Контрольная работа по "Экологии"

Введение

 

Всё взаимосвязано  со всем – гласит первый экологический закон. Значит, и шага нельзя ступить, не задев, а порой и не нарушив чего-либо из окружающей среды.

Каждый  шаг человека по обычной лужайке  – это десятки погубленных микроорганизмов, спугнутых насекомых, изменяющих миграционные пути, а может быть, и снижающих свою естественную продуктивность.

Уже в  прошлом веке возникла тревога человека за судьбу планеты, а в текущем  столетии дело дошло до кризиса мировой  экологической системы из-за возобновления  нагрузок на природную среду.

 

1. Охарактеризовать понятие  «качество окружающей природной  среды». Организмы - индикаторы состояния  окружающей природной среды. Привести  примеры.

 

Качество  окружающей природной среды – способность обеспечивать функционирование экологических систем, комфортность жизнедеятельности человека и сохранность физико-географической основы территориальных природоресурсных комплексов. Качество окружающей природной среды определяет возможность существования живых организмов, в том числе выживания человека, задачей государства является организация контроля состоянии окружающей природной среды. В прикладной экологии под окружающей средой понимают атмосферный воздух, воду, употребляемую для различных целей, почву.

Любой живой  организм приспособлен (адаптирован) к  определенным условиям окружающей среды. Изменение ее параметров, их выход  за некоторые границы подавляет  жизнедеятельность организмов и  может вызвать их гибель. Требования того или иного организма к  экологическим факторам среды обуславливают  ареал (границы распространения) того вида, к которому организм принадлежит, а в пределах ареала – конкретные места обитания.

Чувствительность  организмов к изменениям условий  среды и особенно к наличию  конкретных химических примесей положена в основу биологической индикации  и биотестирования, которые используют наряду с методами оценки загрязнения  природной среды с помощью  приборов. Редкие, как правило, стенобионтные (требующие строго определенных условий  существования) виды часто являются лучшими индикаторами (показателями) состояния среды. Их исчезновение служит доказательством неблагоприятных  воздействий на среду обитания в  конкретных местах.

Наибольшее  распространение получил метод  лихено-индикации (от лат. lichen – лишайник), основанный на учете количества лишайников в городских насаждениях, районах крупных предприятий. Наличие лишайников на стволах деревьев взаимосвязано с химическим составом (загрязненностью) воздуха. В Англии для определения средней концентрации SO2 (мг/м³) в атмосферном воздухе используют эмпирическое уравнение:

C_SO2 = 18,72 – 3,94Q – 0,15h – 2,38p,

где Q – освещенность на высоте 1,5 м, лк; h – средняя высота мха на стволе, м; p – степень покрытия древесной растительности лишайниками, %.

В лесных массивах удобными индикаторами качества служат жуки-короеды. Сильно ослабленные  и отмирающие деревья заселяются короедами. Однако, если причиной их гибели послужили химические вещества, не характерные нормальному составу  воздуха, короеды не получают широкого распространения. Отмирание насаждений при отсутствии заселения деревьев короедами – надежное доказательство антропогенного загрязнения воздуха.

Поскольку в настоящее время установлены  допустимые нормативы присутствия  в воде не на все возможные вещества и далеко не каждое из них можно  определить непосредственно химическим экспериментом, то биотестирование  можно считать обязательным для  получения интегральных оценок загрязненности водоемов ксенобиотиками (любое чужеродное для данного организма или  группы организмов разного вида вещество, вызывающее нарушение биотических  процессов, включая гибель организмов). В ряде случаев, и особенно в условиях аварийной ситуации, бывает необходим  экспресс-анализ самого факта загрязнения  воды. Хотя биотестирование и не позволяет установить спектр чужеродных веществ в воде (если они неизвестны из других источников), но общий вывод  можно получить быстро и надежно.

В качестве организмов-индикаторов (биоиндикаторов) используют бактерии, водоросли, беспозвоночные (инфузории, ракообразные, моллюски). По дикорастущим растениям (табл. 3.3) можно судить о характере и состоянии почвы, ибо среда обитания растений определяется такими свойствами почв, как влагоемкость, структура, плотность, температура, содержание кислорода, питательных веществ, тяжелых металлов и солей.

