Файл: Задание 5. Реакция организмов на изменение уровня экологических факторов (изменчивость, адаптация).docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.10.2023

Просмотров: 178

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


Живое вещество характеризуется определенными свой­ ствами:

  • стремление заполнить собой все окружающее про­ странство — «давление жизни» по Н. Ф. Реймерсу. Способность быстрого освоения пространства связана как с интенсивным размножением (некоторые простей­шие формы организмов могли бы освоить весь земной шар за несколько часов или дней при отсутствии факто­ров, ограничивающих их потенциальные возможности размножения), так и со способностью организмов ин­тенсивно увеличивать поверхность своего тела или обра­зуемых ими сообществ. Так, площадь листьев растений на 1 га составляет 8—10 га и более;

  • возможность произвольного перемещения в простран­стве, например, против течения воды, силы тяжести, ветра и т. п.;

  • наличие специфических химических соединений (бел­ков, ферментов и др.), устойчивых при жизни и быстро разлагающихся после смерти;

  • исключительное разнообразие форм, размеров, соста­ вов, а также высокая способность адаптироваться к ус­ловиям существования, значительно превышающие контрасты в неживом (костном) веществе. Так, некото­рые организмы существуют при температурах, близких к абсолютному нулю (-273 °С), а другие — до +250 °С, иные микроорганизмы встречаются в охлаждающих во­дах атомного реактора, в ледовых панцирях планеты, в бескислородной среде и т. д.;

  • феноменально высокая скорость протекания реакций на несколько порядков (в сотни, тысячи и даже милли­оны раз) быстрее, чем в неживой природе планеты. Кос­венно это свойство можно оценить по скорости переработки веществ организмами в процессе жизнедеятель­ ности, например, у наиболее активных организмов — грунтоедов. Так, весь однометровый слой почвы плане­ты проходит через организмы дождевых червей (масса которых в 10 раз больше массы всего человечества) все­го за 150—200 лет. Организмы с фильтрационным ти­пом питания проводят колоссальную работу, очищая весь океан от взвеси каждые четыре года, а веслоногий рачок — эпишура за год процеживает воду озера Байкал трижды;

  • высокая скорость обновления живого вещества — для биосферы в среднем она составляет 8 лет, причем для суши — 14 лет, а для океана, где преобладают организ­мы с коротким сроком жизни (например, планктон), — 33 дня. Таким образом, за всю историю существова­ния жизни общая масса живого вещества, прошедшего через биосферу, примерно в 12 раз превышает массу Земли.

Деятельность живого вещества в биосфере в определенной степени условно можно свести к нескольким основопола­гающим функциям, дополняющим представление о его преоб­разующей биосферно-геологической деятельности. В. И. Вер­надский выделял девять функций: газовую, кислородную, окислительную, кальциевую, восстановительную, концентра­ционную и др. Позже классификация была несколько видоиз­менена (часть функций объединена, часть переименована). Наиболее современной является классификация А. В. Лапо, по которой выделяют следующие функции: энергетическую; газовую; окислительно-восстановительную; концентрацион­ную; деструктивную; транспортную; средообразующую; рассе­ивающую.


Свойства живого вещества определяются большой кон­центрацией (большими запасами) энергии в нем.

Эволюция биосферы – это закономерный процесс развития живой природы в сторону усложнения ее организации и прогрессивно нарастающей независимости от внешних условий. Эволюция биосферы, обусловленная биогеохимической работой живого вещества, в свою очередь, стимулировала и направляла эволюцию видов организмов. Глобальные экологические процессы – повсеместно происходящие в биосфере процессы, вызванные деятельностью живого вещества на фоне изменяющихся условий природной среды, обусловливающие в конечном итоге эволюцию биосферы. К их числу прежде всего относятся: продукционный процесс (хемосинтез и фотосинтез); биогеохимический круговорот химических элементов, включающий активность человека как биологического вида, и процессы загрязнения природной среды; изменение биоразнообразия, в том числе процессы образования и гибели видов. Зависящие от динамики геологических, гидроклиматических, космических факторов, они, в свою очередь, активно воздействуют на эти факторы, существенно изменяя их, что особенно четко проявляется в деятельности человечества.

Этапы развития:

  1. Образование биосферы (геохимические и климатические изменения), происходит возникновение жизни.

  2. Видоизменение (биологическая эволюция), происходит усложнение форм, появление эукариот и многоклеточных организмов.

  3. Антропогенез (возникновение человека), происходит становление общества, переход биосферы в ноосферу (взаимодействие человека и природы)).


Задание №25. Экологические проблемы, возникающие в результате антропогенного воздействия на гидросферу и литосферу.

Гидросфера — это естественный фильтр-аккумулятор за­грязняющих веществ, поступающих в окружающую природ­ ную среду, что связано с циклом глобального круговорота во­ды и с ее универсальной способностью к растворению газов и минеральных веществ.

Наибольшее число стоков, загрязняющих поверхност­ные и грунтовые воды, образуется в энергетике, сельском и коммунальном хозяйствах. Большую роль в загрязнении вод играют вещества, выпадающие из атмосферы с осадками. В во­ды суши и океана поступают сера и азот в виде соединений.


Постоянно увеличивается доля загрязнений, вносимых в водоемы за счет смывов атмосферными осадками удобрений и пестицидов с полей. Основная трудность в предотвращении загрязнения сточных вод объектами сельского хозяйства за­ключается в том, что поступление биогенных веществ с пашен рассредоточено в пространстве и в невозможности выделить «источники» и «потоки» загрязнений.

Одна из экологических проблем — антропогенная эвтрофикация водоемо, хотя само это явление сущест­вовало всегда. Наличию залежей угля, нефти, горючих слан­цев мы обязаны процессам эвтрофикации, протекавшим на на­шей планете в далеком прошлом.

На воды суши ощутимо влияет мелиорация и в первую очередь ее частные виды — орошение (обводнение) и осуше­ние. Орошение — искусственное увлажнение почвы и поверх­ности растений путем подачи воды осуществляется с целью обеспечения растений влагой, регулирования солевого режима почв. Однако научно не обоснованный отвод больших объемов воды из природных источников (рек, озер, болот) приводит не только к изменению уровня грунтовых вод, что вызывает засо­ление почв и потери их плодородия, но и к обезвоживанию са­мих природных источников.

Вода, непосредственно участвующая в технологическом цикле предприятий, насыщается различными химическими соединениями и взвесями. Состав стоков зависит от вида про­ изводства, исходного сырья и вспомогательных материалов, технического совершенства применяемой аппаратуры и точ­ ности соблюдения технологического регламента. Многообра­ зие и непостоянство состава технологических сточных вод ха­ рактерно для многих предприятий.

Кроме того, вода природных источников, потребляемая предприятиями промышленности и особенно энергетики, ис­пользуется в значительных количествах в качестве хладаген­та. Сброс подогретых вод обратно в водоем меняет его биоце­ноз, вызывает цветение воды.

Основные химические загрязнители, поступающие в водо­ емы суши с промышленных предприятий, принято делить на три группы:

  • неразлагающиеся или очень медленно разлагающиеся в природной среде вещества, в том числе ионы метал­ лов, минеральные соли, углеводороды нефти и т. п.;

  • водорастворимые вещества, не вовлекаемые в биологи­ ческий круговорот, в том числе токсичные;

  • легкоусвояемые органические соединения (биогенные вещества).

Антропогенная нагрузка на воды Мирового океана в по­следнее время значительно увеличилась. В результате резко ухудшилось качество морской воды, нанесен ущерб био­логическим ресурсам океана, увеличилась опасность для здо­ровья людей.


Основные причины загрязнения вод морей и океанов сле­дующие:

  • сброс промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод в моря или реки, в них впадающие;

  • поступление с суши стоков, содержащих вещества, при­меняемые в сельском и лесном хозяйствах;

  • захоронение на морском дне загрязняющих веществ (радиоактивные отходы и т. п.);

  • разнообразные утечки с судов морского транспорта;

  • аварийные выбросы и сбросы судов, а также из подвод­

ных трубопроводов;

  • добыча полезных ископаемых на морском дне;

  • выпадение загрязняющих веществ с осадками из атмос­феры.

