по дисциплине «Экология»
5 вариант
Студентки 2 курса Дяченко Ольги Александровны
Группы ЗТГВ-53а
Направление подготовки 08.03.01.Теплотехника,
теплогазоснабжение и вентиляция
Специальность: Теплогазоснабжение и вентиляция
Руководитель: канд.хим.наук доцент Чайка Л.В.
Национальная шкала ______________________
Количество баллов ______ Оценка ESTC_____
Макеевка 2019 г.
СОДЕРЖАНИЕ
1.Ответы на теоретические вопросы…………………………………………3-9
1.1.(5) Экологические категории организмов, основной принцип их существования. Гомеостаз……………………………………………………3-6
1.2.(25) Характеристика экологических кризисов. Причины и факторы..6-9
2. Ответы на тесты…………………………………………………………….9
3. Словарь………………………………………………………………………10
4. Список литературы…………………………………………………………11
1.Ответы на теоретические вопросы.
1.1.Экологические категории организмов, основной принцип их существования. Гомеостаз.
В общем виде набор взаимодополняющих категорий представлен продуцентами, консументами и редуцентами.
Продуценты – организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических с использованием внешних источников энергии. Так как продуценты сами производят органическое вещество, их называют автотрофами.
Автотрофами называются организмы, которые получают свое органическое вещество из неорганического, не используя уже готовые органические вещества других организмов.
Гетеротропными называются организмы, которые для построения своего органического вещества используют уже готовые органические вещества других организмов.
В природных сообществах продуценты играют важную роль: усваивая энергию Солнца или химических реакций и создавая органическое вещество, они как бы образуют запасы энергии, которая затем в виде пищи передается другим организмам.
Консументы (от лат. konsumo – потребляю) – организмы, не способные строить свои организмы из неорганических веществ и нуждающиеся в готовой органической пище. Это органическое вещество создается автотрофами. Пища используется консументами и как источник энергии, и как материал для построения их тела. К консументам относятся все животные от мельчайших примитивных до самых совершенных, включая человека. Есть консументы и среди растений: это паразитирующие на других растениях. Существуют также растения со смешанным типом питания, например.
Среди консументов-животных выделяют растительноядных животных (консументы первого порядка), мелких и крупных хищников (консументов второго, третьего порядка и др.). Роль консументов-животных в сообществах определяется их подвижностью и относительно быстрой адаптацией, что способствует распространению жизни на планете. Кроме того, животные активно регулируют биомассу и рост растений.
Консументы также подразделяют на сапрофагов (питающихся мертвыми растительными остатками), фитофагов (потребители живых растений), зоофагов (нуждающихся в живой пище) и некрофагов (трупоядных животных). Кроме того, организмы, питающиеся мертвыми остатками растений и животных – детритом, дополнительно выделяют в группу детритофагов.
Редуценты (от лат. reducere – возвращать) – организмы, использующие в качестве пищи органическое вещество и подвергающие его минерализации. Поэтому данная категория организмов также называется деструкторами, ибо они окончательно разрушают органические вещества до относительно простых неорганических соединений, используемых консументами в качестве пищи. Тем самым осуществляется возврат вещества в начало природной цепи питания.
К редуцентам относятся многие виды бактерий и грибов, разлагающих в процессе метаболизма мертвое органическое вещество (трупы животных, гниющие растения, фекалии) до минеральных составляющих. Именно они (редуценты) завершают биологические циклы вещества в биосфере, возвращая в почву, воду и воздух биогены (СО2, минеральные соли, воду, сероводород, азот и др.), которые вновь могут быть использованы растениями. Таким образом поддерживается непрерывное течение жизни при ограниченном количестве, но многократном использовании биогенных элементов.
Гомеостаз — способность биологических систем — организма, популяции и экосистем — противостоять изменениям и сохранять равновесие. Исходя из кибернетической природы экосистем — гомеостатический механизм — это обратная связь. Например, у пойкилотермных животных изменение температуры тела регулируется специальным центром в мозге, куда постоянно поступает сигнал обратной связи, содержащий данные об отклонении от нормы, а от центра поступает сигнал, возвращающий температуру к норме. В механических системах аналогичный механизм называют сервомеханизмом, например, термостат управляет печью.
Понятие «гомеостаз» широко используется в экологии для характеристики устойчивости различных систем. Гомеостаз клетки определяется специфическими физико-химическими условиями, отличными от условий внешней среды; гомеостаз многоклеточного организма — поддержанием постоянства внутренней среды. Константами гомеостаза животных являются объем, состав крови и других жидкостей организма.
По уровню гомеостаза предлагают судить о потенциальной устойчивости организма и клетки. Поэтому малость отклонения в живой системе по сравнению с величиной воздействия его вызывающего должна свидетельствовать о большей устойчивости системы (Левич, 1976). По нашему мнению, в последнем случае правильнее было бы говорить не об устойчивости живой системы, а о ее "робастности" (robust), т.е. об устойчивости к возмущениям. Явление биологической устойчивости много сложнее понятия стабильности гомеостатического состояния. Например, "реакция сверхчувствительности" - важный компонент устойчивости у растения, обеспечивает его выживаемость именно из-за высокой реактивности клеток организма к внешнему воздействию.
