водной среды являются:

1. Подвижность, т.е. постоянное перемещение водных масс в пространстве. Они способствуют поддержанию постоянства физических и химических характеристик водного объема.

2. Температурная стратификация, т.е. изменение температуры воды по глубине водного объекта.

3. Годовые, суточные и сезонные изменения температуры. Самыми низкими температурами воды считают -2°С, а самыми высокими 35 ‑ 37°С.

(В данном случае не имеется в виду температура геотермальных вод). В целом на Земле динамика колебаний температуры воды существенно меньше, чем воздуха.

4.Прозрачность воды, которая определяет световой режим под ее поверхностью.

5. От прозрачности (и обратной ей характеристики ‑ мутности) зависит фотосинтез зеленых и пурпурных бактерий, фитопланктона, высших водных растений, а следовательно, и накопление биомассы в пределах так называемой эвфотической ( от греч. эв - пере-, сверх-, фотос ‑ свет ) зоны, т.е. освещенной толщи воды, где процессы фотосинтеза преобладают над процессами дыхания.

Мутность обусловлена содержанием в воде взвешенных веществ, в том числе и поступающих в водные объекты с промышленными и иными стоками.

Соленость также является важным экологическим фактором. Соленость связана с содержанием в воде растворенных карбонатов, сульфатов и хлоридов. В пресных водах их содержание невелико, причем до 80 % составляют карбонаты. Воды открытого океана содержат в среднем 35 г/л солей, Черного моря ‑ 19, Каспийского ‑ около 13, Азовского ‑ 10, Балтийского ‑ 5, Мертвого – 260 г/л с преобладанием хлоридов кальция, калия, натрия и магния.

Растворенные газы и в первую очередь кислород контролируют процессы жизнедеятельности в водной среде. От их концентрации зависят фотосинтез и дыхание водных организмов.

Перерасход кислорода на дыхание водных обитателей и окисление поступающих в воду загрязняющих веществ ведет к преобладанию анаэробных процессов, т.е. к " загниванию" воды, из-за избытка в ней мертвой органики. Это явление называется эвтрофированием (от греч. эв ‑ пере-, сверх-, трофее ‑ - питаюсь).

Распространение и жизнедеятельность организмов в воде зависят от кислотности среды. Каждый вид гидробионта адаптирован (приспособлен) к определенному значению рН: одни предпочитают кислую среду, другие ‑ щелочную, третьи ‑ нейтральную. Промышленные, сельскохозяйственные и бытовые стоки существенно меняют этот показатель, что приводит к смене одних групп водных обитателей на другие.

 

Биотические факторы

Биотические факторы - это совокупность влияний жизнедеятельности одних видов организмов на другие.

Взаимоотношения между организмами чрезвычайно сложны и многообразны, и в целом их можно разделить на прямые и косвенные (опосредованные).

Прямые взаимоотношения связаны с непосредственным воздействием одних организмов на другие по линии питания: животные получают энергию для своей жизнедеятельности, поедая растения или других животных.

Косвенные взаимоотношения связаны с тем, что, например, растения своим присутствием изменяют режим абиотических факторов среды для животных или других растений, млекопитающих и птиц.

 

Взаимодействие между живыми организмами (преимущественно животными) классифицируют с точки зрения их взаимных реакций.

Различают гомотипические ( от греч. гомос – одинаковый ) реакции, характеризующие взаимодействия между особями или группами особей одного и того же вида, и

гетеротипические реакции ( от греч. гетерос -иной, разный ), характеризующие взаимодействия между представителями разных видов.

Среди животных существуют виды, способные питаться только одним видом пищи (монофаги), и виды, потребляющие разную пищу на более или менее ограниченном круге ее источников (узкие или широкие олигофаги), а также виды, использующие в пищу не только растительные, но и животные ткани (полифаги).

К числу полифагов принадлежат многие птицы, которые поедают как насекомых, так и семена растений, или такой известный вид, как медведь ‑ по природе своей хищник, но охотно поедающий мед и ягоды, а также Человек, являющийся всеядным млекопитающим.

 

Наиболее распространенный тип гетеротипических взаимодействий между животными ‑ хищничество, т.е. непосредственное преследование и поедание одних видов другими.

Другой тип взаимоотношений ‑ паразитизм в различных формах.

 

Из дополнительных типов взаимоотношений животных можно назвать форезию (перенос одних видов другими),

комменсализм (сотрапезничество), при котором один вид питается остатками пищи другого (типичные комменсалы крупных хищников ‑ гиены),

синойкию ‑ использование одними животными нор и гнезд других и

нейтрализм (взаимонезависимость совместно обитающих видов).

 

Все эти обстоятельства необходимо учитывать при проведении мероприятий по управлению экологическими системами и отдельными популяциями с целью использования их в своих интересах. Необходимо также учитывать и последствия, которые могут иметь место при истреблении хищников или защите растений в сельском хозяйстве.

 

Особо следует отметить роль биотических факторов почвы. В процессах ее образования и функционирования непосредственное участие принимают живые организмы. К ним в первую очередь, относятся зеленые растения, извлекающие из почвы питательные вещества и возвращающие их обратно вместе с отмирающими тканями.

Питательные вещества из почвы поступают в растения через корневые окончания в ионной форме. Корни растений извлекают из почвы соединения азота (нитраты), серы, фосфора, а также зольные элементы, в частности соли кальция, калия, магния, железа, кобальта, кремнезем и т.д.

 

Тем самым растительность создает непрерывный поток зольных элементов из более глубоких слоев почвы к ее поверхности. В этом процессе активно участвуют и почвенные микроорганизмы. Они осуществляют основное разрушение минералов и приводят к образованию органических и минеральных кислот и щелочей, выделяют синтезированные ферменты, полисахариды, фенольные соединения и т.д., обогащающие почву органикой.

