Воздействие экологических факторов на организм человека и влияние деятельности человека на окружающую среду

ЛЕКЦИЯ № 28

ТЕМА: УЧЕНИЕ ОБ ЭКОСИСТЕМЕ.

ЦЕЛЬ: формирование понятия “экосистема”, раскрытие экологических основ формирования и поддержания экосистемы, понимание значения круговорота в природе.

Понятие о биоценозе, биогеоценозе, экосистеме

Любой организм проводит всю жизнь среди множества других живых существ. Вступая с ними в самые разнообразные отношения, он в конечном итоге не способен существовать без этого живого окружения, где связи с другими организмами обеспечивают ему нормальные условия жизнедеятельности.

Организованная группа взаимосвязанных популяций растений, грибов и микроорганизмов, живущих совместно в практически одних и тех же условиях среды, называется биоценозом (от греч. bos — жизнь, к oinos — общий).

Растительный компонент биоценоза называется фитоценозом, животный — зооценозом, микробный — микробоценозом.

Ведущим компонентом в биоценозе является фитоценоз. Он определяет каким будет зоопеноз и микробопеноз.

Пространство с более или менее однородными условиями, которое занимает биоценоз, носит название биотопа (topos — место).

Так как биотоп есть место обитания или место существования биоценоза, последний является исторически сложившимся комплексом организмов, характерным для какого-то конкретного биотопа. Потому, что биоценоз невозможно оторвать от биотопа, они вместе образуют биологическую макросистему еще более высокого ранга — биогеоценоз. Его структура приведена на рис. 13.1.

Биогеоценозу присущи специфика взаимодействий слагающих его компонентов, их особая структура и определенный тип обмена веществ и энергии между собой и с другими субъектами природной среды. Отличаясь размерами, биогеоценозы характеризуются и большой сложностью. Это и небольшой водоем, и пруд, но это и лес, озеро, луг и т.д.

Живые компоненты любого биогеоценоза можно разделить на три части:

1) продуценты — производители первичной продукции (зеленые растения);

2) консументы — первичные (растительноядные) животные, вторичные (плотоядные) животные и т.д.;

3)   редуценты (иначе, разрушители, деструкторы) — обычно грибы и микроорганизмы, разлагающие органические соединения отмерших организмов до неорганических, которые вновь используются продуцентами для построения своего тела.

Рис. 13.1. Структура биогеоценоза (по В Н Сукачеву)

Между этими основными звеньями биогеоценоза возникают связи самых различных порядков — параллельные и перекрещивающиеся, запутанные и переплетенные и т.д.

Экосистема — система живых организмов и окружающих их неор­ганических тел, связанных между собой потоком энергии и круговоротом веществ. Термин «экосистема» был предложен английским ученым А. Тенсли (1935), а термин «биогеоценоз» — российским ученым В.Н. Сукачевым (1942). «Экосистема» и «биогеоценоз» — понятия близкие, но не синонимы. Биогеоценоз — это экосистема в границах фитоценоза, экосистема — понятие более общее. Каждый биогеоценоз — это экосистема, но не каждая экосистема — биогеоценоз. Единая экосистема нашей планеты называется биосферой. Биосфера — экосистема высшего порядка.

В зависимости от природных и климатических условий можно выделить три группы и ряд типов природных экосистем (биомов). В основе классификации для наземных экосистем лежит тип естественной (исходной) растительности, для водных экосистем — гидрологические и физические особенности.

Наземные экосистемы:

1)  тундра: арктическая и альпийская;

2)  бореальные хвойные леса;

3)  листопадный лес умеренной зоны;

4)  степень умеренной зоны;

5)  тропические злаковники и саванна;

6)  чапарраль (районы с дождливой зимой и засушливым летом);

7)  пустыня: травянистая и кустарниковая;

8)  полувечнозеленый тропический лес (районы с выраженными влажным и сухим сезонами);

9)  вечнозеленый тропический дождевой лес.

Пресноводные экосистемы:

1)  лентические (стоячие воды): озера, пруды, водохранилища и др.;

2)  лотические (текучие воды): реки, ручьи, родники и др.;

3)  заболоченные угодья: болота, болотистые леса, марши (приморские луга).

