Понятие о природной среде, средах жизни

В зависимости  от характера теплообмена с внешней  средой организмы делятся:

• На пойкилотермные организмы (температура их тела равна температуре окружающей среды-растения, рыбы, рептилии)
• гомойотермные организмы (имеют постоянную температуру тела -    млекопитающие, птицы)

По способности  переносить колебания температуры  среды различают эвритермные  организмы (способны к жизни при значительных колебаниях температуры - лишайник, северные птицы) и стенотермные - организмы, существующие только при определенных температурах (глубоководные организмы, водоросли полярных льдов).

     3)Влажность является климатическим фактором. Наиболее богаты влагой  нижние слой атмосферы (до высоты 2 км), где концентрируется до 50 % всей влаги, количество водяного пара, содержащегося в воздухе, зависит от температуры воздуха. В круговороте воды наиболее подвижны атмосферные осадки, т.к. объем влаги в атмосфере меняется 40 раз за год. Основными условиями возникновения осадков являются: температура воздуха, движение воздуха, рельеф. Дождь, снег, град определяют режим водоемов, почвенной влаги, влажности воздуха, а также перемещение и распространение вредных веществ в окружающей среде.

     Распределение  осадков по земной поверхности  очень неравномерно, существует  несколько зон со специфическим  составом растительности:

• Влажная экваториальная (количество осадков более 2000 мм/год, 350дней в году дождь).
• Сухая зона тропического пояса (количество осадков менее 200 мм/год)
• Влажная зона умеренных широт ( количество осадков более 500 мм/год
• Полярная область (количество осадков менее 250 мм/ год; низкая температура воздуха, низкое испарение).

     В  зависимости от способности живых организмов приспосабливаться для существования в условиях дефицита или избытка воды, а также степени насыщенности ее солями выделяют несколько экологических групп у растений и животных: водные организмы (гидрофиты), постоянно обитающие в воде; гигрофиты (способны жить только в очень влажных местообитаниях с воздухом, насыщенным или близким к насыщению - заболоченность, низкий ярус лесов); мезофиты, характеризующиеся умеренной потребностью в воде; ксерофиты, живущие в условиях недостатка влаги либо при источниках доступной для живых организмов воды. 

3. Адаптация живых организмов к изменению  условий существования.

     В природе каждое поколение любого вида подвергается отбору на выживаемость и воспроизводство. Особи, которые выживают и размножаются, передают свои гены следующему поколению, а гены тех, что погибли не оставив потомства, отсеиваются из генофонда. Таким образом, генофонд каждого вида испытывает действие естественного отбора. Поэтому почти все признаки организма служат выживанию и воспроизводству.

     При  изменении любого абиотического  или биотического фактора вид  ожидает один из трех путей: 

1. Миграция – часть популяции может найти новое место обитания с подходящими условиями и продолжить там свое существование.
2. Адаптация – в генофонде могут присуствовать гены, которые позволят некоторым особям выжить в новых условиях и воспроизвести потомство. Через несколько поколений под действием естественного отбора возникнет популяция, хорошо приспособившаяся к новым условиям.
3. Вымирание- если ни одна пара особей не может мигрировать, спасаясь от воздействия неблагоприятных факторов, а те выходят за пределы устойчивости всех индивидов, то популяция исчезнет (динозавры).

     Это означает, что в разные  периоды истории Земля была  населена разными существами. Ни одному виду не гарантировано выживание. Ископаемые остатки свидетельствуют, что виды появляются, распространяются, дают начало другим видам и в большинстве случаев вымирают.

     Итак, по мере изменения условий  существования, некоторые виды  адаптируются и преобразуются, а другие вымирают. Выживание вида обеспечивается его генетическим разнообразием и слабыми колебаниями внешних условий.

4. Общие закономерности экологических факторов.

     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 химик органик Ю. Либих первым экспериментально доказал, что рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в относительно минимальном количестве. Он назвал это явление законом минимума (закон 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.

    Принцип лимитирующих факторов справедлив для всех типов живых организмов - растений, животных, микроорганизмов и относится как к абиотическим, так и к биотическим факторам.

    В соответствии с законом толерантности любой избыток вещества или энергии оказывается загрязняющим среду началом.

    Предел  толерантности организма изменяется при переходе из одной стадии развития в другую. Часто молодые организмы  оказываются более уязвимыми и более требовательными к условиям среды, чем взрослые особи. Наиболее критическим с точки зрения воздействия разных факторов является период размножения: в этот период многие факторы становятся лимитирующими. Экологическая валентность для размножающихся особей, семян, эмбрионов, личинок, яиц обычно уже, чем для взрослых не размножающихся растений или животных того же вида.

    До  сих пор речь шла о пределе  толерантности живого организма  по отношению к одному фактору, но в природе все экологические факторы действуют совместно.

    Оптимальная зона и пределы выносливости организма по отношению к какому-либо фактору среды могут смещаться в зависимости от того, в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Эта закономерность получила название взаимодействия экологических факторов.

    Однако  взаимная компенсация имеет определенные пределы и полностью заменить один из факторов другим нельзя. Отсюда следует вывод, что все условия среды, необходимые для поддержания жизни, играют равную роль и любой фактор может ограничивать возможности существования организмов - это закон равнозначности всех условий жизни.

    Известно, что каждый фактор неодинаково влияет на разные функции организма. Условия, оптимальные для одних процессов, например для роста организма, могут оказаться зоной угнетения для других, например для размножения, и выходить за пределы толерантности, то есть приводить к гибели, для третьих. Поэтому жизненный цикл, в соответствии с которым организм в определенные периоды осуществляет преимущественно те или иные функции - питание, рост, размножение, расселение, - всегда согласован с сезонными изменениями факторов среды.