 

Закон лимитирующего фактора

 

Необходимо знать, что любой живой организм в природных условиях подвергается одновременному воздействию со стороны многих экологических факторов ‑ как биотических, так и абиотических, причем каждый фактор требуется организму в определенных количествах.

 

Один из основоположников агрохимии немецкий ученый Ю. Либих (1803 – 1873 гг.) сформулировал в 1840 г. теорию минерального питания растений. Он установил, что развитие растений зависит не только от тех химических элементов или веществ (т.е.факторов), которые присутствуют в достаточном количестве, но и от тех, которых не хватает. Например, избыток воды или азота не заменяют недостатка бора или железа, которые обычно присутствуют в почве в микроколичествах. В результате своих исследований Либих сформулировал " закон минимума". Согласно этому закону в почве необходимо увеличивать содержание того питательного вещества, которое в ней находится в минимальном количестве.

Закон минимума справедлив не только для растений. Например, здоровье человека определяется специфическими веществами, которые обычно присутствуют в организме в ничтожных концентрациях. Если содержание этих веществ снижается за пределы допустимого минимума, то человек должен компенсировать их недостатки специальными диетами.

 

Закон Либиха ‑ один из основополагающих законов экологии.

 

Но в начале двадцатого века американский ученый В. Шелфорд показал, что не только вещество, присутствующее в минимуме, может определять жизнеспособность организма, но и избыток какого-то элемента также может приводить к нежелательным последствиям.

Например, избыток ртути в организме человека вызывает тяжелые функциональные расстройства, а избыток воды в почве ведет к аналогичным последствиям для растений: возможно загнивание их корней из-за анаэробных процессов, закисание почвы и т.п.

 

Животные, растения и микроорганизмы очень чувствительны к малейшим изменениям рН. Это хорошо знают специалисты, занятые биологической очисткой сточных вод: колебание кислотности сточных вод ограничивает стабильность активного ила на очистных сооружениях и снижает эффективность их " работы". Согласно В. Шелфорду, факторы, присутствующие как в избытке, так и в недостатке (по отношению к оптимальным требованиям организма), называются лимитирующими, а соответствующее правило получило название закона " лимитирующего фактора" или " закона толерантности" Шелфорда.

Слово " толерантный" при этом переводят как устойчивый, терпимый, а толерантность квалифицируют как способность организма выдерживать отклонения экологических факторов от значений, оптимальных для его жизнедеятельности.

Их изложенного и вытекает закон В. Шелфорда:

Любой живой организм имеет определенные, эволюционно унаследованные верхний и нижний пределы устойчивости (толерантности) к любому экологическому фактору.

 

Закон В. Шелфорда имеет непосредственное отношение к санитарной охране окружающей среды и к санитарно-гигиеническому нормированию содержания загрязняющих веществ в воздухе, воде, почве, пищевых продуктах.

Важно запомнить, что в санитарной охране окружающей среды важны не нижние пределы устойчивости организма к вредным веществам, а именно верхние пределы (т.е. предельно допустимая концентрация или ПДК), поскольку загрязнение окружающей среды ‑ это и есть превышение устойчивости организма.

Из этого вытекает первое правило охраны окружающей среды, выраженное языком экологии. Охранять окружающую среду означает обеспечить состав и режим ее экологических факторов в пределах унаследованной толерантности живого (в первую очередь - человеческого организма ), т.е. управлять средой так, чтобы ни один ее фактор не оказался лимитирующим по отношению к организму.

 

2.4. Адаптация живых организмов к экологическим факторам

 

Живые организмы приспособлены к определенным условиям окружающей среды. Изменение ее параметров, их выход за некоторые границы подавляет жизнедеятельность живых организмов и может вызвать их гибель. Требования того или иного живого организма к факторам среды обитания обусловливают границы его распространения (ареал) и место, занимаемое в экосистеме. Иначе говоря, любой вид животного или растения способен нормально существовать только в том месте, где его " прописала" эволюция за многие тысячелетия, начиная с его предков. Каждый вид живого организма занимает в природе свою, только ему присущую экологическую нишу. Экологическая ниша - это совокупность множества параметров среды, определяющих условия существования того или иного вида, и его функциональных характеристик, преобразование им энергии, обмен информацией со средой и с себе подобными.

Экологическая ниша включает не только положение вида в пространстве, но и функциональную роль его в сообществе и его положение относительно абиотических условий существования, таких как температура, влажность и т.д.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. A. достойную жизнь человека и свободное развитие человека
2. C. Благодать в действии – Божийметод оправдания человека.
3. E) Способ взаимосвязанной деятельности педагога и учащихся, при помощи которого достигается усвоение знаний, умений и навыков, развитие познавательных процессов, личных качеств учащихся.
4. I. СУЩНОСТЬ И ЦЕЛИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ФИРМЫ
5. II. ЦЕЛИ, ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ЗАДАЧИ ПРОФСОЮЗА
6. II.2 Проблемы организации подросткового досуга и творческой деятельности (по результатам социологического исследования в КДЦ «Рассвет»)
7. III. Организация деятельности службы
8. IЭкономические последствия безработицы
9. V. ПОРЯДОК ФОРМИРОВАНИЯ И ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНОВ ПРОФСОЮЗА
10. V1: Правовые основы профессиональной деятельности
11. VI. УСЛОВИЯ, ПРАВА И ГАРАНТИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРОФСОЮЗОВ
12. X. Будущее человечества и глобальные проблемы современности