68 ответов по экологии

Озоновый слой — часть стратосферы на высоте от 12 до 50 км, в котором под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца кислород (О2) ионизируется, приобретая третий атом кислорода, и получается озон (О3). Относительно высокая концентрация озона (около 8 мл/м) поглощает опасные ультрафиолетовые лучи и защищает всё живущее на суше от губительного излучения. Более того, если бы не озоновый слой, то жизнь не смогла бы вообще выбраться из океанов[1] и высокоразвитые формы жизни типа млекопитающих, включая человека, не возникли бы. Наибольшая плотность озона встречается на высоте 20 км, наибольшая часть в общем объёме — на высоте 40 км. Если бы можно было извлечь весь озон, находящийся в атмосфере, и сжать под нормальным давлением, то в результате вышел бы слой, покрывающий поверхность Земли с шириной всего 3 мм. Для сравнения, вся сжатая под нормальным давлением атмосфера составляла бы слой в 8 км.

К разрушению озонового слоя приводят различные химические вещества. Такие как фреоны, использующиеся в холодильной промышленности и в аэрозолях. Окислы азота, которые образуются при ядерных взрывах и в камерах сгорания реактивных самолётов и ракет. Причём последнее особенно вредно, так как на больших высотах окислы азота живут очень долго. Применение большого количества минеральных удобрений тоже вредит озоновому слою. Дымовые газы электростанций вырабатывают миллионы тонн закиси азота в год.

Таким образом, большая часть воздействия на озоновый слой планеты связана с хозяйственной деятельностью человечества. Поэтому быстрого изменения ситуации ждать не стоит. Ведь человечество не может взять и отказаться от использования минеральных удобрений или быстро перейти на новые технологии производства холодильных установок.

О нарушении озонового слоя свидетельствовали озоновые дыры появлявшиеся весной над Антарктикой. Там благодаря особой циркуляции воздуха в атмосфере в зимние и весенние месяцы, присутствующие в стратосфере химические вещества, такие как хлор, фтор, азот, метан и др., преобразуются в активные, которые быстро разрушают озон. Измерения показали, что в такие периоды концентрация окиси хлора в 100-500 раз больше чем в средних широтах. То есть вредные вещества, которые попадают в атмосферу переносятся движением воздуха на все широты, но только в Антарктике в конце зимы и весной, благодаря особым природным условиям они эффективно разрушают стратосферный озон. Но это не значит что проблема озоновой дыры в Антарктике региональная, а не глобальная.

Весь озон на планете находится как бы в сообщающихся сосудах, в одних районах он образуется регулярно, а в других плохо, где-то он живёт годы, а где-то секунды. Соответственно если он исчезнет без компенсации в одном месте, то общий объём озона в мире уменьшится. Но в нашем техногенном мире, перекись азота, поступающая в приземной воздух больших городов в составе автомобильных выхлопных газов реагирует при ультрафиолетовом облучении с ненасыщенным углеводородом, тем самым, формируя в больших городах озоновый смог. В приземном слое воздуха озон не только образуется, но и разлагается. Разложение происходит за счёт растений, животных и промышленных выбросов.

Установить правильные взаимоотношения с природными процессами, обеспечивающими устойчивое поддержание жизни на нашей планете, можно лишь на основе знания законов формирования и поддержания активного функционирования биологических систем, обеспечивающих глобальный круговорот веществ.

- экологическое образование человека - важнейшая составная часть мировой культуры, непрерывного процесса познания и преобразования окружающей действительности;

- экологизация содержания образования и, следовательно, формирования мировоззрения человека, сохранения и созидания культурных ценностей - стратегическая линия развития всей современной системы образования и воспитания молодого поколения; признание и утверждение экологической направленности образования как государственной и региональной политики и стратегии в развитии образования на всех его этапах, начиная с семейного и дошкольного и заканчивая экологической сертификацией работающих специалистов;

- программа устойчивого развития общества - это прежде всего программа устойчивого, опережающего образования, в том числе и его экологического аспекта.

Исходным моментом экологического образования является индивидуальность, проявляемая в особом отношении к природе и духовности. Духовное содержание не функционирует самостоятельно, а накладывается на природное и преломляется через него. Однако ценность индивидуального, субъективного зависит от того, насколько оно наполнено объективным содержанием

Антропоцентризм и экоцентризм являются терминами, характеризующими мировоззрение человека, т. е. его взгляды на окружающий мир и на его место в этом мире

Антропоцентризм - мировоззрение, в котором человек рассматривается как центр и высшая цель мироздания.

Экоцентризм подразумевает постановку интересов природы в центр относительно интересов человека.