Таблица 3.3

Примеры растений-биоиндикаторов

Индицируемый фактор загрязнения  среды обитания	Растения-биоиндикаторы
Общее загрязнение	Лишайники и мхи
Тяжёлый металлы	Слива, фасоль обыкновенная
Диоксид серы (SO2)	Ель, люцерна
Фтористый водород (HF)	Косточковые плоды, гладиолус
Хлористый водород (HCl)	Берёза бородавчатая, земляника  лесная
Аммиак (NH3)	Подсолнечник, конский каштан
Сероводород (H2S)	Шпинат, горох
Фотосмог	Крапива, табак
Засолённость почв	Галофиты  (например, лебеда)
Застойная сырость почв	Мята, полевой хвощ
Повышенная сухость почв	Ромашка, полынь
Повышенная влажность почв	Мята, щавель, хвощи
Повышенная уплотнённость  почв	Пырей, лютик ползучий
Песчаность почв	Мокрица, коровяк
Глинистость почв	Лютик ползучий, одуванчик, дымянка

 

Показателем условий существования служит и  общее число видов, обитающих  в данном месте. Его уменьшение может  указывать на изменение (загрязнение) раньше, чем выявится снижение общего количества особей или плодородия.

2. Перечислить глобальные экологические  проблемы, связанные с антропогенным  загрязнением атмосферы. Раскрыть  суть проблемы возможного потепления  климата («парниковый эффект»).

 

Глобальной  проблемой окружающей среды на сегодняшний  день является проблема ее загрязнения. В широком плане жизнедеятельность  человека определяет целый комплекс весьма отрицательных явлений, бумерангом отзывающихся на самом человеке. Остановимся  на основных из таких негативных явлений, наблюдаемых в разных условиях ежедневно  и ежечасно.

1. Бытовые  и производственные свалки и  заборники жидких стоков с  каждым годом занимают все  новые и новые площади, вычленяя  новые территории из сельскохозяйственного  пользования.

2.  Загрязнение канализационными стоками водных источников нежелательными формами микроорганизмов и микрофауны, а также твердых наносов способствует снижению содержания в воде кислорода и изменению в ней состава микроорганизмов.

3. Смыв  почвы с прибрежных участков  способствует заилению водоемов, особенно малых рек.

4. Смытая  почва, удобрения и органика  канализационных стоков способствуют  развитию в водоемах несвойственных  им водорослей и смене видового  состава их экосистем.

5. Отравление  почвы и воды ядовитыми веществами  из отходов различных производств.

6. Изменение  ПИК почвы близлежащих от свалок  территорий за счет постоянного  притока фильтрата, насыщенного  тяжелыми металлами, пестицидами,  красителями, оксидами различных  элементов.

7. Изменение  качества воздуха йод влиянием  сжигания топлива, мусора, автопокрышек, стерневых остатков, что обусловливает  выпадение кислотных дождей.

8.  Заражение воздуха, почвы и воды радиоактивными веществами, количество которых ежегодно увеличивается под влиянием деятельности человека: производство атомной энергии (АЭС, атомное оружие), отходы (шлаки) при производстве отдельных элементов, добыча радиоактивных веществ (уран, ванадий и т.д.).

9.  Увеличение количества газообразных веществ (углекислый газ, диоксиды), выбрасываемых в воздух (при выбросах предприятий, при сжигании мусора и т.д.), понижает количество кислорода, способствует изменению климата.

10. Загрязнение  среды отходами человеческой  деятельности является причиной  изменения генофонда организмов  многих экосистем, включая и  человека, вводит в пищевые цени  повышенные концентрации отдельных  веществ и соединений (химически  активных), изменяя видовой и популяционный  состав тех или иных систем.

В атмосферу, гидросферу и почву промышленностью  и транспортом выбрасывается  много вредных веществ. Интенсивно загрязняют воздух сернистый газ, галогены и их соединения, озон, пероксиацетилнитрат, оксиды азота, окись углерода, сероуглерод, сероводород, аммиак, этилен, копоть, пепел, твердые частицы пыли, цемент, известь, кремний, каменный уголь, тяжелые металлы  и их соединения.

Загрязняется  не только воздух, но и вода. Положение  усугубляется тем, что между всеми  природными компонентами существует очень  тесная постоянная связь: загрязнение  воздуха - источник загрязнения воды и почвы.