Морские экосистемы:

1)  открытый океан (пелагическая экосистема);

2)  воды континентального шельфа (прибрежные воды);

3)  районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным ры-боловством);

4)  эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, лиманы, соленые марши и др.);

5)  глубоководные рифтовые зоны.

Помимо основных типов природных экосистем (биомов) различают переходные типы — экотоны. Например, лесотундра, смешанные леса умеренной зоны, лесостепь, полупустыни и др.

Воздействие экологических факторов на организм человека и влияние деятельности человека на окружающую среду

Экологический фактор — это любое условие среды, способное ока­зывать прямое или косвенное влияние на живой организм хотя бы на протяжении одной из фаз его индивидуального развития. В свою очередь, организм реагирует на экологический фактор специфическими приспособительными реакциями, т.е. адаптируясь к ним.

Экологические факторы весьма разнообразны, имеют разную природу и специфику действия, они могут быть необходимы для организмов или, наоборот, вредны для них, способствовать или препятствовать выживанию и размножению. Их подразделяют на абиотические, биотические и антропические

Абиотические факторы — это все свойства неживой природы, пря­мо или косвенно влияющие на живые организмы (свет, температура, радиация, давление, влажность воздуха, солевой состав воды, рельеф местности и т.д.)

Биотические факторы – это прямые и опосредованные формы воз­действия живых существ друг на друга. Любой организм в реальных условиях постоянно испытывает на себе различное влияние других существ.

Антропические факторы — факторы, которые возникают в ходе не­посредственного (прямого) воздействия человека на что-то.

Весьма часто употребляют термин «антропогенный фактор». Под ним понимают фактор, косвенно обязанный своим происхождением деятельности (настоящей и прошлой) человека. В последние годы антропогенные факторы, учитывая силу их воздействия, выделяют как отдельную категорию экологических факторов.

Существует следующая классификация экологических факторов:

по очередности (первичный и вторичный); по времени (эволюционный и исторический); по происхождению (космический, абиотический, биогенный, биотический, биологический, природно-антропогенный, антропический); по среде возникновения (атмосферный, водный, геоморфологический, эдафогенный, физиологический, генетический, популяционный, биоценотический, экосистемный, биосферный); по степени воздействия (летальный, приводящий живой организм к гибели; экстремальный; лимитирующий; беспокоящий; мутагенный; тератогенный, приводящий к уродствам в ходе индивидуального развития).

Факторы среды имеют количественное выражение. По отношению к каждому фактору можно выделить зону оптимума (зону нормальной жизнедеятельности), зону пессимума (зону угнетения) и пределы вы­носливости организма. Оптимум — это то количество экологического фактора, при котором интенсивность жизнедеятельности организмов максимальна. В зоне пессимума жизнедеятельность организмов угнетена. За пределами выносливости существование организма невозможно. Различают нижний и верхний предел выносливости.

Способность живых организмов переносить количественные колебания действия экологического фактора в той или иной степени называется экологической валентностью (толерантностью, устойчивостью, пластичностью). Значения экологического фактора между верхним и нижним пределами выносливости называется зоной толерантности.

Виды с широкой зоной толерантности называются эврибионтными, с узкой — стенобионтными. Организмы, переносящие значительные колебания температуры, называются эвритермными, а приспособленные к узкому интервалу температур — стенотермными. Таким же образом по отношению к давлению различают эври- и стенобатные организмы, по отношению к степени засоления среды — эври- и стеногалинные и тд.

Экологические валентности отдельных индивидуумов не совпадают, поэтому экологическая валентность вида шире экологической валентности каждой отдельной особи. Экологические валентности вида к разным экологическим факторам могут существенно отличаться. Набор экологических валентностей по отношению к разным факторам среды составляет экологический спектр вида.

Экологический факюр, количественное значение которого выходит за пределы выносливости вида, называется лимитирующим (ограничивающим) фактором. Такой фактор будет ограничивать распро­странение вида даже в том случае, если все остальные факторы будут благоприятными. Лимитирующие факторы определяют географический ареал вида. Знание человеком лимитирующих факторов для того или иного вида организмов позволяет, изменяя условия среды обитания, либо подавлять, либо стимулировать его развитие.

Можно выделить основные закономерности действия экологических факторов.