С позиций антропоцентризма экология воспринимается в большей степени как наука, "обслуживающая" человека в зависимости от изменения его экономического или социального статуса, чем естественнонаучная дисциплина.

Это мировоззрение передает крылатое выражение: "Все для человека"

Развитие технологии, расхищение природных богатств, уничтожение животных, загрязнение окружающей среды привело к истощению природных ресурсов и поставило человечество перед глобальным экологическим кризисом. Cтало очевидно, что необходимы новые мировоззренческие ориентиры, которые бы не противопоставляли человека природе.

Поэтому появился экоцентризм.

Для сторонников экоцентризма идея дикой природы заключается в защите дикой природы ради нее самой. Они видят дикую природу священной, имеющей внутреннюю ценность, обладающую моральными правами. Поэтому поддерживают создание охраняемых природных территорий, где дикой природе должна предоставляться полная свобода, без какого-либо научного, рекреационного или религиозного освоения.

ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ Б. КОММОНЕРА син. ЗАКОНЫ КОММОНЕРА – американский эколог Б. Коммонер сформулировал следующим образом 4 "закона" экологии: "все связано со всем" (это означает, что возмущения в одной части сложной системы, которой является биосфера, неизбежно влекут за собой изменения в другой ее части и ведут к нейтрализации возмущения или при превышении допустимого возмущения к еще большей деформации системы); следующий закон — "все должно куда-то деваться" (это на деле свободная формулировка закона сохранения вещества и энергии, о котором экологи часто забывают); далее — " природа знает лучше" ,последний закон — "ничто не дается даром" Б. Коммонер комментирует так "...глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которое не может являться объектом всеобщего улучшения; все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено. Платежа по этому векселю нельзя избежать: он может быть только отсрочен"

Биосфера. Модели экосистем. Биомы, их классификация.

Экосистема — сообщество организмов биоценоза и окружающей их неживой природы, образующее устойчивую и динамическую систему. Другими словами, экосистема — это совокупность биоценоза и биотопа.

Экосистема — основное понятие экологии Экология рассматривает взаимодействие живых организмов и неживой природы. Это взаимодействие, во-первых, происходит в рамках определенной системы (экологической системы, экосистемы) и, во-вторых, оно не хаотично, а определенным образом организовано, подчинено законам. Экосистемой называют совокупность продуцентов, консументов и детритофагов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени.

Примерами природных экосистем являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера.

Как видно из примеров, более простые экосистемы входят в более сложно организованные. При этом реализуется иерархия организации систем, в данном случае экологических.

Таким образом, для естественной экосистемы характерны три признака: 1) экосистема обязательно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов; 2) в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие; 3) экосистема сохраняет устойчивость в течение некоторого времени, что обеспечивается определенной структурой биотических и абиотических компонентов. Примерами природных экосистем являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера.

Главные свойства экосистем: Эмердженктность – свойства целого не равно сумме свойств его частей. Непрерывность. Эмердженктность возникает как в результате взаимодействия компонентов, а не как суммирование. Примеры:Участок лесного массива, пруд, гниющий пень, особь, заселенная микробами или гельминтами — являются экосистемами. Понятие экосистемы, таким образом, применимо к любой совокупности живых организмов и их местообитания.

Биосфера — совокупность частей земной оболочки (лито-, гидро - и атмосфера), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.

Биом — в одних источниках синоним биоценоза.

В других источниках биом — более крупная, чем биоценоз, биосистема, включающая в себя множество тесно связанных биоценозов. Так, в определении Юджина Одума, биом — «термин, определяющий крупную региональную или субконтинентальную биосистему, характеризующуюся каким-либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта».

Широко используется классификация по биомам, основанная на типе растительности и основных стабильных физических чертах ландшафта. Наземные биомы выделяют по естественным или исходным чертам растительности. А типы водных экосистем выделяют по геологическим и физическим особенностям. Можно выделить около 17 основных биотических сообществ, поддерживающих жизнь на Земле.

Таким образом, можно выделить следующие наземные биомы:

Тундра: арктическая (1) и альпийская (2).

Бореальные хвойные леса.

Листопадный лес умеренной зоны.

Степь умеренной зоны.

Тропические грасленд и саванна.

Чапараль – районы с дождливой зимой и засушливым летом

Пустыня: травянистая и кустарниковая.

Полувечнозелёный тропический лес: выраженный влажный и сухой сезоны

Вечнозелёный тропический дождевой лес.

