ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2023
Просмотров: 204
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
.
Согласно закону киральной чистоты, установленному Л. Пастером, живое вещество состоит из кирально чистых структур. (Киральность или хиральность заключается в отсутствии симметрии относительно правой или левой стороны, кирально чистые объекты несовместимы со своим отображением в зеркале).
Закон минимума Ю. Либиха показывает, что выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей, т.е. в условиях воздействия нескольких экологических факторов определяющее значение принадлежит наименьшему, с точки зрения обеспечения потребностей организма, имеющемуся в наличии фактору (ресурсу).
Одинаково негативная реакция организма, как на минимальное, так и на чрезмерное воздействие экологического фактора, объясняется законом толерантности В. Шелфорд: лимитирующим фактором процветания организма (вида) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину выносливости (толерантности) организма к данному фактору. По относительной степени толерантности к конкретным экологическим факторам различают, например, организмы:
· по общей приспособленности — эврибионтные и стенобионтные;
· по приспособленности к температурным колебаниям — эвритермныеи стенотермные;
· по приспособленности к колебаниям влажности — эвригидридныеи стеногидридные;
· по приспособленности к засолению среды — эвригалинныеи стеногалинные;
· по приспособленности к различным местам обитания — эвриойкныеи стеноойкные.
В приведенных выше терминах приставка «стено» указывает на узкий диапазон толерантности, а приставка «эври» — на широкий.
Приведём ещё ряд положений и основных законов общей экологии.
Правило внутренней непротиворечивости: в естественных экосистемах деятельность входящих в них видов направлена на поддержание этих экосистем как среды собственного обитания.
Принцип системной дополнительности:компоненты природной экологической системы в своём развитии обеспечивают предпосылку для успешного развития и саморегуляции других составных частей этой экологической системы.
Закон экологической корреляции:в экосистеме все входящие в неё виды живых организмов и абиотические компоненты функционально соответствуют друг другу
.
Третий экологический закон жизни (Ю.Н. Куражковский): каждый вид организмов, поглощая из окружающей среды необходимые ему вещества и выделяя в неё отходы своей жизнедеятельности, изменяет её таким образом, что среда становится непригодной для его существования.
Четвёртый экологический закон жизни: постоянное существование организмов в любом ограниченном пространстве возможно только в экологической системе, внутри которой отходы жизнедеятельности одних видов организмов утилизируются другими видами.
Пятый экологический закон жизни:устойчивость экологической системы определяется соответствием её видового состава условиям жизни и степенью развитости самой системы.
В.И. Вернадский, исследуя геохимическую деятельность живых организмов в биосфере открыл ряд фундаментальных законов, получивших впоследствии название биогеохимических принципов:
1) биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению;
2) эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идёт в направлении, увеличивающем биогенную миграцию атомов биосферы;
3) в течение всей истории планеты её заселение было максимально возможным для живого вещества, которое тогда существовало.
Последний из приведённых выше принципов в существенной степени связан с законом константности, также сформулированном В.И. Вернадским: количество живого вещества биосферы (для данного геологического периода) есть константа.
Принцип Ле Шателье-Брауна: при внешнем воздействии, выводящем экологическую систему из состояния устойчивого равновесия, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.
Здесь важно отметить, что стабильность экологической системы и биосферы в целом имеет вполне определённых пределы, описываемые правилом одного процента: изменение энергетики природной экологической системы в среднем на 1 % выводит её из состояния гомеостаза.
Цели и задачиизученияданной темы — получение общетеоретических знаний об основных причинах нарушения устойчивости биохимических циклов и экологических конфликтных ситуациях. Серьёзное и целенаправленное изучение второй темы познакомит студентов с основными природными ресурсами, их классификацией, основными глобальными экологическими проблемами современности, а также продолжит знакомство с основами понятийного аппарата дисциплины.
Биогеохимический цикл (большой биосферный круг)— круговорот химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду с использованием энергии Солнца и химических реакций.
Биосферная война — составная часть военного конфликта, заключающаяся в преднамеренном активном воздействии на окружающую среду, неживые и живые компоненты путём высвобождения скрытой энергии геофизических процессов или подавления (искажения) жизнедеятельности биологических объектов.
«Озоновая дыра» — пространство, в пределах которого наблюдается заметное уменьшение концентрации озона.
Парниковый эффект — возможное повышение глобальной температуры планеты в результате изменения теплового баланса, обусловленное накоплением парниковых газов в атмосфере.
Природные ресурсы — важнейшие компоненты окружающей человечество естественной среды, используемые для удовлетворения материальных и культурных потребностей общества.
Ресурсообеспеченность (по В.И. Коробкину и Л.В. Передельскому) — соотношение между величиной природных ресурсов и размерами их использования, выражается либо количеством лет, на которое должно хватить данного ресурса, либо его запасами из расчёта на душу населения.