Ø  Закон относительности действия экологического фактора — на­правление и интенсивность действия экологического фактора зависят от того, в каких количествах он берется и в сочетании с какими другими факторами действует. Не бывает абсолютно полезных или вредных экологических факторов: все дело в количестве. Например, если температура окружающей среды слишком низкая или слишком высокая, т.е. выходит за пределы выносливости живых организмов, это для них плохо. Благопри­ятными являются только оптимальные значения. При этом экологические факторы нельзя рассматривать в отрыве друг от друга. Например, если организм испытывает дефицит воды, то ему труднее переносить высокую температуру.

Ø   Закон относительной заменяемости и абсолютной незаменимости экологических факторов — абсолютное отсутствие какого-либо из обязательных условий жизни заменить другими экологическими факторами невозможно, но недостаток или избыток одних экологических факторов может быть возмещен действием других экологических факторов. Например, полное (абсолютное) отсутствие воды нельзя компенсировать другими экологическими факторами. Однако если другие экологические факторы находятся в оптимуме, то перенести недостаток воды легче, чем когда и другие факторы находятся в недостатке или избытке.

Между природной средой и обществом существуют сложные взаи­модействия, обмен веществом и энергией. Взаимоотношения общества и природы — воздействие человеческого общества (антропогенных факторов) на природу и природы (природных факторов) на здоровье и хозяйственную деятельность человека.

Воздействие человека на природу можно классифицировать различным образом, например, разделить на разрушительное, стабилизирующее и конструктивное; прямое и косвенное; преднамеренное и непреднамеренное; длительное и кратковременное; статическое и динамическое; площадное и точечное; глубинное и приповерхностное; глобальное, региональное и локальное; механическое, физическое, химическое и биологическое и т.д.

Разрушительное (деструктивное) воздействие — человеческая дея­тельность, ведущая к утрате природной средой своих полезных человеку качеств. Например, сведение дожаевых лесов под пастбища или плантации, в результате чего нарушается биогеохимический круговорот веществ и почва за два-три года теряет свое плодородие

Стабилизирующее воздействие — человеческая деятельность, на­правленная на замедление деструкции (разрушения) природной среды в результате как хозяйственной деятельности человека, так и природных процессов. Например, почвозащитные мероприятия, направленные на уменьшение эрозии почв.

Конструктивное воздействие — человеческая деятельность, направ­ленная на восстановление природной среды, нарушенной в результате хозяйственной деятельности человека или природных процессов. Например, рекультивация ландшафтов, восстановление численности редких видов животных и растений и т.д.

Прямое (непосредственное) воздействие — изменение природы в ре­зультате прямого воздействия хозяйственной деятельности человека на природные объекты и явления

Косвенное (опосредованное) воздействие — изменение природы в результате цепных реакций или вторичных явлений, связанных с хо­зяйственной деятельностью человека.

Непреднамеренное воздействие является неосознанным, когда чело­век не предполагает последствий своей деятельности.

Преднамеренное воздействие является осознанным, когда человек ожидает определенных результатов своей деятельности.

 

САМОПРОВЕРКИ

1. Как соотносятся между собой понятия "биоценоз", "экосистема" и "биогеоценоз"?

2. Что является главным условием, поддерживающим существование экосистем?

3. * Подумайте.

§ Может ли один и тот же вид входить в разные цепи питания?

§ Почему человек разводит в основном растительноядных животных?

§ Почему в пищевой сети нет конца и начала, а в пищевых цепях – есть?

4. * Эволюция хищника и жертвы происходит сопряженно, т.е. коэволюционно. Наблюдается ли это в таких биотических связях, как паразитизм и комменсализм?

5. * Какими путями избегают конкуренции птицы, живущие в одном лесу?

6. Назовите главные законы устойчивости экосистем.

7. Объясните, в чем заключается ценность биологического разнообразия видов в биогеоценозе.

8. * Подумайте.

§ Почему химические элементы многократно участвуют в биологическом круговороте, а с энергией этого не происходит?

Каким образом отрицательная обратная связь поддерживает устойчивость экосистемы?

ЛИТЕРАТУРА

1. Беляев Д. К., Дымшиц Г. М., Бородин П. М. и др./ Под ред. Беляева Д. К., Дымшица Г. М. Биология, 11 класс, Базовый уровень, 2017 г.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: