Антропогенный фактор

Антропогенный фактор

1. Антропогенный фактор — результат непосредственного воздействия человека на окружающую природную среду, приводящее к нарушению естественных экосистем.

Мощным фактором изменения экосистем является хозяйственная деятельность человека. Воздействие человека на природные экосистемы началось давно. Оно все время усиливалось вместе с увеличением населения Земли. В последнем столетии в связи с быстрым развитием промышленности, сельского хозяйства, ростом городом влияние человека приобрело решающее значение. 
Большие изменения происходят, например, в «зеленых зонах» вокруг городов, которые используются для отдыха горожан. Растительность такой территории постоянно вытаптывается людьми, гуляющими по лесу, собирающими ягоды и грибы. Надземные органы растений травмируются, почва уплотняется, снижается ее способность к удерживанию влаги. Все эти факторы отрицательно влияют на лесные травы, у которых корневища располагаются прямо под лесной подстилкой.

Смена биогеоценозов под воздействием антропогенного фактора самая быстрая. Она происходит за несколько лет, а часто скачком. К таким скачкообразным сменам относятся вырубка лесов, распашка земель с созданием агроценозов, строительство водохранилищ, когда сухопутные экосистемы превращаются в водные.

Антропогенные факторы - тела, вещества, процессы и явления, которые возникают в результате хозяйственной и иной деятельности человека и действуют на природу вместе с факторами природными Всю разнообразие антропоген нных факторов подразделяют на основные подгруппы:

Факторы - тела - это, например, искусственный рельеф (курганы, терриконы), водоемы (водохранилища, каналы, пруды), сооружения и здания и т.д. Факторы этой подгруппы характеризуются четкой пространственной определенностью й и длительным действием Производимые прежде, они часто существуют веками и даже тысячелетиями Многие распространены на значительных площадях.

Факторы - вещества - это обычные и радиоактивные химические вещества, искусственные химические соединения и элементы, аэрозоли, сточные воды и т.д. Они, в отличие от первой подгруппы, не имеют конкретной пространственной определенности, постоянно изменяют концентрацию и перемещаются, меняя соответственно степень воздействия на элементы природы Часть из них со временем разрушается, другие могут присутствовать в среде десятки сотни и даже тысячи лет (например, некоторые радиоактивные вещества), что обусловливает возможность их аккумуляции в природных.

Факторы - процессы - это подгруппа АФ, к которой относятся воздействие на природу домашних животных и растений, уничтожение вредных и разведение полезных организмов, случайное или целенаправленное перемещение организм мел в пространстве, добычи полезных ископаемых, эрозия почв и т.д. Эти факторы часто занимают ограниченные участки природы, но иногда могут охватывать и большие пространства Помимо прямого воздействия на природу, часть в вызывают и ряд косвенных изменений Все процессы имеют высокую динамику и часто однонаправленного.

Факторы - явления - это, например, тепло, свет, радиоволны, электрическое и электромагнитное поля, вибрация, давление, звуковые эффекты и др. В отличие от других подгрупп АФ, явления основном имеют точные парам м. Как правило, по мере удаления от источника их влияние на природу уменьшается.

Существует много классификаций АФ по различным признакам По природе АФ разделяют на: - механические - давление колесами автомобилей, вырубка лесов, препятствия на пути движения организмов и т.п.;

- физические - тепло, свет, электрическое  поле, цвет, изменения влажности  и т.п.;

- химические - воздействие  различных химических элементов  и их соединений;

- биологические - влияние  интродуцированных организмов, разведение растений и животных, лесопосадки и т.д.

- ландшафтные - искусственные  реки и озера, пляжи, леса, луга  и др.

Следует отметить, что любой вид деятельности человека может быть определен просто как сумма АФ, так как эта деятельность предполагает элементы, которые никоим образом нельзя считать факторами в естественном смысл си, например, технические средства, продукция, сами люди, их производственные отношения, технологические процессы и т.д. В отдельных случаях технические средства (например, плотины, линии связи, здания) могут быть названы факторами, если они своим присутствием непосредственно вызывают изменения в природе, например, является препятствием для движения животных, барьером для воздушных потоков.