Техносфера — часть биосферы, преобразованная человеком с помощью прямого и косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия её своим социально-экономическим потребностями.
Чрезвычайные экологические ситуации — устойчивые отрицательные изменения в окружающей среде, угрожающие здоровью населения, состоянию естественных экосистем, генофондов растений и животных.
Экологическое бедствие — глубокие, необратимые изменения окружающей среды, повлекшие существенное ухудшение здоровья населения, нарушение природного равновесия, разрушение естественных экосистем, деградацию флоры и фауны.
Экологический императив(по Н.Н. Моисееву) — совокупность таких нарушений равновесия природы, которые могут повлечь за собой дальнейшие неконтролируемые человеком изменения характеристик биосферы, сделать существование человека на Земле невозможным.
Экологические катастрофы — последствия природных аномалий или аварий технических устройств, приведших к широкомасштабным острым неблагоприятным изменениям в окружающей среде, массовой гибели людей и живых организмов.
Экологический кризис (по И.И.Дедю) — ситуация, возникающая в экологических системах вследствие нарушения равновесия под воздействием стихийных природных явлений или антропогенных факторов.
Вопрос 1. Нарушение устойчивости биохимических циклов.
Существование биосферы поддерживается непрерывными химическими превращениями живого вещества в ходе его круговоротов — большого (геологического) и малого (биогенного и биохимического). Следует заметить, что более правильным термином является не круговорот веществ, а круговорот элементов (углерода, кислорода, азота, калия, фосфора, серы и многих других), поскольку именно они совершают настоящий круговорот, на различных его этапах входя в состав разнообразных соединений или выступая в свободном состоянии. В биосфере выделяют два вида биохимических круговоротов:
1) газовый, в котором вещества, участвующие в круговороте первоначально сосредоточены в атмосфере или гидросфере (круговороты азота, кислорода, диоксида углерода, водяных паров);
2) осадочный, участвующие в круговороте вещества первоначально поступают из земной коры (круговороты фосфора, кальция).
Воздействие на биосферу антропических и антропогенных факторов, связанных с человеческой деятельностью, нарушает нормальное протекание биохимических циклов в биосфере и приводит к разнообразным негативным последствиям.
За счёт искусственного изменения силы действия экологических факторов и их количества происходит изменение границ оптимальных и лимитирующих факторов.
Хозяйственная деятельность человека и связанное с ней загрязнение атмосферного воздуха, водных объектов и почвенного покрова приводят к гибели живых организмов и сокращению продолжительности их жизни (особенно у долгоживущих видов за счёт накопления загрязнителей) приводит к
сокращению численности популяций, изменению её структуры, распаду ареала обитания.
Воздействие на экологические системы приводит к нарушению характера протекания естественных процессов, принципов и закономерностей функционирования экологических систем. Захват человеком дополнительной энергии и вложение её в экологические системы изменяет структуру трофических цепей и экологических пирамид, что в свою очередь приводит к изменению круговоротов веществ, накоплению отходов и загрязнению среды. Искусственное выравнивание условий в местах обитания изменяет границы экологических ниш организмов, усиливает конкуренцию и запускает действие правила конкурентного исключения. В результате этих процессов видовой состав сообществ обедняется, создаются условия для включения в экологические системы несвойственных им видов, для обеспечения своих потребностей человек нередко разрушает или нарушает естественные конечные стадии развития экологических систем, заменяет их промежуточными стадиями и поддерживает их длительное время, интенсифицирует переход экологических систем в конечные стадии развития. Воздействие на динамику экологических систем приводит к снижению их устойчивости. Хозяйственная деятельность человека приводит к обеднению генофонда естественных экологических систем и сокращению занимаемых ими территорий.
Широкомасштабная человеческая деятельность оказывает негативное влияние на функции живого вещества в биосфере. Нарушение условий обеспечения нормальной продуктивности естественных сообществ снижает объёмы живого вещества на планете, нарушая действие закона константности живого вещества. Перемещение в пространстве больших масс биологической продукции нарушает естественную транспортную функцию живого вещества, а использование практически всех видов ресурсов — рассеивающую. Извлекая ресурсы из недр Земли и воздействуя на литосферу, человек ускоряет деструкционную функцию живого вещества, в свою очередь, концентрационная функция интенсифицируется за счёт накопления на поверхности литосферы добытых ресурсов и продуктов их переработки.
Поскольку любой более высокоорганизованный вид живых организмов, использующий и преобразующий среду своего обитания, является потенциальной угрозой для видов, стоящих ниже по уровню организации, учёные особенно подчёркивают тот факт, что в современной земной биосфере повторное возникновение высокоорганизованной жизни оказывается невозможным, поскольку она будет уничтожена уже существующими низшими организмами.