Ледяная пустыня

Важным следствием иерархической организации экосистем является то, что по мере объединения компонентов в более крупные блоки, которые, в свою очередь, объединяются в системы, у этих новых функциональных единиц возникают новые свойства, отсутствовавшие на предыдущем уровне. Такое наличие у системного целого особых свойств, не присущих его подсистемам и блокам, а также сумме элементов, не объединенных системообразующими связями, называют эмерджентностью. Краткое античное определение эмерджентности звучит так: целое больше суммы его частей. Поэтому эмерджентные свойства экологической системы представляют собой не простой переход количества в качество, а являются особой формой интеграции, подчиняющейся иным законам формообразования, функционирования и эволюции. Такие качественно новые, эмерджентные свойства экологического уровня или экологической единицы нельзя предсказать, исходя из свойств компонентов, составляющих этот уровень или единицу. Хотя данные, полученные при изучении какого-либо уровня, помогают при изучении следующего, с их помощью никогда нельзя полностью объяснить явления, происходящие на этом уровне: он должен быть изучен непосредственно.

Несмотря на многообразие экосистем, все они обладают структурным сходством. В каждой из них можно выделить фотосинтезирующие растения - продуценты, различные уровни консументов, детритофагов и редуцентов. Они и составляют биотическую структуру экосистем.

Абиотический фактор

Совершенно очевидно, что жизнь без физической среды невозможна. Абиотическая среда контролирует деятельность живых организмов. Компоненты среды являются источником пищи для живых организмов, распространение организмов зависит от их адаптации к физическим условиям, форма и функции организмов определяются факторами неживой природы…

Огромное значение среди абиотических (физических) факторов среды отводится климату. Климат определяется многими показателями, важнейшие из которых: свет, температура и влажность. Кроме того, во многих местообитаниях организмы сильно зависят от кислотности и солёности среды обитания, от влияния воздушных и водных течений, от содержания кислорода в среде и др.

Абиотические факторы – факторы неживой природы. Экологические факторы – абиотические (климатические, почвенные, факторы водной среды, факторы рельефа (топографические, ораграфические), огонь (пожары)), факторы питания, биотические факторы (живой природы) – фитогенные (растения), зоогенные, микробогенные.

Биотические

Ни один организм в сообществе (неважно, в лесу, пустыне, на пастбище, в пруду или на коралловом рифе) не существует изолированно от своего окружения. Он взаимодействует с другими живыми существами и с окружающей средой.

Взаимоотношения живых организмов друг с другом и составляют биотические факторы окружающей среды.

Пищевые (или трофические) связи между различными видами наиболее важны в природе, их можно рассматривать как отрицательные взаимодействия, так как результаты таких взаимодействий отрицательно сказываются на росте и выживании одних организмов и положительно для других.

Итак, когда одни организмы поедают других, это

Отношения между растениями и растительноядными животными

Отношения между хищником и жертвой – хищничество, если речь идёт о животных

Близкое к хищничеству взаимоотношение особей различных видов – паразитизм

Отрицательными для одного из двух взаимодействующих видов могут быть конкурентные отношения; конкуренция может возникнуть из-за пищи, из-за пространства, из-за места обитания, укрытия и т. д.

Положительные для видов взаимоотношения чрезвычайно широко распространены в природе. Эти взаимоотношения удобно рассматривать в той последовательности, в какой они формировались в ходе эволюции.

Чаще всего встречается комменсализм, когда взаимодействие выгодно только для одного вида.

Встречаются случаи, когда оба организма получают преимущества от взаимодействия, это – кооперация.

Когда два вида живых организмов полностью зависят друг от друга и не могут существовать самостоятельно, это уже – мутуализм.

Толерантность-выносливость вида к воздействию на него тех или иных факторов среды.

Закон толерантности Шелфорда - в экологии - закон, согласно которому существование вида определяется лимитирующими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме.

Позже американский ученый Шелфорд в начале 20го века показал, что не только недостаток, но и избыток вещества влияют на жизнедеятельность организмов и сформулировал закон толерантности: отсутствие или невозможность процветания определяется недостатком или избытком любого фактора, уровень которого может оказаться близким к пределам устойчивости или выносливости, т. е. к пределам толерантности.

По способности приспосабливаться к окружающей среде:

– эврибионты (в широком интервале экологических факторов)

– стенобионты (в узком интервале экологических факторов)

На рисунке по отношению к свету – 1 –

Стенотервные виды, 2 – эвритерные виды.

Стенобионты — животные и растения, способные существовать лишь при относительно постоянных условиях окружающей среды (температуры, солености, влажности, наличия определенной пищи и т. д.). Например, все внутренние паразиты. Некоторые стенобионты зависят от какого-либо одного фактора, например сумчатый медведь коала — от наличия эвкалипта, листьями которого он питается.

Эврибионты— организмы, способные переносить значительные изменения условий окружающей среды. Например, морские звезды, обитающие в приливно-отливной зоне (литорали), переносят осушение во время отлива, сильное нагревание — летом, охлаждение (даже промерзание) — зимой.