Понятие о гомеостазе существует с древних времен, но оно больше известно под названием «равновесие в природе». Как отмечает П. Митчел (2001), в XX в. взгляды на равновесие в природе изменялись от полного их отрицания и до того, что виды сами поддерживают равновесие «ради своего блага». Последняя идея породила теорию о том, что все сообщества и даже Земля (Гея) представляют собой сверхорганизмы. Ч. Эльтон считал, что равновесие в природе не существует. И, на самом деле, оно не есть навсегда данное состояние, а изменяется, что и определяет ход эволюции биосферы. Считается, что гомеостаз является механизмом, регулирующим, упорядочивающим изменение свойств экосистемы. Постулируется, что совокупность оценок, характеризующих процессы, регулируемые в системе гомеостатическими механизмами, при нормальном состоянии подчиняется гауссовскому распределению. Такое положение, подтвержденное экспериментально, дает возможность отделить нормальные состояния от состояний, выходящих за пределы нормы. Например, оценки, укладывающиеся при этом в интервал у±а, свидетельствуют о хорошем состоянии системы, а выходящие за эти пределы — о плохом.
На уровне экосистем гомеостаз проявляется в наиболее устойчивых формах взаимодействия между видами, что выражается в приспособленности к особенностям среды и поддержании циклов круговорота биогенов. Можно рассматривать даже гомеостаз биосферы, в которой взаимодействие разнообразных организмов поддерживает постоянство газового состава атмосферы, состав почв, состава и концентрации солей мирового океана и др.
Таким образом, всеобщий гомеостаз биосферы зависит от стабильности биогеохимического круговорота веществ в природе. Но являясь планетарной экосистемой, она состоит из экосистем всех уровней, поэтому первоочередное значение для ее гомеостаза имеют целостность и устойчивость природных экосистем.
1.2. Характеристика экологических кризисов. Причины и факторы.
Экологический кризис - кризис взаимоотношений общества и природы, сохранения окружающей среды. На протяжении тысячелетий человек постоянно увеличивал свои технические возможности, усиливал вмешательство в природу, забывая о необходимости поддержания в ней биологического равновесия.
Основным объектом негативного воздействия человеческой цивилизации является биосфера Земли. Наука, объектом изучения которой как глобальной системы, является биосфера, называется экологией. Это понятие было введено в 1866 г. выдающимся немецким зоологом Эрнстом Геккелем. Дословно это обозначает учение о доме. При этом комплексно рассматривается среда обитания, живые организмы, условия их проживания и взаимодействия как между собой, а также со средой обитания («домом»).
Разрушительная деятельность человека, вследствие его численности и техногенной мощи, часто превышающая компенсационные возможности биосферы породила конфликт между обществом и природой, который и назвали экологическим. Понятие «экологический кризис» впервые появилось в 1972 г. На страницах первого доклада Римского клуба «Пределы роста» авторский коллектив под руководством американского кибернетика Д. Медоуза построил прогностическую модель мира, используя в качестве переменных факторов рост населения, капиталовложения, занятое человеком земное пространство (степень нарушенности экосистем), степень использования природных ресурсов, загрязнения биосферы. Выводы доклада сводились к следующему: при сохранении темпов роста к тенденции развития экономики человечество неминуемо придет к катастрофе и погибнет к 2100 году. Большая часть населения вымрет от голода и истощения. Природных ресурсов не будет хватать для производства необходимых материальных благ, окружающая среда вследствие загрязнения станет непригодной для обитания в ней человека.
К числу дополнительных неприятностей можно отнести опустошающий недра рост использования природных ресурсов и увеличения загрязнения атмосферы и гидросферы отходами производства. В XX веке происходит 15%-ое сокращение площади лесов (7,5 млн. км2) и опустынивание территорий (1,7 млн. км2). Такое сокращение естественной базы фотосинтеза в биосфере и многократное увеличение выбросов СО2, СО, СН4, NO2, NO, фреонов и других экологически опасных техногенных газов способствовало обострению следующих проблем:
– увеличению в несколько раз концентрации парниковых газов (СО2, СН4), что неминуемо грозит «нагревом» атмосферы;
– истощению озонового слоя Земли вплоть до появления озоновых «дыр».
Данные проблемы – это угрозы с далеко идущими глобальными экологическими последствиями. И, прежде всего, повышенным таянием вечных льдов как на поверхности суши, а также оттаиванием вечной мерзлоты, подъемом уровня мирового океана и затоплением прибрежных территорий. Появляющаяся дополнительная энергия в атмосфере все в большей степени будет изменять сезонную ритмику погоды, вызывая значительные потепления в зимние периоды и холодные вторжения (с выпадением, например, снега) в теплые периоды на фоне глобального потепления. Последнее, в свою очередь, вызовет миграцию в новые районы огромного числа животных и микроорганизмов с соответствующим ростом экологического напряжения в данных ландшафтах.