Согласно закону киральной чистоты, установленному Л. Пастером, живое вещество состоит из кирально чистых структур. (Киральность или хиральность заключается в отсутствии симметрии относительно правой или левой стороны, кирально чистые объекты несовместимы со своим отображением в зеркале).
Закон минимума Ю. Либиха показывает, что выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей, т.е. в условиях воздействия нескольких экологических факторов определяющее значение принадлежит наименьшему, с точки зрения обеспечения потребностей организма, имеющемуся в наличии фактору (ресурсу).
Одинаково негативная реакция организма, как на минимальное, так и на чрезмерное воздействие экологического фактора, объясняется законом толерантности В. Шелфорд: лимитирующим фактором процветания организма (вида) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину выносливости (толерантности) организма к данному фактору. По относительной степени толерантности к конкретным экологическим факторам различают, например, организмы:
· по общей приспособленности — эврибионтные и стенобионтные;
· по приспособленности к температурным колебаниям — эвритермныеи стенотермные;
· по приспособленности к колебаниям влажности — эвригидридныеи стеногидридные;
· по приспособленности к засолению среды — эвригалинныеи стеногалинные;
· по приспособленности к различным местам обитания — эвриойкныеи стеноойкные.
В приведенных выше терминах приставка «стено» указывает на узкий диапазон толерантности, а приставка «эври» — на широкий.
Приведём ещё ряд положений и основных законов общей экологии.
Правило внутренней непротиворечивости: в естественных экосистемах деятельность входящих в них видов направлена на поддержание этих экосистем как среды собственного обитания.
Принцип системной дополнительности:компоненты природной экологической системы в своём развитии обеспечивают предпосылку для успешного развития и саморегуляции других составных частей этой экологической системы.
Закон экологической корреляции:в экосистеме все входящие в неё виды живых организмов и абиотические компоненты функционально соответствуют друг другу
.
Третий экологический закон жизни (Ю.Н. Куражковский): каждый вид организмов, поглощая из окружающей среды необходимые ему вещества и выделяя в неё отходы своей жизнедеятельности, изменяет её таким образом, что среда становится непригодной для его существования.
Четвёртый экологический закон жизни: постоянное существование организмов в любом ограниченном пространстве возможно только в экологической системе, внутри которой отходы жизнедеятельности одних видов организмов утилизируются другими видами.
Пятый экологический закон жизни:устойчивость экологической системы определяется соответствием её видового состава условиям жизни и степенью развитости самой системы.
В.И. Вернадский, исследуя геохимическую деятельность живых организмов в биосфере открыл ряд фундаментальных законов, получивших впоследствии название биогеохимических принципов:
1) биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению;
2) эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идёт в направлении, увеличивающем биогенную миграцию атомов биосферы;
3) в течение всей истории планеты её заселение было максимально возможным для живого вещества, которое тогда существовало.
Последний из приведённых выше принципов в существенной степени связан с законом константности, также сформулированном В.И. Вернадским: количество живого вещества биосферы (для данного геологического периода) есть константа.
Принцип Ле Шателье-Брауна: при внешнем воздействии, выводящем экологическую систему из состояния устойчивого равновесия, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.
Здесь важно отметить, что стабильность экологической системы и биосферы в целом имеет вполне определённых пределы, описываемые правилом одного процента: изменение энергетики природной экологической системы в среднем на 1 % выводит её из состояния гомеостаза.
Тема 2. Глобальные проблемы окружающей среды
Цели и задачиизученияданной темы — получение общетеоретических знаний об основных причинах нарушения устойчивости биохимических циклов и экологических конфликтных ситуациях. Серьёзное и целенаправленное изучение второй темы познакомит студентов с основными природными ресурсами, их классификацией, основными глобальными экологическими проблемами современности, а также продолжит знакомство с основами понятийного аппарата дисциплины.
Биогеохимический цикл (большой биосферный круг)— круговорот химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду с использованием энергии Солнца и химических реакций.
Биосферная война — составная часть военного конфликта, заключающаяся в преднамеренном активном воздействии на окружающую среду, неживые и живые компоненты путём высвобождения скрытой энергии геофизических процессов или подавления (искажения) жизнедеятельности биологических объектов.
«Озоновая дыра» — пространство, в пределах которого наблюдается заметное уменьшение концентрации озона.
Парниковый эффект — возможное повышение глобальной температуры планеты в результате изменения теплового баланса, обусловленное накоплением парниковых газов в атмосфере.
Природные ресурсы — важнейшие компоненты окружающей человечество естественной среды, используемые для удовлетворения материальных и культурных потребностей общества.
Ресурсообеспеченность (по В.И. Коробкину и Л.В. Передельскому) — соотношение между величиной природных ресурсов и размерами их использования, выражается либо количеством лет, на которое должно хватить данного ресурса, либо его запасами из расчёта на душу населения.