Помимо перечисленного в Мировой океан поступает боль­шое количество взвешенных частиц. В нем обнаруживаются все новые и новые загрязняющие вещества антропогенного происхождения. Доля антропогенного поступления в суммар­ном поступлении свинца в океан составляет 92, нефти — 88, хлорированных углеводородов — 100%. Особенно опасны для биоценоза океана хлорорганические соединения, обладающие токсическим и канцерогенным действием. Прибрежные зоны океана подвержены процессу эвтрофикации и микробиологи­хческому загрязнению воды в первую очередь из-за хозяйствен­но-бытовых стоков. Неуклонно возрастает поступление в океан нефти и нефтепродуктов.

В океан не только сливают все стоки, но и сбрасывают большое количество твердых отходов. Наиболее опасны кон­тейнеры с высокоактивными отходами атомной промышлен­ности, содержащими трансурановые элементы, которые могут оставаться опасно радиоактивными еще несколько тысяч лет. В водах морей и океанов проводится также захоронение опасных ядохимикатов.

Загрязнение человеком гидросферы, в том числе Мирового океана, заключается не только в сбросе сточных вод. Человек вносит изменения в гидрологический и гидрохимический сток в целом, вмешивается в естественный круговорот веществ, ме­ няет качество воды.
Человек интенсивно воздействует на верхнюю часть твердой оболочки Земли. Преимущественно это воздействие приходится на верхний плодородный слой литосферы — поч­ву, благодаря которой человечество удовлетворяет основную часть своих потребностей в продуктах питания. Плодородные земли относятся к условно возобновимым ресурсам, однако время, необходимое для их восстановления, т. е. формирования плодородного слоя, достаточного для сельскохозяйственного использования
, может исчисляться сотнями или даже тысячами лет. На нашей планете в качестве пашни обрабатывается около 10% суши.

Интенсификация сельскохозяйственной деятельности че­ ловека и прежде всего химизация вызывают изменения в усто­явшихся процессах превращения веществ и энергии в приро­де. Значительные потери веществ, например азота, происходят в результате их улетучивания из почвы и вымывания. К нача­лу нового тысячелетия ожидаемые на планете потери азота, входящего в состав удобрений, составили более 40 млн т/г. Обогащение биосферы азотом за счет удобрений опасно, так как это ведет к накоплению токсичных азотсодержащих орга­нических соединений.

К канцерогенным соединениям, появление которых обус­ловлено неправильной химизацией сельского хозяйства, отно­сятся га-нитрозосоединения. Как правило, они вызывают обра­зование злокачественных опухолей печени, желудка, легких и других органов, обладают мутагенным и эмбриотоксическим действиями.

Сегодня человечество уже не может использовать экстен­сивный путь развития сельского хозяйства, в то же время ин­тенсивный путь, основанный на поддержании и повышении плодородия почв, связан с обязательным применением удобре­ний. Однако при нарушении технологии использования удоб­ рений их неблагоприятное воздействие на окружающую при­ родную среду многосторонне сказывается на различных ком­понентах биосферы. При этом может происходить:

  • нарушение круговорота и баланса питательных ве­ществ, снижение плодородия почв;

  • снижение урожаев сельскохозяйственных культур и ка­чества продуктов;

  • развитие грибковых и других заболеваний растений, рост сорняков из-за нарушения соотношения макро- и микроэлементов в почве;

  • попадание питательных элементов удобрений и почвы со стоками в грунтовые воды, а далее в поверхностные водоемы, что вызывает их эвтрофикацию;

  • проникновение в стратосферу оксидов азота, образую­щихся при денитрификации азотных соединений почвы и удобрений, способствует разрушению озонового слоя.

Одним из видов антропогенного воздействия на почву яв­ляется усиление (ускорение) процессов водной и ветровой эро­зии. Эрозия — процесс разрушения и переотложения почвен­ных частиц воздушными или водными потоками. Эрозия почвы происходит и в естественных условиях, однако она значитель­но ускоряется вследствие антропогенного воздействия на эко­системы, выражающегося в чрезмерной и неправильной рас­пашке земли, в том числе без учета рельефа, сведения лесов, непроведения противоэрозионных агрохимических мероприя­тий.

Смотрите также файлы