По времени происхождения и продолжительности действия антропогенные факторы делят на следующие группы:

- факторы, произведенные  в прошлом: а) те, которые прекратили  свое действие, но ее последствия  ощущаются и сейчас (уничтожение  определенных видов организмов, чрезмерный выпас скота и т.д.), б) те, которые продолжают действовать  и в наше время (искусственный  рельеф, водохранилища, интродуцированные виды и т.п.)

- факторы, которые производятся  в настоящее время: а) те, которые  действуют только в момент  производства (радиоволны, шум, свет) б) те, которые действуют определенное  время и после окончания производства (устойчивые химические загрязнения, подсека бани лес и др.).

Большинство АФ распространены в зонах интенсивного развития промышленности и сельского хозяйства Однако некоторые, произведенные на ограниченных территориях, могут встречаться в любом регионе земного шара внаслид док их способности к миграции (например, радиоактивные вещества с длительным периодом распада, устойчивые ядохимикаты). Даже те АФ, которые очень широко распространены на планете или в отдельном и регионе, в природе распространяются неравномерно, создавая при этом зоны высокой и низкой концентрации, а также зоны полного их отсутствия Так вспашка почвы и выпас скота осуществляются только на определенных участках, необходимо точно знать.

Одни АФ непрерывно действующих на природу, другие - периодически или спорадически Поэтому за периодичностью они делятся на:

- непрерывно действующие - загрязнение атмосферы, воды и  почвы выбросами промышленных  предприятий и извлечение из  недр полезных ископаемых;

- периодические факторы - вспашка почвы, выращивание и сбор сельскохозяйственных культур, выпас домашних животных и др. Эти факторы прямо действуют на природу только в определенные часы, поэтому они связаны с сезонно й и суточной периодичностью действия АФ;

- спорадические факторы - аварии транспортных средств, которые  приводят к загрязнению природной  среды, взрывы ядерных и термоядерных  устройств, лесные пожары и др. Они действуют в любое время, хотя у некоторых случаях могут  быть привязаны к определенному  сезону.

Очень важно различать антропогенные факторы за теми изменениями, к которым приводит или может приводить их воздействие на природу и живые организмы Поэтому их разделяют также по устойчивости зумовлювальних изменений в природе:

- АФ, вызывающих временные  обратимые изменения, - любая временная  воздействие на природу, не приводит  к полному уничтожению видов; загрязнение воды или воздуха  неустойчивыми химическими веществами  и т.д.;

- АФ, вызывающих относительно  необратимые изменения, - отдельные  случаи интродукции новых видов, создание небольших водохранилищ, уничтожение некоторых водоемов  и др.;

- АФ, вызывающие абсолютно  необратимые изменения в природе, - сплошное уничтожение каких-то  видов растений и животных, полное  изъятие из месторождений полезных  ископаемых и т.д.

Действие некоторых АФ может вызвать так называемый антропогенный стресс экосистем, который бывает двух разновидностей:

- острый стресс, для которого  характерны внезапное начало, быстрый  подъем интенсивности и небольшая  продолжительность нарушений компонентов  экосистем;

- хронический стресс, который  характеризуется нарушениями незначительной  интенсивности, но они продолжаются  достаточно долго или часто  повторяющиеся

2. Правило  Аленна и Бергмана.

Большинство закономерностей, наблюдаемых в мире растений и животных, прямо следуют из теории эволюции, одно из таких правил – это правило Аллена. Теплокровные животные, как и человек, имеют внутренний механизм, поддерживающий температуру тела на постоянном уровне. По сути, эти животные преобразуют энергию пищи в тепло для поддержания постоянной температуры тела.

Правило Аллена: Животные, обитающие в областях с преобладающими низкими температурами, имеют, как правило, более короткие выступающие части тела (уши, лапы, хвост, нос) по сравнению с обитателями более теплых зон и областей.

Тепло переносится из внутренних органов теплокровных животных к более прохладной поверхности тела, откуда рассеивается в окружающую среду. Это потерянное тепло животному нужно снова выработать в процессе обмена веществ (метаболизма), а значит, в его же интересах, чтобы потери тепла были минимальными. Поэтому полярные животные имеют толстый слой меха или подкожного жира для теплоизоляции и уменьшения выноса тепла на поверхность.

