Экосистемы, структура, экологические факторы и законы

             ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ 

                    Пермский институт (филиал) ГОУ ВПО

«Российский государственный  торгово-экономический  университет»          
 

Кафедра естественных дисциплин 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «ЭКОЛОГИЯ» 

Вариант    3, 17, 30, 34, 50 
 
 
 

Выполнила: студента группы Эз-13

Крикуновой  Д.А.

Номер зачетной книжки: № 1898

                                                     Преподаватель: доцент каф. ест. дисц.

                                                                              к.х.н. Сайткулова Ф.Г. 
 
 
 
 

Пермь 2010

Содержание 

 

1. Экосистемы, структура, экологические  факторы и законы.

     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.

     Под системой понимается совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, то есть структурно-функциональное единство.

     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.

     Структура системы определяется соотношением в пространстве и во времени слагающих ее элементов и их связей. Пространственный аспект структуры характеризует порядок расположения элементов в системе, а временной отражает смену состояний системы во времени (показывает развитие). Структура является выражением иерархичности и организованности системы.

     * Консументы - это самые разнообразные организмы (от микроорганизмов до синих китов): простейшие, насекомые, пресмыкающиеся, рыбы, птицы и, наконец, млекопитающие, включая человека.

     ** Мертвые растительные и животные остатки, например опавшие листья, трупы животных, продукты систем выделения, называются детритом.

     Существует  множество организмов, спе-циализирующихся  на питании детритом.Они называются детритофагами. Примером могут служить грифы, шакалы, черви, раки, термиты, муравьи и т.п.

     Любая экологическая система является системой открытой, поскольку она  всегда взаимодействует с внешней  средой: солнечной радиацией, влагообоpотом на поверхности и в почво-грунтах, ветровым пpивносом и выносом материала. Следовательно, любые пpостpанственные ограничения экосистемы всегда условны.

     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.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ___________________________________________________________

     Общая экология: Учеб. пособие/ С.С. Маглыш-Гродно:ГрГУ, 2001.-111 с.

 

2. Влияние радиоактивного загрязнения  на живые организмы. Чернобыльская катастрофа.

     На  всех стадиях развития человек влиял  на  окружающую его природу, использовал ее богатства приспосабливал ее под себя, видоизменял. И если на ранних этапах воздействие носило незначительный и очаговый характер, то с развитием науки и техники оно возросло до ужасающих пределов.

     Проблема  радиоактивного загрязнения возникла в 1945 году после взрыва атомных бомб, сброшенных на японские города Хиросиму и Нагасаки. Испытания ядерного оружия, производимое в атмосфере, вызвали глобальное радиоактивное загрязнение. Радиоактивные загрязнения имеют существенное отличие от других. Радиоактивные нуклиды - это ядра нестабильных химических элементов, испускающих заряженные частицы и коротковолновые электромагнитные излучения. Именно эти частицы и излучения, попадая в организм человека, разрушают клетки, вследствие чего могут возникнуть различные болезни, в том числе и лучевая. При взрыве атомной бомбы возникает очень сильное ионизирующее излучение, радиоактивные частицы рассеиваются на большие расстояния, заражая почву, водоемы, живые организмы.

     Многие  радиоактивные изотопы имеют  длительный период полураспада, оставаясь опасными в течение всего времени своего существования. Все эти изотопы включаются в круговорот веществ, попадают в живые организмы и оказывают губительное действие на клетки. Очень опасен стронций, вследствие своей близости к кальцию. Накапливаясь в костях скелета, он служит постоянным источником облучения организма. Радиоактивный цезий (137Cs) сходен с калием, его много в мышцах пораженных животных. Исследования показали, что в организме эскимосов Аляски, питающихся мясом оленей, в значительных количествах содержится цезий 137.

     Халатное  отношение к хранению и транспортировке радиационных элементов приводит к серьезным радиационным загрязнениям. При ядерном взрыве образуется громадное количество мелкой пыли, которая долго держится в атмосфере и поглощает значительную часть солнечной радиации. Расчеты ученых показывают, что даже при ограниченном, локальном применении ядерного оружия образовавшаяся пыль будет задерживать большую часть солнечного излучения. Наступит длительное похолодание («ядерная зима»), которое неизбежно приведет к гибели все живое на Земле.

     Наиболее  крупная и разрушительная авария, приведшая к радиоактивному загрязнению, произошла на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года. В первые недели после аварии радиационная обстановка определялась в основном радионуклидами йода и была весьма напряженной. В ряде регионов мощности доз достигали сотен мкР/ч, а зачастую и превышали 1 мР/ч. На больших территориях наблюдалось повышенное содержание радионуклидов в молоке, овощах, мясе и других видах сельхозпродукции. В этот период и происходило преимущественное облучение щитовидной железы, сорбирующей радионуклиды йода, поступавшие в организм с продуктами питания и воздухом. В последующем, по мере распада короткоживущих радионуклидов, радиационная обстановка стала определяться радионуклидами цезия. Работы по радиационному мониторингу территории страны были развернуты, начиная с первых дней после аварии. Всего в России обследовано более 6 миллионов квадратных километров территории России. На основе аэрогаммасъемки и наземных обследований подготовлены и изданы карты по загрязнению цезием-137, стронцием-90 и плутонием-239 европейской части России. В 1997 году завершился многолетний проект Европейского сообщества по созданию атласа загрязнения Европы цезием после чернобыльской аварии. По оценкам, выполненным в рамках этого проекта, территории 17 стран Европы общей площадью 207.5 тыс. кв. км оказались загрязненными цезием с плотностью загрязнения свыше 1 Ки/кв.км.

     Мероприятия по радиационной защите населения от переоблучения были начаты в России сразу после выявления радиоактивных загрязнений. Они заключались во введении различных ограничений, проведении дезактивационных работ, осуществлении переселения жителей. По мере уточнения радиационной обстановки расширялась зона проведения работ, наращивались объемы противоаварийных мероприятий. Основные мероприятия на начальном этапе проводились в так называемой зоне жесткого контроля, ограниченной изолинией 15 Ки/кв.км (около 100 тысяч жителей России). Граница зоны была выбрана исходя из предела дозы за первый год — 100 мЗв. В последующем были приняты следующие ограничения на годовые дозы облучения населения в 30 мЗв — второй год, 25 мЗв — третий год. Проводимые защитные мероприятия позволяли существенно снизить дозы облучения населения, однако нарушили его привычный жизненный уклад.