    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. Каждый вид живого возник в определенной среде, в той или иной степени приспособился к ней и дальнейшее существование вида возможно лишь в данной или близкой к ней среде. Резкое и быстрое изменение среды жизни может привести к тому, что генетические возможности вида окажутся недостаточными для приспособления к новым условиям. На этом, в частности, основана одна из гипотез вымирания крупных пресмыкающихся с резким изменением абиотических условий на планете: крупные организмы менее изменчивы, чем мелкие, поэтому для адаптации им нужно, гораздо больше времени. В связи с этим коренные преобразования природы опасны для ныне существующих видов, в том числе и для самого человека.  

5. Загрязнение окружающей среды.

     Существуют четыре среды жизни, без которых не может жить человек: вода, воздух, почва и живые организмы. Вообще же, среда это все что окружает организмы, или прямо или косвенно влияет на их состояние, развитие и выживание. Но в последнее время  все  более  актуальной  темой  становится  загрязнения окружающей среды, так как вследствие технического прогресса и необдуманной деятельности человека, загрязняется то, чем собственно говоря, человек, дышит и ест.  С развитием промышленности, стали возрастать выбросы вредных газов в атмосферу. В 20 веке на смену углю пришли нефть и газ, сгорающие чище, чем уголь, но это не решило проблему. Выбрасывая продукты сгорания нефти , нитриты и сульфиты ,человек породил новую проблему : проблему кислотных дождей .Облака с кислотным дождем  могут  переноситься  ветром  на  расстояние  тысячи километров от выбросившей газ фабрики, то есть  выпадать  далеко  от  места загрязнения. Кислотный дождь наносит сильный вред растениям, разрушает плодородный слой почвы, убивает полезные микроорганизмы. Выбросы в атмосферу группы газов под названием хлорфторкарбон. В состав которых входит фреон, содержащийся в холодильниках и аэрозолях, а так же некоторые вещества содержащиеся в упаковках еды из  так  называемых фаст-фудов , вещества используемые в повседневной жизни ,разрушают озоновый слой , защищающий  Землю  от  вредного  ультрафиолетового излучения , которое может вызывать у людей рак кожи , глазные заболевания  и приносить сильный вред морской фауне урожаю .Особенно этому подвержены арктические зоны  ,  где  озоновый  слой наиболее тонкий. Достоверно известно, что дыра над Антарктидой растет,  и уже достигает размеров эквивалентных территории России. Чрезмерные  выбросы в атмосферу углекислого газа , образующегося при любом горении и дыхании живых существ ,вызывает образование так называемого парникового эффекта :пленка  углекислого  газа  не  дает  выходить  части  отражаемых  от   Земли солнечных  лучей,  создавая  эффект  парника .  Вследствие  скапливания излишнего тепла , температура на  Земле начинает  повышаться  .  Повышение температуры вызывает таяние льдов, что приводит к подъему уровня  Мирового Океана . Посчитано ,  что если  все льды  растают,  то  уровень океана поднимется на 61 метр ,и такие города как Лондон и Нью-Йорк скроются под водой, а такие страны как Нидерланды и Бангладеш скроются под водой .Это также вызовет катастрофу для мировой флоры и фауны ,Особенно приполярных и полярных зонах .

        Не менее важную роль играет загрязнение водной среды и  почвы.  Это можно рассмотреть на примере Черного Моря: всем известно, что Черное море,  это мертвое море. На глубинах свыше 70 метров      сероводород, где живут лишь особые бактерии. Кроме сероводорода , на больших глубинах находятся залежи метана .Природный фактор Черного моря пока что не установлен . Но уже установлено , что в образовании метана и сероводорода участвуют минеральные удобрения  ,  выносимые  крупными  реками  ,  Доном,  Днепром  и другими. Эти вещества вымываются реками из черноземных почв,  установлено, что если бы земли не переудобрялись, то к таким последствиям это бы не приводило. Промышленным предприятиям нужна вода для технических нужд. Загрязнив воду, ее чаще всего неочищенной возвращают в водоемы .Это вызывает гибель рыбы , может вызывать отравление людей . Вмешательство человека  в водный  баланс  природы приводят  к   серьезным последствиям .

      Загрязнения почвы не  менее  важный  фактор:  загрязняя  почву,  человек уничтожает плодородный слой, превращая живую землю в мертвую. Загрязнение  наносит  непоправимый  вред  микроорганизмам,  участвующим в естественных процессах в почве. Как уже было сказано,  загрязнение почвы может приводить к загрязнению других сред  жизни.  Человек живя  создает после себя  тонны мусора  ,превращающиеся затем в гигантские свалки  ,  разлагающиеся прямо на  голой земле .Чтобы это предотвратить, человек их сжигает, выбрасывая в атмосферу тонны вредных газов. Загрязнения  этих  3  сред  приводят   к   гибели   4   среды:   полезных микроорганизмов, участвующих в жизни человека. В результате этих загрязнений важнейших сред  жизни,  человечество  вскоре может встать перед фактом своего выживания.  

6.Мониторинг качества окружающей среды. 

      Сам термин «мониторинг» впервые появился в рекомендациях специальной  комиссии СКОПЕ (научный комитет  по проблемам окружающей среды) при ЮНЕСКО в 1971 году, а в 1972 году уже появились первые предложения по Глобальной системе мониторинга окружающей среды (Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде). Однако такая система не создана по сей день из-за разногласий в объемах, формах и объектах мониторинга, распределении обязанностей между уже существующими системами наблюдений. Такие же проблемы и у нас в стране, поэтому, когда возникает острая необходимость режимных наблюдений за окружающей средой, каждая отрасль должна создавать свою локальную систему мониторинга.

      Мониторингом окружающей среды называют регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие выделить их состояния и происходящие в них процессы под влиянием антропогенной деятельности.