Принцип эмерджентности.

Важное следствие иерархической организации состоит в том, что по мере объединения компонентов, или подмножеств, в более «крупные функциональные единицы, у этих новых единиц возникают новые свойства, отсутствовавшие на предыдущем уровне. Такие качественно новые, эмерджентные, свойства экологического уровня или экологической единицы нельзя предсказать, исходя из свойств компонентов, составляющих этот уровень или единицу. Иными словами, свойства целого невозможно свести к сумме свойств его частей. Хотя данные, полученные при изучении какого-либо уровня, помогают при изучении следующего, с их помощью никогда нельзя полностью объяснить явления, происходящие на этом следующем уровне; он должен быть изучен непосредственно.

Для иллюстрации принципа эмерджентности приведем два примера, один из химии, другой из экологии. Водород и кислород, соединяясь в определенном соотношении, образуют воду, жидкость, совершенно непохожую по своим свойствам на исходные газы. А определенные водоросли и кишечнополостные животные, эволюционируя совместно, образуют систему кораллового рифа, возникает эффективный механизм круговорота элементов питания, позволяющий такой комбинированной системе поддерживать высокую продуктивность в водах с очень низким содержанием этих элементов. Следовательно, фантастическая продуктивность и разнообразие коралловых рифов - эмерджентные свойства, характерные только для уровня рифового сообщества.

При каждом объединении подмножеств в новое множество возникает по меньшей мере одно новое свойство; предлагается различать эмерджентные свойства, определение которых дано выше, и совокупные свойства, представляющие собой сумму свойств компонентов. И те и другие - свойства целого, но совокупные свойства не включают новых или уникальных особенностей, возникающих при функционировании системы как целого. Рождаемость - пример совокупного свойства, поскольку она представляет собой лишь сумму индивидуальных рождений за определенный период, выраженную в виде доли или процента общего числа особей в популяции. Эмерджентные свойства возникают в результате взаимодействия компонентов, а не в результате изменения природы этих компонентов. Части не «сплавляются», а интегрируются, обусловливая появление уникальных новых свойств.

Филогенез— историческое развитие организмов. В биологии филогенез рассматривает развитие биологического вида во времени. Таксономия, классификация организмов по сходству, основана на филогенезе, но методологически отличается от филогенетического представления организмов.

Филогенез расматривает эволюцию в качестве процесса, в котором генетическая линия — организмы от предка к потомкам — разветвляется во времени, и её отдельные ветви могут специализироваться относительно общего предка, сливаться в результате гибридизации или прекращаться в результате вымирания.

Онтогенез — индивидуальное развитие организма от оплодотворения до смерти.

У многоклеточных животных в составе онтогенеза принято различать фазы эмбрионального (под покровом яйцевых оболочек) и постэмбрионального (за пределами яйца) развития, а у живородящих животных пренатальный (до рождения) и постнатальный (после рождения) онтогенез.

У многоклеточных растений к эмбриональному развитию относят процессы, происходящие в зародышевом мешке семенных растений.

Биогенетический закон Геккеля-Мюллера: каждое живое существо в своем индивидуальном развитии (онтогенез) повторяет в известной степени формы, пройденного его предками или его видом (филогенез).

Зародыши по Геккелю Закон впервые сформулирован немецким естествоиспытателем Эрнстом Геккелем в 1866 г. Краткая формулировка закона звучит следующим образом: Онтогенез есть рекапитуляция филогенеза.

Экологическая ниша — место, занимаемое видом (точнее — его популяцией) в сообществе (биоценозе), комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды.

Экологическая ниша представляет собой сумму факторов существования данного вида, основным из которых является его место в пищевой цепочке.

Принцип вытеснения

Суть принципа вытеснения, также известного как принцип Гаузе, состоит в том, что каждый вид имеет свою собственную экологическую нишу. Никакие два разных вида не могут занять одну и ту же экологическую нишу. Сформулированный таким образом принцип Гаузе подвергался критике. Например, одним из известных противоречий этому принципу является парадокс планктона. Все виды живых организмов, относящихся к планктону, живут на очень ограниченном пространстве и потребляют ресурсы одного рода (главным образом солнечную энергию и морские минеральные соединения). Современный подход к проблеме разделения экологической ниши несколькими видами указывает, что в некоторых случаях два вида могут разделять одну экологическую нишу, а в некоторых такое совмещение приводит один из видов к вымиранию.

Принцип заполнения

Экологическая ниша не может быть пустой. Если ниша пустеет в результате вымирания какого-то вида, то она тут же заполняется другим видом.