Возьмем в качестве наглядного примера относительные пропорции конечностей овцебыка и жирафа (овцебык приспособлен к холодному климату, а жираф — к жаркому). Короткие ноги овцебыка в условиях холодного климата — эволюционное приспособление: уменьшается поверхность, с которой уходит тепло. То есть суть правила(Аллена) заключается в следующем: теплопродукция (выделение тепла клетками организма) пропорциональна объему тела. Теплоотдача (потеря тепла, его передача в окружающую среду) пропорциональна площади поверхности тела. Тонкие выступающие части тела, имеющие небольшой объем и большую площадь поверхности, увеличивают теплоотдачу, т.е. ведут к потере тепла организмом. Есть исключения из правила Аллена, например, длина клюва у птиц обычно связана с характером питания.

Правило Бергмана. Животные, обитающие в областях с преобладающими низкими температурами, имеют, как правило, более крупные размеры тела по сравнению с обитателями более теплых зон и областей. 
Суть правила. Теплопродукция (выделение тепла клетками организма) пропорциональна объему тела. Теплоотдача (потеря тепла, его передача в окружающую среду) пропорциональна площади поверхности тела. С увеличением объема площадь поверхности растет относительно медленно, что позволяет увеличить отношение "теплопродукция / теплоотдача" и таким образом компенсировать потери тепла с поверхности тела в холодном климате. 
Таким образом эти два правила являются взаимодополняющими.

Трофический уровень — это совокупность организмов, занимающих определенное положение в общей цепи питания. К одному трофическому уровню принадлежат организмы, получающие свою энергию от Солнца через одинаковое число ступеней.

Так, зеленые растения занимают первый трофический уровень (уровень продуцентов), травоядные животные — второй (уровень первичных консу-ментов), первичные хищники, поедающие травоядных, — третий (уровень вторичных консументов), а вторичные хищники — четвертый (уровень третичных консументов). Трофических уровней может быть и больше, когда учитываются паразиты, живущие на консументах предыдущих уровней.

Такая последовательность и соподчиненность связанных в форме трофических уровней групп организмов представляет собой поток вещества и энергии в экосистеме, основу ее организации.

Трофическая структура экосистемы. В результате последовательности превращений энергии в пищевых цепях каждое сообщество живых организмов в экосистеме приобретает определенную трофическую структуру. Трофическая структура сообщества отражает соотношение между продуцентами, консументами (отдельно первого, второго и т.д. порядков) и редуцентами, выраженное или количеством особей живых организмов, или  nx биомассой, или заключенной в них энергией, рассчитанными на единицу площади в единицу времени.

3. Трофическая  структура.

Трофическую структуру обычно изображают в виде экологических пирамид. Эту графическую модель разработал в 1927 г. американский зоолог Чарльз Элтон. Основанием пирамиды служит первый трофический уровень — уровень продуцентов, а следующие этажи пирамиды образованы последующими уровнями — консументами различных порядков. Высота всех блоков одинакова, а длина пропорциональна числу, биомассе или энергии на соответствующем уровне. Различают три способа построения экологических пирамид.

1. Пирамида чисел (численностей) отражает численность отдельных организмов на каждом уровне. Например, чтобы прокормить одного волка, необходимо по крайней мере несколько зайцев, на которых он мог бы охотиться; чтобы прокормить этих зайцев, нужно довольно большое количество разнообразных растений. Иногда пирамиды чисел могут быть обращенными, или перевернутыми. Это касается пищевых цепей леса, когда продуцентами служат деревья, а первичными консументами — насекомые. В этом случае уровень первичных консументов численно богаче уровня продуцентов (на одном дереве кормится большое количество насекомых).

2. Пирамида биомасс — соотношение масс организмов разных трофических уровней. Обычно в наземных биоценозах общая масса продуцентов больше, чем каждого последующего звена. В свою очередь, общая масса консументов первого порядка больше, нежели консументов второго порядка и т.д. Если организмы не слишком различаются по размерам, то на графике обычно получается ступенчатая пирамида с суживающейся верхушкой. Так, для образования 1 кг говядины необходимо 70—90 кг свежей травы.

В водных экосистемах можно также получить обращенную, или перевернутую, пирамиду биомасс, когда биомасса продуцентов оказывается меньшей, нежели консументов, а иногда и редуцентов. Например, в океане при довольно высокой продуктивности фитопланктона общая масса в данный момент его может быть меньше, нежели у потребителей-консументов (киты, крупные рыбы, моллюски).