Также глобальное значение имеет и истощение озонового слоя.
Не остались бесследными для состояния окружающей нас среды и «достижения» технического прогресса. Отмечается рост жертв и ущербов от техногенных аварий и катастроф (5-10% в год). Значительным вредом для здоровья людей обернулось появление и увеличение интенсивности вредных физических полей (радиоактивные и электромагнитные излучения, акустика, инфразвук и др.).
Огромный вред наносит окружающей среде химическое загрязнение. Сейчас в массовых масштабах производится около 5 тыс. синтезируемых веществ. Причем около 80% их не оценены в полной мере с точки зрения токсичности воздействия на окружающую среду. Человек выбрасывает в окружающую среду большое количество отходов: пластмассы, тяжелые металлы, которые по массе превышают естественный оборот (свинец, железо), или вообще отсутствуют в биосфере. Такие вещества природа не перерабатывает вовсе или «усваивает» их в течение длительного времени, которого вполне достаточно для формирования опасных последствий.
Особенно вредным по массе и распространенности вредных эффектов является диоксид серы, образуемый при окислении серы, содержащейся в топливе. Растворение в атмосферной влаге и его перенос приводит к кислотным дождям, которые воздействуют на леса, почвы, здоровье человека. Особенно распространены кислотные дожди в районах Южной Канады, Северной Европы, на Урале и в районе Норильска.
Особенностью переноса ВВ в атмосфере является наличие трансграничного загрязнения среды, охватывающего территорию нескольких сопредельных государств или целых континентов. В настоящее время эта проблема особо актуальна для России, подвергающейся непрерывным трансграничным загрязнениям с западных границ, для Канады, имеющей проблемы вследствие переноса промышленных загрязнений из США и др.
Такой уровень и неоднородность техногенной экспансии на природу Земли сформировали центры экологической нестабильности с угрожающе высоким уровнем и опасностью для окружающей среды. В Северном полушарии сформировались три центра экологической деградации, тесно связанных с ростом плотности населения:
Североамериканский (США, Мексика, частично Канада) - 6 млн. км2;
Европейский (Западная, Центральная и Восточная Европа со странами Балтии, Европейская часть России) - 7млн. км2;
Азиатский центр (Индостан, Китай без Тибета, Япония, Корея, Филиппины, Цейлон, Бирма, Малайзия) - 7 млн. км2.
Наличие таких центров высокого уровня экологической нестабильности вызывает ухудшение состояния природной среды и в окружающих регионах. Несмотря на предпринятые меры по сокращению особо опасных вооружений (ООВ), уровень их возможностей по-прежнему остается высоким.
И, наконец, нам не нужно забывать, что в формировании экологических кризисов и катастроф в истории Земли до недавнего времени полностью доминировали естественные факторы: – колебания климата, значительные землетрясения, дрейф материков или их отделившихся частей, например, из экваториальных широт в северные или наоборот и многое другое. Поэтому перед человечеством в целом стоит непростая задача разработки парадигмы своего существования в биосфере. В ней должны найти отражение учет всех факторов как техногенных, так и естественных воздействий на ОПС, правовая регламентация всего спектра взаимоотношений человечества, техносферы и биосферы, эффективные методы минимизации загрязнения окружающей среды и использования невозобновляемых или слабо возобновляемых ресурсов, экологической реабилитации посткризисного пространства и т. д.
В целом эту проблему можно сформулировать как сохранение жизненного пространства на Земле в условиях огромного техногенного давления на биосферу и варварского уничтожения ее ресурсов, что первым определил В. И.Вернадский, говоря о переходе биосферы в состояние ноосферы, «управляемой человеческим разумом», но уже по биологическим, а не антропоцентрическим законам. И начальным звеном в ее решении является анализ методических возможностей, определение перечня необходимых мероприятий и последовательности их осуществления.
2. Ответы на тесты.
1.1.(5) – С;
1.2.(15) – В;
1.3.(25) - С;
1.4.(35) – В;
1.5.(45) – А;
1.6.(55) – В;
1.7.(60) – С;
3. Словарь.
| № п/п | Термины | Значение |
| 1. | Продуценты | Организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических с использованием внешних источников энергии. |
| 2. | Редуценты | Организмы, использующие в качестве пищи органическое вещество и подвергающие его минерализации. |
| 3. | Консументы | Организмы, не способные строить свои организмы из неорганических веществ и нуждающиеся в готовой органической пище. |
| 4. | Гомеостаз | Способность биологических систем — организма, популяции и экосистем — противостоять изменениям и сохранять равновесие. |
| 5. | Экологический кризис | Кризис взаимоотношений общества и природы, сохранения окружающей среды. |
Список литературы
1. https://www.saveplanet.su/
2. Кочуров Б. И. География экологических ситуаций (экодиагностика территорий). — М.: ИГ РАН, 1997. — 156 с.
3. Охрана окружающей среды/ Справочник. Составитель Л. П. Шариков. 4. https://www.wwf.ru/