Техносфера — часть биосферы, преобразованная человеком с помощью прямого и косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия её своим социально-экономическим потребностями.
Чрезвычайные экологические ситуации — устойчивые отрицательные изменения в окружающей среде, угрожающие здоровью населения, состоянию естественных экосистем, генофондов растений и животных.
Экологическое бедствие — глубокие, необратимые изменения окружающей среды, повлекшие существенное ухудшение здоровья населения, нарушение природного равновесия, разрушение естественных экосистем, деградацию флоры и фауны.
Экологический императив(по Н.Н. Моисееву) — совокупность таких нарушений равновесия природы, которые могут повлечь за собой дальнейшие неконтролируемые человеком изменения характеристик биосферы, сделать существование человека на Земле невозможным.
Экологические катастрофы — последствия природных аномалий или аварий технических устройств, приведших к широкомасштабным острым неблагоприятным изменениям в окружающей среде, массовой гибели людей и живых организмов.
Экологический кризис (по И.И.Дедю) — ситуация, возникающая в экологических системах вследствие нарушения равновесия под воздействием стихийных природных явлений или антропогенных факторов.
Вопрос 1. Нарушение устойчивости биохимических циклов.
Существование биосферы поддерживается непрерывными химическими превращениями живого вещества в ходе его круговоротов — большого (геологического) и малого (биогенного и биохимического). Следует заметить, что более правильным термином является не круговорот веществ, а круговорот элементов (углерода, кислорода, азота, калия, фосфора, серы и многих других), поскольку именно они совершают настоящий круговорот, на различных его этапах входя в состав разнообразных соединений или выступая в свободном состоянии. В биосфере выделяют два вида биохимических круговоротов:
1) газовый, в котором вещества, участвующие в круговороте первоначально сосредоточены в атмосфере или гидросфере (круговороты азота, кислорода, диоксида углерода, водяных паров);
2) осадочный, участвующие в круговороте вещества первоначально поступают из земной коры (круговороты фосфора, кальция).
Воздействие на биосферу антропических и антропогенных факторов, связанных с человеческой деятельностью, нарушает нормальное протекание биохимических циклов в биосфере и приводит к разнообразным негативным последствиям.
За счёт искусственного изменения силы действия экологических факторов и их количества происходит изменение границ оптимальных и лимитирующих факторов.
Хозяйственная деятельность человека и связанное с ней загрязнение атмосферного воздуха, водных объектов и почвенного покрова приводят к гибели живых организмов и сокращению продолжительности их жизни (особенно у долгоживущих видов за счёт накопления загрязнителей) приводит к
сокращению численности популяций, изменению её структуры, распаду ареала обитания.
Воздействие на экологические системы приводит к нарушению характера протекания естественных процессов, принципов и закономерностей функционирования экологических систем. Захват человеком дополнительной энергии и вложение её в экологические системы изменяет структуру трофических цепей и экологических пирамид, что в свою очередь приводит к изменению круговоротов веществ, накоплению отходов и загрязнению среды. Искусственное выравнивание условий в местах обитания изменяет границы экологических ниш организмов, усиливает конкуренцию и запускает действие правила конкурентного исключения. В результате этих процессов видовой состав сообществ обедняется, создаются условия для включения в экологические системы несвойственных им видов, для обеспечения своих потребностей человек нередко разрушает или нарушает естественные конечные стадии развития экологических систем, заменяет их промежуточными стадиями и поддерживает их длительное время, интенсифицирует переход экологических систем в конечные стадии развития. Воздействие на динамику экологических систем приводит к снижению их устойчивости. Хозяйственная деятельность человека приводит к обеднению генофонда естественных экологических систем и сокращению занимаемых ими территорий.
Широкомасштабная человеческая деятельность оказывает негативное влияние на функции живого вещества в биосфере. Нарушение условий обеспечения нормальной продуктивности естественных сообществ снижает объёмы живого вещества на планете, нарушая действие закона константности живого вещества. Перемещение в пространстве больших масс биологической продукции нарушает естественную транспортную функцию живого вещества, а использование практически всех видов ресурсов — рассеивающую. Извлекая ресурсы из недр Земли и воздействуя на литосферу, человек ускоряет деструкционную функцию живого вещества, в свою очередь, концентрационная функция интенсифицируется за счёт накопления на поверхности литосферы добытых ресурсов и продуктов их переработки.
Поскольку любой более высокоорганизованный вид живых организмов, использующий и преобразующий среду своего обитания, является потенциальной угрозой для видов, стоящих ниже по уровню организации, учёные особенно подчёркивают тот факт, что в современной земной биосфере повторное возникновение высокоорганизованной жизни оказывается невозможным, поскольку она будет уничтожена уже существующими низшими организмами.