Наибольший  вес загрязнений приходится на металлургию, бытовые стоки предприятий химической и нефтехимической промышленности.

Начавшееся  во второй половине века резкое потепление климата является достоверным фактом. Мы его чувствуем по более мягким, чем раньше, зимам. Средняя температура  приземного слоя воздуха по сравнению  с 1956-1957 годами, когда проводился. Первый международный геофизический год, возросла на 0,7(С2. На экваторе потепления нет, но чем ближе к полюсам, тем  оно заметнее. За Полярным кругом оно  достигает 2(С2. На Северном полюсе подледная  вода потеплела на 1(С2 и ледяной  покров начал подтаивать снизу.

В чем  причина этого явления? Одни ученые считают, что это - результат сжигания огромной массы органического топлива  и выделение в атмосферу больших  количеств углекислого газа, который  является парниковым, то есть затрудняет отдачу тепла от поверхности Земли.

Так что  же такое «парниковый эффект»? Миллиарды  тонн углекислого газа ежечасно поступают  в атмосферу в результате сжигания угля и нефти, природного газа и дров, миллионы тонн метана поднимаются в  атмосферу от разработок газа, с  рисовых полей Азии, выбрасываются  туда водяной пар, фторхлоруглероды. Все это - "парниковые газы". Как  в парнике стеклянная крыша и  стены пропускают солнечную радиацию, но не дают уходить теплу, так и  углекислый газ и другие "парниковые газы" практически прозрачны для  солнечных лучей, но задерживают  длинноволновое тепловое излучение  Земли, не дают ему уходить в космос.

Выдающийся  русский ученый В.И. Вернадский говорил, что воздействие человечества уже  сравнимо с геологическими процессами.

"Энергетический  бум" уходящего столетия увеличил  концентрацию СО2 в атмосфере  на 25 % и метана на 100 %2. За это  время на Земле произошло реальное  потепление. Большинство ученых  считает это следствием "парникового  эффекта".

Другие  ученые, ссылаясь на изменение климата  в историческое время, считают антропогенный  фактор потепления климата ничтожным  и связывают это явление с  усилением солнечной активности.

Прогноз на будущее (2030 - 2050 годов) предполагает возможное повышение температуры  на 1,5 - 4,5 С. К таким выводам пришла Международная конференция климатологов в Австрии в 1988 году.

В связи  с потеплением климата возникает  ряд сопутствующих вопросов. Каковы перспективы его дальнейшего  развития? Как потепление повлияет на увеличение испарения с поверхности  Мирового океана и как это отразится  на количестве осадков? Как будут  распределяться по площади эти осадки? И ряд более конкретных вопросов, касающихся территории России: в связи  с потеплением и общим увлажнением  климата можно ли ожидать смягчения  засух и в Нижнем Поволжье, и  на Северном Кавказе( следует ли ждать  увеличения стока Волги и дальнейшего  подъема уровня Каспия; начнется ли отступление вечной мерзлоты в Якутии и Магаданской области; станет ли легче мореплавание вдоль северных берегов Сибири?

На все  эти вопросы можно дать точный ответ. Однако для этого должны быть проведены различные научные  исследования.

 

3. Дать характеристику  термину «экологическая ниша».  Представить модель экологической  ниши (двухмерной, трехмерной)

 

Экологическая ниша – место вида в природе, преимущественно  в биоценозе, включающее как положение  его в пространстве, так и функциональную его роль в сообществе, отношение  к абиотическим условиям существования (Хрусталев, Матишов, 1996). Важно подчеркнуть, что эта ниша не просто физическое пространство, занимаемое организмом, но и его место в сообществе, определяемое его экологическими функциями. Ю. Одум (1975) образно представил экологическую  нишу как занятие, «профессию» организма  в той системе видов, к которой  он принадлежит, а его местообитание  — это «адрес» вида.

Знание  экологической ниши позволяет ответить на вопросы, как, где и чем питается вид, чьей добычей он является, каким  образом и где он отдыхает и  размножается (Дажо, 1975).

Модель  экологической ниши, предложенная Г. Е. Хатчинсоном, довольно проста: достаточно на ортогональных проекциях отложить значения интенсивности различных  факторов, а из точек пределов толерантности  восстановить перпендикуляры, то ограниченное ими пространство и будет соответствовать  экологической нише данного вида (рис. 1).